FINALES DE CARRERA

CLASIFICASION

A diferencia de los detectores electrónicos y magnéticos, en general,

este grupo de interruptores electro-mecánicos, se basa en los

dispositivos con contactos físicos, que realizan la conexión o

desconexión, a partir de accionamientos mecánicos, sin electrónica

ni accionamientos magnéticos.

Se han venido utilizando desde hace muchos años, en aplicaciones

industriales, y aún seguirán utilizándose por muchos años, por su

simplicidad, y generalmente por sus buenos resultados en

aplicaciones normales, donde no se deban exigir condiciones

especiales, como una elevada sensibilidad, una duración de vida

muy elevada, u otras exigencias, frecuentes en los actuales

dispositivos industriales de alto rendimiento.

Los Interruptores Final de Carrera, se componen normalmente de

una caja, un elemento de contacto (cámara de contacto) y un

dispositivo mecánico de accionamiento.

La utilización de la caja, permite aumentar el grado de protección

contra la suciedad, el polvo, objetos extraños, humedad, etc., que

podrían condicionar el buen funcionamiento de los contactos

eléctricos, y también permite proteger eficazmente los terminales de

conexionado, que están sometidos a tensión, evitando así una

eventual (pero posible) descarga a los operarios que manejan la

máquina.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

(figuras 2 hasta 4)

La carrera de la válvula de control se transmite al pivote (1.1)

y a la palanca (1) del final de carrera o bien directamente a

través de la placa (20) o si va montado a un posicionador, a

través de un pivote de acoplamiento. En este caso, la carrera

lineal de la válvula se transforma en un movimiento rotativo a

través del eje (2).

Todos los finales de carrera tienen una pequeña histéresis que

depende de la longitud de la palanca L (ver datos técnicos). Por

este motivo, también se evitan conmutaciones innecesarias y se

facilita el tratamiento de la señal cuando la válvula se encuentra

dentro del margen de señal límite.

tiposinal de carrera inductivo Tipo 4746-x2

En estos equipos el eje (2) incorpora dos contenedores (3) con

una bandera metálica (4.1) ajustable para la activación sin

contacto de los detectores de ranura (5). Cuando la bandera se

encuentra dentro del campo inductivo, éste tiene una alta

resistencia, por el contrario, cuando la bandera está fuera, el

detector tiene una baja resistencia. La función y el punto de

conmutación se pueden ajustar de forma continua con el tornillo

de ajuste (3.1).

Para utilizar los finales de carrera inductivos en su ejecución

estándar (2-hilos según EN 60 947-5-6) es necesario conectar

a la salida del circuito sendos relés transistorizados. La

ejecución a 3-hilos con detectores de ranura Tipo SB 3,5-E2

tienen un amplificador de salida integrado por lo que no

necesitan relés transistorizados.

Final de carrera eléctrico Tipo 4746-x3

En estos equipos el eje (2) incorpora dos contenedores (3) con

levas (4.2) ajustables. Cada leva acciona un interruptor

mecánico (7) a través de los rodillos (6.1) fijados en la palanca

conmutadora (6). La función y el punto de conmutación se

pueden ajustar de forma continua con el tornillo de ajuste (3.1).

Final de carrera neumático Tipo 4746-04

En estos equipos el eje (2) incorpora dos contenedores (3) con

levas (4.2) ajustables. Cada leva acciona en el conmutador (8)

un sistema de tobera-placa deflectora, cuya presión en cascada

(pk1 o bien pk2) sirve para comandar el microconmutador

neumático (9).

Cuando la leva (4.2) acciona la palanca conmutadora (6) a

través del rodillo (6.1), se abre la tobera en el conmutador y la

presión de alimentación p

z presente se conduce desde el

microconmutador hasta las salidas A

1 o bien A2; así la entrada

5 se une con la salida 3 y pa1 = pz o bien. pa2 = pz. Tan

pronto la leva desbloquea la palanca conmutadora (6), se

cierra la tobera (8.1) en el conmutador (8), el microconmutador

conmuta y la presión de alimentación presente se interrumpe;

es decir p

a1 = 0 o bien. pa2 = 0. La función y el punto de

conmutación se pueden ajustar de forma continua con el tornillo

de ajuste (3.1).

