Qué son los automatismos eléctricos

Cómo funcionan los automatismos eléctricos

Los automatismos eléctricos han facilitado en gran medida nuestra vida, al ser capaces de realizar y controlar determinadas acciones que se llevan a cabo de forma repetitiva sin la intervención del ser humano.

En concreto, los automatismos eléctricos nos permiten aplicar esta capacidad al control automático de todo tipo de dispositivos electrónicos o informáticos.

En definitiva, los automatismos eléctricos han significado un disminución de los costes de una empresa: así de sencillo.

La automatización eléctrica agiliza los controles de los sistemas para que la maquinaria industrial, los equipos utilizados en los procesos productivos y las instalaciones se enciendan y apaguen cuando se les pida.

En este artículo vamos a analizar qué hacen los automatismos eléctricos que se utilizan en la industria, sus tipos, y sus componentes principales, entre otros aspectos.

Pero antes de entrar en materia previamente te voy a definir qué es un automatismo industrial para que todo te quede más claro ¡Empezamos!

¿Qué son los automatismos industriales?

La automatización apareció por primera vez durante la Revolución Industrial, cuando James Watt inventó la máquina de vapor que revolucionó el transporte para siempre.

En ese sentido, la automatización se refería al transporte automático, principalmente por barco.

Pero, ¿qué significa realmente la automatización? Durante años, el debate sobre el verdadero significado de la definición de automatización o automatismo ha ocupado el interés de expertos y estudiosos.

Al final, se llegó a una conclusión común: la automatización no es más que la sustitución del trabajo humano; más concretamente, la automatización es un conjunto de procesos tecnológicos automáticos que permiten llevar a cabo funciones que de otro modo realizarían los seres humanos; hablamos de cálculos, operaciones manuales, mantenimiento, electricidad, electrónica y mucho más.

Hay, como en todo, quienes defienden la automatización y quienes ven en ella un enorme peligro.

Por otro lado, los que están a favor de la automatización ven en ella una forma sencilla de mejorar la eficiencia de las fábricas y empresas, poniendo la máquina al servicio del hombre.

Qué hace un automatismo eléctrico

En general, los automatismos eléctricos están controlados por un dispositivo inteligente, que puede manejar los sistemas eléctricos de una instalación determinada desde cualquier lugar.

En la industria es habitual encontrar automatismos eléctricos para controlar de forma individualizada la iluminación de la planta de producción, accionar la maquinaria industrial o arrancar cintas transportadoras, por poner algunos ejemplos.

Por tanto, la incorporación de esta tecnología en el sector industrial ha permitido automatizar máquinas y procesos de principio a fin, mejorando de forma notable la productividad, la seguridad y la calidad de los resultados en la producción industrial. Y, además, reduciendo de forma considerable los costes.

Los circuitos, dispositivos y el resto de componentes necesarios para el funcionamiento continuo de las máquinas forman parte de los automatismos eléctricos. Gracias a ellos, se facilita la regulación, conexión y desconexión de los dispositivos intervinientes en la fabricación.

para qué sirven los automatismos eléctricos

Tipos de automatismos eléctricos

Los automatismos eléctricos se dividen en dos categorías diferenciadas: lógica programada y lógica cableada, en función de la tecnología utilizada para su funcionamiento. Veamos en detalle cada sistema.

Sistemas de lógica programada

Por norma general, los automatismos eléctricos que funcionan con la lógica programada basan su funcionamiento en los autómatas programables (PLC). Este tipo de controladores son elementos que se pueden programar para que funcionen de una manera u otra, adaptándose a las necesidades específicas de cada tarea.

Un autómata programable es un ordenador especialmente diseñado para funcionar de forma fiable en entornos industriales difíciles, con temperaturas extremas o condiciones de humedad, sequedad o polvo.

En concreto, los PLC se utilizan para automatizar procesos industriales como la cadena de montaje de una fábrica, una planta de procesamiento de minerales o una planta de tratamiento de aguas residuales.

Comparten muchas características del ordenador personal que tienes en casa. Ambos tienen una fuente de alimentación, una CPU (Unidad Central de Procesamiento), entradas y salidas (E/S), memoria y un software operativo (aunque es un software operativo diferente).

