Normalmente abierto frente a normalmente cerrado: Explicación de las principales diferencias

En el mundo de la ingeniería eléctrica y la automatización industrial, todo se reduce a una elección binaria: ¿el circuito está encendido o está apagado? Puede parecer fácil, pero lo que marca la diferencia entre una fábrica que funciona sin problemas y un fallo de seguridad catastrófico es el razonamiento que hay detrás de llegar a ese punto, y lo que ocurre cuando la máquina funciona mal.

Esto nos lleva a los conceptos fundamentales de Normalmente abierto (NO) y Normalmente cerrado (NC). Tanto si es usted un estudiante que cablea su primer relé como si es un ingeniero experimentado que desarrolla una complicada arquitectura de PLC (controlador lógico programable), debe conocer los entresijos de la lógica normalmente cerrada frente a la lógica normalmente abierta. Esta guía le guiará a través de los principios técnicos, los principios de seguridad ante fallos y los principios de selección de funcionamiento para que sus circuitos eléctricos sean eficientes y seguros.

Definición de NO y NC: Comprender el “estado de reposo”

Debemos saber qué se entiende por posición “normal” en un contexto eléctrico para saber qué son NO y NC. Esencialmente, puede decirse que para entender qué es normalmente abierto y qué es normalmente cerrado, hay que fijarse en la posición por defecto, la posición sin tensión o la posición de reposo de una pieza. Identificar correctamente este estado por defecto es esencial para predecir cómo se comportará un sistema durante una pérdida total de energía. Este es el estado del dispositivo cuando está en una estantería, o cuando no está sometido a ninguna fuerza externa (física, eléctrica y magnética).

• Normalmente abierto (NO): En estado de reposo, los contactos eléctricos están físicamente separados. El circuito está “abierto”, lo que significa que no puede circular corriente. Esta separación física permanece hasta que una acción mecánica específica, como la pulsación de un botón o el movimiento de una palanca, fuerza a los contactos a unirse. Consideremos un puente levadizo que inicialmente está en posición elevada, los coches no pueden cruzar hasta que un operador (el disparador) baja el puente (cierra el circuito).
• Normalmente cerrado (NC): En estado de reposo, los contactos eléctricos se tocan físicamente. Esto da lugar a circuitos cerrados y la corriente fluye libremente. Es un puente que está cerrado por defecto, en nuestra analogía del puente, el tráfico está utilizando el puente hasta que un operador levanta el puente (abre el circuito) para detener el tráfico.

Piense en un pulsador de resorte estándar o en un simple interruptor de la luz. Normalmente abierto botones hacen que se pulse para completar el circuito (como en el caso de un timbre de puerta). El circuito ya está cerrado por un interruptor normalmente cerrado y, al pulsarlo, se abre la conexión (como en el caso del botón “Stop” de una cinta transportadora).

Normalmente abierto frente a normalmente cerrado: Principales diferencias funcionales

Aunque las definiciones fundamentales son sencillas, la forma en que se comporta el sistema cuando está en marcha y cuando está sin corriente viene determinada por las grandes distinciones en la lógica funcional de estos dos modos. La decisión de NO o NC no es una decisión aleatoria, sino una decisión calculada basada en lo que la máquina desea hacer con la falta de alimentación.

La comparación de los dos Estados desde el punto de vista técnico es la siguiente:

Los términos “Make” y “Break” se utilizan con frecuencia en los catálogos industriales. A la hora de pedir un determinado número de pieza a fabricantes extranjeros, conviene conocer estas nomenclaturas estándar un contacto NA se denomina comúnmente contacto "Forma A" y un contacto NC se denomina contacto "Forma B".

Más allá de los interruptores básicos: Comprender la lógica SPDT y DPDT

En muchas aplicaciones avanzadas, un simple interruptor NA o NC de dos terminales no es suficiente. A menudo nos encontramos con componentes que pueden manejar cualquiera de estas dos condiciones simultáneamente o componentes que pueden manejar múltiples circuitos. Aquí tenemos que ver con la terminología “Pole” y “Throw”.

