Electroneumática

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Electroneumática
Autor: SEAS, Estudios Superiores Abiertos
Imprime: El depositario, con autorización expresa de SEAS, S.A.
ISBN: 978-84-15545-56-9
Depósito Legal: Z-1235-2012

ÍNDICE ASIGNATURA
Electroneumática 1
UNIDAD 1. ACTUACIÓN Y MANDO EN SISTEMAS ELECTRONEUMÁTICOS
1.1. Actuadores. Generalidades
1.1.1. Actuadores. Nivel genérico
1.1.2. Actuadores lineales
1.1.3. Unidades para la automatización
1.1.4. Técnicas de unión
1.2. Electroválvulas. Generalidades
1.2.1. Transformación de electroválvulas
1.3. Electroválvulas
1.3.1. Funcionamiento de un solenoide
1.3.2. Electroválvulas. Acción directa
1.3.3. Válvulas servopilotadas
1.3.4. Electroválvulas. Buses
1.4. Conversores de señal
1.4.1. Presostatos mecánicos
1.4.2. Convertidores
1.4.3. Transductores

Electroneumática 2
UNIDAD 2. ENTRADA Y TRATAMIENTO DE SEÑALES
2.1. Generalidades
2.2. Elementos de entrada de señales
2.2.1. Accionamiento manual
2.2.2. Detectores de posición
2.2.3. Detectores de posición electromecánicos
2.2.4. Sensores de proximidad tipo REED
2.2.5. Otros detectores
2.3. Tratamiento de señales
2.3.1. El relé
2.4. Mandos básicos con relés
2.4.1. Multiplicación de un contacto
2.4.2. Realimentación de un relé
2.4.3. Inversión de un contacto
UNIDAD 3. TECNICAS DE DISEÑO I
3.1. Diseño de circuitos electroneumáticos
3.1.1. Conceptos lógicos
3.1.2. Tipos de circuito electroneumático
3.2. Lógica. Implementación eléctrica
3.2.1. Función SI
3.2.2. Función NO
3.2.3. Función lógica AND
3.2.4. Función lógica OR
3.2.5. Funciones lógicas NAND y NOR.
3.3. Álgebra de Boole
3.3.1. Propiedades del álgebra de Boole
3.3.2. Teorema de Morgan
3.4. Circuitos básicos
3.4.1. Mando de un cilindro
3.4.2. Circuitos de alimentación
3.4.3. Mando automático / manual
3.4.4. Temporizadores
3.4.5. Circuitos secuenciales

Electroneumática 3
UNIDAD 4. TÉCNICAS DE DISEÑO II
4.1. Teoría de grafos; planteamientos básicos
4.2. Grafos de secuencia
4.3. Desarrollo de grafos
4.3.1. La máquina. Descripción
4.3.2. Planteamiento de resolución
4.3.3. Identificación del problema
4.3.4. Extracción de las ecuaciones
4.3.5. Implementación
4.4. Ejemplos de aplicación
4.4.1. Ejemplo 1
4.4.2. Ejemplo 2
4.4.3. Ejemplo 3
4.4.4. Ejemplo 4
4.4.5. Ejemplo 5
4.4.6. Ejemplo 6
UNIDAD 5. TÉCNICAS DE DISEÑO III
5.1. Autómatas programables
5.1.1. Unidad central
5.1.2. Entradas y salidas de un PLC 1
5.1.3. Programación de PLC´s
5.2. Implementación mediante PLC´s
5.2.1. Implementación basada en Grafos
5.2.2. Grafcet
5.2.3. Ciclos con bifurcación
5.2.4. Ciclos con saltos
5.2.5. Ciclos complejos

Electroneumática 4
UNIDAD 6. EJEMPLOS GRAFCET
6.1. Estación 1
6.1.1. Mecánica
6.1.2. Secuencia
6.1.3. Grafcet y asignación E/S
6.1.4. Programación
6.2. Estación 2
6.2.1. Mecánica
6.2.2. Secuencia
6.2.3. Actividades
6.3. Estación 3
6.3.1. Mecánica
6.3.2. Secuencia
6.3.3. Actividades
6.4. Estación 4
6.4.1. Mecánica
6.4.2. Secuencia
6.4.3. Actividades
6.5. Estación 5
6.5.1. Mecánica
6.5.2. Secuencia
6.5.3. Actividades
6.6. Estación 6
6.6.1. Mecánica
6.6.2. Secuencia
6.6.3. Actividades

Electroneumática
Actuación y
mando en sistemas
electroneumáticos
01

Electroneumática
Actuación y mando en sistemas electroneumáticos 1
01
Índice
OBJETIVOS........................................................................................................ 3
INTRODUCCIÓN................................................................................................. 4
1.1. Actuadores. Generalidades ...................................................................... 5
1.1.1. Actuadores. Nivel genérico .................................................................. 5
1.1.2. Actuadores lineales ............................................................................. 6
1.1.3. Unidades para la automatización......................................................... 8
1.1.4. Técnicas de unión.............................................................................. 19
1.2. Electroválvulas. Generalidades.............................................................. 21
1.2.1. Transformación de electroválvulas..................................................... 24
1.3. Electroválvulas ........................................................................................ 26
1.3.1. Funcionamiento de un solenoide ....................................................... 26
1.3.2. Electroválvulas. Acción directa .......................................................... 27
1.3.3. Válvulas servopilotadas ..................................................................... 30
1.3.4. Electroválvulas. Buses....................................................................... 36
1.4. Conversores de señal ............................................................................. 39
1.4.1. Presostatos mecánicos...................................................................... 39
1.4.2. Convertidores .................................................................................... 42
1.4.3. Transductores.................................................................................... 42
RESUMEN......................................................................................................... 43

Electroneumática
01
Objetivos
Conocer las unidades neumáticas (potencia del sistema) especialmente
diseñadas para los sistemas de manipulación, al ser esta una de las
aplicaciones más comunes de la técnica electroneumática.
Conocer los principales elementos destinados al trabajo con aplicaciones de
vacío (actuadores de vástago hueco, eyectores y ventosas).
Conocer las electroválvulas de control para los actuadores, comenzando con un
breve repaso sobre los cuerpos y llegando hasta la explicación del
funcionamiento de las bobinas.
Conocer los principales elementos destinados a las transformaciones de señal
(tanto a nivel eléctrico – neumático como neumático – eléctrico). Se
desarrollaran electroválvulas y presostatos.
Diferenciar la mecánica de accionamiento de una electroválvula (acción directa
o indirecta).

Formación Abierta
Actuación y mando en sistemas electroneumáticos4
Introducción
Comenzamos el estudio de la técnica electroneumática. En ella nos encontraremos
una técnica híbrida, donde se combinan diferentes tecnologías como son la
neumática (zona de potencia), la eléctrica –automatismo- (en zona de mando) y la
electrónica (como base para el diseño en aplicaciones de doble señal). Se entiende
por tanto, que un buen conocimiento de estas tres técnicas nos permitirá afrontar la
asignatura de modo mucho más cómodo.
En esta primera unidad, trataremos la zona de potencia y control de la misma, o en
otras palabras, trataremos los actuadores y las electroválvulas de control
(principalmente). Una vez conocidos ambos, estaremos en disposición de comenzar
con los elementos y técnicas de control propios de la técnica. Se debe indicar que
en ambos casos, aún partiendo de un breve repaso abordaremos componentes
prácticamente destinados a la automatización de procesos.
Sin más, comenzamos el estudio...

Electroneumática
01
1.1. Actuadores. Generalidades
Como ya conocemos, en una aplicación neumática diferenciaremos entre la zona
de mando (introducción o aporte de señales eléctricas) y una zona de potencia
(destinada a la transformación de la señal y actuación). Es precisamente esta última
zona la que abordaremos inicialmente.
Etapa 1 Introducción de señales
Tratamiento de señales
Conversión de señales
Potencia del sistema
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Mando
Potencia
Figura 1.1. Esquema genérico de una aplicación electroneumática.
En la zona de potencia (etapa 4), encontramos los actuadores neumáticos, que no
dejan de ser más que los elementos encargados de la transformación de la energía
aportada por el aire comprimido, en energía mecánica (en sus diferentes formas:
lineal, giro limitado, giro ilimitado, etc.).
A modo de recordatorio tenemos...
1.1.1. Actuadores. Nivel genérico
El trabajo realizado por un actuador neumático puede ser lineal o rotativo. El
movimiento lineal se obtiene por cilindros de émbolo (éstos también proporcionan
movimiento rotativo con variedad de ángulos por medio de actuadores del tipo
piñón-cremallera).
También encontramos actuadores neumáticos de rotación continua (motores
neumáticos), movimientos combinados e incluso alguna transformación mecánica
de movimiento que lo hace parecer de un tipo especial.

Formación Abierta
Actuadores Neumáticos
Actuadores de giroActuadores lineales Actuadores especiales
Ac. “simple efecto”
Ac. “doble efecto”
Ac. “giro limitado”
Ac. “giro ilimitado o
motores”
Ac. “especiales”
Ac. “combinados”
Figura 1.2. Clasificación genérica de actuadores.
1.1.2. Actuadores lineales
Los cilindros neumáticos independientemente de su forma constructiva, representan
los actuadores más comunes que se utilizan en los circuitos neumáticos. Existen
dos tipos fundamentales de los cuales derivan construcciones especiales.
 Cilindros de simple efecto, con una entrada de aire para producir una
carrera de trabajo en un sentido.
 Cilindros de doble efecto, con dos entradas de aire para producir carreras
de trabajo de salida y retroceso. Más adelante se describen una gama
variada de cilindros con sus correspondientes símbolos.
Dentro de estos actuadores, podremos encontrar un sin fin de transformaciones o
efectos mecánicos que pretenderán aportar soluciones específicas a los problemas
clásicos de automatización. Es por ello, que un estudio de las principales unidades
nos permitirán hacernos a la idea de lo “extremadamente sencillo” que resulta la
formación de mecanismos neumáticos.
Los fabricantes suelen ofertar un número importante de
referencias que tienen por objeto facilitar la labor del
diseñador. De este modo, con un mínimo número de
piezas de empalme podremos formar estructuras de
máquina complejas. Tratándose de manipuladores se
suele trabajar con frecuencia con perfilería de aluminio.

Electroneumática
01
Figura 1.3. Actuador lineal de simple efecto.
Figura 1.4. Actuador lineal de doble efecto.

Formación Abierta
1.1.3. Unidades para la automatización
Dentro de estas variantes de actuadores, quizás las más representativas
correspondan a...
Unidades antigiro
Es conocido el problema de la rotación de conjuntos pistones sobre los actuadores
convencionales, así como sus soluciones. Entre todas ellas, recordaremos las
unidades de guiado (ya que aportan funciones adicionales como el control de
carreras) y se proponen nuevas soluciones como por ejemplo los cilindros de
vástagos paralelos. Estas son frecuentemente adoptadas gracias a que no se
requieren mecanizaciones complejas en el actuador, siendo por tanto unidades
económicas y fiables.
No deben confundirse los cilindros de vástagos paralelos
con los sistemas antigo integrados. En los primeros se
suele disponer de mayores secciones efectivas de
aplicación de aire mientras que en los segundos tan solo
se trabaja con la sección propia del cilindro y guías no
operativas (con respecto a fuerzas generadas).
Figura 1.5. Cilindro de vástago paralelo. Simbología.
En algunas ocasiones la simbología puede identificar
características mecánicas de los componentes. En la
imagen de la izquierda el guiado se realiza mediante
casquillos de fricción mientras que en la imagen derecha
se representan rodamientos lineales.

