actuadores

1. “Desarrollo De
Aplicaciones"
Trujillo Castillo Pablo Daniel

2. adquisición de datos analógicos y digitales
 La adquisición de datos, Consiste, en tomar un conjunto de
señales físicas (clima, temperatura, etc.) y convertirlas en
tensiones eléctricas y digitalizarlas de manera que se puedan
procesar en una computadora o PAC. Se requiere una etapa de
acondicionamiento, que adecua la señal a niveles compatibles
con el elemento que hace la transformación a señal digital. El
elemento que hace dicha transformación es el módulo de
digitalización o tarjeta de Adquisición de Datos (DAQ).

3. Proceso para la adquisición de datos
 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.

4.  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.

5. Etapa de acondicionamiento de la señal
 Amplificación Es el tipo más común de acondicionamiento. Para conseguir la mayor
precisión posible la señal de entrada debe ser amplificada de modo que su máximo nivel
coincida con la máxima tensión que el convertidor pueda leer.
 Aislamiento - Otra aplicación habitual en el acondicionamiento de la señal es el
aislamiento eléctrico entre el transductor y el ordenador, para proteger al mismo de
transitorios de alta tensión que puedan dañarlo. Un motivo adicional para usar
aislamiento es el garantizar que las lecturas del convertidor no son afectadas por
diferencias en el potencial de masa o por tensiones en modo común. Cuando el sistema
de adquisición y la señal a medir están ambas referidas a masa pueden aparecer
problemas si hay una diferencia de potencial entre ambas masas, apareciendo un "bucle
de masa", que puede devolver resultados erróneos.
 Multiplexado - El multiplexado es la conmutación de las entradas del convertidor, de
modo que con un sólo convertidor podemos medir los datos de diferentes canales de
entrada. Puesto que el mismo convertidor está midiendo diferentes canales, su frecuencia
máxima de conversión será la original dividida por el número de canales muestreados. Se
aconseja que los multiplexores se utilizen antes del conversor y después del
condicionamiento del señal, ya que de esta manera no molestará a los aislantes que
podamos tener.

6.  Filtrado - El fin del filtro es eliminar las señales no deseadas de la señal que estamos observando. Por
ejemplo, en las señales cuasi-continuas, (como la temperatura) se usa un filtro de ruido de unos 4 Hz,
que eliminará interferencias, incluidos los 50/60 Hz de la red eléctrica.
 Las señales alternas, tales como la vibración, necesitan un tipo distinto de filtro, conocido como filtro
antialiasing, que es un filtro pasabajo pero con un corte muy brusco, que elimina totalmente las
señales de mayor frecuencia que la máxima a medir, ya que se si no se eliminasen aparecerían
superpuestas a la señal medida, con el consiguiente error.
 Excitación - La etapa de acondicionamiento de señal a veces genera excitación para algunos
transductores, como por ejemplos las galgas "extesométricas", "termistores" o "RTD", que necesitan de
la misma, bien por su constitución interna, (como el termistor, que es una resistencia variable con la
temperatura) o bien por la configuración en que se conectan (como el caso de las galgas, que se
suelen montar en un puente de Wheatstone).
 Linealización - Muchos transductores, como los termopares, presentan una respuesta no lineal ante
cambios lineales en los parámetros que están siendo medidos. Aunque la linealización puede
realizarse mediante métodos numéricos en el sistema de adquisición de datos, suele ser una buena
idea el hacer esta corrección mediante circuitería externa.

7. Sistemas electrónicos dedicados a la adquisición
de datos

8. 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.
 Circuitos Sample and Hold.
 Conversores A-D.
 Conversores D-A.
 Microprocesadores.
 Contadores.
 Filtros.
 Comparadores.
 Fuentes de potencia.

9.  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.

10.  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
 Sample and Hold: Dispositivo electrónico con dos posibilidades de trabajo modo
Sample y modo Hold.
 Modo Sample: La señal pasa a la salida del dispositivo tal y como esta en la entrada
del mismo.
 Modo Hold: La salida se mantiene en el nivel de voltaje que existía en la entrada en el
momento que la señal hold fue activada.

11.  Conversor Analógico Digital A/D : Dispositivo electrónico que convierte
una señal eléctrica continua (generalmente voltaje) en un código digital
equivalente.
 Conversor Digital Analógico D/A : Dispositivo que me convierte un código
digital en una señal eléctrica correspondiente (voltaje o corriente).
 Microprocesadores : son los que se encargan de el almacenamiento y
procesamiento de los datos, son dispositivos que se encargan de todas
las funciones de procesamiento de la señal. Estos son de gran importancia
porque son como el corazón del sistema de adquisición de datos.

12. conceptos de actuador, tipos y sus
aplicaciones

13. 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

14.  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

15.  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

16.  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

17. 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.

18. requisitos y alternativas de programación de
actuadores

19. REQUISITOS PARA ACTUADORES ELÉCTRICOS MULTI-POSICIONADORES

20. Programación

21. 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

22. 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.