El final de carrera necesita diferentes palancas (1) dependiendo

del margen de carrera de la válvula de control:

Palanca I (157 mm) para carreras hasta máx. 60 mm

Palanca II (210 mm) para carreras superiores a 60 mm

Cuando el final de carrera se monta a un posicionador siempre

se utiliza una palanca especial, independientemente de la

carrera.

SENSORES

SENSORES INDUCTIVOS Los sensores inductivos de proximidad han sido diseñados para trabajar generando un campo magnético y detectando las pérdidas de corriente de dicho campo generadas al introducirse en él los objetos de detección férricos y no férricos. El sensor consiste en una bobina con núcleo de ferrita, un oscilador, un sensor de nivel de disparo de la señal y un circuito de salida. Al aproximarse un objeto "metálico" o no metálico, se inducen corrientes de histéresis en el objeto. Debido a ello hay una pérdida de energía y una menor amplitud de oscilación. El circuito sensor reconoce entonces un cambio específico de amplitud y genera una señal que conmuta la salida de estado sólido o la posición "ON" y "OFF". El funcionamiento es similar al capacitivo; la bobina detecta el objeto cuando se produce un cambio en el campo electromagnético y envía la señal al oscilador, luego se activa el disparador y finalmente al circuito de salida hace la transición entre abierto o cerrado.


SENSOR CAPASITIVO
 La función del detector capacitivo consiste en señalar un cambio de estado, basado en la variación del estímulo de un campo eléctrico. Los sensores capacitivos detectan objetos metálicos, o no metálicos, midiendo el cambio en la capacitancia, la cual depende de la constante dieléctrica del material a detectar, su masa, tamaño, y distancia hasta la superficie sensible del detector. Los detectores capacitivos están construidos en base a un oscilador RC. Debido a la influencia del objeto a detectar, y del cambio de capacitancia, la amplificación se incrementa haciendo entrar en oscilación el oscilador. El punto exacto de ésta función puede regularse mediante un potenciómetro, el cual controla la realimentación del oscilador. La distancia de actuación en determinados materiales, pueden por ello, regularse mediante el potenciómetro. La señal de salida del oscilador alimenta otro amplificador, el cual a su vez, pasa la señal a la etapa de salida. Cuando un objeto conductor se acerca a la cara activa del detector, el objeto actúa como un condensador. El cambio de la capacitancia es significativo durante unalarga distancia. Si se aproxima un objeto no conductor, (>1) solamente se produce un cambio pequeño en la constante dieléctrica, y el incremento en su capacitancia es muy pequeño comparado con los materiales conductores.

SENSORES FOTOELECTRICOS

Estos sensores son muy usados en algunas industrias para contar piezas, detectar colores, etc., ya que reemplazan una palanca mecánica por un rayo de luz que puede ser usado en distancias de menos de 20 mm hasta de varias centenas de metros, de acuerdo con los lentes ópticos empleados.

Funcionan con una fuente de luz que va desde el tipo incandescente de los controles de elevadores a la de estado sólido modulada (LED) de los detectores de colores. Y operan al detectar un cambio en la luz recibida por el fotodetector.

Los fotodetectores son típicamente fotodiodos o fototransistores, inclinándose los fabricantes por los primeros por su insensibilidad a campos de radiofrecuencia, que podrían causar interferencia.

Algunos modelos de estos sensores son fabricados con inmunidad a la luz solar incidente o reflejada. Para ello emplean haces de luz modulada que únicamente pueden ser detectados por receptores sintonizados a la frecuencia de modulación.

Los diferentes tipos de sensores se agrupan por el tipo de detección:

a) Sensores de Transmisión Directa. Cuando existe un receptor y un emisor apuntados uno al otro. Tiene este método el más alto rango de detección (hasta unos 60 m).

b) Sensores Reflex. Cuando la luz es reflejada por un reflector especial cuya particularidad es que devuelve la luz en el mismo ángulo que la recibe ( 9 m de alcance).

c) Sensores Reflex Polarizados. Son prácticamente iguales a los del tipo anterior, excepto que, el emisor tiene un lente que polariza la luz en un sentido y el receptor otro que la recibe mediante un lente con polarización a 90 ° del primero. Con ésto, el control no responde a objetos muy brillosos que pueden reflejar la señal emitida (5m de alcance).

d) Sensores de Foco Fijo. Cuando la luz es reflejada difusamente por el objeto y es detectado por el hecho de que el transmisor y el receptor están estereoscópicamente acoplados, evitando con ello interferencia del fondo (3.5 m de alcance).

e) Sensores de detección difusa. Iguales a los anteriores pero los lentes son divergentes, y se usan para detectar objetos muy próximos (1.5 m de alcance).

f) Sensores de Fibra Optica. En este tipo, el emisor y receptor están interconstruídos en una caja que puede estar a varios metros del objeto a sensar. Para la detección emplean los cables de fibra óptica por donde circulan los haces de luz emitido y recibido. La mayor ventaja de estos sensores es el pequeño volumen o espacio ocupado en el área de detección.