Electroneumática
01
Figura 1.6. Detalle de la unidad lineal HMLP de Festo. Por gentileza de FESTO
Pneumatics. S.A.
La precisión que adquieren estas unidades las hacen
especialmente indicadas para procesos de extrema
responsabilidad.
Cilindros de vástago hueco
Algunos actuadores neumáticos presentan la ventaja de tener el vástago o eje
hueco, lo que los hace ideales para el trabajo con aplicación de la técnica de vacío,
o bien, para pasar cables eléctricos si fuera necesario.
Vacío
Zona reservada
para paso eléctrico
vacío
Figura 1.7. Cilindro de vástago hueco

Formación Abierta
La aplicación de este tipo de actuadores permite y facilita el conexionado de
elementos, ya que no será necesario el guiado de tubos para vacío o cableado
eléctrico desde los puntos de generación de energía hasta los consumidores
(ventosas, electroimanes, etc.), sino que pueden pasar a través del hueco que
encontramos en el vástago, consiguiendo así una instalación más simple y por tanto
más económica. En la siguiente figura comprobaremos una de las aplicaciones
típicas para este tipo de cilindros, y las ventajas que representa frente a la
aplicación de actuadores convencionales:
Eyector
Eyector
Al disponer el actuador de un vástago
hueco, no se hace necesaria la
colocación del entubado (unión entre
eyector y actuador)
Vacío
Alimentación
de red
Figura 1.8. Aplicación de vacío mediante actuador de vástago hueco.
Como puede apreciarse, en los sistemas manipuladores puede trabajarse con
eyectores y ventosas. Estos componentes resultan extremadamente útiles al tiempo
que económicos, siendo por ello empleados frecuentemente.
La técnica del vacío
En los procesos de automatización neumática, y en especial en aquéllos
relacionados con la robótica y la manipulación, cada vez son más frecuentes los
eyectores y las ventosas.
Las ventosas son elementos de material elástico (de muy diversa construcción) que
vienen asociadas, por lo general, a unidades de vacío llamadas eyectores. Éstos
trabajan por efecto Venturi, es decir, creando caídas parciales de presión.
Figura 1.9. Ventosa simple y de fuelle. Por gentileza de FESTO Pneumatics.
S.A.

Electroneumática
01
El punto del eyector donde se produce la caída de presión, y con ello la aspiración,
se conecta directamente a la boquilla de la ventosa, la cual ejerce la aspiración
sobre el objeto a manipular (es deseable que éste no sea poroso ni disponga de
orificios sobre la superficie de acción).
P
RP
Figura 1.10. Eyector de vacío.
Tal como podemos observar en la figura anterior, los elementos capaces de crear el
vacío trabajan a caudal perdido, es decir, que el caudal aportado en la alimentación
del eyector se expulsa directamente a la atmósfera tras crearse el vacío.
Figura 1.11. Eyector de vacío. Aspecto físico y simbología. Por gentileza de FESTO
Pneumatics. S.A.

Formación Abierta
Precauciones.
Son numerosas las precauciones que debemos adoptar a la hora de seleccionar e
instalar eyectores y ventosas.
 En primer lugar, el aire de alimentación para el eyector ha de tener un alto
grado de pureza, con objeto de que no se produzcan obturaciones en su
interior; es por ello que se han de colocar filtros para su alimentación. Por el
mismo motivo, las secciones de tubo y racordaje seleccionados han de ser
suficientes para no provocar prematuras caídas de presión.
 Las ventosas han de estar colocadas lo más cerca posible del eyector, y se
procurará en todo momento un eyector por ventosa (si se coloca más de
una ventosa por eyector, en caso de fallo de alguna de éstas se vería
modificado el grado de vacío del resto).
 El caudal, la presión y el área de absorción ha de ser estrictamente
seleccionados en base a los datos de las tablas proporcionadas por los
fabricantes.
Pinzas neumáticas
Las pinzas neumáticas son uno de los elementos más recientemente incorporados
en la técnica neumática, junto a un gran grupo de elementos, todos ellos orientados
hacia técnicas de manipulación y robótica.
Existen una gran variedad de tamaños, cuya elección depende de la fuerza de
amarre deseada y de las dimensiones del objeto, que se calculan en base a las
tablas dadas por el fabricante. Las pinzas neumáticas suelen permitir la detección
magnética de la posición, por medio de detectores tipo Reed.
En cuanto a la clasificación de éstas, puede realizarse en base a dos principios
fundamentales: simple / doble efecto, o bien, apertura angular o paralela.
El simple o doble efecto ya es conocido por el estudio de componentes anteriores,
por lo que estas páginas se centrarán en el estudio y análisis del método que
utilizan los componentes para realizar su apertura o cierre.
 Pinzas de apertura angular
Una pinza de apertura angular, está compuesta en su interior por un cilindro
lineal, el cual puede ser de simple o doble efecto. En su movimiento de
avance o retroceso, el vástago del cilindro accionará un conjunto mecánico.
Este conjunto tiene como objeto hacer girar un par de bielas unidas
mecánicamente a las garras, las cuales realizan su movimiento de apertura
o cierre.

Electroneumática
01
Figura 1.12. Pinza de apertura angular.
Por gentileza de FESTO Pneumatics. S.A.
L
Figura 1.13. Ejemplo de amarre con pinza angular.
Pinzas de apertura paralela
Al igual que las pinzas de apertura angular, las de apertura paralela, también están
compuestas en su interior de un cilindro lineal de simple o doble efecto.
La diferencia estriba en la articulación mecánica para el accionamiento de las
garras. En este caso, éstas son desplazadas axialmente por una guía, por el efecto
de movimiento de una palanca accionada por el vástago del cilindro.
Figura 1.14. Pinza de apertura paralela.

Formación Abierta
Figura 1.15. Ejemplo de accionamiento pinza paralela. Prensión exterior.
Figura 1.16. Ejemplo de accionamiento pinza paralela. Prensión interior.
Simbología de pinzas neumáticas
Como todo elemento neumático, las pinzas neumáticas tienen asociados una serie
de símbolos que permiten su fácil inserción e interpretación dentro de los circuitos
neumáticos.
Figura 1.17. Pinza de apertura paralela. Por gentileza de FESTO Pneumatics.
S.A.

Electroneumática
01
Figura 1.18. Pinza de apertura angular. Por gentileza de FESTO Pneumatics.
S.A.
Figura 1.19. Pinza de apertura paralela (actuador de giro). Por gentileza de
FESTO Pneumatics. S.A.
Como puede observarse, la gama general de pinzas
neumáticas es sumamente amplia, permitiéndonos
prácticamente cualquier tipo de amarres.
Las pinzas vienen de fábrica con dedos taladrados y
roscados. Sobre ellos colocaremos las garras para
realizar el amarre correcto. Estas garras pueden ser
compradas (amarres generales) o bien mecanizadas
(amarres específicos).

Formación Abierta
Podemos encontrar otros muchos tipos de pinzas. Entre ellos destacan las de tres
dedos (amarres de secciones circulares por interior o exterior), pinzas de apertura
con 180º, etc.
Figura 1.20. Otras pinzas (3 dedos y apertura 180º). Por gentileza de FESTO
Pneumatics. S.A.
Cilindros sin vástago
Los cilindros sin vástago son otros de los componentes que han experimentado
también un mayor desarrollo en los últimos años debido al gran número de ventajas
que aportan.
La principal de éstas es, tal y como su nombre indica, la inexistencia de vástago y,
por ello, la reducción de la longitud del cuerpo a casi la mitad (o, si se prefiere,
doble longitud de carrera que un actuador lineal convencional de longitud de camisa
similar). Existen numerosas disposiciones, pero básicamente pueden clasificarse en
2 grandes grupos:
 Cilindros sin vástago de bandas.
 Cilindros sin vástago de acople magnético.
A continuación se detalla el funcionamiento interno y las características de cada
uno de estos actuadores.
 Cilindros sin vástago de bandas
Los cilindros sin vástago de bandas se componen principalmente de un
cuerpo de aluminio que actúa a modo de camisa. Este cuerpo consta de una
ranura a través de la cual se une con el émbolo y el carro de
desplazamiento.
Una junta, colocada longitudinalmente sobre la ranura, se encarga de
proporcionar la estanqueidad entre las cámaras del cilindro y la zona
exterior.

Electroneumática
01
Estas complejas juntas actúan a
modo de cremallera de pantalón.
Imaginemos que la cremallera es la
junta longitudinal, y el tirador, el
carro de desplazamiento. Cuando
se tira de éste, la cremallera abre o
cierra, provocando la estanqueidad.
Figura 1.21. Cilindro sin vástago de banda. Por gentileza de FESTO Pneumatics.
S.A.
Las características técnicas de estos cilindros han de ser cuidadosamente
estudiadas según los datos ofrecidos por el fabricante. Suelen contar con
amortiguadores hidráulicos para absorber la energía cinética liberada en
posiciones finales de carrera, ya que este tipo de actuadores suele trabajar
a una elevada velocidad de desplazamiento.
Figura 1.22. Sección de un cilindro sin vástago.
 Fijaciones
Los cilindros sin vástago suelen tener 2 disposiciones básicas para su
montaje, que corresponden a la fijación de las culatas (desplazamiento libre
del carro), o bien la fijación del carro de desplazamiento, con lo cual se
obtiene el desplazamiento final de toda la camisa.

Formación Abierta
Montaje incorrecto o
poco recomendable
Montaje correcto
Ambos extremos descansan
sobre bridas u otro tipo de fijación
Figura 1.23. Fijaciones para los cilindros sin vástago.
La fijación en culatas suele ser adoptada para tareas de
manipulación y distribución, mientras que la fijación del
carro suele ser utilizada básicamente en aplicaciones
robóticas (ya que el efecto conseguido es la creación de
un brazo robot).
 Cilindros sin vástago de acople magnético
La segunda disposición básica de cilindros sin vástago es la denominada de
acople magnético. El cilindro está formado por un cuerpo (camisa) en cuyo
interior se aloja un émbolo, con las correspondientes juntas de estanqueidad
y unos potentes imanes permanentes. Este tipo de actuador puede ir o no
dotado de guías. En caso de que no sea así, se precisará de un sistema de
guiado exterior con objeto de absorber los esfuerzos provocados en
cualquier dirección.
Figura 1.24. Cilindro sin vástago de acople magnético. Por gentileza de FESTO
Pneumatics. S.A.

Electroneumática
01
1.1.4. Técnicas de unión
En la actualidad, y gracias al desarrollo de sistemas flexibles de fabricación, los
componentes ofrecen múltiples posibilidades de anclaje, permitiendo su sujeción
directa prácticamente en cualquier posición.
Esto añadido a la extensa gama de perfiles de aluminio para la creación de
bancadas, pórticos, tránsfer, etc., hace posible el montaje de sistemas
manipuladores de forma rápida y sencilla.
La combinación de las unidades de manipulación
neumática con la perfilaría de aluminio permite la
realización de manipuladores de una forma
extremadamente rápida y sencilla. Se recomienda
consultar catálogos específicos.
A continuación se muestran algunos ejemplos de unión entre componentes para la
formación de una estructura manipuladora:
Estructuras de manipuladores.

Formación Abierta
Figura 1.25. Estructura de manipulador. Ejemplo.

