unidad 2 sistemas programables
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Carretera a Presa La Amistad Km. 9, Ciudad Acuña, Coahuila, México. C.P. 26220
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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR
DE CIUDAD ACUÑA
Ingeniería en Sistemas Computacionales
Sistemas Programables
M.I. José Yahveh Contreras de los Reyes
Unidad # 2. Actuadores
Jessica Joanna Sifuentes Martínez Wendy Yaneth Herrera Muñoz
Pablo Daniel Juárez Escobar
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Índice
2. Actuadores .......................................................................................... 2
2.1 Eléctricos. .......................................................................................... 2
2.1.1 Tipos............................................................................................ 2
2.1.2 Funcionamiento .......................................................................... 2
2.1.3 Características ............................................................................ 4
2.1.4 Modo de comunicación. ............................................................ 4
2.2 Mecánicos.......................................................................................... 5
2.2.1 Tipos............................................................................................ 5
2.2.2 Funcionamiento .......................................................................... 5
2.2.3 Características ............................................................................ 6
2.2.4 Modo de comunicación. ............................................................ 6
2.3 Hidráulicos. ....................................................................................... 7
2.3.1 Tipos............................................................................................ 7
2.3.2 Funcionamiento .......................................................................... 7
2.3.3 Características ............................................................................ 8
2.3.4 Modo de comunicación. ............................................................ 8
Conclusión .................................................................................................. 9
Bibliografía ............................................................................................ 10
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2. Actuadores Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o
eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre
un proceso automatizado.
Este recibe la orden de un regulador o controlador y en función a ella genera la
orden para activar un elemento final de control como, por ejemplo, una válvula.
Existen varios tipos de actuadores como son:
Hidráulicos
Neumáticos
Eléctricos
2.1 Eléctricos. Este tipo de actuador presenta gran control, sencillez y precisión, por lo tanto son
los más utilizados en los robots industriales actuales.
2.1.1 Tipos Dentro de los actuadores eléctricos pueden distinguirse tres tipos diferentes:
Motores de corriente continua (DC)
Motores de corriente alterna (AC)
Motores pasó a paso
2.1.2 Funcionamiento
Motores de corriente continúa
Controlado por inducido: al aumentar la tensión del inducido aumenta la
velocidad de la máquina. En el caso de control por inducido, la intensidad del
inductor se mantiene constante, mientras que la tensión del inducido se utiliza
para controlar la velocidad de giro.
Controlado por excitación: en los controlados por excitación se actúa de
manera contraria. Además en los motores controlados por inducido se
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produce un efecto estabilizador de la velocidad de giro, originado por la
velocidad de giro.
Motores pasó a paso
Imanes permanentes: el rotor posee una polarización magnética constante,
gira para orientar sus polos de acuerdo al campo magnético creado por las
fases del estator.
Reluctancia variable: el rotor está formado por un material ferro-magnético
que tiende a orientarse de modo que facilite el camino de las líneas de fuerza
del campo magnético generada por las bobinas del estator.
Motores de corriente alterna
Motores síncronos: Su principio de funcionamiento se basa en el
acoplamiento magnético entre el campo magnético giratorio creado por los
arrollamientos del estator y el campo magnético fijo creado por el
arrollamiento del rotor que es recorrido por una corriente continua.
Motores asíncronos: Es el más fácil de arrancar y el más económico.
Consiste en un mecanismo al cual ingresa energía eléctrica en forma de un
conjunto de corrientes trifásicas y se convierte en energía mecánica bajo la
forma de un movimiento giratorio de velocidad ligeramente variable con la
carga.
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2.1.3 Características Motores de corriente continua: Posee un codificador de posición (esconder) que
facilita su control, se encuentra constituido por devanados internos, el inductor e
inducido.
Motores pasó a paso: En estos motores, la señal de control son trenes de impulsos
que van actuando rotativamente sobre una serie de electroimanes dispuestos en el
extractor, por cada pulso recibido, el rotor del motor gira un determinado número
discreto de grados.
Motores de corriente alterna: Las mejoras que se han introducido hacen que se
presenten como un gran competidor de los motores de DC, esto se debe
principalmente a:
Construcción de rotores síncronos sin escobillas
Uso de convertidores estáticos
Empleo de la microelectrónica
2.1.4 Modo de comunicación.
El actuador representa la interfaz entre el sistema de control de proceso y la válvula.
Los comandos de control transmitidos de forma binaria, analógica o a través de bus
de campo deben ser analizados por el actuador para así posicionar la válvula; a la
inversa, el sistema de control de proceso espera una respuesta del actuador.
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2.2 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.
Algunas de las ventajas que nos ofrecen los actuadores mecánicos son: Alta
fiabilidad, simplicidad de utilización, mínima manutención, seguridad y precisión de
posicionamiento; irreversibilidad según el modelo de aplicación, sincronismo de
movimiento.
2.2.1 Tipos
Actuadores Hidráulico
Actuadores Neumáticos
2.2.2 Funcionamiento
Actuadores Hidráulicos
Son los que han de utilizar un fluido a presión, generalmente un tipo de aceite, para
que el robot pueda movilizar sus mecanismos. Los actuadores hidráulicos se utilizan
para robots grandes, los cuales presentan mayor velocidad y mayor resistencia
mecánica.
