La maquinaria móvil moderna depende de sensores para supervisar presión, temperatura, posición, velocidad y otras condiciones de funcionamiento.Pero ¿qué ocurre cuando un sensor falla?
Un cable dañado, un conector suelto, un cortocircuito o un sensor defectuoso pueden enviar información incorrecta al controlador. Si el sistema trata esa señal como válida, la máquina puede responder de forma incorrecta.
Por este motivo, los controladores móviles no solo deben leer las señales de los sensores, sino también comprobar si son fiables.
Un proceso típico es:
Sensor
↓
Entrada del Controlador
↓
Validación de Señal
↓
Detección de Fallos
↓
Alarma HMI / Acción Segura
La maquinaria móvil trabaja en entornos con vibraciones, humedad, polvo, cambios de temperatura y esfuerzos mecánicos.
Los fallos más comunes incluyen:
Cables rotos
Conectores sueltos o corroídos
Cortocircuitos
Fallos de alimentación del sensor
Señales fuera del rango esperado
Pérdida de comunicación CAN
Fallos internos del sensor
El controlador puede utilizar diferentes estrategias para detectar estos problemas.
Un circuito abierto ocurre cuando se interrumpe la conexión eléctrica entre el sensor y el controlador.
Las causas pueden incluir:
Cableado roto
Conector desconectado
Terminal dañado
Fallo interno del sensor
Por ejemplo, si un sensor de presión normalmente entrega una señal de 0,5–4,5 V, una tensión cercana a 0 V puede indicar un fallo de cableado o del sensor, no necesariamente una presión de cero.
El software del controlador puede definir límites válidos y generar un fallo cuando la señal permanece fuera de ese rango.
El cableado del sensor también puede sufrir un cortocircuito a masa o a la alimentación.
En un sensor de 0–5 V, una señal anormalmente cercana a 0 V o 5 V puede indicar este problema.
El controlador puede responder mediante:
Registro de un código de fallo
Advertencia en la HMI
Desactivación de la función afectada
Uso de un valor de respaldo
La respuesta depende de la importancia del sensor dentro del sistema.
Una de las estrategias más simples es comprobar si la señal se encuentra dentro de un rango permitido.
Por ejemplo:
Rango Normal: 0,5–4,5 V
Por debajo de 0,5 V → Posible Fallo
Por encima de 4,5 V → Posible Fallo
Esta lógica puede aplicarse a:
Sensores de 0–5 V
Sensores de 0–10 V
Sensores de 4–20 mA
Sensores resistivos
Los límites de diagnóstico ayudan al controlador a diferenciar entre una condición real y un fallo eléctrico.
A veces una señal permanece dentro del rango eléctrico correcto, pero el valor no tiene sentido.
Por ejemplo, un sensor de posición puede cambiar de 20 % a 90 % en un tiempo demasiado corto.
El controlador puede comparar:
Valor actual
Valor anterior
Velocidad de cambio
Estado de funcionamiento de la máquina
Valores de otros sensores relacionados
Esto permite detectar señales no plausibles, incluso cuando eléctricamente parecen correctas.
No todos los sensores utilizan señales analógicas.
Algunos sensores inteligentes transmiten datos mediante CAN o J1939.
En estos casos, el controlador puede comprobar si los mensajes esperados siguen llegando.
Sensor CAN
↓
Mensaje CAN
↓
Controlador Móvil
↓
Supervisión de Timeout
Si el mensaje no llega dentro de un tiempo determinado, el controlador puede registrar un fallo de comunicación.
Algunas aplicaciones utilizan dos sensores para medir el mismo parámetro o parámetros relacionados.
El controlador puede comparar ambos valores:
Sensor A ──┐
├──→ Controlador Móvil → Comparación
Sensor B ──┘
Si la diferencia supera una tolerancia definida, el sistema puede identificar un posible fallo.
Este método puede utilizarse cuando se requiere una validación más robusta de las señales.
Detectar un fallo es solo una parte del proceso.
El sistema también debe proporcionar información útil al operador o al técnico de mantenimiento.
El controlador puede enviar información a la HMI mediante CAN y mostrar mensajes como:
Fallo del sensor de presión
Señal fuera de rango
Pérdida de comunicación con sensor CAN
Sensor de temperatura desconectado
Diferencia entre sensores de posición
Una información de diagnóstico clara puede reducir significativamente el tiempo de mantenimiento.
La respuesta depende de la función del sensor.
Para un sensor no crítico, puede ser suficiente mostrar una advertencia.
Si el sensor forma parte del control de la máquina, el controlador puede:
Desactivar una salida
Limitar un movimiento hidráulico
Utilizar un valor de respaldo
Reducir el rendimiento
Entrar en un modo de funcionamiento limitado
Por ejemplo:
Fallo del Sensor de Presión
↓
Señal Detectada como Inválida
↓
Código de Fallo + Alarma HMI
↓
Función Hidráulica Limitada
Considere un sistema hidráulico con un sensor de presión de 0,5–4,5 V.
Durante el funcionamiento normal:
Sensor de Presión
↓
Señal 0,5–4,5 V
↓
Controlador Móvil
↓
Lógica de Control Hidráulico
Si el cableado se rompe y la señal sale del rango esperado, el controlador puede reconocer que el dato ya no es válido.
En lugar de interpretar esa señal como una presión real, genera un fallo y aplica la estrategia definida.
Esto evita que una señal incorrecta se utilice como información válida de la máquina.
Al diseñar funciones de diagnóstico de sensores, conviene definir:
Rango normal de señal
Umbrales de fallo
Comportamiento ante circuito abierto
Comportamiento ante cortocircuito
Timeout de mensajes CAN
Filtrado de señal
Límites de velocidad de cambio
Tiempo de confirmación del fallo
Condiciones de recuperación
Respuesta de la máquina
La estrategia debe adaptarse a las características del sensor y a los requisitos de cada aplicación.
Un sistema de control fiable no debe limitarse a leer los valores de los sensores.
El controlador también debe detectar circuitos abiertos, cortocircuitos, señales fuera de rango, valores no plausibles y pérdidas de comunicación.
Al combinar validación de señales, códigos de diagnóstico, advertencias HMI y estrategias de respaldo, los fabricantes OEM pueden mejorar la fiabilidad de la máquina y facilitar el mantenimiento.
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