Los elementos que los componen son muchos y están interconectados. Además, disponen de memorias programables que también están conectadas por ordenador.

La principal ventaja del PLC sobre un sistema de control «cableado» es que se puede volver atrás y cambiar la configuración de un PLC después de haberlo programado, con poco coste (sólo el coste del tiempo del programador). En un sistema de control cableado, básicamente hay que arrancar los cables y empezar de cero (lo que es más caro y lleva más tiempo).

Veamos un ejemplo para entender mejor esta ventaja. Imagina que tienes una luz conectada a un interruptor. Por lo general, la luz funciona en dos condiciones: encendida y apagada. Ahora se le asigna la tarea de que cuando encienda el interruptor, la luz debe brillar sólo hasta pasados 30 segundos.

Con una configuración de cableado, estaríamos totalmente atascados. La única manera de conseguirlo es rehacer por completo nuestro circuito para añadir un relé de temporización. Eso es un gran problema para un cambio menor.

Aquí es donde entra en escena un controlador lógico programable, que no requiere ningún cableado ni hardware adicional para conseguir realizar una modificación. Más bien requiere un simple cambio de código, programando el PLC para que apague la luz 30 segundos después de que el interruptor se ponga en ON.

Así, utilizando un PLC, es fácil incorporar múltiples entradas y salidas.

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Sistemas de lógica cableada

Por otro lado, los automatismos eléctricos que funcionan con sistemas cableados se basan en la unión física de todos los elementos para realizar cada acción. A través de una serie de ecuaciones lógicas se diseñan las uniones que los hacen funcionar.

Todos los elementos de los automatismos eléctricos que utilizan sistemas cableados forman parte de un cuadro eléctrico. Allí podemos encontrar todos estos elementos.

pulsador automatismo eléctricoLos pulsadores.

Son elementos que sirven para abrir el sistema (ponerlo en marcha) o cerrarlo (parar el equipo o máquina) de manera momentánea mientras se tiene pulsado o presionado.

Se divide en tres partes principales:

  • Contacto: es donde van conectados los cables del circuito y donde se produce la acción de cerrar y abrir el circuito.
  • Cuerpo: es la carcasa que protege el pulsador
  • Cabeza o pulsador: es el botón que acciona el contacto.

interruptor automatismos eléctricoLos interruptores.

Se utilizan básicamente para conectar o desconectar la instalación. Un interruptor eléctrico se encarga de habilitar o impedir la transferencia de electricidad en un circuito eléctrico.

La forma más común de interruptor eléctrico es una unidad electromecánica manual básica. Cuando el interruptor está abierto, los contactos eléctricos no se tocan y la electricidad no puede fluir. Sin embargo, cuando el interruptor está cerrado, los contactos eléctricos se tocan y la electricidad fluye por el circuito.

Suelen diferenciarse de los pulsadores en que los interruptores permanecen en su posición una vez activados.

selector automatismo eléctricoLos selectores.

En pocas palabras controlan el encendido o apagado de diferentes circuitos de corriente girando la palanca. Los selectores se utilizan con frecuencia para el control de un dispositivo mecánico, eléctrico y electrónico activando y desactivando o cambiando las conexiones de un circuito.

Los interruptores selectores tienen dos posiciones, el encendido y el apagado.

interruptor automatismos eléctricosEl interruptor magnetotérmico

Un interruptor magnetotérmico es un dispositivo de conmutación que interrumpe la corriente anómala o de fallo. Es un dispositivo mecánico que interrumpe el flujo de la corriente de alta magnitud (de fallo) y además realiza la función de un interruptor.

El magnetotérmico está diseñado principalmente para cerrar o abrir un circuito eléctrico, protegiendo así el sistema eléctrico de daños.

Este interruptor consta esencialmente de contactos fijos y móviles. Estos contactos se tocan entre sí y conducen la corriente en condiciones normales cuando el circuito está cerrado. Cuando está cerrado, los contactos que conducen la corriente, llamados electrodos, se enganchan entre sí bajo la presión de un solenoide.