Actuadores Neumáticos
Se comprime el aire abastecido por un compresor, el cual viaja a través de
mangueras. Los robots pequeños están diseñados para funcionar por medio de
actuadores neumáticos.
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2.2.3 Características
Una serie de dispositivos o periféricos de entrada envían señales a la unidad de
control de procesos y esta pone en marcha y controla los dispositivos o periféricos
de salida, los cuales realizan tareas concretas.
Dentro del campo de los actuadores mecánicos encontramos dos tipos de
movimiento:
a) Actuadores mecánicos/ lineales con husillo traslante (Serie ST, M tipo1) (B2
tipo1)
b) Actuadores mecánicos/ lineales con husillo rotante. (Serie SR, Serie M tipo2)
(Serie BL tipo2)
2.2.4 Modo de comunicación.
Por lo general:
Los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia.
Los neumáticos son simples posicionamientos.
Sin embargo, los hidráulicos requieren demasiado equipo para suministro de
energía, así como de mantenimiento periódico. Por otro lado, las aplicaciones de
los modelos neumáticos también son limitadas desde el punto de vista de precisión
y mantenimiento.
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2.3 Hidráulicos.
Los actuadores hidráulicos, que son los de mayor antigüedad, pueden ser
clasificados de acuerdo con la forma de operación, funcionan en base a fluidos a
presión.
2.3.1 Tipos
cilindro hidráulico: De acuerdo con su función podemos clasificar a los
cilindros hidráulicos en 2 tipos: de Efecto simple y de acción doble. En el
primer tipo se utiliza fuerza hidráulica para empujar y una fuerza externa,
diferente, para contraer. El segundo tipo se emplea la fuerza hidráulica para
efectuar ambas acciones.
motor hidráulico: En los motores hidráulicos el movimiento rotatorio es
generado por la presión. Estos motores los podemos clasificar en dos
grandes grupos: El primero es uno de tipo rotatorio en el que los engranes
son accionados directamente por aceite a presión, y el segundo, de tipo
oscilante, el movimiento rotatorio es generado por la acción oscilatoria de un
pistón o percutor; este tipo tiene mayor demanda debido a su mayor
eficiencia.
motor hidráulico de oscilación: Tiene como función, el absorber un
determinado volumen de fluido a presión y devolverlo al circuito en el
momento que éste lo precise.
2.3.2 Funcionamiento La misión de los actuadores es generar o transmitir movimiento a piezas o
elementos, previas órdenes dadas por la unidad de control y mando. Los actuadores
hidráulicos utilizan como energía aceites minerales, que trabajan a presión entre 50
y 100 bares y que en ocasiones pueden superar los 300 bares.
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2.3.3 Características Las bombas hidráulicas son los elementos encargados de impulsar el aceite o
líquido hidráulico, transformando la energía mecánica rotatoria en energía
hidráulica.
2.3.4 Modo de comunicación.
Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es
potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los
hidráulicos requieren demasiado equipo para suministro de energía, así como de
mantenimiento periódico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos
también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento.
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Conclusión Tema #1 Wendy
Los actuadores son dispositivos que nos ayudan a cambiar la energía ya sea
hidráulica o eléctrica para generar un proceso automatizado. Dentro de estos
actuadores existen tres tipos: los eléctricos, los hidráulicos y los neumáticos. Nos
basaremos más en los actuadores eléctricos que son motores que son regularmente
usados en los robots. Dentro de estos actuadores eléctricos existen tres tipos que
son los de corriente alterna, los de corriente directa y los de paso a paso que ya han
sido explicados detalladamente antes.
Tema #2 Pablo
Estos actuadores tanto hidráulicos como neumáticos, nos han hecho la vida mucho
más sencilla y han hecho innovación en diferentes transportes.
Espero poder trabajar con algún actuador, en especial con los hidráulicos, ya que
se utiliza en robots y eso sería un buen proyecto de hidráulica y neumática, como
he dicho muchas veces se me complica esto de circuitos, pero espero poder hacer
un proyecto o ejercicios que me ayuden a comprender y sacar lo mejor de estos
temas.
Tema #3 Jessica
Con el tema de actuadores hidráulicos concluyó que estos dispositivos son capaces
de generar una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y de gas. Los
actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, el
funcionamiento de estos actuador sucede cuando se recibe la orden de un
regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final
de control como lo son las válvulas, pero para obtener esta potencia es muy costoso.
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Bibliografía Actuadores mecánicos
http://actuadoresinterfacesj3iscviiia.blogspot.mx/p/blog-page_11.html
http://interfacesrosario.blogspot.mx/2010_10_01_archive.html
http://www.itpn.mx/recursosisc/7semestre/sistemasprogramables/Unidad%20II.pdf
Actuadores hidráulicos
http://www.itpn.mx/recursosisc/7semestre/sistemasprogramables/Unid
ad%20II.pdf
http://www.academia.edu/9205065/UNIDAD_II._ACTUADORES
http://bclz-brenda.blogspot.mx/2010/11/unidad-2-actuadores.html