Los sistemas de actuación son los elemento de los sistemas de control que transforman la salida de un microprocesador a un controlador en una acción de control para una maquina o dispositivo. Por ejemplo, puede ser Necesario transformar una salida eléctrica del controlador en un movimiento lineal que desplaza una carga. Otro ejemplo seria cuando la salida eléctrica del controlador, debe transformarse en una acción que controle la cantidad de líquido que pasa por una tubería.
SISTEMAS HIDRÁULICOS
Con un sistema hidráulico se suministra aceite presurizado mediante una bomba de motor eléctrico. La bomba bombea aceite desde un colector a través de una válvula de retención y un acumulador para regresar al colector. Las bombas hidráulicas que a menudo se utilizan son la bomba de engranajes, la bomba de vástago y la bomba de pistón.
SISTEMAS NEUMÁTICOS
Las señales neumáticas son utilizadas para controlar elementos de actuación final, incluso cuando el sistema de control es eléctrico.
Esto se debe a que con dichas señales es posible accionar válvulas de grandes dimensiones y otros dispositivos de control que requieren mucha potencia para mover cargas considerables.
VALVULAS DE CONTROL DE DIRECCION
Se refiere a una válvula para controlar el flujo de fluido hidráulico, la válvula que comprende: un medio de compuerta de entrada para conexión con un suministro de fluido; un medio de compuerta de retorno para conexión con un depósito de fluido; un primer y segundo medios de compuerta de dispositivo para conexión con la primer y segunda ubicaciones en un dispositivo de utilización de fluido, respectivamente; un primer y segundo miembros de válvula relativamente movibles, cada miembro de válvula tiene una pluralidad de superficies y ranuras; pares respectivos de superficies que tienen segmentos superficiales que se sobreponen y forman las separaciones de flujo, para restringir el flujo del fluido entre los respectivos pares de ranuras, en posiciones relativas de los miembros de válvula, las separaciones de flujo incluyen una primera y segunda separaciones de flujo; y una de las primera y segunda separaciones de flujo que se localiza entre una ranura en una comunicación fluida directa con el medio de compuerta de entrada y una ranura en una comunicación fluida directa con el primer medio de compuerta del dispositivo.
VALVULAS DE CONTROL DE PRESION
Existen varios tipos de válvulas
de control de presión:
>Válvulas para regulación de
presión: sirven para controlar la
presión de operación en un circuito y mantenerla en un valor constante
>Válvulas limitadoras de presión:
se usan como dispositivos de seguridad para limitar la presión en un circuito y
mantenerla en un valor inferior al de seguridad.
>Válvulas de secuencia de presión:
estas válvulas se usan para detectar la presión de una línea externa y producir
una señal cuando se alcanza un valor ya determinado.
VALVULAS PARA EL CONTROL DE
PROCESOS
Las válvulas para el control de
procesos permiten controlar el gasto de un fluido; por ejemplo, cuando se deben
controlar el gasto del liquido a un tanque.
Uno de los elementos básicos de
estas válvulas es un actuador que desplaza un tapón en la tubería por donde
circula el fluido modificando así la sección transversal de dicha tubería.
Una forma común para el control
del actuador neumático que se utiliza en las válvulas para el control de
procesos es el actuador de diagrama, que en esencia consiste en un diagrama con
las señales de presión de entrada del controlador en un lado y en el otro, la
presión atmosférica; esta diferencia de presión se conoce como presión
manométrica.
SISTEMAS MECANICOS
Los mecanismos son dispositivos
que se pueden considerar convertidores de movimiento, en tanto transforman el
movimiento de una forma a otra.
Entre los elementos mecánicos
están los mecanismos de barras articuladas, levas, engranes, cremalleras,
cadenas, correas de transmisiones, etc.
Muchos de los efectos que ante se
obtenían con el uso de mecanismos en la actualidad se logran mediante sistemas
de microprocesadores.
No obstante, los mecanismos
todavía son útiles en los sistemas mecatronicos.
Si bien la electrónica hoy en día
se utiliza en formas generalizada para desempeñar diversas funciones que antes
se realizaban con mecanismos, estos todavía son útiles para llevar a cabo
funciones como las siguientes:
Amplificadores de fuerza; por ejemplo
la que se obtiene mediante palancas.
Cambios de velocidad; por
ejemplo, mediante engranes.
Trasferencia de rotación de un
eje a otro; por ejemplo, una banda sincrónica.
Determinados tipos de
movimientos; por ejemplo, los que se obtienen mediante un mecanismo de retorno
rápido.