• SPDT (Unipolar Doble Tiro): Este componente tiene un borne común (COM) y dos bornes de salida: uno NA y otro NC. Actúa como un conmutador. Cuando el conmutador está en reposo, el COM está conectado al borne NC. Cuando se activa, el COM pasa al lado NO. Puede utilizarse mejor con indicadores de estado (por ejemplo, una luz verde para indicar “En marcha” y una luz roja para indicar “Parado”).
• DPDT (doble polo, doble tirador): Imagine dos interruptores SPDT pegados y accionados por un único gatillo. Esto le permite operar dos circuitos independientes (polos) al mismo tiempo, cada uno con sus propias salidas NA y NC.

El tipo de interruptor que elija, ya sea SPDT o DPDT, es estándar en los relés industriales de alta calidad. Permiten a los ingenieros generar lógicas de enclavamiento complejas sin componentes adicionales y ahorran mucho espacio en el panel de control.

La lógica a prueba de fallos: Por qué los circuitos de seguridad dan prioridad a NC

Probablemente ésta sea la parte más importante de esta guía sobre sistemas de seguridad. En ingeniería, un diseño “a prueba de fallos” es un diseño en el que si falla un componente (ya sea la fuente de alimentación o el propio cableado) el sistema se diseña de forma que pueda degradarse con gracia hasta un estado no peligroso.

¿Por qué NC es el estándar de oro en seguridad? El principio básico es la “Supervisión de rotura de cable”. Imagine un botón de parada de emergencia (E-Stop). Si utiliza un contacto normalmente abierto (NA) para una parada de emergencia, el circuito sólo envía una señal de “parada” cuando se pulsa el botón. Sin embargo, ¿qué ocurre si un cable del circuito de parada de emergencia se corta accidentalmente, vibra o es mordido por un roedor? El controlador en una instalación NO interpretaría un circuito abierto y creería que todo es “Normal”. Una vez que un trabajador pulsa el botón durante la emergencia, la ruta de la señal ya está destruida, y la máquina no se para. Se trata de un escenario de “Fallo en caso de peligro”.

Por el contrario, si utiliza un interruptor normalmente cerrado para la parada de emergencia, el circuito está constantemente “probando” su integridad enviando una señal continua de “Seguro” al controlador. Si se corta un cable, el flujo de electricidad se detiene inmediatamente. Esta pérdida de continuidad es detectada por el controlador como una orden de “Parada” y se activa una parada de emergencia. En este caso, el sistema pasa a un estado seguro.

Visión avanzada: La limitación del cortocircuito Aunque NC es mejor para identificar circuitos abiertos, en el campo del diseño de seguridad se da un paso más que es verdaderamente profesional. Un interruptor normal normalmente cerrado puede ser derrotado aplastando los dos hilos del cable entre sí (un cortocircuito), lo que seguiría siendo considerado como un circuito cerrado por el controlador incluso cuando se suelta el botón. Para combatir esta situación en entornos de alto riesgo, los ingenieros implementan circuitos NC de doble canal o bucles supervisados con resistencias de fin de línea. Estos sistemas son capaces de diferenciar un fallo (cortocircuito o rotura) y un estado sano, denominado “Seguro”, que es el más seguro disponible en la automatización moderna.

Consejo profesional: Utilice siempre contactos NC para entradas críticas para la seguridad, como paradas de emergencia, cortinas de luz e interruptores de fin de carrera. Utilice contactos NA sólo para comandos no críticos de “Arranque” o “Inicio” en los que un fallo de arranque es una molestia, no un peligro.

Aplicaciones reales: De los electrodomésticos a los sensores industriales

Entender la teoría es una cosa, pero verla en acción es esencial para comprender realmente la lógica que hay detrás de estos sistemas. Es importante recordar que estos conceptos también se aplican a la dinámica de fluidos; por ejemplo, las válvulas normalmente abiertas se utilizan con frecuencia en sistemas de riego o refrigeración para permitir el flujo hasta que se envía una señal de control para cerrarlas.

