Conmutación electrónica en la automatización industrial

 La conmutación electrónica en la automatización industrial, cuenta con dispositivos capaces de detectar sin contacto físicos, rápidos en respuesta, y capaces de trabajar en lugares desfavorables.

Conmutación electrónica en la automatización industrial

Los interruptores de proximidad, son sensores sin contacto, y suelen ser utilizan en lugar de los interruptores de limite.

Son producto de la electrónica, tienen un circuito sensor, que utiliza una variable física, como la inductancia o la capacitancia, el campo magnético, el ultrasonido, la luz, entre otros, para provocar un cambio, en su circuito de conmutación transistorizado.

Interruptor de proximidad 

Los interruptores de proximidad, tiene un circuito sensor, que detecta sin contacto físico, la presencia o ausencia de un objeto, e interactuar con un circuito de conmutación, que realiza una función específica como interruptor (on/off).

Fue en 1958, la invención del primer sensor del tipo inductivo la hazaña la realizo la empresa alemana Pepperl + Fuchs, hoy en día es una empresa líder en automatización,  y cuenta, que inicio como una tienda de reparación de radios. 

Símbolos simples del interruptor de proximidad

Los interruptores de proximidad, pueden tener 2 conductores (técnicamente llamados también hilos), o más, los mas populares tienen 3 hilos.

Los símbolos simples, nos permiten leer (como eléctricos) un diagrama, la llegada de la electrónica, obligo a los eléctricos, ha adquirir variados conocimientos.

Conocimientos tales como, que hay 2 tipos de transistores NPN y PNP., y que para trabajar  como interruptor, necesitan de una fuente de corriente continua, CC

Cabe resaltar que no se requiere la información, para reparar un sensor, sino para profundizar y aprovechar correctamente sus características del interruptor de proximidad.

 Diagramas de interruptor de 3 hilos

Con el fin de ilustrar al sensor de proximidad inductivo, capaz de detectar materiales ferrosos (Fe), la Comisión de Electrotécnica Internacional (IEC),  añade varios símbolos, para representar a este dispositivo.

.- el diamante que indica que es un sensor de proximidad

.- Fe para señalar que es inductivo

.- un transistor según uno de los tipos (NPN o PNP)

.- un interruptor según su tipo (normalmente abierto o normalmente cerrado).

Símbolos para representar al Interruptor de proximidad

Los sensores, vinieron a sustituir a los interruptores de límite, en lugares donde para ellos, es imposible trabajar, ya que se requerirían en espacio muy pequeños, o con la existencia de agentes agresivos como ácidos.

La conmutación electrónica, enriqueció la automatización, no solo en la conmutación, también la comunicación, y el manejo de datos (la informática y computación), dio como resultados controles más seguros e “inteligentes” señalarían algunos.

Conmutación básica en la automatización industrial

 La conmutación básica en la automatización industrial, ha contado con 2 dispositivos para detectar la posición de objetos. El interruptor de limite y el microinterruptor.

Conmutación básica en la automatización industrial

En los primeros circuitos del control de máquinas y de la automatización industrial, solo se utilizaron detectores de posición, de contacto físico.

 Aún se continúan realizando esta importante tarea, por interruptores de límite y los microinterruptores, instalados ocultos para no ser activados de manera accidental.

 Hay tres principales diferencias entre ellos, su estructura, su aplicación y su principio de funcionamiento.

El micro interruptor y el interruptor de límite

La estructura de los microinterruptores es sencilla un cuerpo, del que sale el órgano de mando, al que se le puede aplicar una relativa fuerza pequeña, para que realice la función de conmutación (el cambio de estado de los contactos).

En la estructura de los interruptores de limite, se diseña para entornos industriales, por lo que se utilizan diversos materiales (plásticos o metálicos), y puede ser sellada o abierta, esta última con acceso a su bloque de contactos.

