CAMPO DE APLICACIN DE LA ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA INDUSTRIALCAMPO DE APLICACIN DE LA ELECTRICIDAD Y LA ELECTRONICA DIGITAL

INGENIERIA INDUSTRIAL

2 D

ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA DIGITAL UNIDAD # 4

ING.NESTOR OLIVER HERNANDEZ GAYTAN

NELY DEL CARMEN LEON GOMEZ

CD.ACUA COAHUILA 28-MAYO-2015

INDICE

4.- Campo de aplicacin de la electricidad y electrnica industrial elctricos

4.1.- Sensores y transductores elctricos.

4.2.- Dispositivos de control elctrico y electrnico

4.3.- Dispositivos de control elctrico y electrnico

INTRODUCCION

Entre la ingeniera electrnica y la ingeniera elctrica existen similitudes, fundamentales, pues ambas tienen como base de estudio el fenmeno elctrico. Sin embargo la primera se especializa en circuitos de bajo voltaje entre ellos los semiconductores, los cuales tienen como componente fundamental al transistoro elcomportamiento de las cargas en el vaco como en el caso de las viejas de altovoltaje como se ve en las lneas de transmisin y en las estaciones elctricas. Ambas ingenieras poseen aspectos comunes como pueden ser los fundamentos matemticosy fsicos, la teora de circuitos,el estudio de electromagnetismo,y la planificacion de proyectosOtra diferencia fundamental seria en el hecho de que la ingeniera electronica estudia el uso de la energa elctrica para transmitir, recibir y procesarinformacin, siendo esta la base de la ingeniera de telecomunicacin, de la ingeniera informtica y la ingeniera de control automtico. El punto concordante de las ingenieras elctrica y electrnica es el rea de potencia. La electrnica se usa para convertir la forma de onda de los voltajes que sirven para transmitir la energa elctrica;la ingeniera elctrica estudia y disea sistemas de generacin, distribucin y conversin de la energa elctrica, en suficientes proporciones para alimentar y activarequipos, redes de electricidad de edificios y ciudades entre otros.

La Ingeniera electrnica es una rama de la ingeniera, que utiliza la electricidad, especficamente la electrnica para resolver problemas de la ingeniera tales como elcontrol deprocesos industriales,

SENSORESUn sensor es el componente de una instalacin o sistema, que se encarga de recibir el valor de una magnitud preferentemente no elctrica para convertirla en una seal elctrica-generalmente una tensin o una corriente de bajo valor, de fcil aplicacin en un sistema ms complejo.Los sensores se aplican cada vez ms en la fabricacin de productos industriales y tambin en todo sistema de ingeniera en que se requiera un accionamiento automtico, es decir, que al variar una determinada magnitud, se produzca un determinado efecto en otro lugar.Para los diversos elementos componentes de estas acciones, se ha visto la Necesidad de normalizarlos para facilitar su lectura y apreciacin, por medio de Letras y smbolos adecuados.Los sensores ms comunes se pueden clasificar en la siguiente forma.

De efecto Termoelctrico:

De efecto piezoelctrico

De efecto capacitivo

De efecto inductivo

De efecto electromagntico

De efecto fotovoltaico

En lo que se refiere a la forma en que se entregan la cantidad detectada, puedenSer analgicos o digitales, de acuerdo a las necesidades del componente que le Sigue en el sistema.

Las caractersticas de un sensor pueden ser, a su vez, las que siguen:

Por su campo de medida Por su alcance Por su sensibilidad Por su curva caracterstica de comportamiento Por su precisin Por su resolucinEsquemticamente, un sensor responde al siguiente esquema:Elemento captador de una cantidad que desea convertir elctricaSeal elctrica de caractersticas adaptadas al sistema que requiereSistema transformador de la cantidad captada, en una seal elctrica

En la entrada se recoge la seal, que es una magnitud que representa en forma proporcional, al valor que desea medir o conocer o procesar. En general, no es una dimensin elctrica. En la segunda etapa, la seal de entrada se cambia a seal elctrica, se amplifica o se cambia aun formato ms conveniente o en general, se acomoda a los fines perseguidos. En la tercera etapa se aplica a un instrumento de medida sea analgico o digital, o se inyecta en un sistema de control automtico se aplica a un dispositivo que permite ingresar en un sistema informtico para contribuir en un proceso complejo.Los sensores pueden otorgar salida con potencia suficiente proveniente de la seal misma de entrada, o puede ser necesario agregarles energa de una fuente a auxiliar propia, o aun circuito amplificador electrnico.