Electroneumática
01
1.2. Electroválvulas. Generalidades
Como podremos recordar, las válvulas de vías son los elementos encargados de
establecer o cortar el paso de aire comprimido o bien direccionarlo hacia las
aplicaciones (incluso ambas funciones en base a su configuración de vías y
posiciones). Los métodos de accionamiento son del todo variados pero entre ellos
hay uno que destaca especialmente y es el accionamiento eléctrico.
Existen diferentes tipos de mando para las válvulas de
vías (manuales, mecánicos, accionados por aire, etc.).
Entre todos ellos destaca de forma clarísima el
accionamiento eléctrico (denominación habitual de
“electroválvula”).
El empleo de las mismas se ha generalizado de tal modo que prácticamente son
imprescindibles en cualquier sistema automatizado.
Figura 1.26. Bloque de electroválvulas. Por gentileza de FESTO Pneumatics. S.A.
Con independencia del accionamiento empleado, será conveniente recordar que los
principales tipos de cuerpos que podemos encontrar son...

Formación Abierta
 Válvulas 2/2
Válvulas de empleo limitado en las aplicaciones (a nivel de control
direccional) debido a la ausencia de escape y por ello su imposibilidad para
despresurizar los circuitos. Su función básica es la permisión o no permisión
del paso del aire comprimido. Si se representa eléctricamente...
P
A
P
A
Figura 1.27. Electroválvula 2/2 NC y NA respectivamente.
Cuando se trabaja con disposiciones de válvula 2/2 y 3/2
siendo las mismas de accionamiento monoestable, ha de
definirse su condición de reposo como normalmente en
cierre (NC) o normalmente en apertura (NA).
Esto no sucede con válvulas superiores en vías (4, 5...)
ni en accionamientos de carácter biestable. En estas ha
de definirse la condición no de reposo sino de “inicio”.
 Válvulas 3/2
Las válvulas 3/2 son una válvulas extremadamente importantes en las
aplicaciones electroneumáticas. En este tipo de aplicaciones, no es muy
frecuente encontrarlas como válvulas de potencia pero son la base del
accionamiento de válvulas más importantes (efecto de servopilotaje que
será desarrollado posteriormente).
P
A
R P
A
R
Figura 1.28. Electroválvula 3/2 NC y NA respectivamente.

Electroneumática
01
 Válvulas 4/2
Este tipo de válvulas son básicamente distribuidores de aire entre dos
puntos de aplicación (A y B). El escape de ambas cámaras se realiza por un
punto de descarga común, lo cual hace que no sean muy frecuentes en las
aplicaciones electroneumáticas. A nivel electroneumático es frecuente
encontrarlas como válvulas de servopiloto, ya que la función principal de las
mismas es direccionamiento de presiones y caudales de potencia.
R
A B
P R
A B
P
Figura 1.29. Electroválvula 4/2 mono y biestable respectivamente.
 Válvulas 5/2
Las válvulas 5/2 constituyen el estándar de control en las aplicaciones
electroneumáticas. De funciones similares a las 4/2 (controles
direccionales), presentan un doble punto de escape, lo cual permite la
obtención de funciones interesantes (como por ejemplo control
independiente de las velocidades de un actuador).
S
A B
R S
A B
R
Figura 1.30. Electroválvula 5/2 mono y biestable respectivamente.
 Válvulas de 3 posiciones
Las válvulas de 3 posiciones son menos frecuentes en las aplicaciones
electroneumáticas ya que en raras ocasiones buscaremos posicionados
(una de las aplicaciones de estas válvulas).
No obstante, podemos encontrar referencias de 3 posiciones y diferente
número de vías (habitualmente 5). A nivel electroneumático suelen
corresponder a accionamientos de carácter monoestable donde la posición
estable corresponde a la central (en diferentes centros pero limitados).
R S
P
A B
R S
P
A B
R S
P
A B
Figura 1.31. Electroválvula 5/3 monoestables. Diferentes centros.

Formación Abierta
El primer centro corresponde al cierre de todas las vías. No se permite
inyección ni descarga al actuador.
El segundo centro corresponde a cierre a la alimentación y descarga de
ambas cámaras de actuador.
El tercer centro corresponde a la doble inyección a cámara (busca equilibrio
de presiones) y no permite la descarga.
1.2.1. Transformación de electroválvulas
Al igual que sucede con las válvulas de accionamiento manual, mecánico, etc., en
numerosas ocasiones deberemos proceder a la implementación de una
determinada función neumática mediante la transformación de cuerpos superiores.
De este modo y por ejemplo, podremos obtener una 3/2 de potencia (servopiloto)
desde una válvula superior ya que encontrar las primeras puede resultar algo difícil.
Para la implementación de una función direccional desde
cuerpos superiores tan sólo deberán taponarse las vías no
deseadas. Estas transformaciones son totalmente licitas,
es decir, la electroválvula no sufrirá daño y su
comportamiento será totalmente correcto.

Electroneumática
01
A modo de resumen, la siguiente tabla muestra las transformaciones posibles
(taponado de vías a partir de cuerpo estándar 5/2)...
Base
A
P
S
B
R
A
P
S
B
R
A
P
S
B
R
A
P
S
B
R
A
P
S
B
R
A
P
S
B
R
A
P
S
B
R
A
P
S
B
R
A
R
P
A
R
P
A
P
A
P
Operación Nueva Función
Figura 1.32. Tabla para la transformación de electroválvulas.

Formación Abierta
1.3. Electroválvulas
Los elementos que realizan la unión entre los sistemas eléctricos y los neumáticos,
dentro de las denominadas aplicaciones electroneumáticas, son las llamadas
electroválvulas, las cuales no son más que válvulas neumáticas convencionales con
un accionamiento electromagnético.
Con independencia del cuerpo que presente una
electroválvula (2/2, 3/2, 4/2, 5/2, 5/3, etc.), pueden darse
dos tipos de accionamientos: directos (propios de los
cuerpos base 2 y 3 vías) e indirectos (más propios de
distribuidores de potencia en 4 ó 5 vías).
Esta circunstancia hace que las electroválvulas reúnan las ventajas propias de la
electricidad (como, por ejemplo, la respuesta de accionamiento y transmisión de
señales) y de la neumática (distribución de aire comprimido para la obtención de los
accionamientos neumáticos). Es precisamente por esta característica por lo que las
electroválvulas pueden ser consideradas como elementos transformadores de la
señal (eléctrico/aire).
El funcionamiento de todas estas electroválvulas se basa en el principio del
solenoide, por lo que comenzaremos explicando en qué consiste este fenómeno.
1.3.1. Funcionamiento de un solenoide
Para poder comprender el principio de funcionamiento de un solenoide debemos
recordar que si por un conductor enrollado circula una corriente eléctrica, se genera
un campo magnético. Éste será mayor cuanto mayor sea la intensidad que circula y
de cuantas más vueltas disponga.
Al igual que en los imanes, los puntos de entrada y salida de las líneas de campo
magnético son denominados polos (norte - sur).
Armadura
Hierro fijo (hierro dulce)
BobinaBobina
Figura 1.33. Principio de funcionamiento de un solenoide.

Electroneumática
01
1.3.2. Electroválvulas. Acción directa
Estas electroválvulas constan principalmente de un cuerpo base (identificador de
vías y posiciones), cuyo accionamiento se realiza mediante la creación de un
campo magnético. Este campo magnético es creado por la bobina de la
electroválvula, y su función principal es la de provocar el desplazamiento de la
armadura de la válvula. A continuación se muestra la sección correspondiente a
este tipo de válvulas, y después se describirá su funcionamiento.
P
A
P
A
Figura 1.34. Electroválvula 2/2 de acción directa.
Tal y como podemos observar en la figura, la válvula dispone de 2 orificios, que
corresponden al punto de alimentación P y al de aplicación A, posicionados sobre el
cuerpo base. Asimismo, dispone de una bobina y una armadura que corresponde al
accionamiento propiamente dicho.
La válvula 2/2, tal y como se describió en el apartado correspondiente a su estudio,
se utiliza principalmente como función de interrupción en la alimentación de
circuitos.
Cuando la válvula se encuentra en reposo (no activa), la armadura está bloqueando
la comunicación entre el orificio P (alimentación) y el orificio A (aplicación), debido a
la acción realizada por el muelle recuperador. Se dice que es una válvula del tipo
normalmente cerrada.
Cuando se cierra el circuito correspondiente a la bobina, se genera un campo
magnético que actúa sobre la armadura, la cual se desplaza hacia la zona superior
venciendo la fuerza de oposición del muelle recuperador. Se dice que la válvula ha
conmutado su posición pasando a encontrarse en un estado abierto.
Si el circuito eléctrico se abre, el campo magnético cesa provocándose la
recuperación de la armadura, y con ello el bloqueo del orificio P con respecto al
orificio A. Por este motivo, y tal como podemos comprobar, la válvula es
denominada de tipo monoestable.

Formación Abierta
Debido a que el campo magnético actúa sobre la armadura
y ésta provoca la conmutación sin intermediarios, se dice
que la válvula es del tipo "acción directa".
La simbología correspondiente a esta válvula se refleja en la siguiente figura. Debe
tenerse en cuenta que tan solo nos interesará en estos momentos el accionamiento
de la válvula, y no su cuerpo (en este caso una función bidireccional 2 vías y 2
posiciones).
P
A
P
A
Electroválvula 2/2 NC
Símbolo DIN ISO 1219
Representación de una
“acción directa”
Ha de observarse el accionamiento directo por bobina (acción directa), así como la
doble flecha indicadora de que el aire puede circular de P hacia A o de A hacia P.
Electroválvulas 3/2
El principio de funcionamiento para las electroválvulas de 3 vías y 2 posiciones es
similar al descrito para las de 2 vías y 2 posiciones.
P
A
P
A
R R
Figura 1.35. Electroválvula 3/2 de acción directa.
Constan de una bobina y una armadura encargadas de proporcionar la
conmutación de la posición en un cuerpo base, en este caso de una disposición 3/2.
La figura anterior nos muestra una electroválvula de 3 vías y 2 posiciones de tipo
monoestable (recuperación mediante muelle) y de accionamiento directo
(conmutación realizada por medio del desplazamiento de la armadura).

Electroneumática
01
Si la electroválvula no está activa, el orificio de alimentación P está en bloqueo,
mientras que el orificio de aplicación A comunica directamente con el escape R. Al
crear la bobina un campo magnético, la armadura de la válvula se desplaza
venciendo la fuerza del resorte recuperador, y permitiendo así el paso del aire
comprimido desde el orificio P hacia el orificio A. En estos momentos el orificio de
escape R se encuentra en bloqueo.
Si la acción del campo magnético cesa, la armadura recupera su posición inicial
mediante el muelle recuperador, volviendo la válvula a su posición de reposo
estable.
P
A
P
A
Electroválvula 2/2 NC
Símbolo DIN ISO 1219
Representación de una
“acción directa”
Este tipo de electroválvulas suelen estar dotadas de un mecanismo de
accionamiento manual, el cual nos permitirá provocar la conmutación de la
electroválvula en caso de falta de suministro eléctrico.
A
P R
Manual de seguridad
Enclavamiento
Manual de seguridad
Monoestable
A
P R
Hay que recordar que no todas las electroválvulas de 3
vías y 2 posiciones son del tipo normalmente cerrado, sino
que en el mercado también se dispone de tipo
normalmente abierto, si bien su utilización es menos
frecuente.
Las válvulas de accionamiento directo son poco
empleadas debido al bajo caudal direccionable por las
mismas. Esto es debido a que el orificio de entrada P
presenta a nivel interno una sección extremadamente
baja (con objeto de limitar la fuerza que tiende a la
apertura de la válvula). En consecuencia, los caudales
direccionados son muy limitados y su empleo como
elemento de potencia es prácticamente nulo.

