¿Qué son los SENSORES SUPRESORES DE FONDO?
En la industria nos encontramos con sensores y dispositivos, vinculados a aplicaciones de control de procesos, que comparten un mismo estándar desde hace muchos años: nos suministran sus mediciones mediante un lazo de corriente de 4 a 20 mA.
¿Cuál es el origen de este rango tan popular?
Manómetro
Debemos remontarnos al siglo XX, y siendo más específicos, a la década de los años cincuenta, cuando la neumática predominaba en la industria y su control se referenciaba con rangos de 3 a 15 PSI. Cualquier valor fuera de ese margen era considerado señal de alarma.
Por lo tanto, es importante destacar, que estamos mencionando a uno de los acontecimientos más importantes en relación a la revolución industrial 2.0, la integración del control electrónico a la neumática.
En ese contexto, la fácil instalación y mantenimiento del cableado eléctrico sedujo a los industriales, quienes sufrían los problemas de pérdidas de presión en las líneas neumáticas y el gasto energético que representaba el continuo funcionamiento de aquellos ineficientes compresores.
Por que 4-20 mALa solución electrónica, con lazos de corriente 4 a 20 mA, ganó terreno rápidamente gracias a su mayor precisión, bajo consumo y potencial algorítmico para controles complejos (PID). Y no solo esto, soportó dos revoluciones más de la tecnología industrial, convirtiéndose en un estándar que pareciera no tener fecha de caducidad.
Ventajas
Estándar industrial hace más de 50 años, gran variedad de equipos en el mercado
El rango 4 – 20 mA tiene un ratio 1:5 equivalente al rango 3-15 PSI, utilizado en neumática
Considerando la 1° ley de Kirchhoff, la corriente medida en cualquier punto del lazo siempre es la misma. Por lo tanto un lazo 4-20 mA tendrá mayor precisión que cualquier señal de tensión
Es más estable en largas distancias y más inmune a los ruidos eléctricos, interferencias electromagnéticas o de radio frecuencia
Considerando al valor 4 mA como 0% de la señal, es muy fácil detectar fallas en el cableado o circuito abierto
Los sensores pasivos de 2 hilos se alimentan a través de la energía otorgada por el equipo receptor, mejorando el costo de instalación
Puede transmitir los datos digitales HART a través de los mismos cables sin interferencias entre ambas señales
Puede utilizarse para señales de seguridad intrínseca en áreas clasificadas
Fácil medición de fallas con un multímetro (valores menores a 3.8 mA o mayores a 20,5 mA)
El valor de intensidad 20 mA está por debajo del umbral de 30 mA de riesgo eléctrico para la salud
Composición general de un lazo 4-20 mA:
Sensor: Mide una variable del proceso entregando una señal proporcional en el rango 4-20 mA.
Puede ser activo o pasivo:
El sensor activo tiene su propia entrada de alimentación externa (circuito independiente) + 2 hilos de salida 4-20 mA que se conectan directamente al equipo receptor
Los sensores pasivos de 2 hilos (mayoritarios), no necesitan fuente de alimentación externa, ya que se alimentan a través de la energía otorgada por el equipo receptor
Lazo de corriente: Circuito de corriente continua que envía señales de un sensor a un dispositivo receptor a través de dos hilos conductores.
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¿Qué son los SENSORES SUPRESORES DE FONDO?
SENSORES SUPRESORES de FONDO (BGS) y SENSORES SUPRESORES de PRIMER PLANO
(FGS). Sus Usos y aplicaciones. Sensores E3Z-LS de OMRON.
En un sensor difuso estándar la distancia de detección de un objeto claro es muy diferente a la distancia de detección de un objeto oscuro: Para un mismo sensor los objetos claros se detectan hasta distancias que pueden cuadriplicar la máxima distancia de detección de los objetos oscuros. En un sensor difuso estándar de marca OMRON modelo E3Z-D81, por ejemplo, un papel de color blanco de 200 x 200 mm es detectado hasta una distancia de 270 mm del sensor, ientras que un papel negro sólo hasta 50 mm del sensor.