En condiciones normales de funcionamiento, el interruptor puede abrirse o cerrarse para la conmutación y el mantenimiento del sistema. Para abrir el interruptor, sólo es necesario aplicar una presión a un detonador.

finales de carrera automatismos eléctricosLos finales de carrera.

Se utilizan para detectar o percibir de forma automática la presencia de un objeto o para controlar e indicar si se han superado los límites de movimiento de dicho objeto.

El uso original de los finales de carrera, tal y como implica su nombre, era definir el límite o punto final sobre el que un objeto podía desplazarse antes de ser detenido. En este punto, el interruptor se activaba para controlar el límite de desplazamiento.

Los finales de carrera utilizan el movimiento mecánico del émbolo de un actuador para controlar o cambiar el estado del interruptor eléctrico.

detector automatismo eléctrico Los detectores.

Un detector suele producir una señal variable a lo largo de un determinado rango de medición, a diferencia de un interruptor, que suele actuar de forma binaria, es decir, encendido o apagado. Aunque esto no siempre es cierto, ayuda a la hora de decidir entre detectores o interruptores.

Todos ellos sirven para abrir o cerrar el contacto cuando la medida alcanza unos valores previamente establecidos.

Hay termostatos para medir la temperatura, presostatos para medir la presión, detectores de líquidos para medir sus niveles y sensores que detectan la presencia de personas u objetos en un radio determinado.

relés automatismos eléctricosRelés.

Podemos decir que los relés son los elementos básicos de los sistemas cableados. Los relés son interruptores accionados eléctricamente mediante sensores o interruptores que abren y cierran los circuitos al recibir señales eléctricas de fuentes externas.

En otras palabras, son interruptores eléctricos que utilizan el electromagnetismo para convertir pequeños estímulos eléctricos en corrientes mayores.

Estas conversiones se producen cuando las entradas eléctricas activan electroimanes para formar o romper circuitos existentes.

Al aprovechar las entradas débiles para alimentar corrientes más fuertes, los relés actúan de forma efectiva como un interruptor o un amplificador del circuito eléctrico, dependiendo de la aplicación deseada.

temporizador cuadro eléctricoLos temporizadores.

Como su nombre indica, permiten automatizar el encendido y apagado de la máquina. En resumidas cuentas, acciona un interruptor eléctrico controlado por el mecanismo de temporización.

El temporizador puede conectarse a un circuito eléctrico alimentado por la red eléctrica, ya sea a través de un relé o un contactor, o a un circuito de baja tensión. Activan el interruptor «on» y «off» a las horas seleccionadas en el marcador.

Se pueden ajustar tantas veces como se quiera, lo que hace que esta sea una función interesante.

contactor automatismos eléctricosLos contactores

Un contactor es un dispositivo electromecánico que nos permite conectar o interrumpir el paso de una corriente, ya sea en el circuito de potencia o en el circuito de mando, cuando se le da una tensión a la bobina.

Funcionan de forma similar a los relés, pero se utilizan para circuitos con corrientes mucho mayores. Además, se diferencian de éstos en que tienen dos contactos: principal y auxiliar.

¿Cuáles son las ventajas o beneficios de los automatismos eléctricos?

Los avances tecnológicos nos permiten racionalizar el flujo de trabajo de forma cuantificable y mucho más productiva. Esto es especialmente útil en instalaciones industriales a gran escala, donde la eficiencia energética puede ser, de otro modo, una tarea difícil.

He aquí una lista rápida de otros beneficios y ventajas de los automatismos eléctricos:

  • Ahorro de energía: Con la automatización eléctrica cuantificada es fácil ver dónde y cuándo se puede reducir el uso de energía.
  • Reducción de la factura de la compañía eléctrica contratada: La automatización eléctrica permite utilizar temporizadores de electricidad fáciles de manejar. Controlar cuándo y durante cuánto tiempo exactamente dejar las luces encendidas, mantener la calefacción o el aire acondicionado de la empresa, cuando poner en marcha o desconectar la maquinaria, por citar algunos ejemplos
  • Control por teclado/datos/voz: Mejora la seguridad con una variedad de soluciones totalmente automatizadas y personalizables.
  • Métricas cuantificables: Eliminar la incertidumbre. Es decir, saber cuánta energía se utiliza, dónde y cuándo.

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