Conmutación básica 

Los microinterruptores tienen aplicación en equipos más cercanos a nosotros, tales como, electrodomésticos y equipos comerciales, juguetes, maquinitas y herramientas de mano.

En cambio los interruptores de limite, se encuentran en ámbitos industriales.

Aplicación del interruptor de límite

Los micro interruptores sus contactos tienen configuración de forma C, una terminal común a un contacto cerrado y un contacto abierto.

Conmutación de forma C

Las terminales del interruptor de limite están en un bloque de contactos, sus contactos están separados (1 NC y 1 NO).

Los conductores eléctricos, se conectan a las terminales del bloque de contactos, por medio de tornillos, para evitar  falsos contactos.

Conmutación industrial

En el estudio de la conmutación industrial, incluye el comportamiento del bloque de contactos,  un contacto con respecto a otro contacto, y se representan con diagramas de barras.

 El accionador de los interruptores de límite, puede ser intercambiable o ajustable, la cabeza pueden girar 90 grados, los que los hace muy versátiles.

Micro Switch

Micro Switch es un término comercial estadunidense, que se le da a un grupo específico de interruptores básicos miniatura, con variados diseños y aplicaciones.

Micro Switch

El primer micro interruptor de este tipo, fue inventado por Phillip Kenneth McGall en 1932, cuando trabajaba en Burgess Battery Company.  En 1937 su empleador (WB Schulte) fundo la empresa MICRO SWITCH,  y desde 1950 la propietaria de la empresa y de la marca es Honeywell Sensing Control.

Es un interruptor pequeño, que se activa rápidamente, aplicandole una fuerza mínima.

Micro interruptores marca Honeywell

Se fabrican millones de micro interruptores, para ser utilizados en diversas áreas productivas, tan diversas como la aeroespacial o la doméstica.

Tienen capacidad de realizar millones de operaciones mecánicas.

Su uso principal es para detectar presencia, y se encuentran en múltiples dispositivos, tales como, el interruptor de flotador, el interruptor de flujo, en armarios de control de motores y en interfaz en funciones auxiliares en sistemas de control. 

Micro interruptor marca Honeywell serie V19

Suelen tener tres terminales, común ( Common COM), normalmente abierto (Normally Open NO)  y normalmente cerrado (Normally Closed NC)

El micro interruptor puede ser utilizado donde se requiere una alta sensibilidad y capacidad de respuesta rápida.

 Un ejemplo de su uso cercano, es para detectar y garantizar que la puerta de un horno de microondas permanezca cerrada durante el funcionamiento.

Diagrama eléctrico del micro interruptor

El micro switch se denominan también como interruptor básico, por estar presente prácticamente en todos lados.

En el norte de México es común, llamarlo simplemente “Micro”.

Interruptor de límite con actuador bigote de gato

 El interruptor de límite con actuador bigote de gato, se utiliza para detectar con alta flexibilidad, un objeto o la posición de una pieza móvil.

Interruptor de límite con actuador bigote de gato

Al detector de las piezas móviles u objetos de los interruptores de límite, se le nombra actuador, existen 4 tipos de actuadores básicos, que dan origen a miles de tipos de interruptores de límite.

Interruptor de límite básicos 

Hay uno que tal vez, el que nos resultaría extraño, por su peculiar nombre, el tipo bigote.

El interruptor de límite del tipo bigote de gato, tiene una varilla larga de acero inoxidable, que hace la función de palanca oscilante. Muy sensible al tacto, y es capaz de detectar pequeños movimientos con acción multidireccional.

 Algunos fabricantes definen su actuar, por movimiento omnidireccional (en toda dirección).

Limit switch, Cat whisker

La varilla se dobla al contacto con un objeto, y activa los contactos al interior del interruptor, el retorno del “bigote de gato” se da cuando la varilla deja de hacer contacto con la pieza, provocando el estado inicial de los contactos.

