Tipos de salida disponibles
Cada tipo de salida de sensor proporciona información sobre si se trata de un sensor (de conmutación) binario con dos estados definidos, valores de salida analógica o un sensor (de medición) de transferencia de datos. A continuación, se describen los tipos de salida para los que están disponibles los sensores inductivos y cómo funcionan estas salidas.
Sensores de conmutación
Nota: Puede encontrar información sobre la conexión eléctrica de distintos sensores según sus tipos de salida en Conexión del sensor.
En esta gama se incluyen sensores de proximidad inductivos tradicionales, es decir, interruptores de encendido/apagado sencillos. Pueden conmutar entre dos estados definidos y, por lo tanto, controlar actuadores como válvulas, tapas, luces de señal, etc. Los sensores de proximidad inductivos se pueden conectar a entradas digitales de controladores lógicos programables.
1. Sensor con salida NPN (señal «negativa»)
Una salida NPN del sensor conecta la conexión de salida a tierra cuando se conmuta. La carga se conecta entre la tensión de alimentación +UB y la salida NPN del sensor.
Ejemplo de un sensor con salida NPN
2. Sensor con salida PNP (señal «positiva»)
Una salida PNP del sensor conecta la conexión de salida a la tensión de alimentación del sensor cuando se conmuta. La carga está conectada entre la salida PNP del sensor y la tierra L-.
Nota: Los sensores con salida PNP se suelen utilizar con más frecuencia para evitar cortocircuitos a tierra.
Ejemplo de un sensor con salida PNP
3. Sensor con función de dos hilos
Los sensores inductivos con función de dos hilos utilizan este tipo de salida común con solo dos cables de salida para la fuente de alimentación y la transmisión de señal.
El sensor funciona en serie con la carga conectada. En una conexión en serie, es irrelevante el orden en el que se disponen el sensor y la carga.
Ejemplo de un sensor con función de dos hilos
Modo de funcionamiento
Un sensor con función de dos hilos es un componente activo que requiere energía para funcionar. El sensor recibe esta energía eléctrica a través de los dos hilos de conexión. Al mismo tiempo, el sensor indica su estado de conmutación a través de los mismos hilos de conexión.
Un sensor con función de dos hilos se suele equiparar con un interruptor mecánico en cuanto a su funcionamiento. Sin embargo, este tipo de sensor funciona de forma diferente a un interruptor mecánico, que está abierto o cerrado en función de la situación de amortiguación del sensor. Por un interruptor mecánico abierto no circula ninguna corriente. La carga conectada está sin tensión. Por el contrario, en una situación ideal, la tensión no cae a través de un interruptor mecánico cerrado. Toda la tensión de alimentación se aplica a la carga.
En cambio, un sensor con función de dos hilos, como componente activo, requiere tensión y corriente en todo momento. Incluso cuando está cerrado, una tensión importante, ausente de la carga conectada, cae a través del sensor. Cuando está abierto, una corriente fluye a través del sensor y la carga conectada. Cuando se utiliza un sensor con función de dos hilos, los estados únicos «abierto» y «cerrado» nunca existen.
Los sensores con función de dos hilos se accionan principalmente en entradas digitales de un controlador lógico programable (PLC). Dependiendo de su tipo, estas entradas digitales tienen una impedancia de entrada conforme a EN 61131-2. Esto se debe tener en cuenta al seleccionar el sensor con función de dos hilos. Los sensores estándar de Pepperl+Fuchs con función de dos hilos se pueden utilizar en entradas digitales de tipo 2. Las entradas digitales de tipo 3 requieren una corriente residual baja. Los sensores con función de dos hilos con etapas de salida Z4L (o Z8L) son adecuados para el funcionamiento en entradas digitales de tipo 3.
En ocasiones, los sensores con función de dos hilos se accionan con cargas discretas. Se debe tener en cuenta el valor de resistencia individual de la carga. Los datos técnicos de los sensores con función de dos hilos no proporcionan información directa al respecto, ya que el valor de resistencia depende de la tensión de funcionamiento de la planta y de la corriente de funcionamiento mínima y máxima del sensor.
4. Sensor con salida de contacto de relé
Un sensor con salida de contacto de relé tiene una salida binaria que controla un relé. La conmutación se realiza a través de un circuito de control independiente, a diferencia del circuito de alimentación, como un circuito «controlado».
Ejemplo de un sensor con salida de contacto de relé
Modo de funcionamiento
Los sensores con salida de contacto de relé tienen al menos cuatro conexiones. Se utilizan dos conexiones para alimentar el sistema electrónico del sensor. El resto de conexiones conducen los contactos de relé sin potencial hacia el exterior. Se trata de dos conexiones con un contacto NC/NA y tres conexiones con un contacto de conmutación. Los contactos de relé son contactos mecánicos que normalmente tienen una mayor capacidad de transporte de corriente que las salidas de conmutación electrónicas. Por este motivo, los contactos de relé están sujetos a desgaste mecánico. La frecuencia de conmutación también se limita a algunos procesos de conmutación por segundo. Una característica clave de un contacto de relé es su funcionamiento sin potencial.
5. Sensor con señal de salida NAMUR
Un sensor con este tipo de salida genera señales de salida que corresponden a la función de seguridad adicional según las especificaciones de NAMUR, por ejemplo, un sensor de proximidad de diseño adecuado o un encoder.
