sistemas de adquisición de datos
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Sistemas de Adquisición de Datos
Jesús Arturo Paque ReynaIngeniería electrónicaINSTITUTO TECNOLOGICO DE TEHUACAN
IntroducciónLos sistemas de adquisición de datos nos ayudan a medir
información presentada en forma digital o analógica.
Las señales digitales pueden venir de una variedad de fuentes tales como: interruptores, relevadores, interfaces compatibles con niveles TTL, etc. Con la interfase apropiada se pueden directamente por la computadora
Las señales analógicas vienen de diferentes instrumentos, sensores o transductores que convierten energía en forma de presión, posición o temperatura envoltaje
Las señales analógicas no pueden procesarse directamente en una computadora, deben convertirse primero a un número digital. A este proceso se le llama Conversión Analógica Digital (CAD)
El proceso complementario, Conversión de Digital a Analógico (CDA), cambia datos digitales en señales de voltaje o corriente
Ambos procesos permiten la medición y el control computarizado deprocesos industriales y experimentos de laboratorio
Sistemas electrónicos dedicados a la adquisición de datos
Convertidor Digital a Analógico:
La conversión D/A es el proceso de tomar un valor representado en código digital (como binario directo o BCD) y convertirlo en un voltaje o corriente que sea proporcional al valor digital.
Desde un punto de vista técnico, la salida de un DAC no es una cantidad analógica ya que solo puede tomar valores específicos, como los 16 posibles niveles de voltaje para Vsal en un convertidor de 4 dígitos .
Resolución: la menor variación que puede ocurrir en la salida analógica como resultado de un cambio en la entrada digital.
%100Re xletaescalacomp
pasodetamañoPorcentualsolucion
Aplicación de un DAC.
La velocidad del motor el controlada por el nivel digital que sale de la computadora y a la vez es convertido por el convertidor digital a analógico.
El código BCD permite generar una secuencia de conteo para ser convertida a un valor analógico por DAC.
Circuito de un DAC.
Este circuito es la forma mas elemental de un convertidos digital a analógico, ya que activa un nivel de salida en función de la sumas de los bits (A,B,C y D) activos. El nivel de cada bit es igual, pero por la relación de resistencias, se le asigna un peso de salida a cada uno de ellos.
Convertidor Análogo a Digital (ADC).
Este tipo de convertidores genera una salida digital en función al nivel de voltaje a la entrada. Varios tipos importantes de ADC utilizan un convertidor D/A como parte de sus circuitos, mas un circuito de control que le permite detectar el nivel en que se encuentra.
Transductores y Actuadores
Los Transductores convierten temperatura, presión, nivel, longitud, posición etc. en voltaje, corriente, frecuencia, pulsos u otras señales
Los Actuadores son dispositivos que activan procesos de control de equipo por medio de neumática, hidráulica, energía eléctrica, etc.
Existen tres tipos de actuadores:• Hidráulicos• Neumáticos• Eléctricos
ACTUADOR ELECTRONICO
Un actuador electronico solo requiere energia electirca como fuente de poder
Actuadores eléctricos
Es un traductor, que transforma señales eléctrica en movimientos mecánicos
características generales
Solo requieren de energía eléctrica
Como solo se necesitan cables para transmitir las señales. Son muy versátiles
No hay restricciones de distancia entre la fuente de poder y el actuador
Ventajas - Desventajas Ventajas:
PrecisosFiablesFácil controlSencilla instalaciónSilenciosos
Desventajas:
Potencia limitada
Clasificación
Dentro de los actuadores eléctricos pueden distinguirse tres tipos diferentes:
Motores de corriente continua (DC). Servomotores
Motor paso a paso
Motor de corriente alterna (AC)
Motores de corriente continua El motor de corriente continua es una máquina que convierte
la energía eléctrica en mecánica, principalmente mediante el movimiento rotatorio.
La principal característica
es la posibilidad de regular la velocidad desde vacío a plena carga
Motores de corriente continua El motor de corriente continua es una máquina que convierte
la energía eléctrica en mecánica, principalmente mediante el movimiento rotatorio.
La principal característica
es la posibilidad de regular la velocidad desde vacío a plena carga
Servomotores
Los servos son un tipo especial de motor de c.c.(aunque ya los hay de c.a.) que se caracterizan por su capacidad para posicionarse de forma inmediata en cualquier posición dentro de su intervalo de operación. Para ello, el servomotor espera un tren de pulsos que se corresponde con el movimiento a realizar
El resultado es un servo de posición con un margen de operación de 180° aproximadamente
Ejemplo y aplicaciones
ACTUADORES MECANICOS Los actuadores mecánicos son dispositivos que transforman
el movimiento rotativo a la entrada, en un movimiento lineal en la salida.
Los actuadores mecánicos aplicables para los campos donde se requiera movimientos lineales tales como: elevación, traslación y posicionamiento lineal.
Dentro del campo de los actuadores mecánicos encontramos dos tipos de movimiento:
A) Actuadores mecánicos/ lineales con husillo traslante B) Actuadores mecánicos/ lineales con husillo rotante
Dentro de los actuadores mecánicos encontramos dos tipos:
Actuadores hidráulicos
Actuadores neumáticos
alternativas de programación de actuadores
VELOCIDAD, FUERZA y CONTROL DE POSICIONAMIENTO
VELOCIDAD - la rapidez (normalmente elevada) con la que suceden las cosas
FUERZA - la influencia que provoca un cambio en una cantidad física (fuerza = masa x aceleración)
CONTROL DE POSICIONAMIENTO - un tipo de sistema de control diseñado para mover objetos o máquinas hasta una posición conocida o hasta múltiples posiciones (a menudo ligado al nombre “precisión”) Tres características de rendimiento que suelen utilizarse cuando se describen los beneficios de la actuación eléctrica.
Actuador: en general, un dispositivo mecánico que coge la energía, normalmente transportada por el aire, la corriente eléctrica o un líquido, y la convierte en cierta clase de movimiento. (Fuente de información: Wikipedia)
Así pues, ¿son mejores los actuadores eléctricos que las opciones neumáticas?
La respuesta es sencilla – ¡depende totalmente de la aplicación!
A la hora de elegir entre actuadores neumáticos o eléctricos para sus necesidades de control de automatización, la aplicación y el lugar específico en el que ésta se llevará a cabo son los que, en última instancia, le ayudarán a determinar su elección.
Ambas tecnologías poseen ventajas y desventajas.
La nueva gama de actuadores eléctricos de la serie LE añade simplicidad de uso a los beneficios convencionales de los actuadores eléctricos.
Fuerza, velocidad y posicionamiento regulables (64 puntos) para adaptarse a cualquier posible aplicación.
La nueva serie LEC de controladores se entrega con los parámetros del actuador ya configurados, reduciendo así el tiempo y la complejidad de la configuración inicial.
La optimizada combinación de tamaño compacto y características mecánicas hacen que estos actuadores resulten ideales para un amplio rango de aplicaciones.
Las funciones incorporadas, como la prevención de caídas o la verificación del amarre, aportan la máxima seguridad.
Funciones de ahorro energético: Pinzas: función de autobloqueo Actuadores: reducido consumo de potencia