Formación Abierta
1.3.3. Válvulas servopilotadas
El principio de servopilotaje puede ser resumido como la utilización del aire de
alimentación como medio para provocar la conmutación de una válvula (trabajo en
dos etapas).
Su aplicación permite poder comandar válvulas de grandes dimensiones con una
energía mínima, ya que esta se puede decir que amplificada. Al mismo tiempo, la
aplicación del servopilotaje permite reducir cada día más el tamaño de las bobina
con el consecuente ahorro de espacio físico ocupado por el componente y el ahorro
energético (ya mencionado con anterioridad).
Figura 1.36. Electroválvula de acción indirecta. Por gentileza de FESTO
Pneumatics. S.A.
En definitiva y prescindiendo de las ventajas aportadas por este sistema, podríamos
definir una válvula servopilotada como una válvula neumática de piloto por aire
comprimido (1 ó 2 según sea biestable o monoestable) y luego válvula 3 / 2
auxiliares para provocar estas conmutaciones.

Electroneumática
01
B
Y1 Y2
A
P R
B
Y1 Y2
A
R S
P
R S
P
P R
BA
A B
Representación detallada Símbolo
Figura 1.37. Detalle de electroválvulas por servopiloto.
Se representa una válvula 4/2 (o 5/2) biestable que trabaja bajo el principio de
servopilotaje. Esta consta de una válvula principal de accionamiento por doble piloto
neumático (cuerpo de 4/2) y dos válvulas auxiliares de 3 vías y 2 posiciones
encargadas de provocar los accionamientos sobre la válvula principal. Debe
observarse, que las válvulas auxiliares son alimentadas con el aire de la válvula
principal. Todo esto sucede a nivel interno ya que físicamente solo veríamos las
aplicaciones de la válvula principal (A y B), el punto de alimentación y escape y
dispondríamos de la conexión de las bobinas, es decir, Y1 e Y2.
Para comprender mejor este tipo de válvulas, se representa a continuación la
sección interna de la válvula que viene siendo estudiada (4/2 de doble bobina
servopilotada).

Formación Abierta
R R
P
B R A
Figura 1.38. Electroválvula 4 / 2 de doble bobina (accionamiento biestable).

Electroneumática
01
Como podemos observar en la figura, se dispone de una válvula de disposición 4/2
comandada por una doble bobina. Para conmuta la posición de la válvula, tan solo
deberemos de alimentar la correspondiente bobina y con ello se creará el campo
magnético necesario como para desplazar la armadura de la válvula auxiliar
(obsérvese que su función es puramente de 3/2 NC). El aire comprimido pasa a
través de la válvula auxiliar llegando hasta la cámara de pilota donde se conmuta la
posición de la válvula (siempre y cuando no exista doble señal neumática). Si la
señal sobre la bobina cesa, el campo magnético desaparece pero la válvula
principal (cuerpo 4/2) mantiene la posición debido a su carácter biestable. Para
conseguir el accionamiento contrario deberemos excitar la bobina contraria,
repitiéndose el proceso.
En este tipo de válvula es posible crear dobles señales que
bloqueen las conmutaciones, ya que es posible activar las
dos bobinas a un mismo tiempo, pero hay que tener en
cuenta que el bloqueo es provocado en la válvula principal
(aire contra aire) y no en las válvula auxiliares. Debido a
este motivo, las electroválvulas biestable servopilotadas no
se deterioran al aparecer sobre ellas una doble señal.
R
P
B R A
Figura 1.39. Electroválvula 4 / 2 de simple bobina (accionamiento monoestable).

Formación Abierta
B
Y1
A
P R
B
Y1
A
R S
P
R S
P
P R
BA
A B
Representación detallada Símbolo
En las electroválvulas de servopiloto encontramos
realmente varias unidades (2 ó 3 en función de mono o
biestable respectivamente).
 Si la válvula por ejemplo es una 5/2 recuperación
resorte (monoestable), encontramos dos válvulas: una
de potencia (cuerpo 5/2 mono) y una de mando (3/2
NC acción directa eléctrica).
 Si la válvula por el contrario es una 5/2 biestable,
encontramos tres válvulas: una de potencia (cuerpo
5/2 biestable) y dos auxiliares de mando (3/2 NC
acción directa eléctrica).

Electroneumática
01
Electroválvulas para vacío
En numerosas ocasiones, será preciso la aplicación de electroválvulas para el
establecimiento o corte de vacío neumático (como por ejemplo control de ventosas,
transporte neumático, etc.). Para ello es posible el empleo de electroválvulas
convencionales de servopiloto, pero estas han de presentar la cualidad de disponer
de una alimentación “externa” para la válvula auxiliar.
Esto es debido a que se requiere aire a presión para poder actuar sobre el pilotaje
de la válvula principal (algo que no sucederá si disponemos de una alimentación
interna, ya que la alimentación de la válvula principal cuelga de la línea de vacío).
B
Y1
A
R S
P
R S
P
BA
x
x
A nivel mecánico, la selección del método de alimentación
(interna o externa) se realiza mediante la colocación de
unos pequeños tapones en la comunicación interna o bien
sobre el punto X.
Si se opta por un trabajo
convencional, se deberá colocar
un tapón sobre X (evitándose la
fuga) y dejar libre el paso entre
alimentaciones P de válvula
principal y auxiliar. Este es el
montaje más utilizado (aire
positivo).
B
Y1
A
R S
P
x

Formación Abierta
Si por el contrario se desea una
alimentación externa, se deberá
emplear x como inyección de aire
positivo (generalmente directo a
red), mientras que se deberá
bloquear las alimentaciones entre
válvulas (diferenciándolas entre
sí)
B
Y1
A
R S
P
x
Por lo demás, este tipo de electroválvulas son del todo convencionales (mismas
características presión / caudal, posibilidades de inversión, etc.).
1.3.4. Electroválvulas. Buses
En la actualidad, numerosas aplicaciones electroneumáticas trabajan mediante
“buses de campo” Fieldbus o en otras palabras, sistemas donde los diferentes
elementos de captación o actuación (por ejemplo sensores y electroválvulas) se
comunican entre sí mediante un par de hilos (bus). Para el control de todos ellos se
precisa de un mando establecido por un PLC (autómata programable) o PC.
Fieldbus: término genérico para la designación de buses
de campo de diferente naturaleza. También denominados
sistemas seriales 2 hilos (por el tipo de comunicación
física establecida).
Evidentemente, estos sistemas presentan la ventaja de simplificar al máximo el
conexionado, ya que en una aplicación convencional si se dispone de un número
elevado de entradas / salidas este puede resultar sumamente complejo.
Sin embargo, un sistema donde con tan solo 2 hilos se realice toda la comunicación
entre los diferentes dispositivos más otros dos de alimentación, permitirán
cableados físicos reducidos y por ello de fácil instalación y mantenimiento.
PLC Control Salidas PLC
E E S S
Figura 1.42. Implementación convencional mediante PLC.

Electroneumática
01
Aplicando un sistema serial cualquiera...
PLC Control
Bloque de
electroválvulas serial
Bus
Figura 1.43. Implementación serial mediante PLC.
Se debe recordar, que este tipo de comunicación es válido tanto para entradas
(bloques conectados al bus) donde estarán conectados todos los detectores o
mandos y para salidas (por ejemplos bloques de electroválvulas seriales).
La cantidad queda limitada por el tipo de sistema que se este empleando.
Buses más comunes
El estudio de los buses de campo más empleados será analizado en el módulo
“Comunicaciones Industriales”, pero grosso modo se indica que se diferencian dos
tipos:
 Buses cerrados.
 Buses abiertos.
Un bus cerrado es aquel diseñado por un fabricante para la comunicación de sus
productos (o de otros fabricantes que cumplan el protocolo). Suelen ser
interesantes ya que como dependen de fabricantes de sectores específicos suelen
aportar soluciones a problemas concretos. Otra de las características de estos
suele ser su facilidad de uso.
El empleo de buses cerrados implica que tan solo se podrá
trabajar con los productos del fabricante propietario del bus
(o de otras firmas con acuerdo).
Un bus abierto es precisamente todo lo contrario. El protocolo de comunicación está
establecido y los diferentes fabricantes se amoldan al mismo. Esto sencillamente
permite poder implementar nuestras aplicaciones con componentes de diferentes

Formación Abierta
fabricantes, permitiéndonos seleccionar en función de precio, características
técnicas, imposiciones de clientes, etc.
Algunos de los principales sistemas cerrados son...
 Sysmac, de Omron.
 Melsed, de Mitshubishhi.
 Modnet, de AEG.
 Link Bus, de Allen Bradley.
 PneuBus, de Norgren.
Algunos de los principales sistemas abiertos son…
 Ethercat FMS.
 Profibus DP.
 Device – Net
 Interbus.
 AS – Interface.
 Can-Open
 Ethernet
Figura 1.44. Conexión serial. Por cortesía de NORGREN.
Como ya se ha comentado, el método para el establecimiento de las conexiones así
como el funcionamiento de este tipo de equipos, será descrito en “Comunicaciones
Industriales” ya que su estudio queda fuera del alcance de este curso.

Electroneumática
01
1.4. Conversores de señal
En las etapas de salida de señales (o conversiones), pueden darse dos casos: la
conversión es de una señal eléctrica a una neumática (aplicación de
electroválvulas), o bien la conversión es neumática – eléctrica, apareciendo los
conversores, presostatos, transductores, etc.
A continuación analizaremos algunos de los más destacados...
1.4.1. Presostatos mecánicos
Los convertidores neumático-eléctricos (presostatos) son unos elementos
encargados de proporcionar/anular una señal eléctrica ante la aparición de una
señal neumática. Constan principalmente de un orificio para la introducción de una
señal neumática, la cual actúa sobre una superficie (a modo de piloto neumático)
que suele ser un diafragma.
Este diafragma tiene una posición estable debido a la acción de un resorte interno
cuya fuerza puede ser regulada exteriormente (mayor o menor tensión). En su
interior también se aloja un contacto eléctrico, que suele ser del tipo conmutado (de
ahí el proporcionar o anular la señal eléctrica, en función del tipo de contacto
utilizado, N.C o N.A).
Cuando se introduce una señal neumática, ésta ejerce una fuerza sobre el
diafragma. Si la fuerza ejercida es mayor que la prefijada en el muelle (taraje), el
contacto conmutará y éste ejecutará la función correspondiente en el ciclo. Si la
señal neumática no es capaz de provocar la fuerza suficiente para la conmutación,
el contacto eléctrico permanecerá en posición estable.
La utilización de presostatos en las aplicaciones
electroneumáticas es algo muy frecuente.
Una de las aplicaciones típicas es su instalación en línea
con objeto de permitir el arranque de máquina tan sólo
cuando la presión se encuentre entre unos determinados
valores (mínima / máxima).

Formación Abierta
En la siguiente figura se representa la sección de un presostato mecánico,
identificando cada uno de los componentes que lo constituyen.
Dispositivo
de taraje
Dispositivo
de taraje
Figura 1.45. Presostato mecánico.
Otras aplicaciones típicas son la detección y señalización
de bajas presiones en red, conexión / desconexión de
compresores en función de la presión en el calderín, etc.
Figura 1.46. Presostato mecánico. Por gentileza de FESTO Pneumatics. S.A.

