Actualmente la mayoría de procesos industriales se encuentran automatizados, por ende, existen diferentes tipos de sensores, los cuales, cumplen la función de retroalimentar al controlador sobre el estado actual del proceso, básicamente son los ojos de la máquina.
Es común tener una aplicación nueva de sensado y no saber cuál es el tipo de sensor a seleccionar, por lo que, esperamos esta guía sea de ayuda.
Es importante tener claro cuál es el futuro trabajo del sensor. El sensor podría determinar:
A la fecha la mayoría de tableros de control trabajan a 24VDC pero todavía existen algunos controles a 120VAC. Definir la tensión de alimentación es clave antes de continuar con los otros pasos.
Existen algunos modelos de sensores que pueden ser alimentados con ambas tensiones, tanto en AC como en DC, pero lamentablemente no son todos.
El definir la tensión de alimentación nos dará el camino correcto a las diferentes familias antes de seleccionar las otras características del sensor.
Existen dos tipos de salidas: Las digitales que definen la presencia-ausencia de un objeto y las análogas que suministran un rango (4 a 20mA o 1 a 10V).
Ejemplos:
Figura 1: Salida Digital
Figura 2: Salida Analógica.
Normalmente los sensores con alimentación a 24VDC entregan una salida PNP(24VDC) o NPN(0VDC), mientras que los de alimentación a 120VAC cuentan con un contacto seco a la salida o salidas a transistor tipo MOSFET.
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Tener claro las características del objeto a detectar es indispensable para la selección de la familia de sensores.
Definir:
Es importante no solo enfocarse en las características del objeto; en muchas ocasiones el mal funcionamiento se debe a la selección incorrecta del sensor por no contemplar el medio donde se iba a instalar, por tal razón debemos contemplar:
Los sensores ya tienen predefinida una distancia máxima de sensado, esta distancia varía según las familias y la tecnología de detección, de ahí la necesidad de saber la distancia de trabajo (distancia del sensor al objeto).
Figura 3: Campo de visión según distancia de sensado.
Como se aprecia en la figura 3, el seleccionar una distancia incorrecta ya con un tamaño de objeto definido puede implicar el mal funcionamiento del dispositivo.
Podemos clasificar los sensores en 4 grandes familias: Sensores fotoeléctricos, de proximidad, de Proceso, de visión.
Fotoeléctricos:
Su principio de funcionamiento está basado en cambios de intensidad en la luz, lo que permite distancias de sensado de hasta 160 metros. Ideales para aplicaciones de presencia ausencia de objetos en zonas de trabajo libre de polvo, la contaminación en el lente puede obstruir el paso del haz de luz, afectando la funcionalidad de dispositivo.
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https://ab.rockwellautomation.com/Sensors-Switches/Photoelectric-Sensors
Inductivo
Dentro de los sensores de proximidad de no contacto más utilizados tenemos los inductivos, estos generan un campo electromagnético; este método de funcionamiento los hace ideales para detección de partes metálicas.
En el caso de tener una aplicación de detección de metales y utilizar un Inductivo es bueno contemplar los siguientes puntos.
Figura 4: Blindado, No Blindado.
Figura 5: Distancia a respectar
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https://ab.rockwellautomation.com/es/Sensors-Switches/Inductive-Proximity-Sensors
Capacitivo
Para las aplicaciones donde se requiere detectar un objeto con una materia distinto al metal lo mejor es utilizar un capacitivo, a través de su dieléctrico.
Los capacitivos cuentan con un potenciómetro de precisión para variar el dieléctrico y cambiar la detección. (madera, plástico, vidrio, etc)
Al igual que los inductivos, la distancia de sensado es directamente proporcional al diámetro del sensor, a mayor diámetro mayor distancia de sensado.
Las vibraciones en maquina pueden afectar el ajuste del potenciómetro.
Figura 6: Sensores capacitivos.
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Sensores de Visión
En algunas ocasiones los sensores fotoeléctricos, capacitivos, inductivos, entre otros, no cumplen con la tarea por la cual fueron instalado, es ahí donde entra la visión artificial a trabajar.
Sensores con todo lo necesario autocontenido en una misma carcasa (cámara, iluminación, óptica, procesamientos, etc) vienen a cambiar el mundo de las inspecciones en línea.
Dentro de las herramientas con las que cuentan este tipo de dispositivos podemos enlistas: patrones, brillos, contrastes, conteo de pixeles, detección de bordes, mediciones, entre otros.
Figura 7: Sensor de Visión.
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https://www.cognex.com/es-mx/products/machine-vision/in-sight-2000-vision-sensors