Curso sobre Controladores Lógicos Programables

Curso sobre Controladores Lógicos
Programables (PLC).
Por Ing. Norberto Molinari.
Entrega Nº 32.
Capitulo 7.
Detectores de Proximidad...
Que son y para que sirven:
El nombre de detector de proximidad se aplica a un modo general a cualquier
dispositivo eléctrico, electromecánico o electrónico, capaz de reaccionar en forma
conocida y aprovechable ante un objeto situado en un entorno definido del mismo.
El entorno de reacción define el campo de sensibilidad. Se supone siempre que para
que la reacción se produzca, sólo se precisa la proximidad física entre objeto y
detector, sin necesidad de contacto mecánico alguno entre ambos. Ello excluye de
este concepto todo tipo de dispositivo mecánico (fines de carrera, palpadores,
posicionadores, etc.). La reacción puede efectuarse por simple presencia del objeto
(detecciones estáticas) o mediante el movimiento del mismodentro del campo de
sensibilidad del detector (detecciones dinámicas).
El campo de sensibilidad está formado por una zona del espacio en la que ocurre un
determinado fenómeno producido o aprovechado, con la suficiente definición e
intensidad, por el dispositivo detector, que produce reacciones físicas sobre los
materiales objeto de la sensibilidad del detector. Estos materiales, y las dimensiones del
campo de sensibilidad, dependen de la naturaleza del fenómeno explotado, (campo
magnetismo, radiación. etc.) de forma que, en su conjunto, determinan completamente
las características prácticas del dispositivo.
Las posibilidades que la Física actual ofrece para la realización de tales dispositivos son
innumerables. En la práctica, debido a que sólo presentan interés aquellas que se
complementan con posibilidades de una explotación industrial fácil y competitiva,
existen algunos tipos definidos de características perfectamente delimitadas y con
aplicaciones industriales concretas.
Entenderemos por detectores de proximidad inductivos a todos los dispositivos que
utilicen un campo magnético ò de RF, (estacionario o variable) como fenómeno
físico aprovechable para reaccionar frente al objeto a detectar.
En todos los casos, el campo de sensibilidad se hallará delimitado por una zona del
espacio en la cual el valor y a definición del campo , son suficientes para producir
reacciones aprovechables. Desde un punto de vista industrial, a esta modalidad de
detector pertenecen la mayoría de los comerciales, tanto de aplicaciones generales como
especializadas.
La clasificación de las distintas versiones existentes dentro del tipo de detector
inductivo la estableceremos en función de los distintos materiales ante los que son
capaces de reaccionar ya que ello determina sus posibilidades prácticas y suele
constituir el criterio básico de su elección. Comentaremos las soluciones tecnológicas
existentes así como sus características peculiares de utilización (dependientes de estas
tecnologías) que permiten la elección del modelo más idóneo en cada caso..
Detectores Inductivos
Principio de funcionamiento.
La base del principio de la detección inductiva es la posibilidad de influenciar desde
el exterior un oscilador HF completado por un circuito resonante LC.
Un núcleo de ferrita con un bobinado oscilante genera por encima de la cara
sensible un campo magnético variable. Al introducir una pieza metálica en el
campo magnético se producen corrientes de Faucoult que influencian el
oscilador y provocan una debilitamiento del circuito oscilante. Como consecuencia
de ello se produce una disminución de la amplitud de las oscilaciones
(amortiguación).
Un circuito de conmutación detecta esta variación de amplitud y determina una
señal definida en la etapa final.
Alcance y construcción
El debilitamiento descripto depende de la resistividad del objeto a detectar y de su
geometría (tamaño, espesor) así como de la frecuencia del oscilador.
El alcance nominal del detector depende también del tamaño del núcleo de ferrita
situado detrás de la cara activa. Estos elementos determinan la relación entre
la construcción y el alcance.
No es posible una indicación definitiva del valor de corrección para
ciertos metales.
Los valores arriba mencionados indican una tolerancia para todos los metales.