Electroneumática
01
Presostatos electrónicos
El avance de los sistemas automáticos ha propiciado definitivamente la
combinación de técnicas como la neumática, eléctrica, electrónica, etc. Uno de
estos avances lo podemos encontrar en el desarrollo de presostatos digitales, es
decir, constituidos por componentes electrónicos.
Estos presostatos aportan numerosas ventajas con respecto a los convencionales,
aunque presentan los inconvenientes propios de los componentes electrónicos,
tales como la imposibilidad de trabajar a elevadas temperaturas, con elevadas
vibraciones, etc.
Además de proporcionar los contactos con una gran
precisión, suelen permitir la visualización del valor de la
presión de red en diferentes escalas como Bares,
Pascales, ajustar la histéresis, tiempo de respuesta, etc.
Figura 1.47. Presostato electrónico. Por gentileza de FESTO Pneumatics. S.A.

Formación Abierta
1.4.2. Convertidores
Un convertidor es básicamente similar a un presostato, con la diferencia de que en
este no se puede ajustar la presión de conmutación, o en otras palabras, su muelle
no presenta posibilidad de ajuste.
Su empleo es bastante limitado y se entiende que ante el aporte de una señal
neumática (de bajo valor de presión), se produce la conmutación (conversión de la
señal).
1.4.3. Transductores
Los transductores son elementos que han irrumpido con fuerza en las aplicaciones
electroneumáticas (y más concretamente en las aplicaciones proporcionales). Este
tipo de elementos queda directamente relacionado con un tratamiento analógico de
la técnica y no digital como se ha tratado hasta el momento.
Un transductor es entendido como un elemento analógico,
ya que dependiendo de la lectura (magnitud de entrada),
proporciona un valor de salida variable (generalmente en
tensión o intensidad).
Serán analizados con mayor profundidad en “Hidráulica”, concretamente en el
estudio de las aplicaciones proporcionales.

Electroneumática
01
Resumen
Los actuadores neumáticos pueden ser de carácter lineal, rotativo o especiales /
combinados. Dentro del grupo de los lineales diferenciamos entre simple y doble
efecto, siendo aplicable esta designación desde un simple cilindro lineal hasta
unidades de automatización complejas.
Los fabricantes suelen cubrir una amplia gama de necesidades. En sus
catálogos encontraremos gran cantidad de productos, algunos de ellos muy
relacionados con las técnicas de automatización como por ejemplo las pinzas,
unidades sin vástago, componentes para aplicaciones de vacío, etc...
Las señales eléctricas o neumáticas pueden ser invertidas sin mayor problema.
Para la ejecución de una inversión eléctrica – neumática emplearemos las
clásicas electroválvulas. Para inversiones neumático – eléctrico, suelen
emplearse conversores y presostatos.
En las electroválvulas diferenciamos entre accionamientos directos e indirectos
(o de servopiloto). Las primeras son válvulas que aparecen en versiones de 2 ó
3 vías monoestables, y se caracterizan por el bajo caudal diseccionado. De este
modo, no suelen ser aptas para potencia. Las segundas, aparecen en versiones
4 ó 5 vías monoestables o biestables. Pueden direccional caudales muy
elevados, siendo por tanto aptas para potencia.
Una electroválvula de servopiloto está compuesta por varias. Una principal
(válvula de piloto neumático) y una o dos auxiliares (en función de su versión de
accionamiento).

Electroneumática
Entrada y tratamiento
de señales
02

Electroneumática
Entrada y tratamiento de señales 1
02
Índice
OBJETIVOS........................................................................................................ 3
INTRODUCCIÓN................................................................................................. 4
2.1. Generalidades............................................................................................ 5
2.2. Elementos de entrada de señales ............................................................ 6
2.2.1. Accionamiento manual......................................................................... 8
2.2.2. Detectores de posición ...................................................................... 12
2.2.3. Detectores de posición electromecánicos.......................................... 13
2.2.4. Sensores de proximidad tipo REED................................................... 16
2.2.5. Otros detectores ................................................................................ 21
2.3. Tratamiento de señales........................................................................... 26
2.3.1. El relé ................................................................................................ 26
2.4. Mandos básicos con relés ...................................................................... 36
2.4.1. Multiplicación de un contacto............................................................. 36
2.4.2. Realimentación de un relé ................................................................. 38
2.4.3. Inversión de un contacto.................................................................... 40
RESUMEN......................................................................................................... 43

Electroneumática
02
Objetivos
Diferenciar claramente los elementos destinados a la introducción, tratamiento o
salida de señales en los circuitos electroneumáticos (nivel manual y nivel
automático o detección).
Conocer los diversos tipos de contactos existentes en el automatismo eléctrico,
ya que éstos son la base de cualquier sistema automático.
Conocer los diversos métodos que se pueden emplear para la introducción de
señales en los circuitos electroneumáticos. Se prestará especial atención a los
detectores magnéticos tipo Reed, elementos habitualmente utilizados en
circuitos electroneumáticos.
Conocer las diversas funciones que pueden realizar los relés (elementos de
tratamiento de señal) en los circuitos electroneumáticos.

Formación Abierta
Entrada y tratamiento de señales4
Introducción
En esta unidad se trataran dos partes bien diferenciadas. En primer lugar serán
analizados los elementos destinados a la entrada de señales en las aplicaciones
electroneumáticas. Se partirá desde los elementos básicos de actuación manual
(pulsadores, interruptores, etc.), hasta elementos destinados a la captación
(posiciones de cilindros, presiones, etc.). En este aspecto se destaca que este tipo
de detecciones podrá realizarse en base a detectores electromecánicos (como por
ejemplo los finales de carrera), pero predominará el detector magnético ya que
aporta grandes ventajas con respecto a los primeros. Otros elementos para la
detección (inductivos, capacitivos, fotocélulas, etc.) serán también analizados
aunque con menor profundidad, ya que aunque siendo empleados en las
instalaciones electroneumáticas son menos frecuentes (quedan reservados a
funciones de captación auxiliares y rara vez a la detección de posición de un
actuador).
En la segunda parte, se analizarán los elementos destinados al tratamiento de la
información (en especial los relés). Se analizará la generalidad sobre el tratamiento
no entrando en otras técnicas de mando (como por ejemplo PLC´s ya que estos son
analizados en una unidad propia).

Electroneumática
02
2.1. Generalidades
La energía eléctrica, tanto la utilizada en circuitos de mando como de potencia, se
introduce en los circuitos y se cursa por diversos elementos, los cuales van a ser
objeto de un detallado estudio en las siguientes páginas.
Como todo elemento de aplicación industrial, estos elementos tienen asociada una
simbología que permite el montaje y mantenimiento de los sistemas más
eficazmente, si bien, el encargado de manipular o reparar estos componentes
deberá conocer, al menos, su constitución, aplicación y la función de los mismos.
Esta unidad didáctica dividirá estos elementos en dos
bloques, realizando la separación entre ellos según la
función que cumplen dentro del circuito.
Así pues, se establecen bloques específicos para los
elementos de entrada y de procesamiento.

Formación Abierta
2.2. Elementos de entrada de señales
Estos elementos tienen como función introducir en el circuito de mando una serie
de señales para su posterior análisis y procesamiento.
En el campo de la electroneumática esta introducción de datos se suele realizar por
medio de contactos eléctricos, alojados en componentes cuyo mecanismo es muy
variado; reciben el nombre genérico de emisores de señal. Antes de proceder al
estudio detallado de los mecanismos, analizaremos el término contacto eléctrico.
Contactos eléctricos
Los contactos eléctricos son láminas de materiales ferromagnéticos, las cuales
pueden establecer contacto o no de diversas maneras (métodos de accionamiento).
Estos contactos se pueden clasificar por su función en los siguientes grupos:
contactos de apertura, de cierre y conmutados.
Los contactos de cierre son aquéllos que, debido a una fuerza de accionamiento
dada, establecen contacto eléctrico. En otras palabras, 2 láminas que antes
estaban separadas entre sí, establecerán contacto por medio de una acción
exterior, permitiendo así el paso de la corriente eléctrica. Este tipo de contactos
recibe la designación N.A. (normalmente abierto) o bien N.O. (normaly open).
Los bornes de los contactos abiertos se
designan mediante la numeración 3 - 4.
3
4
F
Es complejo determinar una generalización de uso para los
contactos de tipo abierto pero si lo hacemos, podríamos
afirmar que estos se encargan de la “conexión de
dispositivos”. Si queremos encontrar un símil a nivel
neumático determinaremos su equivalencia con una 2/2 ó
3/2 NC.
Los contactos de apertura, por el contrario, son aquéllos en los que las láminas
establecen contacto en condición de reposo, estado que se perderá cuando se
realice alguna acción exterior sobre el mecanismo de conmutación, pasando éstos
a condición de abiertos. Reciben la denominación N.C. (normalmente cerrado), que
casualmente coincide con la denominación N.C. (normally closed).

Electroneumática
02
Los bornes de los contactos cerrados se
designan mediante la numeración 1 - 2.
1
2F
Si buscamos aplicación genérica para este tipo de
contactos, determinaremos que son empleados para forzar
desconexiones de dispositivos (cortes de rearmes,
emergencias, etc.). Si queremos encontrar un símil a nivel
3/2 NA.
Por último, hablaremos de los contactos de
conmutación, dotados de tres láminas y
donde encontramos un contacto de tipo
N.A. y otro del tipo N.C. con una lámina
común.
1
2
F
4
Así pues, en condiciones de reposo un contacto está cerrado mientras que el otro
está abierto; en el momento en que se produzca el accionamiento, este estado
cambiará a la situación contraria, es decir, el contacto que antes estaba cerrado
pasará a la condición de abierto, mientras que el que se encontraba abierto pasará
a posición de cerrado. En la figura se aprecia el esquema de funcionamiento para
un contacto conmutado, así como su simbología y denominación de bornes. En
este tipo de contactos, el polo común se marca con el número 1, el contacto
cerrado con el 2 y el contacto abierto con el número 4.
Si buscamos aplicación genérica para este tipo de
contactos, determinaremos que son empleados para
auxiliares o complementarias (inversión de contactos,
protecciones, etc.). Si queremos encontrar un símil a nivel
5/2.

Formación Abierta
El método de accionamiento de estos contactos es muy variado, pudiéndose
realizar manualmente, mecánicamente, por efecto de proximidad y por acción
electromagnética. Dentro de este apartado, y haciendo referencia siempre a ciclos
electroneumáticos, clasificaremos los elementos para la introducción de señales por
el método que utilizan para realizar la conmutación. Así pues, se establecen
elementos de accionamiento manual, mecánico y por efecto de proximidad.
2.2.1. Accionamiento manual
Como su propio nombre indica, estos elementos conmutan la posición de los
contactos al ser activados manualmente por los operarios. Estos elementos suelen
tener la función de conexión/desconexión de ciclo, así como señales de emergencia
para el bloqueo del desarrollo de acciones específicas.
Dentro de estos componentes, los más destacados y usuales son los pulsadores e
interruptores.
El mando manual debe garantizar:
 Seguridad personal y control de la maquinaria.
 Evitar al operador desplazamientos inútiles y/o fatigosos mediante un
correcto emplazamiento de los elementos.
 Prohibir la puesta en marcha de máquinas si se dan determinadas
condiciones de arranque (puertas no cerradas, engrases insuficientes, etc.).
 Permitir el arranque y paro desde diversos puntos de mando.
 Impedir arranques imprevistos después de cortes de corriente o
accionamientos de emergencia.
Pulsadores
Los pulsadores son elementos electromecánicos ideados para ser accionados
manualmente; se caracterizan porque precisan de una acción constante para
mantener la posición, o lo que es lo mismo, son elementos con posición estable a la
cual retornan en caso de que la acción de conmutación cese.