Al utilizar un sensor para una aplicacin, se debe calcular una distancia de deteccin nominal y una distancia de deteccion efectiva.(Fundamentos de la deteccin de presencia, Rockwell Automation/Allen-Bradley)

DISTANCIA NOMINAL DE DETECCIONLa distancia de deteccin nominal corresponde a la distancia de operacin para la que se ha diseado un sensor, la cual se obtiene mediante criterios estandarizados en condiciones normales.Fundamentos de la deteccin de presencia, Rockwell Automation/Allen-BradleyDISTANCIA EFECTIVA DE DETECCIONLa distancia de deteccin efectiva corresponde a la distancia de deteccin inicial (o de fbrica). Del sensor que se logra en una aplicacin instalada. Esta distancia se encuentra ms o menos entre la distancia de deteccin nominal, que es la ideal, y la peor distancia de deteccin posible.Fundamentos de la deteccin de presencia, Rockwell Automation/Allen-BradleyExisten otros trminos asociados al clculo de la distancia nominal en los sensores los cuales son: Histresis, Repetibilidad, Frecuencia de commutation y Tiempo de respuesta.

HistresisLa histresis, o desplazamiento diferencial, es la diferencia entre los puntos de operacin (conectado) y liberacin (desconectado) cuando el objeto se aleja de la Cara del sensor y se expresa Como un porcentaje de la distancia de deteccin. Sin una histresis suficiente, el sensor de proximidad se conecta y desconecta continuamente al aplicar una vibracin excesiva al objeto o al sensor, aunque se puede ajustar mediante circuitos adicionales.Fundamentos de la deteccin de presencia, Rockwell Automation/Allen-Bradley

RepetibilidadLa repetibilidad es la capacidad de un sensor de detectar el mismo. Objeto a la misma distancia de deteccion nominal y se basa en una temperatura ambiental y votaje electrico constante.Fundamentos de la deteccion de presencia, Rockwell Automation/Allen-Bradley.

Frecuencia de conmutacinLa frecuencia de conmutacin corresponde a la cantidad de conmutaciones por segundo que se pueden alcanzar en condiciones normales. En trminos ms generales, es la velocidad relativa del sensor. Fundamentos de la deteccin de presencia, Rockwell Automation/Allen-Bradley

Tiempo de respuestaEl tiempo de respuesta de un sensor corresponde al tiempo que transcurre entre la deteccin. De un objeto y el cambio de estado de el dispositivo de salida (de encendido - apagado o de apagado - encendido). Tambin es el tiempo que el dispositivo de salida tarda en cambiar de estado cuando el sensor ya no detecta el objeto. El tiempo de respuesta necesario para una aplicacin especfica se establece en funcin del tamao del objeto y la velocidad a la que ste pasa ante el sensor.Fundamentos de la deteccin de presencia, Rockwell Automation/Allen-Bradley

Sensores de apagado-encendido

Tambin conocidos como sensores si-no, sensores 0-1, sensores on-off, o sensores binarios son en general dispositivos mecnicos simples, los ms comunes son: Interruptores Reed que se conectan por la proximidad de un imn. Interruptor de pndulo, donde un peso cuelga de un hilo conductor dentro de un anillo metlico y las vibraciones o movimiento del anillo producen el cierre del circuito.

Interruptor Reed

Consta de dos electrodos fijos en los extremos de un bulbo generalmente de vidrio transparente, acoplados a estos electrodos hay dos lminas separadas una de las cuales est construida muy flexible de un material ferromagntico. Cuando se acerca un imn al rel, la atraccin sobre la lmina ferromagntica la encorva y se produce el contacto con la otra lmina cerrando el circuito. Si se separa el imn, de nuevo vuelve la lmina atrada a su posicin original y el circuito se abre. Estos interruptores son muy utilizados en los sistemas de seguridad y las alarmas.