El regreso a la posición inicial, se da por su gran flexibilidad, en su parte inferior, termina en resorte.

Activación del interruptor de límite bigote de gato

En trabajos con entornos industriales, su sensibilidad le permite ser utilizado en brazos robóticos, y su flexibilidad en trasportadores, y en el monitoreo de puertas de protección, como en carruseles de ordeña.

Variabilidad de puntos de contacto, del interruptor de limite bigote de gato

El interruptor de límite de bigote de gato, puede detectar objetivos dentro un rango flexible, cuando los puntos de contacto pueden el cambiar de ubicación, gracias por ejemplo a diferentes pesos de producto.

El interruptor de pedal doble, con botón de parada de emergencia

 El interruptor de pedal doble, con botón de parada de emergencia, es un dispositivo de control, que permite operar maquinaria o equipo, sin usar las manos, y con alto grado de seguridad.

El interruptor de pedal doble con botón de parada de emergencia

Este dispositivo de control, tiene aplicaciones principalmente en la operación de máquinas de la industria metal mecánica.

Puede ser trasladado a diversos puntos de operación, ya sea para ser utilizado, cerca de las piezas de ajuste, o bien permitir el paso del material con facilidad.

Partes del interruptor de pie doble con botón de parada de emergencia

Su diseño permite que el operador, trabajar con comodidad, sin necesidad de agacharse, evitando un sin número de accidentes.

 Las cubiertas de seguridad de los pedales, evitan la activación accidental, incluso por tropezones o por caída de material sobre ellos.

Tiene doble seguridad, en la parte superior del soporte, cuentan con un botón de pulsador, que se debe desbloquear, para permitir el funcionamiento, o bien puede ser utilizado, como paro de emergencia.

Aplicación del interruptor de pedal doble con botón de parada de emergencia

Es un dispositivo móvil, que se traslada a sitios que faciliten la visibilidad y operación de la máquina.

Como ejemplo., un pedal puede ordenar el arranque, y el otro el paro de una máquina, mientras con las manos, pueden ser utilizadas, para guiar un tubo.

Control de motor hidráulico con interruptor de pedal doble con botón de parada de emergencia

A manera de ejemplo; Una roladora es una máquina herramienta utilizada para curvar y dar forma a materiales como láminas de metal, tubos y perfiles, convirtiéndolos en objetos curvos, tubos o estructuras específicas.

El material conformado, suele pasar entre el operador y la máquina, por lo que el control con seguridad es de suma importancia, es allí.  donde, el interruptor de pedal doble con botón de paro de emergencia, tiene su aplicación.

Interruptor de pedal

El interruptor de pedal, se usa para controlar un dispositivo o una máquina, sin usar las manos, ya que se acciona mediante la presión del pie.

Interruptor de pedal

Accionar un interruptor con el pie, puede resultar practico y seguro en algunas máquinas industriales.

Existen interruptores de pedal, disponibles en diversas versiones, también los hay, con accesorios de protección, que evitan su accionamiento involuntario.

Versiones de interruptor de pedal

 En su interior, suele tener un interruptor pequeño del tipo momentáneo, diseñado para volver a su estado predeterminado, cuando se retira la presión.

Siglas utilizadas en interruptor de pedal 

El mas utilizado, tiene un funcionamiento es similar a un botón pulsador de contacto momentáneo. Cuando se presiona se activa, pero vuelve a su estado inicial, tan pronto como levantas el pie.

La tecnología eléctrica

 La tecnología eléctrica es el conjunto de saberes y procedimientos, útiles para obtener mejores atributos o nuevos productos, equipos e instalaciones en la que interviene la aplicación de la electricidad.

La tecnología eléctrica

Técnica y tecnología son conceptos estrechamente vinculados, la técnica del griego techné, se relaciona con destrezas y habilidades para desarrollar un oficio.

“Si lo hace bien, es porque sabe cómo y se quiere hacer”, algunas instituciones educativas, lo simplifican en. “Saber”, “Saber hacer” y “Saber ser”.

