“Desarrollo De Aplicaciones"

Flores Montalvo Gustavo

Adquisición de datos analógicos y digitales

Dato: Representación simbólica (numérica, alfabética...), atributo o característica de un valor. No tiene sentido en sí mismo, pero convenientemente tratado (procesado) se puede utilizar en la relación de cálculos o toma de decisiones.

Adquisición: Recogida de un conjunto de variables físicas, conversión en voltaje y digitalización de manera que se puedan procesar en un ordenador.

Sistema: Conjunto organizado de dispositivos que interactúan entre sí ofreciendo prestaciones más completas y de más alto nivel. Una vez que las señales eléctricas se transformaron en digitales, se envían a través del bus de datos a la memoria del PC. Una vez los datos están en memoria pueden procesarse con una aplicación adecuada, archivarlas en el disco duro, visualizarlas en la pantalla, etc...

Bit de resolución: Número de bits que el convertidor analógico a digital (ADC) utiliza para representar una señal.

Rango: Valores máximo y mínimo entre los que el sensor, instrumento o dispositivo funcionan bajo unas especificaciones.

Sistemas electrónicos dedicados a la adquisición de datos

Un Sistema de Adquisición de Datos no es mas que un equipo electrónico cuya función es el control o simplemente el registro de una o varias variables de un proceso cualquiera, de forma general puede estar compuesto por los siguientes elementos:

Sensores.

Amplificadores operacionales.

Amplificadores de instrumentación.

Aisladores.

Multiplexores analógicos.

Multiplexores digitales.

Sensores o Transductores: Los sensores tienen un rol vital en todo SAD ellos tienen la función de convertir la variable física que se desea registrar en una magnitud eléctrica (voltaje, corriente, resistencia, capacidad, Inductancia, etc.).

Amplificadores operacionales: En sus configuraciones básicas (inversora, no inversora, amplificadora, conversor de corriente a voltaje, etc.), son usados para garantizar que al conversor A/D le sea suministrado el rango máximo de voltaje y así el mismo pueda dar el mayor número de combinaciones posibles.

Amplificador de instrumentación: puede alternadamente sustituir al amplificador operacional, siempre que la aplicación lo exija, pues los mismos tienen prestaciones superiores a los amplificadores operacionales normales, lo cual hace que sean más costosos. Entre las características de los amplificadores de instrumentación tenemos una impedancia de entrada infinita y una ganancia ajustable en ocasiones mediante una red resistiva de precisión externa o mediante resistores internos de precisión por interruptores o por software.

Los aisladores: Son dispositivos de mucha importancia en equipos o instrumentos que manejen altas tensiones es necesario garantizar el aislamiento entre los instrumentos de medición y las fuentes de alta tensión. Entre los dispositivos más comunes son los opto-acopladores.

Los Multiplexores: Los multiplexores ya sean analógicos o digitales son dispositivos que nos permiten multiplexar varias entradas en una única salida. Ellos nos permiten que para registrar varias señales diferentes podamos utilizar un único conversor A/D y con ello disminuir de forma considerada el costo e un SAD. Generalmente los multiplexores se pueden dividir por el tipo de salida en simples y diferenciales o por el número de entradas en de 2, 4, 8 ó 16 entradas

conceptos de actuador, tipos y sus aplicaciones

Actuador

dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. Este recibe la orden de un regulador o controlador y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de control como, por ejemplo, una válvula.

Existen varios tipos de actuadores como son:

Electrónicos

Hidráulicos

Neumáticos

Eléctricos

Actuadores electrónicos

Los actuadores electrónicos también son muy utilizados en los aparatos mecatrónicos, como por ejemplo, en los robots. Los servomotores CA sin escobillas se utilizaran en el futuro como actuadores de posicionamiento preciso debido a la demanda de funcionamiento sin tantas horas de mantenimiento.