TIPOS DE MOVIMIENTOS
El movimiento de un cuerpo rígido
puede ser muy complejo y su descripción resulta difícil.
El movimiento de un cuerpo rígido
se puede considerar como la combinación de movimientos de traslación y de
rotación.
Los movimientos complejos pueden
ser una combinación de movimientos de traslación y de rotación.
GRADOS DE LIBERTAD Y DE
RESTRICCION.
El numero de grados de libertad
es la cantidad necesaria de componentes de movimiento para producir el
movimiento correspondiente.
El principio de restricción
mínima, establece que al fijar un cuerpo o al guiarlo en determinado tipo de
movimiento, debe de emplearse la cantidad mínima de restricción, es decir, no
debe de existir redundancias. A lo anterior se le denomina con frecuencia
diseño cinemática.
CADENAS CINEMATICAS
Al conjunto de piezas de
eslabonamiento y de articulaciones se le conoce como cadena cinemática.
Cada una de las partes del
mecanismo que se mueve en relación con otras se le denominan articulaciones.
A la los cuerpos rígidos con dos
o mas puntos de unión con otras articulaciones se le denominan nodos.
LEVAS
Una leva es un cuerpo que gira u
oscila y, al hacerlo, transmite un movimiento alterno u oscilatorio a un
segundo cuerpo conocido como seguidor, con el cual esta en contacto.
Al girar la leva, el seguidor
sube, se detiene y desciende; los lapsos correspondiente a estos pasos
dependerá de la forma de la leva.
La leva necesaria para producir
determinado movimiento del seguidor dependerá de su forma y del tipo de
seguidor que se emplee
TRENES DE ENGRANES
Los trenes de engranes son
mecanismos muy utilizados para transferir y transformar el movimiento
rotacional.
Se emplea cuando es necesario
obtener un cambio en la velocidad, o el par de rotación de un dispositivo que
esta girando.
El movimiento rotacional se
trasfiere de un eje a otro mediante un par de cilindros giratorios, sin
embargo, existe la posibilidad de que haya desplazamiento o derrape
RUEDA DENTADA Y TRINQUETE
Las ruedas dentadas se utilizan
para trabajar un mecanismo cuando sostiene una carga.
Este mecanismo consta de una
rueda dentada, con dientes en forma de sierra que se enganchan con un brazo
denominado trinquete.
TRANSMICION POR CORREA Y CADENA
Las trasmisiones por correa son
en esencia un par de cilindros giratorios.
En las trasmisiones por correa se
aprovecha la fricción que se crea entre las poleas montadas sobre los ejes y la
correa que rodea al arco de contacto, y de esa manera se transmite un par de
rotación.
CADENAS
Para evitar deslizamientos se
utilizan cadenas, las cuales se traban en los dientes de los cilindros
rotacionales, lo que equivale a un par de engranes conectados.
La relación de engranaje de una
correa de cadena es la misma que la de un tren de engranes.
SISTEMAS ELECTRICOS
Al estudiar los sistemas
eléctricos que se usan como actuadores de control deberán tenerse en cuenta los
siguientes tipos de dispositivos y sistemas:
Dispositivos de conmutación.
Dispositivos solenoide.
Sistemas motrices.
INTERRUPTORES MECANICOS
Los interruptores mecánicos son
elementos que con frecuencia se usan como sensores para producir y enviar
entradas a diversos diagramas.
Se utiliza para encender motores
eléctricos o elementos de calefactores, o para poner en circulación una
corriente para la actuación de válvulas solenoide que controla cilindros
hidráulicos o neumáticos.
El relevador eléctrico es un
ejemplo de interruptor mecánico que en los sistemas de control se usa como
actuador.
INTERRUPTORES DE ESTADO SOLIDO
Para realizar la conmutación
electrónica de los circuitos se utilizan diversos dispositivos de estado
sólidos. Entre estos figuran los siguientes:
Diodos: componente electrónico de
dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de
él en un solo sentido.
Tiristores y triacs: es un diodo
con una compuerta que controla las condiciones en las que se activa.
Transistores bipolares: Hay dos
tipos el npn (corriente entra por el colector y sale por el emisor) y el pnp
(la corriente entras por el emisor y sale por el colector).
MOSFETs de potencia: es un
transistor utilizado para amplificar o conmutar señales electrónicas
SOLENOIDES
Las válvulas de solenoides son
actuadores que se utilizan para controlar el flujo de fluidos en sistemas
hidráulicos o neumáticos.