Electroneumática
02
Figura 2.1. Pulsador con contacto N.A y N.C.
Estos componentes suelen estar constituidos por una cabeza (accionador), a la cual
se le asocian una serie de cuerpos de contacto, por lo que estos elementos no
tienen disposición fija, pudiéndose encontrar pulsadores con un número de
contactos relativamente ilimitado y en cualquier disposición (N.A., N.C. y
conmutados).
Figura 2.2. Aspecto físico serie 22 mm. Por cortesía de GROUPE
SCHNEIDER. TELEMECANIQUE.
En la figura se muestran posibilidades de utilización de pulsadores con contactos
N.A. y N.C. Como podemos observar, ante la aparición de una acción mecánica
sobre un elemento móvil asociado a los contactos, se vence la fuerza de un muelle,
estableciendo o no el contacto eléctrico (según el tipo utilizado). Si en un momento
determinado la acción manual desaparece, el muelle recuperador devolverá los
contactos a su posición de inicio.
Como ya hemos comentado anteriormente, un pulsador no tiene por qué disponer
exclusivamente de un contacto abierto o cerrado, sino que podemos encontrar más
de un contacto y en distinta disposición, tal y como podemos observar en la figura.

Formación Abierta
Figura 2.3. Pulsador con contacto conmutado (N.A + N.C).
La función del contacto es algo propio del diseño de ciclo,
pero podemos afirmar que generalmente los contactos
abiertos están asociados a cualquier función encargada de
llevar a cabo arranques o acciones, mientras que los
contactos cerrados suelen estar asociados a funciones de
paro, desconexión o emergencia.
Dentro de las funciones de emergencia cabe destacar un tipo de pulsador especial,
llamado de enclavamiento. Este tipo de pulsador, una vez accionado, queda
bloqueado hasta que no realizamos la acción correspondiente al desbloqueo, que
generalmente se consigue tirando o girando la cabeza pulsadora.
Este pulsador debe ser del tipo seta y estar colocado en un punto accesible. El
color debe ser rojo para la cabeza y amarillo para el fondo (contraste).
Figura 2.4. Pulsador de emergencia tipo “seta”. Por cortesía de GROUPE
SCHNEIDER. TELEMECANIQUE.

Electroneumática
02
Interruptores
Los interruptores, al igual que los pulsadores, son elementos electromecánicos de
acción manual, encargados de introducir información en el sistema.
La gran diferencia se encuentra en
que el accionamiento es de
enclavamiento, es decir, que una vez
activado conserva la posición hasta
que no es desenclavado con una
segunda acción.
La función de los interruptores suele
estar ligada a funciones de
alimentación de circuitos y
mantenimiento de señales estables
para ciclos continuos.
Colores para pulsadores
En este apartado se indican los colores para los fondos de los pulsadores, y se
detallan en la tabla 2.5.
Tabla de identificación para colores de pulsadores
COLOR ORDEN COLOR
Rojo Paro, desconexión
Rojo, fondo
amarillo
Verde negro
Amarillo
Paro de emergencia
Marcha, conexión
Marcha fuera de ciclo normal
Eliminación de condiciones peligrosas
Figura 2.5. Tabla de colores para pulsadores.

Formación Abierta
2.2.2. Detectores de posición
Los complejos sistemas automatizados precisan progresivamente de elementos
capaces de adquirir, transformar y transmitir la información relacionada con el
proceso. Estos elementos se denominan detectores o sensores, y son cada vez
más importantes dentro de los procesos, sufriendo una constante evolución.
Los detectores se encargan de la adquisición de los datos en el proceso. Estos
datos (magnitudes) suelen ser variables físicas como presión, velocidad, longitud,
posicionamiento, etc.
Dentro de la automatización neumática, el campo de aplicación de los detectores
suele limitarse al control de posición de los diferentes actuadores, así como al
control de la presión en diferentes puntos del circuito, si bien su campo puede ser
mucho más amplio.
Un detector puede considerarse como un convertidor
técnico encargado de convertir una variable física en otra
variable distinta que permita una evaluación o análisis
más fácil (generalmente una señal eléctrica).
Ha de tenerse en cuenta que no todos los detectores proporcionan señales
eléctricas. Claro ejemplo lo encontramos en los finales de carrera neumáticos,
encargados de proporcionar señales de salida que son aire comprimido.
En las siguientes páginas se profundiza en los detectores más ampliamente
utilizados en electroneumática, que corresponden a los detectores
electromecánicos y a los detectores de proximidad tipo Reed. Esto no quiere decir
que sean los únicos que se utilizan, ya que también tienen cabida detectores de tipo
inductivo, capacitivo, ópticos, etc.
Ha de tenerse en cuenta que la utilización de estos detectores conlleva el
conocimiento de principios básicos electrónicos, que no serán tratados en estas
páginas.

Electroneumática
02
2.2.3. Detectores de posición electromecánicos
Un método ampliamente utilizado para la captación de la posición de cilindros
neumáticos es la utilización de interruptores electromecánicos de posición.
En estos detectores, un contacto eléctrico se
establece o interrumpe por acción de una
fuerza mecánica exterior.
Este tipo de detectores, por su construcción,
permiten el paso de corriente eléctrica y
voltajes elevados, si bien su principal limitación
viene dada por el tiempo de reacción (que
oscila entre 10 ms y 1 segundo) y el
accionamiento mecánico constante.
Este tipo de detector puede estar dotado de
diversos mecanismos que lo activan, como son
los rodillos, rodillos escamoteables, sondas,
etc. Los fabricantes ofrecen una extensísima
gama de estos mecanismos, los cuales
permiten captar prácticamente cualquier
estado de los diversos actuadores o
componentes.
Figura 2.6. Detectores electromecánicos (accionamiento genérico y
rodillo). Por cortesía de GROUPE SCHNEIDER. TELEMECANIQUE.
Evidentemente, este tipo de detectores encaja a la perfección con la detección de
posición de actuadores neumáticos. Como ejemplo...

Formación Abierta
En reposo Activado
ActivadoEn reposo
Figura 2.7. Detectores electromecánicos (accionamiento genérico y
rodillo).
Precauciones al montaje
Debido al origen mecánico de este tipo de detectores deben adoptarse una serie de
precauciones en su montaje o instalación.
 La fiabilidad en la detección vendrá dada por la precisión adoptada en el
montaje, así como la fiabilidad mecánica del componente, la cual deberá ser
muy elevada.
 El montaje ha de ser muy rígido, de lo contrario se pueden producir holguras
que impedirán o proporcionarán contactos falsos.
 Si la conexión del cable se realiza mediante tornillos, se deben utilizar
terminales aislados, y en caso de utilizar uniones soldadas, ha de tenerse
especial precaución de no sobrecalentar los contactos, ya que se podrían
provocar deformaciones permanentes que deteriorarían el componente.

Electroneumática
02
Aplicación de los detectores electromecánicos
Las aplicaciones de estos detectores son prácticamente ilimitadas debido a la gran
variedad de mecanismos existentes en el mercado.
Como ya hemos comentado, la limitación para su aplicación suele venir dada por la
vida y fiabilidad mecánica (más reducida que en los detectores de proximidad), así
como por los tiempos de conmutación. Al tiempo, estos detectores permiten el
paso, a través de sus contactos, de tensiones e intensidades elevadas, por lo cual
su campo de aplicación se amplía importantemente. Como especial precaución al
realizar el montaje, hay que resaltar que estos detectores no han de captar posición
si están colocados como tope físico, a no ser que hayan sido desarrollados
específicamente para esa función.
Carrera del cilindro
Figura 2.8. Aplicación electroneumática de un detector electromecánico.
Aplicaciones electroneumáticas
La aplicación de los detectores electromecánicos dentro de los ciclos neumáticos es
muy frecuente, siendo el mecanismo más utilizado para la conmutación el rodillo
(final de carrera), debido a su gran fiabilidad de montaje para ser accionado por las
levas de los actuadores.
Dentro de aplicaciones con cilindros neumáticos, el principal problema que se nos
plantea es que no siempre pueden posicionarse en la zona de acción del vástago
debido a las exigencias de diseño, por lo que es frecuente que se recurra a
detectores de acción por proximidad (que serán explicados en las siguientes
páginas).

Formación Abierta
2.2.4. Sensores de proximidad tipo REED
Los sensores o detectores de proximidad tipo REED, reaccionan ante la aparición
de campos magnéticos creados por imanes permanentes o electroimanes. Constan
de unas láminas de material ferromagnético que forman el contacto, siendo éste del
tipo N.C., N.A. o conmutado, si bien, el contacto más usual del que están dotados
estos sensores suele ser del tipo N.A. Las láminas están selladas en el interior de
un tubo de vidrio que contiene gas inerte, con objeto de que no se produzcan arcos
en la conmutación.
SN
Figura 2.9. Detectores magnéticos tipo Reed.
En los sensores de tipo Reed, el contacto eléctrico se produce cuando un campo
magnético se aproxima, uniéndose las láminas por efecto electromagnético.
Figura 2.10. Detector magnético tipo Reed. Por gentileza de FESTO
Pneumatics S.A.

Electroneumática
02
Imán
permanente
Figura 2.11. Detector magnético tipo Reed (trabajo).
Precauciones al realizar el montaje
A la hora de trabajar con detectores magnéticos, se deberán tener en cuenta
algunas precauciones...
 Este tipo de detectores es altamente influenciable por entornos
magnéticamente agresivos. Es por ello por lo que, si existen campos
magnéticos importantes, los detectores Reed deberán ser apantallados
correspondientemente.
 Si el montaje se realiza sobre cilindros neumáticos, la distancia entre
detectores no deberá ser inferior a 60 mm., ya que, de lo contrario, podrían
producirse conmutaciones no deseadas (falsos contactos). No obstante, se
recomienda consultar las características propias de cada detector dadas por
los fabricantes.
 En los detectores tipo Reed la corriente de paso debe limitarse al máximo,
por lo que se suele realizar un montaje directo a una carga controlada
(habitualmente un relé que fije la máxima intensidad de paso por debajo del
límite del detector). Este paso no es preciso en el montaje con PLC.
 Por último, y en especial para aplicaciones electroneumáticas, ha de tenerse
en cuenta que la potencia de llamada de un relé es de aproximadamente 8
veces el valor de la potencia de mantenimiento. Por este motivo se deberá
tomar el valor de la potencia de llamada como valor de cálculo.