Interruptor de pndulo.En l como un conjunto, dentro de un cuerpo metlico conductor con un agujero cilndrico cuelga una bola metlica algo ms pequea que el agujero a travs de un hilo conductor. Los movimientos laterales rpidos o de inclinacin del aparato hacen que la bola haga contacto con el interior del agujero cerrando el circuito. La sensibilidad del dispositivo depender de la diferencia de dimetro entre la bola y el agujero.

Sensores analgicosEn estos sensores se obtiene una salida proporcional a la seal de entrada y pueden ser de muchos tipos, los ms comunes son:FOTO RESISTENCIASon resistencias elctricas cuyo funcionamiento se basa en el efecto fotoelctrico. En ellas el valor de la resistencia elctrica cambia de acuerdo a la intensidad de la luz que les incide.

FOTODIODOS Estos sensores funcionan como un transistor cuya conduccin va desde circuito abierto en la oscuridad, luego la conduccin vara proporcionalmente a la iluminacin que incide sobre ellos y finalmente a partir de cierta intensidad de luz se comportan como circuito cerrado

TERMISTORES O TERMORESISTENCIA Son resistencias elctricas fabricadas con ciertos semiconductores cuyo valor depende de la temperatura a que se someten

MICROFONOLos que producen un voltaje o cambio de capacidad en dependencia del nivel de sonido

Circuitos bsicos de sensoresLos sensores requieren algn dispositivo que indique cuando algo est siendo sensado.

Sensores de abierto-cerradoPara un sensor simple de abierto-cerrado tal como un rel Reed este indicador puede ser tan simple como una lmpara incandescente, un LED o un zumbador.

Sensores analgicosPara los sensores analgicos se requiere un dispositivo que pueda indicar el valor de la seal procedente del sensor, este puede ser un un medidor digital o analgico.

Modificacin de las seales.La salida de los sensores puede clasificarse en dos grupos:1. Seales activas; que son aquellas portadores de energa tal como un voltaje.2. Seales pasivas; que son aquellas no portadoras de energa tales como cambios en la resistencia o capacidad elctrica. En el caso de seales activas, generalmente pueden ser utilizadas directamente por el medio indicador, pero en ocasiones su potencia es pequea y deben ser amplificadas.Las seales pasivas casi universalmente se convierten a un voltaje proporcional para alimentar el medio indicador.

TRANSDUCTOR ELECTRICOUn transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir una determinada manifestacin de energa de entrada, en otra diferente a la salida, pero de valor muy pequeos en trminos relativos con respecto a un generador.El nombre del transductor ya nos indica cual es la transformacin que realiza (por ejemplo electromecnica, transforma una seal elctrica en mecnica o viceversa). Es un dispositivo usado principalmente en la industria, en la medicina interna, en la agricultura, en robtica, en aeronutica, etc., para obtener la informacin de entornos fsicos y qumicos y conseguir (a partir de esta informacin) seales o impulsos elctricos o viceversa. Los transductores siempre consumen cierta cantidad de energa por lo que la seal medida resulta atenuada.