 

Sensores Fotoeléctricos: Este tipo de sensores se componen de 2 piezas, el emisor de luz y el receptor. Cuando un Objeto corta el haz de luz, el receptor detecta el cambio y conmuta el estado de la salida del sensor, es decir, si es Normalmente Abierto (NA) , se Cierra y viceversa. Detecta todo tipo de objetos.

Existen 3 clases de sensores fotoeléctricos, veamos la siguiente imagen....

Barrera Emisor-Recepto: El sensor viene en 2 piezas, el emisor y el receptor, cuando el objeto atravieza el haz de luz es cuando se activa el sensor.

Barrera Reflectiva: En el cuerpo del sensor se encuentra el emisor y el receptor , en el otro extremo va una cinta reflectiva para regresar el haz de luz. Existen cintas reflectivas con filtro, es decir que solo reflejan la luz que emite el sensor y discriminan cualquier otra señal luminosa.

Sensor Difuso: En el cuepor del sensor se encuentra el emisor y receptor, estos estan colocado con cierto ángulo, de tal manera, que el haz triangule sobre el objeto a sensar y refleje la luz. Es el de Menor Rango.

Todos cuentan con un control de ganancia para aumentar ó disminuir el rango de sensado. Normalmente los primero 2 tipos los ocupamos para detectar la presencia de objetos grandes. Detectar Tránsito de vehículos, personas, cajas, contenedores, etc. En estos sensores manejamos rango de sensado que van de 1m hasta 150m, el rango puede variar según el fabricante.

Para detectar objetos pequeños con un poco más de presición, utilizamos el Sensor Difuso. El rango de sensado se puede variar con el control de ganancia, y tambien se ve afectado por la luminosidad del objeto a sensar. En estos sensores manejamos rango de sensado que va de 0mm hasta 150mm, el rango puede variar según el fabricante.

DIAGRAMAS DE LOS TEMPORIZADORES

diagramas:
*

FUNCIONAMIENTO

Funciona miento de un temporizador:
El funciona miento de un temporizador es en el momento en que este cumple con su ciclo de tiempo este cambia sus contactos de posición en efecto si este temporizador es al trabajo  sus contactos son normalmente abiertos (NA), los cambia a normalmente cerrados (NC). y si es un temporizador al reposo sus contactos son normalmente cerrados (NC) y el cual los cambia a normalmente abiertos (NA).

TEMPORIZADORES

Trabajo

sobre

Temporizadores

Indice

1.− Temporizador a la conexión.

2.− Temporizador a la desconexion.

3.− Temporizadores térmicos.

4.− Temporizadores neumáticos.

5.− Temporizadores de motor sincrono.

6.− Temporizador electrónicos.

7.− Temporizador para arrancadores estrella −

triángulo.

8.− Temporizacion neumática.

9.− Temporizacion magnética.

10.− Temporizacion térmica.

11.− Reles de barras dilatables.

12.− Temporizacion electrónica.

Un temporizador es un aparato mediante el cual, podemos regular la conexión ó desconexion de un circuito

eléctrico pasado un tiempo desde que se le dio dicha orden.

El temporizador es un tipo de relé auxiliar, con la diferencia sobre estos, que sus contactos no cambian de

posición instantáneamente. Los temporizadores se pueden clasificar en :

− Térmicos.

− Neumáticos.

− De motor sincrono

− Electrónicos.

Los temporizadores pueden trabajar a la conexión o al desconexion.

1

− A la conexión :

cuando el temporizador recibe tensión y pasa un tiempo hasta que

conmuta los contactos.

− A la desconexion :

cuando el temporizador deja de recibir tensión al cabo de un

tiempo conmuta los contactos.

A continuación describimos el funcionamiento de algunos tipos de temporizadores :

1.− Temporizador a la conexión.

