CONTROL Y ROBÓTICA

Tecnología de 4º

Fuensanta Torrano – I.E.S. Mariano Baquero

ÍndiceSistemas de control automático

Un sistema es automático cuando es capaz de regular una magnitud o realizar un proceso sin la intervención del hombre. Al conjunto de dispositivos encargados de realizar esa tarea se le llama sistema de control automático.

Índice

FASES DE CUALQUIER AUTOMATISMO

Entrada de información

Análisis y toma de

decisiones

Ejecución de tareas

Índice

ELEMENTOS DE UN SISTEMA AUTOMÁTICO

Un sistema de control está formado por: Sensores, detectan el estado en que se

encuentra el sistema y generan una señal. La unidad de control, valora las señales de

entrada que recibe de los sensores y decide la acción que ha de realizarse, activando las salidas correspondientes.

Actuadores, ejecutan las acciones según el diseño de la unidad de control, realizando movimientos, emitiendo sonidos o señales luminosas,…

Índice

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL

En lazo abierto

En lazo cerrado

Índice

Sistemas en lazo abierto

Estos sistemas se ponen en funcionamiento cuando los sensores lo determinan.

Por ejemplo: Un sistema de calefacción con

programador hace que el sistema funcione durante un tiempo determinado, independientemente de la temperatura de la habitación

Una lavadora Una tostadora Clasificación

Índice

Sistemas en lazo cerrado

Estos sistemas se mantienen en funcionamiento mientras no se alcance el objetivo final deseado

Por ejemplo: Un sistema de calefacción con termostato

sigue las variaciones de temperatura de la habitación y sólo se detiene una vez que se ha alcanzado la temperatura deseada

El sistema de llenado de un depósito La trayectoria de un misil inteligente Clasificación

Actividades

Índice

Actividades

1) Enumera los sistemas automáticos que puedes encontrar en un centro comercial

2) Indica si los sistemas enumerados en el ejercicio anterior son en lazo abierto o lazo cerrado y explica por qué.

3) Clasifica los siguientes procesos:a) Tostadora

b) Sistema de riego por temporizador

c) Carga de batería de un móvil

d) Semáforo

e) Puerta de garaje con llave magnética

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Índice

Dispositivos utilizados en Sistemas Automáticos

Dispositivos de Entrada: Sensores

Dispositivos de Salida: Actuadores

Dispositivo de Control: El Ordenador

Índice

DISPOSITIVOS DE ENTRADA: SENSORES

Interruptores y pulsadores Potenciómetros Fotorresistencias Termorresistencias Optoacopladores

Elementos

Índice

Interruptores y pulsadores

Son los sensores más sencillos; sólo tienen dos estados posibles, abierto o cerrado, o sea, que generan una señal digital

Pueden ser accionados manualmente o activados por la propia máquina al moverse, como ocurre con el final de carrera

Sensores

Índice

Potenciómetros

En un potenciómetro la resistencia varía según giremos o deslicemos el mando

La tensión de salida depende de la posición del cursor del potenciómetro y de la tensión de alimentación

P

Vcc

Vsal

Sensores

Índice

Fotorresistencias (LDR)

En una fotorresistencia la resistencia disminuye al aumentar la intensidad de la luz que recibe

Como lo que necesitamos es una variación de tensión, se montan como se muestra en el esquema

Vcc

Vsal

R

LDR

Sensores

Índice

Termorresistencias (NTC o PTC)

Una termorresistencia nos permite detectar cambios de temperatura.

Su valor aumentará o disminuirá con la temperatura según se trate de una NTC o una PTC

Con el montaje de la figura convertimos la variación de resistencia en variación de tensión Sensores

Vcc

VsalR

t

Índice

Optoacopladores

Se trata de un dispositivo compuesto por un fototransistor que recibe luz de un diodo LED, normalmente de infrarrojos, llevándolo a saturación, si algo se interpone el transistor queda en corte y no conduce

En el esquema de la figura se observa la forma de conexión Sensores

Vcc

Vsal

R1 R2

Índice

Motores eléctricos de corriente continua

Bombillas y LEDs Zumbadores Electroimanes Cilindros neumáticos Motores paso a paso y servomotores Relés

DISPOSITIVOS DE SALIDA: ACTUADORES

Elementos

Índice

Motores eléctricos de corriente continua

Su velocidad de giro es proporcional a la tensión que los alimenta, lo que los hace fácilmente regulables