1. Electrónica de consumo

• Puerta del frigorífico: Este es un clásico Normalmente cerrado aplicación. El interruptor se mantiene abierto (luz apagada) por la propia puerta. Al abrir la puerta, la presión se alivia, el interruptor vuelve a su posición cerrada de la posición “Normal” y la luz se enciende.
• Timbre: A Normalmente abierto interruptor. El timbre sólo debe oírse cuando se pulsa activamente el botón.

2. Automatización industrial

• Sensores de proximidad: Son necesarios para determinar la existencia de objetos en un transportador. Un sensor de proximidad NO no emitirá ninguna señal hasta que se detecte un objeto. Un sensor de proximidad NC emitirá una señal constante y se interrumpirá cuando se detecte un objeto, normalmente se utiliza para detectar huecos en una línea.

• Configuraciones de 4 hilos: En la industria pesada, los sensores de proximidad -incluidos los de tipo inductivo y capacitivo- utilizan con frecuencia configuraciones de 4 hilos que proporcionan salidas NO y NC (NO+NC). Esto permite a los ingenieros disponer de una única señal para regular la lógica principal y la otra para poseer un sistema de supervisión independiente o de comprobación de redundancia.
• Presostatos: Un compresor de aire tiene un presostato que es un interruptor de presión NC que mantiene el motor en marcha hasta que se alcanza una presión establecida en el depósito, momento en el que el interruptor se abre y el motor se apaga.

Salvando las distancias: contactos físicos frente a lógica PLC

La interacción entre el hardware físico y las instrucciones de software es un punto de confusión habitual para quienes pasan de los relés cableados a la programación de PLC.

En un PLC, tiene dos instrucciones de entrada principales:

1. XIC (Examinar si está cerrado): A menudo se representa como un símbolo parecido a un contacto NO.
2. XIO (Examinar si está abierto): A menudo se representa como un símbolo parecido a un contacto NC.

La trampa del “doble negativo”:

Si cablea un Normalmente cerrado E-Stop a una entrada del PLC, el bit de entrada en la memoria del PLC será “1” (Alto) cuando el botón NO esté pulsado.

• Si utiliza un XIC en su código, la instrucción será “True” porque el contacto físico está cerrado.
• Muchos principiantes utilizan erróneamente un XIO porque el botón es del tipo “Normalmente cerrado”. Pero cuando se utiliza una instrucción XIO en un contacto cerrado se produce un estado “Falso” en la lógica del software.

Esencialmente, debe recordar que la instrucción del PLC “mira” el estado del terminal. Si se utiliza un interruptor físico NC para la seguridad, el código PLC debe tratar normalmente la “presencia de tensión” como la condición “Segura”.

Criterios de selección: Cómo elegir la configuración adecuada

La decisión entre NA y NC (o ambos) no es sólo cuestión de lógica, sino también de fiabilidad, consumo de energía y de encontrar el socio adecuado para que el cerebro del sistema funcione perfectamente con el tiempo. Los factores técnicos que hay que tener en cuenta a la hora de elegir los componentes son, además de la infraestructura del fabricante, los siguientes:

• Seguridad y Compliance First: En caso de que el fallo de un componente pueda suponer un peligro, debe darse prioridad a la NC en el control de las roturas de cable. Para garantizar esta seguridad, es importante adquirir componentes que cumplan normas internacionales como IEC normas, CCC, CE y RoHS normas. Asociarse con un fabricante consolidado como OMCH (fundada en 1986) garantiza que estas certificaciones están respaldadas por décadas de I+D y una presencia mundial que presta servicio a más de 72.000 clientes en más de 100 países.
• Optimización de Ciclo de trabajo y vida útil: Cuando un interruptor permanece inactivo 99% del tiempo, a menudo se prefiere una configuración NO para evitar que las bobinas del relé estén constantemente excitadas, lo que reduce el calor y alarga la vida útil del dispositivo. Para alcanzar tal precisión, los ingenieros deben disponer de una amplia cartera, como el Más de 3.000 referencias disponibles en OMCH, para localizar la correspondencia eléctrica precisa con el ciclo de trabajo de su máquina.
• Medio ambiente Integridad y control de calidad: Los sensores industriales deben ser capaces de permanecer en su estado “Normal” incluso cuando están sometidos a fuertes vibraciones o humedad, lo que exige altos grados de protección IP, como IP67. Para lograr esta coherencia, un fabricante cuyo ISO9001 sistemas de calidad están integrados y tiene más de una línea de producción (OMCH tiene 7) debe poder garantizar que todos los sensores, incluidos los inductivos y fotoeléctricos, son de la misma alta calidad.
• EcosistemaCompatibilidad (Ventanilla única): Un ecosistema no es un conjunto de componentes independientes, sino un sistema a prueba de fallos. Para garantizar el máximo nivel de fiabilidad, los sensores (proximidad/cortinas fotoeléctricas), los elementos de control (relés/contadores), las fuentes de alimentación (carril DIN) y los equipos de protección (disyuntores) deben estar diseñados para interactuar. El uso de un proveedor completo puede garantizar la fluidez de todo el bucle de control.

Por último, sus estados NO/NC son tan fiables como el apoyo que tienen. Un año de garantía y respuesta técnica 24 horas al día, 7 días a la semana es una solución que garantiza que su estado “Normal” será normal durante la vida útil de la máquina.

Guía de localización de averías: Comprobación de contactos con un multímetro

Con el tiempo, un interruptor se romperá o una etiqueta se desgastará. La capacidad de reconocer rápidamente los contactos NA y NC sobre el terreno es una habilidad necesaria para cualquier técnico.

Paso 1: Seguridad En primer lugar

Asegúrese de que el circuito está sin tensión. No compruebe nunca la continuidad de un circuito bajo tensión, ya que podría dañar el multímetro y poner en peligro su seguridad.

Paso 2: Ajustar el multímetro

Ponga su multímetro digital (DMM) en el ajuste de continuidad (normalmente indicado por una onda sonora o un símbolo de diodo). Cuando el medidor está ajustado en este modo de continuidad, proporciona una rápida confirmación audible de si una trayectoria eléctrica está completa. Toque las dos sondas entre sí; debería oír un “pitido” continuo, lo que indica un camino cerrado.

Paso 3: Probar el estado de reposo

Conecta las sondas a los bornes del interruptor o sensor cuando esté en reposo.

• Si pita: Ha encontrado un Normalmente cerrado (NC) contacto.
• Si permanece en silencio: Ha encontrado un Normalmente abierto (NO) contacto.

Paso 4: Probar el estado de activación

Cuando las sondas estén conectadas, pulse el interruptor (pulse el botón, dispare el límite o coloque un objeto delante del sensor) manualmente.

• El contacto NO debe ahora bip.
• El contacto NC debe ahora guardar silencio.

Paso 5: Comprobar si la resistencia es alta

Si recibe un pitido pero la pantalla muestra una resistencia alta (más de unos pocos ohmios), es posible que los contactos estén picados u oxidados. Este es un modo de fallo habitual en entornos industriales, y el componente debe sustituirse para evitar errores lógicos intermitentes.

Al dominar el equilibrio entre la lógica Normalmente Abierta y Normalmente Cerrada, no sólo está conectando cables, sino que está diseñando la fiabilidad y la seguridad del mundo industrial moderno. Tanto si está integrando un sensor industrial de alta precisión como cableando una parada de emergencia maestra, diseñe siempre con la lógica normalmente abierta y normalmente cerrada. “A prueba de fallos” en mente para garantizar que su sistema proteja tanto a los equipos como al personal en cualquier condición de fallo.