4.2.-DISPOSITIVOS DE CONTROL ELECTRICO Y ELECTRONICO ANTECEDENTES HISTRICOS De manera estricta, y considerando el sentido amplio del trmino electrnica como la ciencia de la manipulacin de seales elctricas, se tiene que esta tecnologa es muy antigua. Se remonta a finales del siglo XIX, cuando apenas se encontr que el tomo no era tan indivisible como se haba pensado originalmente, y se fueron descubriendo sus tres partculas ms importantes; a saber, protones, neutrones y electrones. Estos ltimos llamaron la atencin de muchos investigadores, quienes intentaron aprovecharlos para diversas aplicaciones, pero el que se considera el primer artilugio electrnico de la historia, es el tubo de Crookes, desarrollado en 1895 por el cientfico ingls William Crookes llamaron la atencin de muchos investigadores, quienes intentaron aprovecharlos para diversas aplicaciones, pero el que se considera el primer artilugio electrnico de la historia, es el tubo de Crookes, desarrollado en 1895 por el cientfico ingls William Crookes. Este tubo es una especie muy primitiva de cinescopio, y precisamente aprovecha los electrones para crear una imagen burda sobre una superficie recubierta de fsforo. Dos aos despus, el cientfico alemn Karl F. Braun desarroll el primer osciloscopio, adaptando un tubo de Crookes de modo que produjera un haz delgado de electrones, y colocando placas de deflexin horizontal y vertical, con lo que en la pantalla del tubo apareca un trazo equivalente a la seal elctrica que se estuviera estudiando. La aparicin de este aparato fue pieza clave para acelerar el desarrollo de la tecnologa electrnica, ya que por primera vez se tena una forma confiable de observar el comportamiento de ciertos fenmenos, a pesar de que ocurrieran a muy altas frecuencias. Sin embargo, tanto el tubo de Crookes como el osciloscopio aprovechan los electrones producidos por un electrodo, pero no los manipulan en sentido estricto. El primer dispositivo electrnico que s modifica el comportamiento de una seal elctrica aplicada, se produjo a raz. Est tubo es una especie muy primitiva de cinescopio, y precisamente aprovecha los electrones para crear una imagen burda sobre una superficie recubierta de fsforo. Dos aos despus, el cientfico alemn Karl F. Braun desarroll el primer osciloscopio, adaptando un tubo de Crookes de modo que produjera un haz delgado de electrones, y colocando placas de deflexin horizontal y vertical, con lo que en la pantalla del tubo apareca un trazo equivalente a la seal elctrica que se estuviera estudiando. La aparicin de este aparato fue pieza clave para acelerar el desarrollo de la tecnologa electrnica, ya que por primera vez se tena una forma confiable de observar el comportamiento de ciertos fenmenos, a pesar de que ocurrieran a muy altas frecuencias. Sin embargo, tanto el tubo de Crookes como el osciloscopio aprovechan los electrones producidos por un electrodo, pero no los manipulan en sentido estricto. El primer dispositivo electrnico que s modifica el comportamiento de una seal elctrica aplicada, se produjo a raz de una investigacin completamente distinta, y en un principio, ni siquiera se apreci el potencial que tena. En 1873, el investigador ingls Frederick Guthrie descubri que un electrodo caliente cargado positivamente, poda descargarse si se le acercaba una laminilla con polaridad negativa, pero no suceda lo mismo si la laminilla tena polaridad positiva. Esto demostr que la corriente slo fluye en una direccin; pero en ese momento no se encontr ninguna aplicacin prctica para el fenmeno. De forma independiente, en la dcada de 1880, cuando Toms Alva Edison estaba haciendo investigaciones para mejorar su bombilla, en uno de sus experimentos coloc una laminilla metlica en la proximidad del filamento incandescente, y encontr que cuando se aplicaba un voltaje positivo al filamento y uno negativo a la laminilla, se estableca un flujo de corriente entre ambos elementos, pero si el voltaje se inverta no pasaba nada. Edison tampoco encontr aplicacin a este fenmeno, pero como buen comerciante que era, lo patent y se olvid de l. Aos ms tarde, en 1904, un grupo de investigadores de la compaa Marconi, comandado por John A. Fleming, rescat este principio para la elaboracin del que se considera el primer dispositivo electrnico de la historia: el diodo rectificador. Este dispositivo se cre con el objetivo de servir como pieza fundamental en la recepcin y recuperacin de seales de radio en amplitud modulada, ya que su caracterstica de slo conducir en una direccin y no en la opuesta, lo haca ideal para recortar la seal de AM recibida, por lo que bastaba colocar un filtro a su salida, para recuperar la seal de audio transmitida. Esto permiti la fabricacin de receptores de radio ms precisos, lo que le dio un impulso muy importante a esta industria. Tambin, a principios de siglo, apareci el primer dispositivo electrnico de estado slido: el diodo de cristal, desarrollado alrededor de 1906 con base en las investigaciones hechas por Karl F. Braun con cristales de un material denominado galena. Las radios de galena fueron muy populares en el primer cuarto del siglo XX, ya que no necesitaban fuente de energa adicional para funcionar, recuperando la seal que llegaba a travs de las ondas de radio, y con su misma energa alimentaban un altavoz pequeo, normalmente en un audfono. Sin embargo, un problema al que se enfrentaban los productores de radio es que la seal que se reciba en las antenas era de muy baja intensidad, por lo que se requera con urgencia, alguna forma de aumentar su potencia. Los experimentos realizados con los diodos de vaco demostraron que, si se coloca una rejilla entre los electrodos del mismo, y en esta rejilla se aplica una seal de bajo nivel, a travs de los electrodos principales de este dispositivo aparece la misma seal, pero amplificada. As surgi el trodo, inventado por Lee DeForest en 1907, considerado el primer amplificador electrnico y que es la base para una enorme cantidad de circuitos, que incluso en la actualidad se siguen utilizando. Durante la primera mitad del siglo XX, los tubos de vaco (diodo, trodo y dems variantes) dominaron la tecnologa electrnica, al grado que las primeras computadoras estaban formadas por cientos o miles de estos dispositivos; sin embargo, esto cambi radicalmente a partir de 1947, cuando tres cientficos que trabajaban en los laboratorios Bell, Bardeen, Shockley y Brattain, descubrieron el primer trodo de cristal, que despus recibira el nombre de transistor. A partir de ese momento, la tecnologa electrnica ha evolucionado a pasos agigantados, pasando de grandes y estorbosos tubos de vaco, a componentes semiconductores discretos, luego a los circuitos integrados, y finalmente a la situacin actual, donde existen chips que incluyen en su interior cientos de millones de transistores individuales, trabajando en conjunto para hacer ms cmoda la vida diaria, tanto en el trabajo como en el entretenimiento.APLICACIN En la actualidad, es difcil encontrar algn aparato o mecanismo que no utilice algn tipo de dispositivo electrnico; ya sea en labores de control, de rectificacin, en el encendido o apagado de seales, en el proceso de las mismas, etc., la electrnica est invadiendo todas las ramas de la tecnologa. La tecnologa electrnica es tan popular, que es difcil llegar a algn sitio en donde no se encuentren varios aparatos que la aprovechan ampliamente para su funcionamiento. A continuacin se muestran algunos ejemplos:

