Los sensores son una parte fundamental en la automatización industrial, ¿realmente conoces que son para que se utilizan y por qué son cruciales en un sistema de automatización industrial?
¿Qué es un sensor?
Un sensor, es un dispositivo capacitado para captar acciones o estímulos externos y responder en consecuencia. En otras palabras, permite captar la información del medio físico que nos rodea. Los sensores miden las magnitudes físicas y las transforman en señales eléctricas capaces de ser entendidas por un microcontrolador.
Los sensores también son llamados transductores, sin embargo, se debe tener en cuenta que son uno de los dos tipos de transductores, el otro tipo son los actuadores que tienen la capacidad de convertir una señal de entrada en otro tipo de salida.
¿Qué se debe tener en cuanta al seleccionar un sensor?
Depende del tipo de proceso, o sistema en cada caso alguna característica puede ser más importante que la otra, por ejemplo si requieres un sensor para medir los picos de corriente en un motor, este sensor debe ser muy sensible y tener una respuesta en frecuencia y velocidad de respuesta altas, pero si quieres un sensor para detectar una persona y abrir una puerta lo más importante podría ser el rango, sin embargo independiente de que sea más importante para tu sistema en las características del sensor, debes también tener esto en cuenta
Tipo de material: Todos los sensores independientes de su naturaleza para poder obtener una medida toman algo de “energía” del medio, por ejemplo, si usas un sensor de ultrasonido que genera ondas sonoras para medir la distancia a un objeto, si este objeto tiene una superficie suave como una tela, esta va a absorber parte de las ondas y la medición va a ser errónea, pero si el objeto es rígido la medición va a ser adecuada. otro ejemplo son los sensores de humedad, existen sensores para medir humedad ambiental y son diferentes de los sensores que se entierran para medir la humedad de un cultivo o los que se entierran parcialmente para medir humedad por medio de conductividad eléctrica, cada uno de estos sensores es diferente y no sirve para medir la humedad si no se usa en el entorno adecuado, por ejemplo, el sensor que se entierra parcialmente no puede medir la humedad en el aire.
Sistema de control: Cada sensor tiene un tipo de salida diferente, no existe un estándar único, generalmente los sensores usados para desarrollo electrónico manejan protocolos como SPI, I2C, o señales Analógicas de 3 o 5Vdc, pero si nuestro sistema de control es un PLC probablemente la entrada puede ser de 4 a 20mA o 0 a 10Vdc, o también puede ser un protocolo industrial como RS-485, modbus, entre otros, por esto es muy importante saber qué tipo de salida usar, además algunos sensores requieren acondicionamiento de señal como pasa con una celda de carga que requiere un puente de Wheatstone o algunos sensores requieren una etapa de amplificación porque su señal de salida es de algunos milivoltios.
Fuente de alimentación: Depende del tipo de sensor puede cambiar el voltaje de alimentación requerido, en el caso de los sensores industriales es común encontrarlos en 12 o 24Vdc, y en el caso de sensores para diseño electrónico los voltajes más habituales son 5V y 3V. y esto es importante porque conectar un sensor a un voltaje superior al nominal lo puede dañar y si es inferior va a ser que funcione mal.
Tipos de sensores
Existen varios tipos de sensores industriales, en función de lo que se quiera medir en cada caso. Presentamos algunos de los más utilizados:
Sensor de temperatura. Estos dispositivos reúnen estímulos referentes a la temperatura de una fuente concreta y los transforman en información. Los más habituales son los sensores digitales, infrarrojos, de humedad y temperatura.
Sensor de presión. Los sensores de presión obtienen la información en forma de presión y la transforman en señales eléctricas comprensibles en función de la presión aplicada. Se engloban aquí también los sensores de vacío.
Sensor MEMS. Por sus siglas, sistemas microelectromecánicos. Estos sensores transforman las señales mecánicas en eléctricas, y son ideales para automatizar procesos industriales, pero también para medir sus características habituales y detectar cambios. Permiten detectar vibraciones, movimientos, la inclinación de los objetos y su aceleración.
Sensor de medición. A grandes rasgos, este tipo de sensores se encargan de medir la distancia entre dos elementos o su posición. Facilitan la optimización de los procesos de control.
Sensor de proximidad. Detectan objetos, señales o personas que se encuentren cerca del mismo sensor. Los interruptores de posición o los detectores capacitivos son los más habituales, aunque también encontramos inductivos, magnéticos, ópticos y ultrasónicos.
Sensor de par y torsión. Estos sensores pueden ejecutar paradas mecánicas en los casos en los que sea necesario. Se trata de elementos fundamentales muy extendidos en procesos automatizados. Permiten medir, entre otras cosas, a qué fuerza de torsión se somete un eje a lo largo de sus fases de funcionamiento en arranque, en movimiento o en parada.
Beneficios del mantenimiento predictivo
El poder de la combinación entre la tecnología IIoT y los sensores para un mantenimiento predictivo óptimo aporta una serie de beneficios que hay que tener en cuenta, especialmente a nivel de seguridad:
Monitorización constante. El análisis de datos a través de los sensores nunca se detiene, por lo que el sistema siempre estará actualizado para evitar fallas o errores de cualquier tipo.
Disminución de costes. A menor número de incidentes, menos se tendrá que invertir en reparar o calibrar las herramientas de la empresa. Además, un correcto mantenimiento predictivo dilata la duración de los componentes mecánicos.
Mayor seguridad. Estos sensores no solo mejoran la seguridad de los procesos y de la maquinaria, sino que también ayudan a implementar medidas para garantizar el bienestar de los trabajadores mientras operen con activos potencialmente peligrosos.
No intervención. Al desplegar un mantenimiento predictivo y constante, será cada vez menos necesario detener los procesos para analizar los errores o solucionar problemas, por lo que la productividad aumentará.
Reducción de errores críticos. El papel de los sensores en el mantenimiento industrial es, principalmente, el de reducir al máximo los errores críticos que pudieran detener la producción de la organización. Además, cuantos menos incidentes catastróficos sucedan, menos inversión habrá que hacer en seguros.
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