Automatización y sistemas de control con detectores fotoeléctricos.
Para un circuito de control, la utilización de elementos de entrada como son: sensores, detectores de proximidad, fotodetectores, captadores, entre otros; permiten la comunicación entre el proceso físico y el sistema programado de control, eléctrico o electrónico. La información que reciben los elementos de entrada de Control cumple una función principal dentro del monitoreo, medición y procesamiento.
El funcionamiento de algunos dispositivos de entrada y control puede cambiar su estado lógico (activado y no activado) por medio de una acción motora como los interruptores. Por otro lado, otros dispositivos pueden necesitar alimentación por una tensión para que cambie su estado lógico como son el caso de los sensores.
Clasificación de Sensores
- Sensores digitales: se asocian por cierre o apertura por medio de un contacto eléctrico. Su representación es de forma binaria (1-ON, 0-OFF).
- Sensores analógicos: comparten señales de valores instantáneos que varían respecto al tiempo. Sus efectos se ven reflejados a lo que está midiendo.
Sensores Digitales más comunes
- Interruptores de posición.
- Detectores de Proximidad (Fotoeléctricos).
Componentes de un Detector Fotoeléctrico
- Fuente de luz: Los emisores que se utilizan son los diodos emisor de luz o también conocidos como LED, ya que producen un haz de luz modulada que transporta hacia el receptor por medio del espacio.
- Detector o Receptor de Luz: utiliza un fotodiodo o un fototransistor que permite detectar el haz de luz enviado por el LED y de esa manera producir una señal eléctrica.
- Lentes: focalizan el haz de luz infrarrojo producidos por la fuente y detectado por el receptor.
- Circuito lógico: se evalúa el proceso de interrupción o reflexión del haz para determinar la presencia del objeto.
- Dispositivo de salida:
- Relés electromecánicos.
- Estado sólido (Transistores PNP o NPN, TRIAC)
Características del detector fotoeléctrico
- Su detección sin contacto permite menos daños a los objetos y al sistema.
- A causa de la eficacia de su reflectividad, la mayoría de los elementos son detectados con facilidad.
- Los detectores fotoeléctricos son de alta potencia, por lo tanto, la detección sobre los objetos puede ser de larga y corta distancia.
Ventajas y desventajas de los distintos dispositivos de salida
Dispositivo | Ventajas | Desventajas |
Relés electromecánicos con conmutación en AC/DC | – Bajo costo – Su conexión se puede dar en serie o en paralelo con respecto a las salidas de los sensores. – Manejo de alta corriente. | – Mayor lentitud. – No hay protección sobre otras conexiones. – Durabilidad limitada |
TRIAC | – Alta corriente salida. | – No existe protección ante cortos circuitos. – La salida de corriente es alta. |
Transistores PNP o NPN | – Salida de corriente es baja. – La respuesta ante una conmutación es rápida. | – No es posible realizar una conmutación en AC. |
Tipos de Detectores Fotoeléctricos | Aplicación | Inconvenientes |
Detectores Fotoeléctricos de Haz transmitido | Uso para la detección de objetos pequeños, detección precisa de la posición de una pieza y conteo rápido de objetos. Estos detectores son más confiables ya que no es afectado por reflexiones secundarias. Además, tiene mayor distancia de detección para ambientes contaminados. | – Durante la instalación de los detectores, los cables de alimentación y señal no pueden ser los mismos. Por lo tanto, su costo por el cableado de la fuente y el receptor es más caro. – No detecta objetos transparentes. |
Detectores Retro reflectivos | Uso para la detección con fines generales. En el caso de los retro reflectores, su costo es más económico y su distancia de detección es moderada. | – La distancia de detección sobre el objeto depende del tamaño y la eficacia del reflector. Recomendación: utilizar un sensor retro reflectivo más pequeño que el objeto a identificar. |
Detectores Difusos | Aplicaciones en las que nos se puede acceder a ambos lados del objeto. Para este detector no es necesario del uso de un reflector. | – La instalación del detector se complica si el fondo es reflectivo y está cerca con relación al objeto. |
Detectores Difusos con Rechazo de Fondo | Su uso influye en la detección con fines generales donde los fondos cercanos a los objetos se necesiten ser ignorados. | – El costo es elevado – La distancia de detección es máxima limitada. |
Aplicación control eléctrico Industrial
El proceso de control más común en la parte industrial es el monitoreo y contabilización de productos que se desplazan por una banda transportadora. El funcionamiento de los detectores fotoeléctricos permite la detección de los objetos independientes a su naturaleza.
En un sistema de control participan de distintos elementos como: pulsadores de marcha y paro, detectores fotoeléctricos, luz piloto, PLC, contactor y motor. El funcionamiento y propósito de cada dispositivo son los siguientes:
- Pulsadores de marcha: Se pueden implementar en el funcionamiento de la banda transportadora y para encender el mecanismo desde el motor respectivamente.
- Luz piloto: Su función principal es de señalización de funcionamiento o aviso.
- Detectores fotoeléctricos: Su funcionamiento es el de sensar el paso de un número determinado de productos y enviar la información al PLC
- PLC: Para el sistema, el PLC genera la señal de control al contactor tras el conteo máximo de los objetos para su respectiva desactivación o apagado.
- Contactor: Permite desactivar automáticamente al motor de la banda transportadora y generar una señal de alarma lumínica por medio de una luz piloto.