La disposición y el ánimo manifestado (de maestros y alumnos), busca un concepto superior el “saber servir”.

Aplicación de la tecnológia en el Centro Mexicano Francés del Conalep

Va de cuento:

En 1855, un niño de 8 años, de nombre Thomas Alva y de apellido Edison, fue expulsado de la escuela y calificado como improductivo.

Su madre(Nancy), una mujer muy culta, le dijo, Tomasin, eres un niño tan inteligente, que no puedes permanecer en la escuela.

La señora Nancy, tomo la decisión de educarlo por su cuenta, a los 9 años devoraba libros, y su padre Samuel estimulaba su aprendizaje, dándole 10 centavos por cada libro que concluía.

El primer invento de Thomas Alva Edison

Su primer invento registrado, fue creado a sus 16 años, “el repetidor automático telegráfico”, este invento sentó bases en la comunicación moderna, ya que permitía retransmitir señales entre diferentes estaciones telegráficas, facilitando la traducción.

Edison es un ejemplo de voluntad, disciplina y capacidad de construir algo.

Capacidad de transformar en el Centro Mexicano Francés del Conalep

Entre sus inventos populares, está el fonógrafo (1877), la bombilla eléctrica (1879), el kinetógrafo (grabar imágenes en movimiento) y el kinetescopio (reproductor imágenes precursor del cinematógrafo) (1891).

Semana de las especialidades en el Centro Mexicano Francés del Conalep

En el Centro Mexicano Francés del Conalep, de Gómez Palacio, Durango, México. Se organiza la semana de las especialidades.

Es un evento donde los jóvenes estudiantes, aplican sus conocimientos y habilidades es decir muestran su tecnología.

Exposición tecnológica en el Centro Mexicano Francés del Conalep

Thomas Alva Edison fue un ser extraordinario, ejemplo de disciplina y amor por el laboratorio de experimentos, registro más de 1000 patentes.

En 1880 viajo a Parras de la Fuente Coahuila, México., invitado por su amigo Don Evaristo Madero, para poner a prueba la bombilla eléctrica, y comprobar que duraba 600 horas encendida.

Colorín Colorado

La tecnología eléctrica está presente, en casi todos los aspectos de la vida actual, en el hogar, la salud, el transporte y en el equipo con el que usted esta leyendo. 

Bloqueo en el disyuntor de motor eléctrico

 El bloqueo en el disyuntor del motor eléctrico, se da en 2 sitios, y con fines diferentes, evitar la manipulación en la regulación de sobrecarga, e impedir el cierre del interruptor en labores de mantenimiento.

Bloqueo en el disyuntor del motor eléctrico

El primer disyuntor (interruptor automático), fue inventado por Thomas Alva Edison en 1879, para sistemas de iluminación, el disyuntor para motor suele denominarse como “Guardamotor”, y en el norte de México también lo llamamos, un “Circuit Breaker” para motor.

Armario de control industrial

El disyuntor termomagnético es ampliamente utilizado en la industria moderna para proteger los motores eléctricos.

En el año 2014, Schneider Electric, incluye al guardamotor cuando lanza al mercado la gama Tesys, equipos más eficientes, de fácil instalación y larga vida, para cumplir con las normas de seguridad europeas.

Guardamotores de la gama Tesys de Schneider Electric

El guardamotor, tiene incorporada, la protección térmica que protege al motor eléctrico a la sobrecarga, a los primeros interruptores magnéticos, que solo protegían contra sobrecorrientes altas “cortos circuitos”.

El disyuntor termomagnético para motor, se diseñó para ambientes industriales, para el control y protección de motores eléctricos.

Disyuntor termomagnético  para motor eléctrico

Con la integración del relevador de sobrecarga a al interruptor automático magnético, se agrego seguridad y rapidez, obteniendo un dispositivo de nueva generación, el disyuntor termomagnético.

