Sistemas automáticos: compoñentes e tipos

Todos os sistemas automáticos teñen unha estrutura similar: un sensor, un controlador e un actuador.

Compoñentes dun sistema automático

• Sensor: Capta información do ambiente e úsase para medir magnitudes físicas como a velocidade ou a temperatura. Por exemplo, un sensor que mide a temperatura ambiente.
• Controlador: En función da información proporcionada polo sensor, activa ou desactiva un actuador. Pode ser dende un simple circuíto eléctrico ata un ordenador. Por exemplo, un circuíto que activa ou non un radiador segundo a temperatura.
• Actuador: Leva a cabo a acción para a que se deseñou o sistema automático. Habitualmente son motores, lámpadas, etc. No exemplo anterior, o actuador sería o radiador.

Sistemas de control

Un sistema de control é un conxunto de elementos interconectados que permiten automatizar unha máquina ou un proceso. A entrada (E) é a información que recibe o sistema, como por exemplo, maior ou menor claridade. A saída é a resposta do sistema a esa información, como a iluminación conseguida.

• Sistema de control en lazo aberto: Actívase sen ter en conta o estado da saída.
• Sistema de control en lazo pechado: A saída compárase coa entrada para corrixir posibles erros debidos a perturbacións que afectan ao sistema.

Tipos de sensores

Existen diversos tipos de sensores, entre eles:

• Sensores de posición: Interruptores mecánicos, interruptores de proximidade magnéticos, sensores de posición ópticos (LDR, fotodiodos e fototransistores) e outros baseados en propiedades magnéticas.

Sistemas electromagnéticos, relés e interruptores

Os sistemas electromagnéticos baséanse na activación de dispositivos mediante o desprazamento de pezas móbiles.

O interruptor de final de carreira pódese usar como controlador en sistemas automáticos para activar ou desactivar outros dispositivos, como por exemplo, controlar o nivel de líquido dun depósito de auga.

O relé está formado por unha bobina e unha lámina metálica móbil unida a uns contactos. Cando facemos pasar unha corrente eléctrica pola bobina, esta compórtase como un imán e atrae a lámina, que á súa vez cambia a posición dos contactos.

Sistemas de control programado e microcontroladores

Os sistemas de control programado utilizan dispositivos que poden almacenar no seu interior un programa. Para cambiar o seu funcionamento non é necesario alterar ningún circuíto, basta con cambiar as instrucións do programa.

Un exemplo é o control mediante ordenador, que utiliza unha tarxeta controladora para comunicar o ordenador co robot que vai ser controlado. Mediante esta tarxeta, o ordenador obterá datos dos distintos sensores do robot e, á súa vez, permitirá activar os seus motores, luces ou calquera outro actuador.

Un robot é unha máquina automática que é quen de captar información do seu ambiente e reaccionar ante ela. Ademais, pódese programar para realizar diversas tarefas.

Os microcontroladores son pequenos ordenadores miniaturizados e incluídos nun circuíto integrado.

Circuítos pneumáticos e hidráulicos

Os circuítos pneumáticos empregan aire e os circuítos hidráulicos utilizan aceite mineral.

Vantaxes

• Aire: É abundante, pódese almacenar e é limpo.
• Aceite: É resistente á oxidación e ten propiedades lubricantes e refrixerantes.

Conceptos básicos

• Fluído: Engloba tanto os líquidos como os gases. Non teñen forma propia, senón que adoptan a do recipiente que os contén.
• Aceite mineral: Obtense por destilación do petróleo e do carbón de hulla.
• Presión: Forza exercida por unidade de superficie: P = F/S. A presión exprésase en pascales (Pa).
• Forza = Presión x Superficie

Elementos dos circuítos pneumáticos e hidráulicos

• Elemento xerador de enerxía: No circuíto eléctrico é a pila; no circuíto pneumático, o compresor; e no hidráulico, a bomba.
• Elementos de transporte: Son os condutores que unen os elementos do circuíto. No circuíto eléctrico son os cables; nos circuítos pneumáticos e hidráulicos son os tubos polos que circula o fluído.
• Actuadores: Son receptores que transforman a enerxía recibida noutro tipo de enerxía para realizar unha acción concreta. No circuíto eléctrico pode ser unha lámpada; nos circuítos pneumáticos e hidráulicos, un cilindro.
• Elementos de mando e control: Elementos que abren ou pechan o circuíto. No circuíto eléctrico é un interruptor; nos circuítos pneumáticos e hidráulicos é unha válvula que permite ou impide a circulación do fluído.

Caudal

O caudal é a cantidade de fluído que pasa a través dunha sección do circuíto por unidade de tempo. Mídese en l/s. Q = Volume do fluído / Tempo