Es un relé cuyo contacto de salida conecta después de un cierto retardo a partir del instante de conexión de los

bornes de su bobina. A1 y A2 , a la red. El tiempo de retardo es ajustable mediante un potenciometro o

regulador frontal del aparato si es electrónico. También se le puede regular mediante un potenciometro remoto

que permita el mando a distancia ; este potenciometro se conecta a los bornes con las letras Z1 y Z2 y no

puede aplicarse a los relés de los contactos.

2.− Temporizador a la desconexión.

Es un relé cuyo contacto de salida conecta instantaneamente al aplicar la tensión de alimentación en los

bornes A1 y A2 de la bobina. Al quedar sin alimentación, el relé permanece conectador durante el tiempo

ajustado por el potenciómetro frontal o remoto, desconectándose al final de dicho tiempo..

3.− Temporizadores térmicos.

Los temporizadores térmicos actúan por calentamiento de una lamina bimetalica. El tiempo viene determinado

por el curvado de la lamina.

Constan de un transformador cuyo primario se conecta a la red, pero el secundario, que tiene pocas espiras y

esta conectado en serie con la lamina bimetalica, siempre tiene que estar en cortocircuito para producir el

calentamiento de dicha lamina, por lo que cuando realiza la temporizacion se tiene que desconectar el

primario y deje de funcionar

4.− Temporizadores neumáticos.

El funcionamiento del temporizador neumático esta basado en la acción de un fuelle que se comprime al ser

accionado por el electroimán del relé.

Al tender el fuelle a ocupar su posición de reposo la hace lentamente, ya que el aire ha de entrar por un

pequeño orificio, que al variar de tamaño cambia el tiempo de recuperación del fuelle y por lo tanto la

temporización.

5.− Temporizadores de motor sincrono.

Son los temporizadores que actúan por medio de un mecanismo de relojería accionado por un pequeño motor,

con embrague electromagnético. Al cabo de cierto tiempo de funcionamiento entra en acción el embrague y se

produce la apertura o cierre del circuito.

6.− Temporizadores electrónicos.

El principio básico de este tipo de temporización, es la carga o descarga de un condensador mediante una

2

resistencia. Por lo general se emplean condensadores electroliticos, siempre que su resistencia de aislamiento

sea mayor que la resistencia de descarga : en caso contrario el condensador se descargaría a través de su

insuficiente resistencia de aislamiento.

7.− Temporizadores para arrancadores estrella triángulo .

Es un temporizador por pasos destinado a gobernar la maniobra de arranque estrella triángulo. Al aplicarle la

tensión de alimentación, el contacto de estrella cierra durante un tiempo regulable, al cabo del cual se abre,

transcurre una pausa y se conecta el contacto de triángulo. El tiempo de pausa normal está entre 100 y 150 ms.

Ahora hemos cogido las diferentes clases de temporizadores y les hemos aplicado a los relés con lo que

tenemos las siguientes temporizaciones :

− Mecánica o neumática

− Magnética ( relés de manguito ).

− Térmicas ( reles de bilamina ).

− Eléctrica ( reles de condensador).

8.− Temporización neumática.

Un rele con temporizacion neumática consta esencialmente de tres partes principales :

8.1.− Un temporizador neumático que comprende un filtro por donde penetra el aire comprimido, un vástago

de latón en forma de cono,

Solidario con un tornillo de regulación para el paso de aire un fuelle de goma y un resorte antagonista situado

en el interior de este fuelle. El tornillo de regulación asegura la regulación progresiva de la temporización ; las

gamas de temporización cubren desde 0.1 segundos a 1 hora.

8.2.− Una bobina electromagnética para corriente continua o alterna, según los casos.

8.3.− Un juego de contactos de ruptura brusca y solidarios al temporizador neumático por medio de un juego

de levas y palancas.

El relé de retardo a la desconexion tiene el siguiente funcionamiento : cuando se desexita la bobina , el

contacto solidario con ella tarda cierto tiempo en soltarse, debido a la acción de el temporizador neumático. Al

soltarse este contacto, actúa sobre un microrruptor, que desconecta el circuito de mando.

La temporización puede ser a la excitación o a la dersexcitacion de la bobina o combinando ambos efectos.

9.− Temporización magnética.

En este caso, se trata de relés cuya bobina esta alimentada exclusivamente por corriente continua.

