Temario Técnico Electricidad - Fase 3 2021 by emilianisomascos

Página 1 de 313

Página 2 de 313

Autoridades Instituto Emiliani Somascos Comunidad Somasca Obras Somascas en Guatemala

Lic. Raúl Hernández Chacón Director Técnico-Administrativo Instituto Emiliani Somascos

Lic. Henrry Caal Sub-director Instituto Emiliani Somascos

Lic. Juan Carlos Morales Coordinador Ácademico

Prof. David Subuyuj Coordinador Técnico

Armando Garcia Coordinación de Pastoral

Página 3 de 313

Bachillerato Industrial y Perito con especialidad en Electricidad

Milton Noé Tocay Quiyuch Asesor de Práctica Supervisada

Página 4 de 313

Promocion 2021 

Arias Medrano, José Armando



Bala Xiquin, Eddy Joan



Chew Echeverría, Diego Fernando



Cu Sosa, José Benjamín



De León Urizar, Victor Alejandro



Fuentes Rodriguez, Luis Pedro



Gómez Beteta, Luis Antonio



Hernández Sirin, César Emanuel



Herrera Curup, Alvin Estuardo



Jóm y Jóm, Wainer René



Licona Cabrera, Justyn Fernando



Martínez Flores, Bryan Alexander



Muc Vásquez, Abner Fernando



Patzán Vaíl, Emerson Javier



Reyes Ariano, Byron Denilson



Rompich Chicojay, Andy Rodolfo



Tahuico Suruy, Melani Suceli



Tepeu Jocop, Brayan Isaí



Tobar Hernandez, Randy Jahn Carlo



Xollim Gómez, Noelia Pahola



Yanctuche Vásquez, Raul Eduardo



López Lázaro, Bryan Omar

Página 5 de 313

Centenario Somasco en América El centenario Somascos en américa es la celebración de los 100 años de la presencia Somasca en este continente. La llegada de los padres fue por tierra panameña en al cual se celebró la primera misa en honor al estar en esta tierra bendita centroamericana. La humilde Congregación de los religiosos Somascos tiene su origen en la Compañía de los Servidores de los Pobres, suscitada en la Iglesia de Dios por San Jerónimo Emiliani, bajo la acción del Espíritu Santo. Convertido a Dios y renovado profundamente por intercesión de María, en su ardiente deseo de seguir el camino del cruciﬁcado y de imitar a Cristo, su Maestro, se hizo pobre y se entregó, en cuerpo y alma, al servicio de los pobres. Movido por la caridad divina, contagió a otros hombres, los cuales, por amor del Evangelio, se ofrecieron, junto con él, a Cristo. Mediante el ejercicio de toda clase de obras de misericordia, nuestro ardentísimo Padre propuso, para sí y sus compañeros, un estilo de vida que, mediante el servicio a los pobres, expresa su propia entrega a Cristo. Por eso, en los primeros tiempos, el pueblo los llamó: ‘Padres de las obras y de los pobres’. De esta forma ya pasaron 100 años desde la llegada de los religiosos a la región, los cuales están presentes en varios países de Centroamérica, México, y países del caribe.

Página 6 de 313

Introducción Con el pasar del tiempo las personas han creado necesidades que con el tiempo se han vuelto necesidades básicas, que por costumbre no logramos pasar un instante en que busquemos la manera de satisfacerlas, por ellos nos vemos involucrados en buscar energía en este caso energía eléctrica, para ello tenemos que tomar en cuenta que existen ciertas normas y leyes que nos autoriza de una forma segura tener el control de esta área.

Para nosotros el área eléctrica ha tenido influenza en nuestros conocimientos dado que al darnos cuenta que existe una necesidad de esta magnitud, tratamos de la mejor manera posible obtener un aprendizaje para cumplir con la satisfacción de las personas.

El área eléctrica está dividida en una serie de extensas ramas las cuales se ponen en práctica al momento de trabajar en domicilio o en las grandes industrias. Estos conocimientos nos permiten determinar de forma adecuada el proceso de ciertas situaciones.

Teniendo en haber personas que conozcan y practiquen las distintas ramas. Ya que, al tener un circuito, un motor u otro tipo de conexiones estos tienen un correcto y efectivo funcionamiento y para ellos es que las personas deben ser capacitadas con amplios conocimientos.

Página 7 de 313

Justificación Para los futuros profesionales en Tecnología en Electricidad, es fundamental apropiar los conceptos básicos asociados a los circuitos eléctricos, como son: carga eléctrica, tensión, corriente, potencia y energía junto su interrelación, y establecer el tipo y la respuesta de un circuito a partir de sus elementos y características como: fuentes, tipos de cargas y tiempo de evaluación. El proceso de iniciación en el análisis de circuitos se fundamenta en la introducción de variables eléctricas, de leyes y teoremas que rigen a todo circuito eléctrico, para evidenciar su comportamiento y evaluar su respuesta forzada o de estado estable. La primera articulación de teoría y práctica en el análisis de circuitos eléctricos y la iniciación en el diseño de circuitos se dan en este espacio académico. En el estudio de la física, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas (pérdida o ganancia de electrones) que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. la materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. la interacción entre carga y campo eléctrico origina una de las cuatro interacciones fundamentales: la interacción electromagnética. Una manifestación habitual de la electricidad es la fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos estacionarios (cargas puntuales) que, de acuerdo con el principio de acción y reacción, ejercen la misma fuerza eléctrica uno sobre otro. la carga eléctrica de cada cuerpo puede medirse en culombios. la fuerza entre dos partículas con cargas q1 y q2 puede calcularse a partir de la ley de coulomb según la cual la fuerza es proporcional al producto de las cargas dividido entre el cuadrado de la distancia que las separa. la constante de proporcionalidad k depende del medio que rodea a las cargas. En esta secuencia los alumnos deberán comprender los principios que rigen a la ley de coulomb asi como los efectos que causan dichas interacciones y adquirir las bases para explicar estos fenómenos en la vida cotidiana y en su entorno haciendo más significativo su aprendizaje.