La protección térmica, en disyuntor termomagnético

Cuenta con una rueda, para ajustar la protección a la corriente nominal del motor.

Una vez calibrada la protección de sobrecarga, se puede bloquear la cubierta, para que no sea manipulada y se pierda seguridad.

El técnico Enrique Mireles Ortiz, me afirma que es muy poco utilizado este bloqueo, los técnicos capacitados que tienen a cargo el mantenimiento de a los tableros de control, son conscientes de que se pone en riesgo las instalaciones, por manipulaciones indebidas.

Minialdaba de seguridad para LOTO grupal

En el disyuntor para motor eléctrico, operado por botones pulsadores, dentro del botón de arranque, hay una palanca que se debe extraer, de su parte inferior, y que tiene un orificio muy pequeño.

Por este orificio, se colocan un candado de seguridad especial, con vástago delgado, diseñado para este dispositivo.

En actividades de bloqueo y etiquetado LOTO grupal, se utiliza una minialdaba portacandados, es un dispositivo de seguridad totalmente dieléctrico (de material no conductor de electricidad).

Electricista calificado

Un electricista calificado es un profesional con conocimientos, habilidades y experiencia necesaria para realizar trabajos eléctricos, de manera segura y eficiente, cumpliendo con las normas y regulaciones aplicables.

Electricista calificado

El reconocimiento de un electricista, tiene 2 caminos, por su trabajo valorado por una parte de la comunidad, o participando en un proceso de evaluación, en una Norma Técnica de Competencia Laboral, donde se obtiene un certificado, útil como carta de presentación.

Va de cuento;

 William Gilbert fue un médico inglés, que tenía de paciente a Isabel I, Reina de Inglaterra, y en 1600 publica su obra “de Magnete”.

La electricidad y el magnetismo

 William Gilbert no necesitaba un reconocimiento como electricista, el científico en realidad fue el creador de la palabra “electricidad” y de otros términos que aún son vigentes, como “fuerza eléctrica”, “cuerpos eléctricos” y “aislantes”.

William Gilbert, es reconocido como uno de los padres de la electricidad, determinó que la electricidad y el magnetismo, son diferentes y muy parecidos, en algunos efectos. 

La falta de técnicos frente a los cambios tecnológicos

La segunda revolución industrial, se da gracias al uso de la electricidad, 1870 Thomas Alva Edison inventa la bombilla incandescente, surgen tres tipos de electricistas, domésticos, comerciales e industriales. 

El concepto de competencia laboral, surge en los años ochenta, en los países industrializados, como resultado de su dificultad de relacionar el sistema educativo con sus necesidades productivas.

La certificación de un electricista

Actualmente, en México, un trabajador con experiencia, pueden obtener un reconocimiento oficial, de su actividad profesional (reparación de motores, Instalación de transformadores, etcétera).

La evaluación es un proceso, donde se demuestra el conocimiento, y la destreza, para realizar un trabajo productivo, ante un evaluador que emite un juicio, es “competente” o “aún no es competente”.

Actividades dentro de un centro de evaluación

El centro evaluador organiza la evaluación, y hace uso de instrumentos llamados, Normas Técnicas de Competencia Laboral.

Una NTCL, describe el conjunto de conocimientos, habilidades, destrezas y actitudes necesarias, para el desempeño eficaz de una función productiva.

Evaluación basada en Normas de competencia laboral

 Al candidato se le solicitan documentos históricos, como fotografías de los trabajos realizados, que integraran en una carpeta, llamada portafolio de evidencias, la evidencia principal es la evaluación en físico.

La certificación es un proceso donde se evalúa y se verifica que el proceso de evaluación se llevó de acuerdo a lo establecido en la NTCL.

Un organismo certificador independiente y autorizado, valida el proceso aplicado, y otorga el documento acreditativo. 

Continuara