Laelectrnicadesarrolla en la actualidad una gran variedad de tareas. Los principales usos de loscircuitoselectrnicos son el control, el procesado, la distribucin de informacin, la conversin y la distribucin de la energa elctrica. Estos dos usos implican la creacin o la deteccin de campos electromagnticos y corrientes elctricas. Entonces se puede decir que la electrnicaabarca en general: Electrnica de control Telecomunicaciones Electrnica de potencias

DISPOSITIVO ELECTRICOUn aparato electrnico (o dispositivo) consiste en una combinacin de componentes electrnicos organizados en circuitos, destinados a controlar y aprovechar las seales elctricas.Ejemplo:Dispositivo electrnico es un amplificador de sonido que controla el flujo de energa de un micrfono hacia los altavoces .Un dispositivo de control es un aparato elctrico o electrnico que sirve para transmitir rdenes de control a los aparatos lo soportenEs un aparato que, para cumplir una tarea, utiliza energa elctrica alterndola, ya sea por transformacin, amplificacin/reduccin o interrupcin.Un ejemplo de aparato elctrico es una lmpara incandescente que transforma la electricidad en Luz. Cuando hablamos de controles elctricos nos referimos a un conjunto de dispositivos pertenecientes a un circuito elctrico, que nos permite realizar tareas de mando de manera automtica, rpida y sencilla. Cada circuito de control elctrico est compuesto por diferentes dispositivos, cada uno realiza una tarea especfica dentro del circuito la interaccin de de los diferentes dispositivos logran la funcionalidad dentro del circuito o tablero de control.A continuacin presentamos las caractersticas y funciones de cada dispositivo.

CONTACTOR ELECTROMAGNETICO Los contactares electromagnticos son dispositivos de control que funcionan a travs de un principio llamado electromagnetismo, estos contactares poseen una bobina en un ncleo de hierro la cual crea un campo magntico cuando se energiza la bobina del mismo, paralelamente a este ncleo se encuentran barras magnticas separadas que al momento de energizar la bobina se atraen al ncleo permitiendo el paso de una corriente. Estas barras magnticas se definen como 'contactos' estos contactos pueden ser de dos tipos, contactos abiertos o contactos cerrados, la funcin de estos contactos son bsicamente las de un interruptor convencional accionado manualmente, al igual que estos interruptores los contactos cierran o abren un circuito pero de manera automtica por medio del electromagnetismo.Los contactares electromagnticos suelen contar con varios de estos contacto tanto abiertos como cerrados depende de las caractersticas del dispositivo..