Actuadores hidráulicos

Los actuadores hidráulicos, que son los de mayor antigüedad, pueden ser clasificados de acuerdo con la forma de operación, funcionan en base a fluidos a presión. Existen tres grandes grupos:

cilindro hidráulico

motor hidráulico

motor hidráulico de oscilación

Actuadores neumáticos

A los mecanismos que convierten la energía del aire comprimido en trabajo mecánico se les denomina actuadores neumáticos. Aunque en esencia son idénticos a los actuadores hidráulicos, el rango de compresión es mayor en este caso, además de que hay una pequeña diferencia en cuanto al uso y en lo que se refiere a la estructura, debido a que estos tienen poca viscosidad.

De efecto simple

Cilindro neumático

Actuador neumático De efecto doble

Con engranaje

Motor neumático Con veleta

Con pistón

Con una veleta a la vez

Multiveleta

Motor rotatorio Con pistón

De ranura vertical

De émbolo

Fuelles, diafragma y músculo artificial

Cilindro de efecto simple

Actuadores eléctricos

La estructura de un actuador eléctrico es simple en comparación con la de los actuadores hidráulicos y neumáticos, ya que sólo requieren de energía eléctrica como fuente de poder. Como se utilizan cables eléctricos para transmitir electricidad y las señales, es altamente versátil y prácticamente no hay restricciones respecto a la distancia entre la fuente de poder y el actuador.

Existen Alambres Musculares®, los cuales permiten realizar movimientos silenciosos sin motores. Es la tecnología más innovadora para robótica y automática, como así también para la implementación de pequeños actuadores.

Actuadores piezoeléctrico

Son aquellos dispositivos que producen movimiento (desplazamiento) aprovechando el fenómeno físico de piezoelectricidad. Los actuadores que utilizan este efecto estan disponibles desde hace aproximadamente 20 años y han cambiado el mundo del posicionamiento de presición. El movimiento preciso que resulta cuando un campo eléctrico es aplicado al material, es de gran valor para el nanoposicionamiento. Es posible distinguir los siguientes tipos:

De tipo pila

De tipo "Flexure"

Combinados con sistema de posicionamiento motorizado de alto rango

Aplicaciones

Los actuadores hidráulicos, neumáticos y eléctricos son usados para manejar aparatos mecatrónicos. Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los hidráulicos requieren mucho equipo para suministro de energía, así como de mantenimiento periódico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento.

requisitos y alternativas de programación de actuadores

REQUISITOS PARA ACTUADORES ELÉCTRICOS MULTI-POSICIONADORES

Programación

1. Menús de sólo "pulsar" para seleccionar el idioma y las unidades de programación

2. La lectura continua de la posición y la fuerza del actuador actual en las unidades seleccionadas (pulgadas o métricas)

3. Información acerca del bloque que guía y el motor guardado bajo un número de módulo

4. Carga neta que se mueve

5. Los niveles de velocidad y fuerza pueden modificarse en cada movimiento en incrementos de 1% de los valores máximos

6. Pueden añadirse o eliminarse “cargas netas” extras en cada movimiento como piezas que son manipuladas durante el funcionamiento de la máquina

7. Las posiciones pueden entrarse mediante comandos de teclado o “indicando” el movimiento y almacenándolo en memoria

8. Cuatro “acciones” diferentes pueden entrarse en cada posición:

• Movimiento absoluto • Movimiento relativo

• Un "presionar o estirar" • Sin funcionamiento

9. Ocho movimientos separados y programables a los que se pueden dar “nombres” sencillos como referencia a acciones reales de la máquina

PLC Un controlador lógico programable, más conocido por sus siglas

en inglés PLC (programmable logic controller), es una computadora utilizada en la ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánicas.

Requisitos

Los PLCs modernos pueden ser programados de diversas maneras, desde la lógica de escalera de relés, a los lenguajes de programación tales como dialectos especialmente adaptados de BASIC y C. Otro método es la lógica de estado, un lenguaje de programación de alto nivel diseñado para programar PLC basados en diagramas de estado.