Situación real de trabajo con sensor difuso estándar y sus inconvenientes. Si en una cinta transportadora de color blanco se trasladan cajas negras, se coloca en la parte superior un sensor difuso estándar y se lo configura DARK ON, se obtiene una señal que pasa de OFF a ON toda vez que se encuentre una caja entre la cinta y el sensor. Sucede que cuando no está la caja, el fondo blanco refleja gran cantidad de luz excitando al fototransistor del receptor y cuando está presente la caja negra la luz que llega al fototransistor es pequeña.
¿Qué pasa si ahora se cambia la caja de color negra por otra de iguales dimensiones pero de color blanco?:
Seguramente salida del sensor se mantendrá en OFF con lo cual el sensor no cumple con su función natural. Para que el sensor entregue una señal en presencia de una caja, habrá que pasarlo a LIGHT ON y disminuir la sensibilidad.
Situaciones parecidas se darán ante cambios en el color de la superficie a donde se apoyan los objetos (cinta transportadora). Es evidente que muy probablemente cada vez que hay un cambio de producto se deberá ajustar al sensor si se usa uno del tipo difuso estándar.
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¿COMO DETECTAR PRESENCIA DE ETIQUETAS OPACAS SOBRE BOTELLAS DE VIDRIO O DE PET CON SENSOR FOTOELÉCTRICO LÁSER?
La detección de etiquetas opacas sobre botellas de vidrio o de PET, sin importar que éstas estén vacías o llenas, se logra en forma muy eficiente con sensores difusos del tipo láser supresor de fondo. Las botellas pueden ser transparentes o translúcidas.
A modo de ejemplo se ilustran varias situaciones usando el sensor OMRON modelo E3Z-LL86.
El sensor E3Z-LL86 es un sensor con electrónica de salida PNP colector abierto, posee potenciómetro de cinco vueltas para ajuste de distancia de fondo y selector de dos posiciones para fijación de modo de funcionamiento en light on o en dark on. Su salida es a través de conector M8 4 pines.
El sensor, para la detección de etiquetas, se debe colocar a 30 mm de la botella con una leve inclinación.
Situaciones reales de trabajo:
1- Botella de vino translúcida color verde con etiqueta lateral
2- Botella de vino translúcida color verde con collarín.
3- Botella de PET transparente con gaseosa cola
4- Botella de aperitivo translúcida color verde. Etiqueta con letras blancas y fondo azul.
5- Botella de PET transparente con bebida a base de té.
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¿COMO VISUALIZAR EL ESTADO DE SU MÁQUINA DESDE CUALQUIER LUGAR?
Omron ha lanzado la nueva versión (v1.3) del software NB-Designer, añadiendo aún más funcionalidad a la serie NB de terminales de altas prestaciones. La interfaz web incorporada hace posible controlar su máquina desde cualquier lugar del mundo.
Acceso remoto
La principal novedad es la función de acceso remoto a la aplicación a través de un navegador web estándar, sin necesidad de instalar otro tipo de software. Permite visualizar y controlar la aplicación HMI desde cualquier lugar a través de internet.
Su configuración es muy sencilla, permitiendo sólo la visualización de la aplicación o también la operación. Además, otros parámetros le ayudarán a optimizar el rendimiento y conexión al terminal HMI. El acceso remoto al mismo será siempre seguro ya que se requiere usuario y contraseña.
Con esta interfaz web, los fabricantes de maquinaria podrán visualizar y operar sobre la aplicación HMI desde cualquier lugar del mundo, mediante un navegador web estándar, desde cualquier dispositivo, ya sea un PC, un Smartphone o una Tablet.
Diseñados de manera inteligente, ofrecen toda la funcionalidad necesaria para ser la mejor interfaz entre el operador y la máquina. Se trata de una familia completa, con tamaños que van desde las 3.5” a las 10”, todas con display TFT de gran calidad de más de 65.000 colores, con amplio ángulo de visión y backlight LED de larga duración. El software de programación, NB-Designer, es totalmente gratuito y se puede descargar desde nuestra página web. Así, la serie NB incorpora todo lo necesario para aplicaciones de una amplia gama de máquinas de diferentes industrias y tamaños.
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