Caractersticas.A la hora de trabajar con estos contactares se debe tomar en cuenta sus principales caractersticas.El tipo de corriente: Estos trabajan con corrientes AC y DC debes tomar en cuenta cual vas usar dependiendo el control que deseas realizarCantidad de corriente que soporta: Debes tomar en cuenta la cantidad de corriente que soporta, si el contactar ser destinado para mantener lneas de alimentacin de una carga el contacto estar sometido a una gran cantidad de corriente, si en contactar ser usado como mando y control las corrientes son relativamente bajas, esta caracterstica se toma en cuenta a la hora de saber que funcin realizara el contacto dentro del circuitoCantidad de contactos: La cantidad de los contactos vara dependiendo el tipo de contactar que utilicemos, estos van desde seis contactos principales y dos contactos auxiliares, los contactos principales se dividen en tres contactos normalmente abiertos y tres contactos normalmente cerrados. Uso de los contactares.Los contactares se usan para manejar el control elctrico son los que hacen el trabajo lgico al tablero de control, tambin se utilizan para el arranque de motores trifa sitos que necesitan capcionar tres lneas al mismo tiempo.Rels Electromagnticos.Los rels o relevadores, son dispositivos de control diseados con la finalidad de energizar o des energizar circuitos completamente diferentes a el que el pertenece, los rels electromagnticos estn presente en todo circuito de control elctrico y son efectivos a la hora de separar corrientes o lneas de tensin de un circuito a otro.Caractersticas.Existen varios tipos de rels como por ejemplo: los rels electrnicos que pueden controlar circuitos de alta tensin con pequeas seales de voltaje. Estos rels son muy eficientes ahorradores.

Rels temporizados, estos rels se comportan de la misma manera de los rels electromagnetismo o electrnicos solo que tienen una funcin caracterstica y muy interesante la cual es permitirle programar el rel para que cumpla su funcin dentro de un tiempo determinado.

Los rels poseen una bobina que puede ser alimentada con corrientes AC y DC y sus contactos soportar la misma con la que est trabajando la bobina, los contactos de los rels se comportan de manera a la energizacin y a la des energizacin y puede contar con tres a seis contactos.Rels Trmicos.Los rels trmicos son dispositivos utilizados para la proteccin del circuito de potencia, estos han sido diseados para proteger motores elctricos, estos aparatos operan en el principio de monitorear la corriente del circuito de arranque del motor, cuando la corriente excede a unas condiciones prefijadas, o no pasa la corriente por alguna fase, el aparato iniciara el circuito de disparo, que desconectara el circuito de control generando el stop en la potencia, en este caso el motor. Caractersticas.Est compuesto por un bimetal calibrado por el que circula la corriente que alimenta la carga. Cuando sta es superior a la intensidad para la que est construido el aparato, se calienta, se va dilatando y provoca que el bimetal se arquee, con lo que se consigue que el interruptor se abra automticamente. Detecta las fallas por sobrecarga.Breaker's o fusibles.Recordemos que los Breaker's son dispositivos de proteccin que blindan el circuito en funcin de la corriente, para as proteger por los daos causados por sobrecarga o corto circuito, l se encarga de monitorear y detectar corrientes elevadas con las que el circuito en condiciones normales no debera trabajar.Caractersticas.A diferencia de los fusibles que tiene una relativa corta vida ya que la proteccin que brinda se limita a un solo uso, los breaker's cuentan con una caracterstica que le permite abrir el circuito al detectar alguna falla sin sufrir daos en su estructura y cumpliendo con su funcin de proteger el circuito y la carga que est conectada a l. Cuando utilizamos los Breaker en control se ven destinados directamente como mecanismo de proteccin para el control no para la carga o fuerza, ya que los motores que son la carga necesitan otros tipos de proteccin que garantice su funcionamiento como lo seran los trmicos que adems de considerar la corriente tambin lo hace con el voltaje.Entre los modelos existen breaker desde monofsicos hasta trifsicos, los trifsicos cuentan tambin con un neutro para hacer utilidad de las tres lneas por independiente. .