Formación Abierta
Aplicaciones de los detectores Reed
Son muchas las aplicaciones de los detectores magnéticos, pero la más conocida
es la detección de la posición de los cilindros neumáticos, tal y como muestra la
figura.
Figura 2.12. Aplicación de los detectores magnéticos tipo Reed
No obstante, estos detectores pueden dar solución a infinidad de procesos de
automatización, tales como:
 Interruptores de puertas.
 Posicionado de componentes / materiales.
 Mediciones de velocidad.
 Sistemas de conteo.
 Etc.
A continuación se detallan las aplicaciones electroneumáticas, ya que éstas son las
más comunes para este tipo de detectores.
Aplicación electroneumática
A continuación el funcionamiento de un detector Reed colocado sobre la camisa de
un cilindro neumático. Como podemos observar en la figura, cuando el émbolo del
cilindro no está próximo al detector, los contactos de éste se encuentran en la
posición de reposo, que en este caso corresponde a una situación N.A.
Cuando el émbolo del cilindro se aproxima, el campo magnético del imán
permanente (colocado sobre el émbolo del cilindro) actúa sobre los contactos, los
cuales pasan a posición de cerrado por efecto del magnetismo. El contacto eléctrico
se ha producido.
Figura 2.13. Aplicación de los detectores magnéticos tipo Reed

Electroneumática
02
Esquemas internos (2 y 3 hilos)
En la actualidad, podemos encontrar detectores magnéticos de 2 y 3 hilos. Sus
esquemas son detallados a continuación:
BR
BU
BK
SEAS
En los detectores de tres hilos, el color marrón o BR corresponde al positivo de
fuente (alimentación). El color azul (hilo BU) corresponde al negativo de fuente para
alimentación y el color negro (BK) corresponde a la salida. Si esta activa una carga
tan solo restará cerrarla con negativo.
BK
SEAS
BR
En un dos hilos (BR) alimentación y (BK) salida, encontramos un diodo zener en el
interior el cual se encarga de estabilizar la tensión. El conexionado resulta tan solo
alimentación (+24 V) y salida a carga (cerrar la misma a 0V). La señalización de
detección es ejecutada por la resistencia y led internos.
Protección de los sensores
La protección de los sensores viene indicada por lo que se conoce como Protección
Internacional, más conocido como Grado de Protección IP. A estas siglas han de
agregarse dos códigos encargados de indicar el grado que alcanza la protección.

Formación Abierta
El primer código indica el grado de protección contra la
penetración o contacto de cuerpos extraños. Varía
entre 0 y 6 (véase tabla IP para primer código).
El segundo código indica el grado de protección contra
la penetración de agua. Varía entre 0 y 8 (véase tabla
IP para segundo código).
Primer
Código
Grado de protección frente a la penetración
o contacto de cuerpos extraños
0 Protección no especificada.
1
Protección contra la penetración de cuerpos extraños sólidos con diámetro
mayor de 50 mm (cuerpos extraños grandes) (1).
2
Protección contra la penetración de cuerpos extraños sólidos con diámetro
mayor de 12 mm (cuerpos extraños medios) (2). Protección contra el contacto
de los dedos o similares.
3
Protección contra la penetración de cuerpos extraños sólidos con un diámetro
mayor de 2,5 mm (cuerpos extraños pequeños) (2). Protección contra
herramientas, hilos, etc., con un diámetro mayor de 2,5 mm (cuerpos extraños
grandes) (1)
4
Protección contra la penetración de cuerpos extraños sólidos con un diámetro
mayor de 1 mm (material granulado) (2). Protección contra herramientas, hilos,
etc., con un diámetro mayor de 1 mm.
5
Protección contra depósitos nocivos de polvo. La penetración de polvo no está
totalmente protegida pero no puede entrar en cantidad suficiente como para
impedir el correcto funcionamiento (protección contra polvo) (3) Completa
protección contra el contacto.
6
Protección contra la penetración de polvo. Completa protección contra el
contacto.
 (1) En equipos con clase de protección de 1 a 4, se evita la penetración de cuerpos extraños de forma
regular o irregular dispuestos verticalmente, de dimensiones mayores a las correspondientes indicadas
en el valor numérico.
 (2) Para clases de protección 3 y 4, la utilización de esta tabla en lo que respecta a equipos con agujeros
de drenaje o aperturas de aire de ventilación, cae dentro de la responsabilidad de cada comité técnico
responsable.
 (3) Para la clase de protección 5 , la utilización de esta tabla en lo que respecta a equipos con agujeros
de drenaje o aperturas de aire de ventilación, cae dentro de la responsabilidad de cada comité técnico
responsable.

Electroneumática
02
Segundo
Código
Grado de protección frente al
contacto y la penetración de agua
0 Protección no especificada.
1
Protecciones contra el goteo de agua cayendo verticalmente. Las gotas de agua
no deben tener ningún efecto perjudicial.
2
Protecciones contra el goteo de agua cayendo verticalmente. Las gotas de agua
cayendo en cualquier ángulo hasta 15º respecto a la posición normal del
montaje del equipo (caja) no deben ocasionar ningún efecto perjudicial (gotas
de agua cayendo en diagonal.
3
Protección contra el goteo de agua cayendo en cualquier ángulo hasta 60º de la
vertical. La pulverización de agua no debe tener ningún efecto perjudicial.
4
Protección contra el goteo de agua dirigidas al equipo (caja) desde todas la
direcciones. Las salpicaduras de agua no deben tener ningún efecto perjudicial.
5
Protección contra chorros de agua desde una tobera dirigida contra el equipo
(caja) desde todas las direcciones. Los chorros de agua no deben tener ningún
efecto perjudicial.
6
Protección contra el ambiente marino (mar gruesa) o fuertes chorros de agua. El
agua no debe penetrar en el equipo (caja) en cantidades perjudiciales
(inundación).
7
Protección contra agua cuando el equipo (caja) se sumerge en agua, bajo las
condiciones de presión y tiempo especificadas. El agua no debe penetrar en
cantidades perjudiciales (inmersión).
8
Protección contra agua. El equipo (caja) es adecuado para la inmersión
permanente en condiciones descritas por el fabricante (sumersión) (1). Agua
cuando el equipo (caja) se sumerge en agua, bajo las condiciones de presión y
tiempo especificadas. El agua no debe penetrar en cantidades perjudiciales
(inmersión).
 (1) Esta clase de protección, normalmente se refiere a equipos herméticamente cerrados. No obstante,
con ciertos equipos, es posible la penetración de agua siempre y cuando no tenga efectos perjudiciales.
2.2.5. Otros detectores
Como ya se ha indicado con anterioridad, existen otros muchos tipos de detectores
que por su rara aplicación para la captación de posición neumática.
Entre ellos destacan los detectores inductivos, capacitivos y fotocélulas. Todos ellos
trabajan sin contacto físico, por lo cual son elementos de vida muy elevada cuyo
campo de aplicación genérico corresponde a:
 Inductivos: captación de elementos metálicos.
 Capacitivos: captación de otras sustancias (metales, elementos
pulverulentos, líquidos, sólidos no conductores, etc.).
 Fotocélulas: captación de la interrupción del haz emitido por las mimas.
Captación de los materiales más diversos.

Formación Abierta
A grosso modo...
Detectores inductivos y capacitivos
Un detector inductivo consta de un oscilador cuyos bobinados constituyen la cara
sensible del mismo. Al recibir alimentación, se genera en el mismo un campo
magnético generado por el núcleo. Si un objeto conductor de la electricidad se
introduce en dicha zona, se produce una atenuación del oscilador (y en
consecuencia un cambio en el consumo). Esto es detectado y se produce la
conmutación del detector.
Material a detectar
Material a detectar
Detectores inductivos. Por gentileza de FESTO Pneumatics S.A.
Los detectores capacitivos funcionan bajo los mismos principios, entendiendo que
ahora la captación es ejecutada mediante la variación de la capacidad.
BR
BU BK
BR
BU BK
BR
BU BK
Inductivo Capacitivo General
Figura 2.14. Detectores (simbología).
Tanto inductivos como capacitivos presentan los ya mencionados 3 hilos de
conexión BR, BU y BK (alimentaciones positiva, negativa y salida respectivamente).

Electroneumática
02
Se debe tener en cuenta que existen detectores tipo PNP y tipo NPN. En ambos la
alimentación en positivo y negativo por BR y BU es similar, pero la salida por BK se
caracteriza por...
 Detectores PNP: salida en positivo.
 Detectores NPN: salida en negativo.
Se deberá prestar una especial atención al conexionado
de los detectores, identificando previamente su tipo PNP o
NPN. Conexionados incorrectos pueden llegar a provocar
el deterioro de los detectores.
Puede observarse la conexión de un PNP. Alimentación +
/ - a los hilos BR y BU respectivamente. Carga (salida en
+) a relé y cierre de bobina mediante negativo (0V).
BR
BU BK
General
PNP
Puede observarse la conexión de un NPN. Alimentación
+ / - a los hilos BR y BU respectivamente. Carga (salida
en -) a relé y cierre de bobina mediante positivo (+24V).
BR
BU BK
General
NPN

Formación Abierta
Fotocélulas
Las fotocélulas trabajan en base a diodos emisores de luz (emisor) y
fototransistores (receptor). Se diferencian tres grupos principales los cuales
corresponden a...
 Fotocélulas da barrera
Emisor y receptos son colocados en cuerpos diferentes y separados entre sí
una cierta distancia (alcance de la fotocélula). Si un objeto se interpone
entre ambos, el haz de luz es cortado y ello dispara la activación de la
misma. Las distancias cubiertas son bastante importantes (metros).
 Fotocélulas reflex
En estas fotocélulas el emisor y receptor se encuentran en una misma
ubicación física. Su alcance suele ser inferior a las de barrera. Se han de
colocan elementos para el rebote del haz de luz (ver imagen).
Figura 2.15. Fotocélula y reflectante.

Electroneumática
02
 Fotocélulas de proximidad
En estas fotocélulas el emisor y receptor se encuentran en una misma
ubicación física entendiéndose que el rebote del haz lo proporcionará en
propio elemento a detectar. Su rango de detección es el menor de todos los
tipos enunciados.
Figura 2.16. Fotocélula de proximidad.

Formación Abierta
2.3. Tratamiento de señales
Como ya se ha indicado anteriormente, el automatismo electroneumático está
estructurado en bloques perfectamente definidos y que corresponden a la
adquisición de datos, tratamientos de los mismos y etapas de salida.
Dentro del apartado de tratamiento y análisis de señales, el elemento eléctrico por
excelencia corresponde al relé. Su aplicación dentro de los ciclos
electroneumáticos es diversa en función del objetivo deseado, y cada una de ellas
va a ser explicada en las siguientes páginas.
Se hará especial referencia a la aplicación del relé monoestable de contactos
conmutados, ya que es el componente de mayor difusión industrial.
2.3.1. El relé
Los relés pueden ser considerados como interruptores accionados
electromagnéticamente para determinadas potencias de ruptura (relativamente
bajas). Se caracterizan por conectar y realizar funciones principalmente de mando
con un coste energético relativamente bajo, siendo utilizados principalmente para el
procesamiento de señales.
Aunque existen numerosos tipos y diferentes
construcciones, el principio de funcionamiento para todos
ellos es similar.
Funcionamiento de un relé
Un relé está formado por una bobina con un núcleo de hierro y uno o más
contactos, los cuales conmutarán su posición ante la aparición de un campo
magnético creado por la propia bobina. En posición de reposo (sin alimentación
eléctrica a bobina), un resorte empuja una lámina de material conductor basculante,
la cual se encuentra separada del núcleo. En estos momentos existe una conexión
entre las bornas "común" y "NC".

Electroneumática
02
Figura 2.17. Relé de base enchufable.
Cuando se active el pulsador, el circuito quedará cerrado, estableciéndose una
alimentación eléctrica a la bobina, la cual crea un campo magnético capaz de atraer
a la lámina basculante venciendo la fuerza realizada por el resorte en oposición. Es
en este momento cuando se produce la conmutación de contactos, existiendo
comunicación entre las bornas "común" y "NA".
Si en un momento determinado se produce el corte de alimentación a la bobina,
ésta dejará de producir flujo electromagnético y el relé retornará a su posición
inicial, debido a la fuerza de recuperación que realiza el resorte.
Es precisamente por este efecto por el que los relés de este tipo son considerados
monoestables (una sola posición estable), debiéndose tener este aspecto en cuenta
para realizar los circuitos electroneumáticos.
Común
NC NA NC NA
Común
Figura 2.18. Funcionamiento de un relé.