Ejemplo de un sensor con una señal de salida NAMUR
Modo de funcionamiento
Los sensores NAMUR son sensores de dos hilos que representan el estado de conmutación mediante valores de corriente específicos, tal y como se define en la norma EN 60947-5-6. Los sensores NAMUR se suelen conectar a amplificadores de conmutación aislados que interpretan los valores de corriente del sensor NAMUR y los convierten en salidas de conmutación discretas. Junto con un amplificador de conmutación aislado adecuado, los sensores NAMUR forman un circuito de seguridad intrínseca para su uso en áreas peligrosas. Junto con el control de salida de conmutación, el amplificador de conmutación aislado proporciona detección de cortocircuitos y roturas de cables.
Dos versiones:
Tradicionalmente, los sensores NAMUR tienen una característica de salida constante. Los sensores NAMUR con esta característica de salida están marcados con «N» en la designación de tipo.
Área 0: área no accionada
Área roja entre 0/I: área inadmisible del amplificador de conmutación
Área I: rango accionado
Área ≤0,15 mA: rotura de cable
Área ≥6,5 mA: cortocircuito
Además, Pepperl+Fuchs ofrece sensores NAMUR con características de conmutación binarias. Los sensores NAMUR con esta característica de salida están marcados con «N0» (característica Normalmente cerrado) o «N1» (característica Normalmente abierto) en la designación de tipo.
Área 0: área no accionada
Área roja entre 0/I: área inadmisible del amplificador de conmutación
Área I: rango accionado
Área ≤0,15 mA: rotura de cable
Área ≥6,5 mA: cortocircuito
6. Sensor con salida de corriente digital
Un sensor con salida de corriente digital es un sensor inductivo binario convencional. La señal de conmutación se emite en forma de dos valores de corriente discretos.
Ejemplo de un sensor con salida de corriente digital
Modo de funcionamiento
Los sensores inductivos binarios se suelen utilizar para la detección de presencia. El estado de detección de objetos se transmite como una señal binaria (señal de conmutación).
Corriente de salida 5 mA: ningún objeto detectado
Corriente de salida 10 mA: objeto detectado
Sensores de medición
Los sensores inductivos con los siguientes tipos de salida pueden detectar (medir) y transmitir varias señales o cierta información de estado sobre los valores de corriente o tensión de retorno.
1. Sensor con salida de corriente analógica (4 mA… 20 mA)
Este tipo de salida está relacionado con un sensor analógico inductivo que detecta una variable física (por ejemplo, la distancia de un objeto metálico) y proporciona este valor medido convertido como un valor de corriente analógica en la salida analógica.
Ejemplo de un sensor con salida de corriente analógica
Modo de funcionamiento
Los sensores con salida de corriente analógica se pueden utilizar para medir la distancia entre el sensor y el actuador.
2. Sensor con salida de tensión analógica (p. ej., 0 V… 10 V)
Este tipo de sensor es otro tipo de sensor analógico inductivo que detecta una variable física (por ejemplo, la distancia de un objeto metálico) y proporciona este valor medido convertido como un valor de tensión analógica en la salida analógica.
Ejemplo de un sensor con salida de tensión analógica
Modo de funcionamiento
Los sensores con salida de tensión analógica se pueden utilizar para medir la distancia entre el sensor y el actuador.
3. Sensor con AS-interfaz
Un sensor que se puede utilizar para la comunicación de bus de campo industrial con AS-interfaz. El estado de conmutación y muchos otros datos se transfieren a través de AS-interfaz.
Ejemplo de un sensor con AS-interfaz
Modo de funcionamiento
AS-interfaz es un estándar de comunicación de bus de campo a nivel de campo inferior para la comunicación industrial. AS-interfaz funciona según el principio maestro/secundario y se utiliza para transmitir datos y energía en una línea de dos hilos. Como estándar de comunicación, es rentable y flexible y, por lo tanto, se utiliza a menudo en fábricas y sistemas de automatización. El resultado es que los sensores de AS-interfaz se pueden utilizar en muchas aplicaciones industriales con estructuras de AS-interfaz preexistentes. El cable plano de AS-interfaz con tecnología de perforación permite la integración en estas estructuras existentes de forma rápida y sin gran esfuerzo de conexión.
4. Sensor IO-Link
Un sensor IO-Link funciona con señales de entrada/salida para proporcionar datos en un enchufe M8 o M12 estándar para la comunicación inteligente (IO-Link) de sensores y actuadores a nivel de campo.
Ejemplo de un sensor con IO-Link
Modo de funcionamiento
IO-Link es una conexión punto a punto. Un sensor se asigna directamente a un maestro IO-Link. Al identificar el sensor y transferir un gran número de datos, los sensores IO-Link son especialmente adecuados para su uso en aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT). Los sensores IO-Link se pueden utilizar en el modo operativo SIO (SIO = entrada y salida estándar). Esto significa que estos sensores son adecuados para aplicaciones convencionales sin comunicación IO-Link.
Lógica de salida
Una función de salida típica de los sensores inductivos es la «conmutación» binaria. En base a dos estados diferentes, se pueden realizar funciones distintas. Se deben respetar la precisión de repetición y la histéresis de conmutación.
Un segundo tipo de sensor inductivo proporciona una función de salida analógica. En este caso, se emite un valor de corriente de desplazamiento de 4 mA… 20 mA o un valor de tensión de 0 V… 10 V. Para que la medición sea correcta, se deben respetar las condiciones del marco central, como la resolución, la precisión de repetición, la frecuencia de conmutación, y la linealidad.
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