Esta zona está determinada por las características del oscilador, por .ej. la
frecuencia y las características del material influenciado, como la pureza, la
estructura, la geometría, etc.
Características técnicas Definiciones.
El alcance es la distancia entre la cara activa del detector y un objeto en el momento de
la conmutación.
El alcance nominal ( Sn ) es un valor característico del aparato para el cual no se tienen
en cuenta las tolerancias de fabricación ni las influencias externas.
El alcance real ( Sn ) es el alcance medido a una temperatura determinada y en unas
condiciones de alimentación bien determinadas. El alcance real tiene en cuenta las
dispersiones de serie.
alcance real con respecto al alcance nominal: 0,9 Sn < Sr <1,1 Sn
El alcance útil ( Su ) es el alcance garantizado en el rango de temperatura y de
tensión admisibles.
alcance útil con respecto al alcance nominal: 0,81 Sn < Su < 1,21 Sn
Factores de corrección
El alcance nominal esta basado en la medida realizada con la ayuda de una plaquita de
medida en acero dulce A 37 de dimensiones geométricas definidas (DIN EN 50010).
Otros metales o dimensiones geométricas conducen a una modificación del alcance.
Las siguientes tablas indican como valor característico de un detector el alcance
nominal y Estos valores no tienen en cuenta las dispersiones de serie y las influencias
externas.
En la practica hay que elegir teniendo en cuenta el alcance útil se que puede variar de
0,81 . .1,21 y que tiene en cuenta tanto la dispersión de serie como las influencias
externas.
Frecuencia de conmutación
La frecuencia de conmutación es el máximo número de cambios por segundo (Hz) de
estado influenciado a estado no influenciado.
Histéresis
La histéresis (_s) es la diferencia entre el punto de activación y el punto de
desactivación del detector para un movimiento axial de la cara activa.
En las tablas los valores se indican en porcentaje del alcance nominal (Sn).
Los detectores blindados se pueden montar enrasados en el metal hasta la cara
activa gracias a su blindaje interno.
Con los detectores de montaje no blindado el campo magnético tiene forma de
arco (sin blindaje). Hay que verificar que la zona próxima a la cara activa está
libre de cualquier envoltura metálica para evitar toda preinfluencia.
Cuando no es posible respetar las distancias mínimas entre los detectores hay que
utilizar detectores de frecuencias elevadas a fin de evitar el efecto de interferencia,
(interacción reciproca debida las frecuencias equivalentes de oscilación).
La tensión de alimentación da el valor mínimo y máximo de la tensión aplicable.
El funcionamiento esta asegurado de una forma segura dentro de este rango.
Para los detectores NAMUR la tensión nominal esta indicada conjuntamente con los
amplificadores – reles.
La tasa de ondulación es la parte de corriente alterna superpuesta a la tensión continua
(valor de punta). Según DIN EN 50008 los detectores CC estén previstos para una tasa
de ondulación de 10 % max.
El consumo propio en vacío es la corriente propia absorbida por el detector no
influenciado (contacto al cierre).
La salida de conmutación para los detectores puede ser, normalmente abierta (NO),
normalmente cerrada o conmutada. Los detectores para corriente alterna y multitensión
están también disponibles en versiones programables NA/NC.
Los detectores con salida analógica se pueden encontrar en versiones inductivas y
ultrasónicas. Estos detectores proporcionan una señal de salida proporcional a la
distancia de detección. Corriente: 0... 20 mA
La corriente de carga es la corriente máxima de salida. La corriente de carga esta
garantizada en todo el rango de temperatura autorizado
La sobre intensidad máxima es la corriente máxima que puede pasar
momentáneamente por la salida.
La corriente de fuga es la corriente que permanece cuando el detector esta en reposo.
La tensión residual es la caída de tensión medida a la salida con la corriente de carga
máxima.
Continuará.....
Nota de Redacción: El lector puede descargar el curso capítulo a capítulo desde la
sección “Artículos Técnicos” dentro del sitio de EduDevices
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