Controlador Lgico Programable PLC Hasta no hace mucho tiempo el control de procesos industriales se vena haciendo de forma cableada por medio de contactores y relees. Al operario que se encontraba a cargo de este tipo de instalaciones, se le exiga tener altos conocimientos tcnicos para poder realizarlas y posteriormente mantenerlas. Adems cualquier variacin en el proceso supona modificar fsicamente gran parte de las conexiones de los montajes, siendo necesario para ello un gran esfuerzo tcnico y un mayor desembolso econmico. En la actualidad no se puede entender un proceso complejo de alto nivel desarrollado por tcnicas cableadas. El ordenador y los Controladores Lgicos Programables han intervenido de forma considerable para que este tipo de instalaciones se hayan visto sustituidas por otras controladas de forma programada. El Controlador Lgico Programable (PLC) naci como solucin al control de circuitos complejos de automatizacin. Por lo tanto se puede decir que un PLC no es ms que un aparato electrnico que sustituye los circuitos auxiliares o de mando de los sistemas automticos. A l se conectan los captadores (finales de carrera, pulsadores, etc.) por una parte, y los actuadores (bobinas de contactores, lmparas, pequeos receptores, etc.) por otra. Los PLC se introdujeron por primera vez en la industria en 1960 aproximadamente. La razn principal de tal hecho fue la necesidad de eliminar el gran costo que se produca al reemplazar el complejo sistema de control basado en relees y contactores. Bedford Associates propuso algo denominado Controlador Digital Modular (MODICON, Modular Digital Controler) a un gran fabricante de coches. Otras compaas propusieron a la vez esquemas basados en ordenador, uno de los cuales estaba basado en el PDP-8. El MODICON 084 (Schneider) result ser el primer PLC del mundo en ser producido comercialmente. El problema de los rels era que cuando los requerimientos de produccin cambiaban tambin lo haca el sistema de control. Esto comenz a resultar bastante caro cuando los cambios fueron frecuentes. Dado que los rels son dispositivos mecnicos y poseen una vida limitada se requera un estricto mantenimiento planificado. Por otra parte, a veces se deban realizar conexiones entre cientos o miles de rels, lo que implicaba un enorme esfuerzo de diseo y mantenimiento. Los "nuevos controladores" deban ser fcilmente programables por ingenieros de planta o personal de mantenimiento. El tiempo de vida deba ser largo y los cambios en el programa tenan que realizarse de forma sencilla. Finalmente se impona que trabajaran sin problemas en entornos industriales adversos. La solucin fue el empleo de una tcnica de programacin familiar y reemplazar los rels mecnicos por rels de estado slido. A mediados de los 70 las tecnologas dominantes de los PLC eran mquinas de estado secuencial y CPU basadas en desplazamiento de bit. Los microprocesadores convencionales cedieron la potencia necesaria para resolver de forma rpida y completa la lgica de los pequeos PLC. Por cada modelo de microprocesador haba un modelo de PLC basado en el mismo. Las habilidades de comunicacin comenzaron a aparecer en 1973 aproximadamente. El primer sistema fue el bus Modicon (Modbus). El PLC poda ahora dialogar con otros PLC y en conjunto podan estar aislados de las mquinas que controlaban. Tambin podan enviar y recibir seales de tensin variables, entrando en el mundo analgico. Desafortunadamente, la falta de un estndar acompaado con un continuo cambio tecnolgico ha hecho que la comunicacin de PLC sea un maremgnum de sistemas fsicos y protocolos incompatibles entre si. No obstante fue una gran dcada para los PLC. En los 80 se produjo un intento de estandarizacin de las comunicaciones con el protocolo MAP (Manufacturing Automation Protocol) de General Motor's. Tambin fue un tiempo en el que se redujeron las dimensiones del PLC y se pas a programar con programacin simblica a travs de ordenadores personales en vez de los clsicos terminales de programacin. Hoy da el PLC ms pequeo es del tamao de un simple relee. Los 90 han mostrado una gradual reduccin en el nmero de nuevos protocolos, y en la modernizacin de las capas fsicas de los protocolos ms populares que sobrevivieron a los 80. El ltimo estndar (IEC 1131-3) intenta unificar el sistema de programacin de todos los PLC en un nico estndar internacional. Ahora disponemos de PLC que pueden ser programados en diagramas de bloques, lista de instrucciones y texto estructurado al mismo tiempo. . Posibilidad de gobernar varias mquinas con el mismo PLC Menor tiempo de puesta en funcionamiento. Si el PLC queda pequeo para el proceso industrial puede seguir siendo de utilidad en otras mquinas o sistemas de produccin. Entre los inconvenientes podemos citar el Adiestramiento de tcnicos y su costo. Al da de hoy estos inconvenientes se van haciendo cada vez menores, ya que todos los PLC comienzan a ser ms sencillos de programar, algunos se los programa con smbolos. En cuanto al costo tampoco hay problema, ya que hay Controladores Lgicos Programables para todas las necesidades y a precios ajustados.CAMPOS DE APLICACIN El PLC por sus especiales caractersticas de diseo tiene un campo de aplicacin muy extenso. La constante evolucin del hardware y software ampla constantemente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales. Su utilizacin se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control, sealizacin, etc., por tanto, su aplicacin abarca desde procesos de fabricacin industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, etc. Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar los programas para su posterior y rpida utilizacin, la modificacin o alteracin de los mismos, etc., hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades tales como: Espacio reducido. Procesos de produccin peridicamente cambiantes. Procesos secunciales. Maquinaria de procesos variables. Instalaciones de procesos complejos y amplios. Chequeo de programacin centralizada de las partes del proceso. Maniobra de mquinas. Maniobra de instalaciones. Sealizacin y control. Chequeo de Programas Sealizacin del estado de procesos.MODO DE FUNCIONAMIENTOLos Controladores Lgicos Programables son mquinas secunciales que ejecutan correlativamente las instrucciones indicadas en el programa de usuario almacenado en su memoria, generando unas rdenes o seales de mando a partir de las seales de entrada ledas de la planta (aplicacin): al detectarse cambios en las seales, el autmata reacciona segn el programa hasta obtener las rdenes de salida necesarias. Esta secuencia se ejecuta continuamente para conseguir el control actualizado del proceso. La secuencia bsica de operacin del autmata se puede dividir en tres fases principales: Lectura de seales desde la interfaz de entradas. Procesado del programa para obtencin de las seales de control. A secuencia bsica de operacin del autmata se puede dividir en tres fases principales: Lectura de seales desde la interfaz de entradas. Procesado del programa para obtencin de las seales de control. Escritura de seales en la interfaz de salidas. A fin de optimizar el tiempo, la lectura y escritura de las seales se realiza a la vez para todas las entradas y salidas; Entonces, las entradas ledas de los mdulos de entrada se guardan en una memoria temporal (Imagen entradas). A esta acude la CPU en la ejecucin del programa, y segn se va obteniendo las salidas, se guardan en otra memoria temporal (imagen de salida). Una vez ejecutado el programa completo, estas imgenes de salida se transfieren todas a la vez al mdulo de salida. Ciclo de funcionamiento El funcionamiento del Controlador Lgico Programable es, salvo el proceso inicial que sigue a un Reset, de tipo secuencial y cclico, es decir, las operaciones tienen lugar una tras otra, y se van repitiendo continuamente mientras el autmata est bajo tensin.