La temporización magnética se consigue ensartando en el núcleo magnético del relé, un tubo de cobre. Este

tubo puede tener el espesor de algunos milímetros y rodear al núcleo en toda su longitud, constituyendo una

camisa o bien puede ser de un diámetro igual a la base del carrete de la bobina y una longitud limitada, y en

este caso se llama manguito ; el manguito puede ser fijado delante, es decir, en la parte de la armadura o

detrás, es decir, en la parte opuesta de la armadura. En ambos casos, como se verá enseguida los efectos de

3

retardo serán distintos

·

Con camisa de cobre ( retardo a la desconexión)

·

Con manguito de cobre, lado armadura( retardo a la conexión y a la desconexión).

·

Con manguito de cobre, lado culata ( retardo a la desconexión)

1.−Culata, 2.− Núcleo de hierro, 3.− Camisa o manguito de cobre, 4.− Bobinado, 5.− Armadura.

La camisa o el manguito de cobre actúan como una espira en cortocircuito ; la corriente inducida en esta

espira cortocircuitada se opone a las variaciones del flujo que la han engendrado, lo que origina el efecto de

retardo.

Como dicho efecto aumenta con la intensidad de la corriente inducida, será conveniente una camisa maciza de

metal buen conductor como el cobre, directamente enfilada sobre el núcleo ; de esta forma, se obtiene un buen

retardo a la desconexion, mediante los reles de camisa, pero aumentando el efecto de atracción.

En los relés de manguito, cuando éste está en la parte anterior ( fig. B ), significa que el arrollamiento esta

situado más atrás, aumentado el flujo dispersor y reduciendo por consiguiente, la eficacia de la bobina en la

atracción ; como consecuencia, se obtiene retardo tanto a la conexión como a la desconexion del relé.

Si el manguito está situado en la parte posterior del relé ( fig. C ), se obtiene solamente un retardo a la

desconexion del relé, dada la posición del arollamiento respecto a la armadura.

10.− Temporización térmica

Los relés térmicos o dispositivos que utilizan procedimientos térmicos para la temporización, pueden incluirse

en los siguientes grupos :

·

relés de biláminas

·

relés de barras dilatables.

10.1.− Relés de biláminas

Recordemos que una bilamina esta constituida por dos laminas metálicas, acopladas en paralelo y atravesadas

por la corriente eléctrica, que las calienta por el efecto Joule.

1.− bobinado de mando, 2.− bilaminas, 3.− bornes de salida.

Como los coeficientes de dilatación de las dos laminas son distintos cuando se calientas una atrae a la otra y

cuando se enfrían vuelve a la posición inicial.

11.− Reles de barras dilatables

Constituyen una mejora de los anteriores, los contactos se mueven cuando la diferencia de temperatura entre

dos barras dilatables idénticas alcanza el valor deseado, estando una de las barras calentada eléctricamente por

la corriente de mando.

1.− bobinado de mando, 2.− barra dilatable, 3.− bornes de salida.

De esta forma las variaciones de temperatura ambiente actúan de la misma manera sobre la posición de las dos

barras dilatables, sin tener efecto alguno sobre la posición de los contactos. Por consiguiente, solo la barra

calentada eléctricamente manda los contactos. De esta forma, se obtiene temporizaciones comprendidas entre

4

2 segundos y 4 minutos, con una precisión de un 10 %.

12.− Temporización electrónica

La temporizacion electrónica está muy extendida. Se utiliza con reles electromagnéticos cuya bobina está

prevista para ser alimentada con corriente continua. Para obtener una buena temporizacion, la tensión continua

debe estabilizarse por ejemplo con ayuda de un diodo Zener.

El principio básico de este tipo de temporizacion es la carga o descarga de un condensador C mediante una

resistencia R . por lo general se emplean condensadores electroliticos de buena calidad, siempre que su

resistencia de aislamiento sea bastante mayor que la resistencia de descarga R : en caso contrario, el

condensador C se descargaría a través de su insuficiente resistencia de aislamiento.

Esquema de la Temporizacion electrónica por carga de un condensador.

Esquema de la temporizacion electrónica por descarga de un condensador.

Situemos el inversor en la posición 1 : el condensador C se cargará a la tensión E de la fuente de alimentación.

Situemos el inversor en la posición 2 : entonces el condensador se descargará progresivamente sobre la

resistencia R.