¿Qué es la Electrónica Industrial?

La Electrónica Industrial es una electrónica de potencia basada en dispositivos capaces de manejar elevadas tensiones y elevadas corrientes.

La electrónica Industrial se apoya en dispositivos de control formados por microcontroladores y automatizaciones, siendo la automatización un sistema que sigue una secuencia previamente establecida. Esta secuencia puede ser cableada o programada en un autómata programable o en un microcontrolador.

En un dispositivo de potencia siempre vamos a tener dos partes. Una de control y otra de potencia propiamente dicha. La potencia puede recaer sobre contactores o semiconductores.

Semiconductores de potencia son los diodos de potencia, los tiristores y triacs, los transistores bjt de potencia, los mosfet y los igbt.

Estos semiconductores son capaces de manejar elevadas corrientes y algunos de ellos también elevadas tensiones. Al ser valores elevados es necesario tener en cuenta los transitorios que surgen en los momentos de los disparos correspondientes y la forma de minimizar dichos efectos.

La parte de control determina el funcionamiento de la secuencia de operaciones. Es un sistema secuencial donde previamente se han almacenado las instrucciones a realizar y que incluyen los distintos momentos de paso a conducción de los semiconductores de potencia.

Todos estos procesos deben de ser controlados y accionados. La Electrónica Industrial estudia todas estas operaciones.

Esta secuencia de operaciones debe estar accionada mediante pulsadores, interruptores y sensores. La salida actúa sobre la carga. La forma más sencilla de los mecanismos de actuación es la que utiliza relés y contactores.

El contactor es un dispositivo eléctrico formado por dos partes. Por una parte se tiene una bobina que al paso de la corriente eléctrica crea un campo magnético. Por otra parte se tienen unos contactos eléctricos que se abren o cierran en función de ese campo magnético.

La bobina va unida a la salida del circuito de control. Los contactos eléctricos van unidos al circuito de potencia.
Si el contactor es de poca potencia se suele conocer como relé.

Los contactos pueden estar normalmente abiertos o normalmente cerrados. Los contactos pueden ser de fuerza o también pueden ser auxiliares para ayudar en la programación cableada, por ejemplo en un enclavamiento.

La bobina es un conjunto de espiras diseñadas para formar un campo magnético determinado capaz de poder actuar sobre los contactos eléctricos asociados.

La electrónica de potencia utiliza automatizaciones basadas en autómatas programables. En la Automatización basada en los automatismos programados las secuencias de las operaciones se definen mediante la programación. La programación puede ser sobre un autómata programable o PLC o también sobre un microcontrolador.

Como autómata programable podemos encontrar el S7-300 de Siemens:

En la Electrónica Industrial se necesitan sensores capaces de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas.

Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc.

Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica, una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como en un fototransistor), etc.

Podemos encontrar sensores como finales de carrera, detectores de humedad, temperatura, vibración y cualquier otro dispositivo que convierta cualquier magnitud física en una variación eléctrica como por ejemplo los sensores inductivos o capacitivos.

En la Electrónica Industrial se utilizan:

• Autómatas o microcontroladores si la programación es programada.
• Contactores y relés auxiliares.
• Señalizaciones.
• Sistemas de comunicaciones.
• Variadores de velocidad.
• Semiconductores de potencia.
• Controles de los transitorios y armónicos

Este esquema materializa los componentes empleados en Electrónica Industrial. En función de la aplicación requerida se diseña el sistema correspondiente.

Por ejemplo, con tiristores podemos actuar directamente sobre motores de corriente continua o sobre cargadores de baterías a partir de la tensión de red.

Con sistemas basados en la electrónica conmutada podemos actuar sobre motores, sobre cargas y sobre convertidores de tensión, como los inversores monofásicos y trifásicos aislados o conectados a la red  eléctrica.

Autor: Antonio Blanco, docente en Máster en Electrónica Industrial, Automatización y Control de EADIC