El ciclo de funcionamiento Ciclo de funcionamiento El funcionamiento del Controlador Lgico Programable es, salvo el proceso inicial que sigue a un Reset, de tipo secuencial y cclico, es decir, las operaciones tienen lugar una tras otra, y se van repitiendo continuamente mientras el autmata est bajo tensin. La figura 1 muestra esquemticamente la secuencia de operaciones que ejecuta el autmata, siendo las operaciones del ciclo de operacin las que se repiten indefinidamente. El ciclo de funcionamiento se divide en dos partes como se puede observar en el esquema de diagrama de la figura.1 llamados Proceso Inicial y Ciclo de Operacin. Proceso inicial Como se muestra en la figura, antes de entrar en el ciclo de operacin el autmata realiza una serie de acciones comunes, que tratan fundamentalmente de inicializar los estados del mismo y chequear el hardware. Estas rutinas de chequeo, incluidas en el programa monitor ROM, comprueban: se divide en dos partes como se puede observar en el esquema de diagrama del. Proceso Inicial y Ciclo de Operacin. Proceso inicial: antes de entrar en el ciclo de operacin el autmata realiza una serie de acciones comunes, que tratan fundamentalmente de inicializar los estados del mismo y chequear el hardware. Ciclo de operacin: Este ciclo puede considerarse dividido en tres bloques: Proceso Comn Ejecucin del programa Servicio a perifricos.

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