Formación Abierta
Funciones de los relés
Las principales funciones de los relés, dentro de las aplicaciones
electroneumáticas, pueden definirse como:
 Inversión de contactos: los relés nos permiten realizar, sin ninguna
complicación, la llamada inversión de contactos mediante la utilización de
contactos conmutados. Así pues, si un determinado sensor dispone de un
solo contacto abierto, mediante la utilización de un relé que disponga de un
contacto conmutado, estaremos en disposición de utilizar el contacto abierto
o cerrado según sea la exigencia del automatismo.
Un detector magnético habitualmente dispone de un
contacto abierto. Si para un automatismo se requiere un
cerrado podrá ser asociado a un relé y ejecutar la
inversión del contacto mediante el uso del conmutado.
 Multiplicación de contactos: al mismo tiempo, los relés nos dan la
oportunidad de multiplicar los contactos, ya que al accionar la bobina, ésta
puede actuar sobre 1, 2, 3 ó 4 contactos, dependiendo del tipo de relé con el
que trabajemos. No por multiplicar contactos perdemos el efecto de
inversión, es frecuente en aplicaciones electroneumáticas encontrarnos con
relés de cuatro contactos, todos ellos conmutados (efecto inversor).
Si en una aplicación se precisa más de un contacto (por
ejemplo de detector), este podrá ser asociado a un relé
que disponga de más de un contacto. La multiplicación es
ejecutada de este modo.
 Amplificación de potencia: en determinadas ocasiones, es posible que los
sensores colocados en la instalación no permitan el paso de la intensidad
deseada. Una rápida solución la encontramos en la utilización de relés en lo
que podría denominarse un mando indirecto.
El detector actuará sobre un relé previamente calculado para limitar el valor
de la intensidad; más tarde, nos serviremos de los contactos del relé para
activar otros indirectamente, ya que un relé de 24 VDC puede permitir, sin
mayor problema, intensidades de 5 Amperios y voltajes de 250 V, e incluso
más.

Electroneumática
02
 Cambio de tensión: los relés permiten trabajar a un determinado valor de
tensión en la alimentación a su bobina, pero ésta no tiene nada que ver con
la tensión que circulará a través de sus contactos, tal y como hemos visto en
el punto anterior. Así pues, podemos activar un relé a una tensión de 24
VDC que procede de un detector de proximidad, y obtener una salida en
contactos de 220 VAC para activar componentes de corriente alterna.
Si es preciso, mediante los contactos de relé seremos
capaces de variar la tensión de accionamiento (entrar con
24 VDC y salir con 220 VAC por ejemplo). Del mismo
modo las intensidades direccionables son multiplicadas.
Pueden observarse funciones de cambio de tensión y
amplificación de potencia.
 Función de memoria: en los circuitos electroneumáticos, todas las
discriminaciones (acciones desarrolladas para eliminar la doble señal
eléctrica) se realizan por medio de relés, denominados memorias. Esta
aplicación será desarrollada con mayor profundidad en los siguientes
apartados.
La función de memoria resultará vital para la resolución de
secuenciales que presenten problemas de doble señal.
Este aspecto será desarrollado en posteriores unidades
didácticas.
Ventajas e inconvenientes de los relés
Como todo componente eléctrico, los relés presentan ventajas e inconvenientes
que deberemos conocer para su correcta elección y utilización. Las principales
ventajas que presentan los relés son:
 Adaptación sencilla a los diferentes valores de tensión.
 Insensibilidad a temperaturas extremas, ya que aseguran un correcto
funcionamiento a temperaturas comprendidas entre -50º y 80ºC (consultar
datos de fabricantes).
 Conexión de varios circuitos independientes.
 Separación galvánica entre circuito de mando y potencia.

Formación Abierta
Asimismo, los relés presentan importantes inconvenientes que deben ser
conocidos...
 Contactos defectuosos por oxidación de los mismos.
 Creación de arcos voltaicos con efecto de abrasión de contactos.
 Grandes dimensiones en comparación con otros elementos de función
idéntica (por ejemplo, los transistores).
 Ruido elevado en conmutación.
 Influencia excesiva por el entorno industrial (por ejemplo, polvo).
 Tiempos de conmutación excesivamente altos en comparación con otros
componentes (éste se sitúa entre 3 y 20 milisegundos).
Diferentes tipos de relés
Como ya hemos comentado en páginas anteriores, muchos son los tipos de relés,
aunque el principio de funcionamiento siempre es el mismo. A continuación se
detallan algunos de los más importantes.
 Relés enchufables: uno de los tipos de relés más utilizados son los
denominados enchufables. Constan de dos cuerpos:
 Cuerpo de relé: en este elemento es donde se encuentran todos los
mecanismos propios del relé, es decir, bobina, núcleo, contactos, etc. En su
zona inferior se alojan una serie de patillas, las cuales encajan
perfectamente en el segundo cuerpo, llamado zócalo.
 Zócalo: es simplemente una base de material plástico en la cual
encontramos una serie de ranuras, donde encajan las patillas (contactos) de
la cabeza de relé. Esta pieza tiene como objeto permitir la conexión del relé
mediante bornas de conexionado.

Electroneumática
02
El zócalo suele llevar en su zona posterior un anclaje diseñado para carril DIN, y es
un elemento fijo en la instalación. Si un relé se deteriora, retiraremos la cabeza de
relé del zócalo, la sustituiremos y la instalación estará preparada de nuevo para su
funcionamiento, sin necesidad de realizar cambios en el cableado.
Las diferentes tecnologías analizadas no son tan
diferentes entre sí. Como ejemplo, las técnicas de
montaje de los relés son similares a los montajes de
componentes hidráulicos apilados. De este modo:
Relé: similar a las válvulas, ya que estas no son
montajes directos sino sobre “otros” elementos.
Zócalo: similar a las “placas base”. Sobre estos
elementos son colocados los relés o válvulas
(respectivamente) y se ejecutan las conexiones
(eléctricas o hidráulicas).
Relés para circuito impreso
Los relés para circuito impreso están especialmente diseñados para su inserción en
placas de circuito.
En su zona inferior se encuentran unas pequeñas patas que se introducen en los
orificios de las placas, donde se soldarán mediante los procedimientos
convencionales de componentes electrónicos.
Figura 2.19. Relé para CI.
Se utilizan frecuentemente en circuitos de entradas/salidas de autómatas
programables y, aunque de tamaño relativamente pequeño, permiten la circulación
de intensidades de varios amperios. Su empleo es muy frecuente y su coste
reducido.

Formación Abierta
Relés de enclavamiento
En este tipo de relés tenemos que hacer una observación, ya que no se trata de un
dispositivo monoestable, como los definidos hasta ahora, sino de uno biestable, ya
que conmuta su posición con un impulso, y aunque éste desaparezca, conservará
su posición hasta la aparición de la señal opuesta.
A modo de ejemplo, su comportamiento es similar al de las válvulas neumáticas de
doble piloto neumático o las electroválvulas de doble bobina (ambas biestables).
Relés temporizadores
En este tipo de relés se produce un retardo en la conmutación de los contactos que
puede ser del tipo "retardo a la conexión" o bien "retardo a la desconexión". El
proceso de temporizado se realiza mediante un circuito electrónico situado en el
zócalo del relé, y es ajustada en valor por medio de un potenciómetro colocado en
la zona posterior de éste.
El empleo de relés temporizados es algo sumamente
común (a diferencia de los relés de carácter biestable, muy
poco empleados en las aplicaciones industriales).
A1
A2
A1
A2
A1
A2
Relé
convencional
Relé temporizado
(Retardo conexión)
Relé temporizado
(Retardo desconexión)
Figura 2.20. Relés temporizados (simbologías).
Marcado de bornas
Los relés, al igual que el resto de componentes eléctricos, se representan en planos
eléctricos mediante sencillos símbolos de fácil lectura e interpretación.
Las bornas de bobina se representan mediante las designaciones A1 y A2. En
cuanto al indicativo de componente, se hace en base a la norma DIN 40 719,
marcándose con la letra K seguida de una numeración correlativa.
La numeración de contactos se realiza mediante dos números. El primero hace
referencia a la posición que ocupa el contacto (es del tipo correlativo). La segunda
cifra (3 y 4) indicará que el contacto es del tipo cierre (N.A.).

Electroneumática
02
A1
A2
K1
11 21 31 41
14 24 34 44
Figura 2.21. Relé tetrapolar de contactos abiertos.
Si el relé dispone de contactos de apertura (contactos N.C.), la designación de
segunda cifra corresponderá a la numeración 1 y 2, manteniéndose el valor de
posición de contacto, o lo que es lo mismo, la primera cifra.
A1
A2
K1
11 21 31 41
12 22 32 42
Figura 2.22. Relé tetrapolar de contactos cerrados.
No obstante, los relés utilizados en las aplicaciones electroneumáticas suelen
disponer de contactos del tipo conmutado.
Aplicaciones electroneumáticas del relé
Tal y como hemos podido comprobar, en el desarrollo de ciclos electroneumáticos
los componentes no se representan físicamente, sino funcionalmente. Esto crea la
necesidad de conocer los símbolos asociados a cada uno de los elementos
analizados.
Para los relés monoestables de contactos conmutados, la simbología y
denominación de bornes corresponde a la indicada en la siguiente figura:
A1
A2
K1
11 21 31 41
12 22 32 4214 24 34 44
Figura 2.23. Relé tetrapolar de contactos conmutados
Los relés son denominados mediante la letra mayúscula K, seguida de la
numeración correspondiente (comenzando por el número 1).
Todos los circuitos eléctricos están subdivididos en circuitos de mando y potencia,
los cuales, a su vez, están compuestos por una serie de ramales en los que se
colocan los correspondientes contactos, relés y solenoides (bobinas de
electroválvulas).
13 23 33 34

Formación Abierta
Estas líneas pueden ser horizontales o verticales,
dependiendo de si la norma empleada corresponde a
Europa o a EE.UU., respectivamente.
Así mismo, cada una de estas líneas puede estar dotada de una numeración, con
objeto de poder realizar una rápida localización de los contactos. En aplicaciones
electroneumáticas los contactos no se representan junto a la bobina, sino en la
rama donde ha de realizar su función. Por supuesto, ha de tener un código
inequívoco de relación con la bobina correspondiente.
Dado el siguiente circuito eléctrico (sin importar por el
momento su función), tenemos...
+ 24 V 1 2
3
4
S1
3 4 5
3
4
3
4
11
14
21
24
11
12
21
22
3
4
S2 a1 k1 k2
k1k2
a0
K1 K2 Y1 Y2
0 V
A1
A2
A
A2
NA NC NA NC
4
5
5
4
Figura 2.24. Esquema eléctrico.
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Electroneumática
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En el esquema podemos observar las líneas de tensión, con una diferencia de
potencial de 24 voltios en corriente continua. Su disposición es horizontal, por lo
que se trata de una representación con simbología europea.
Entre estas líneas se han establecido los correspondientes ramales de mando y
potencia. Como podemos observar, cada uno de ellos ha sido numerado
comenzando desde el número 1.
Todos los contactos han sido marcados en bornes, y en lo referente a los contactos
posicionados en las líneas 4 y 5, se hace referencia a la bobina asociada. Bajo las
bobinas K1 y K2, posicionadas en las líneas 1 y 3 del circuito, se observa una tabla
en la que encontramos el número de contactos utilizados del relé, así como la línea
sobre la cual están posicionados.
Para más información: consulta “Automatismo Eléctrico”.

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