Su sentido de giro cambia al invertir la polaridad de la tensión de alimentación

Suelen girar a una velocidad muy alta por lo que habitualmente se necesita un mecanismo reductor Actuadores

Índice

Bombillas y LEDs

Producen una señal luminosa

La intensidad con que brillan las bombillas es proporcional a la tensión de alimentación

Los LEDs deben conectarse siempre con una resistencia en serie

Actuadores

Índice

Zumbadores

Emiten una señal sonora

Suelen emplearse como alarma de fin de proceso, como alerta sobre condiciones extremas, para avisar de puertas o ventanas abiertas,…

Actuadores

Tienen una polaridad definida que hay que tener en cuenta al conectarlos

Índice

Electroimanes

Estos dispositivos se comportan como imanes sólo mientras son atravesados por una corriente eléctrica

Pueden utilizarse para mover el pestillo metálico de una puerta, para sujetar y soltar objetos,… Actuadores

Algunos, como el de la figura tienen en su interior una barra de acero imantada que se desplaza al activarse el electroimán

ÍndiceCilindros neumáticos

Estos dispositivos utilizan la presión del aire comprimido para conseguir el desplazamiento de un émbolo que se encuentra en el interior del cilindro

Pueden realizar una fuerza considerable y a una altísima velocidad..

Aunque no son dispositivos eléctricos, sí podemos accionarlos con una electroválvula

Actuadores

Se emplean principalmente en automatismos industriales

Índice

Motores paso a paso

Tienen 4, 5 ó 6 cables, no 2, como los habituales No giran de forma continua, sino dando

pequeños “pasos”. Por ejemplo, un motor de paso 3’6º, necesita

100 pasos para dar una vuelta completa

Actuadores

Se emplean en automatismos que requieren movimientos muy precisos, como un disco duro, una impresora,…

Servomotor

Índice

Servomotores

Se trata de un tipo de motor paso a paso

Es un dispositivo similar al motor de corriente continua, pero que es capaz de colocarse en cualquier ángulo y mantenerse estable en esa posición

Actuadores

Estos motores, llamados “servos” se utilizan principalmente en robótica

Índice

Relés

Nos permiten activar o desactivar otros dispositivos que funcionen con tensiones distintas

Por ejemplo con un relé alimentado a 6 v podemos controlar un ventilador o una lavadora conectados a 220 v

Actuadores

Índice

Actividades 24) Clasifica los siguientes dispositivos en

sensores o actuadores. Busca en Internet sus aplicaciones reales y copia la imagen o el dibujo en un documento de texto: LED, pulsador, potenciómetro, final de carrera, termorresistencia, zumbador, LDR, interruptor, micrófono, electroimán y optoacoplador

5) Describe el funcionamiento de:a) un optoacopladorb) un reléc) Una LDRd) Un motor paso paso

Índice

Unidad de control

Contiene los elementos que analizan las señales proporcionadas por los periféricos de entrada y, en función de éstas, hacen funcionar de un modo u otro a los periféricos de salida, según las órdenes prefijadas o programadas.

Dicho control se puede realizar con: Equipos de propósito único, diseñados para una aplicación

concreta como un programador de climatización Equipos de usos múltiples, que a su vez pueden ser de dos

tipos: Autómatas programables: se utilizan

principalmente en la industria Ordenadores: permiten realizar cualquier

operación de control

ÍndiceEl ordenador como unidad de control en sistemas automáticos

Para aprovechar las posibilidades de control y de programación que tiene el ordenador necesitaremos una tarjeta controladora, que es un periférico que nos proporciona unas entradas y unas salidas adaptadas para la conexión de los sensores y actuadores.

Utilizando el lenguaje de programación MSWLogo, haremos programas que valoren la información de los sensores conectados a sus entradas y decidan qué actuadores, conectados a las salidas, hemos de activar.

ÍndiceEsquema - ÍndiceEsquema - Índice

Sistemas de control automático

Elementos básicos de un sistema de

control

Clasificación de los Sistemas de control

Dispositivos utilizados en los

sistemas automáticos

Dispositivos de Entrada: Sensores

Dispositivos de Salida: Actuadores

Unidad de Control

Actividades 1

Actividades 2