Página 8 de 313

Objetivos La estructura curricular del técnico electricista está conformada por tres componentes: básico, propedéutico y profesional; los cuales se interrelacionan para promover una formación integral de los alumnos a través del desarrollo de competencias que implican conocimientos, habilidades, actitudes y valores. Estas competencias facilitarán al egresado incorporarse al mercado laboral, continuar con estudios superiores e incluso llevar una vida cotidiana más productiva y en constante mejoría, desarrollando todo su potencial creativo en beneficio personal y social. 1. desarrollar conocimientos y habilidades: capacitar al alumno en los conceptos básicos de limpieza, los diferentes tipos de suciedad y utilización de productos en el ámbito de cada servicio/centro 2. proporcionar técnicas de trabajo para la utilización de herramientas y ateriales adecuados. 3. facilitar elementos para la organización y planificación del trabajo de forma autónoma y con iniciativa dentro de un equipo participativo. 4. aportar elementos destinados a potenciar y concienciar al alumno para que sea agente activo en la seguridad laboral.

Página 9 de 313

Temas Sexto Grado Automatización Capitulo I 1. Principios de Automatización 1.1

Mandos Electromagnéticos y la Automatización

1.2

Variadores de Frecuencia

1.3

Funcionamiento y programación de Variadores

1.4

Circuitos electromagnéticos magnéticos en esquemas de automatizados con variadores

1.5 1.6

Conexión de motores eléctricos monofásicos con automatizados Diagramas de Conexión de motores trifásicos con logo y PLC.

1.7

Start/Stop automático con logo y PLC.

1.8

Diagramas de conexión cade simu de automatización.

1.9

Control con mandos electromagnéticos industriales con equipos automatizados.

1.10

Cambio de giro.

1.11

Estrella/Delta.

1.12

Diseño de circuitos de mandos electromagnéticos

Capitulo II 1

Automatización con logo 230 RC 1.1

Tipos de Logos.

1.2

Variables de proceso.

1.3

Calibración de instrumentos.

1.4

Sensores industriales y los medidores.

1.5

Selección de los sensores y los medidores.

Página 10 de 313

1.6

Cálculos de materiales.

1.7

Principios de automatización industrial

1.8

Procesos lógicos

1.9

Lógica combi nacional automatizada.

1.10

Electrónica básica.

1.11

Electrónica análoga.

1.12

Electrónica digital.

1.13

Compuertas lógicas.

1.14

Logo Soft 230 RC.

1.15

Programación.

1.16

Lenguajes de programación.

1.17

Kop.

1.18

Fup.

1.19

Awl.

1.20

Funciones Básicas.

1.21

Funciones Especiales.

1.22

Entradas Análogas y Digitales.

1.23

Salidas Análogas y Digitales .

1.24

Modos de control automático.

Capitulo III 1. PLC S7-200 1.1

Tipos de los procesos.

1.2

Controladores o reguladores.

1.3

Simbología para la programación.

1.4

Sensores para los PLC.

1.5

Sistemas en línea con un PLC

1.6

Diagramación de los sistemas de control avanzados.

1.7

Control industrial.

1.8

PLC S7-200.

1.9

Tipos de CPU del C7-200.

1.10

Automatización.

1.11

Contactores.

1.12

Timers.

1.13

Relés.

1.14

Introducción a los sistemas de

Automatización.

Página 11 de 313

1.15

Lógica combinacional.

1.16

Procesos automatizados.

1.17

Simulador Microwin.

1.18

Simulador S7-200

1.19

Simulador PC SIMU.Subtema

Capitulo IV 1. Automatización Industrial con PLC S7-200 1.1

Programas para PLC

1.2

Señales analógicas con rangos de entrada y salida

1.3

Conceptos industriales sobre redes de PLC

1.4

Fundamentos de transductores

1.5

Termistores

1.6

Resistencia de temperatura

1.7

Termo coplas

1.8

Control infrarrojo

1.9

Fundamentos de electrónica digital

1.10

Compuertas lógicas

1.11

And

1.12

1.13

Not

1.14

Aplicaciones del PLC

1.15

Aplicaciones industriales del LOGO

1.16

PIC

1.17

PLC

1.18

Variadores de frecuencia

1.19

Entradas y salidas analógicas

1.20

Entradas y salidas digitales

1.21

Programación

1.22

Lógica combinacional

1.23

Ejercicios aplicados

Página 12 de 313

Sexto Grado Rebobinado de Motores Capitulo I 1.1 Motores Monofásicos 120V 1.1

Mantenimiento Preventico y Correctivo

1.2

Tipos de Conexiones

1.3

Identificación del tipo de conexión del motor de fase partida

1.4

Conexión a dos tensiones de servicio.

1.5

Conexión a tensión menor.

1.6

Cambio de giro de giro a tensión menor.

1.7

Motores universales.

1.8

Funcionamiento y los tipos de motores.

1.9

Giro derecha

1.10

Giro izquierda

Capitulo II 1. Motores Bifásicos 120V/240V 1.1

Motores Bifásicos

1.2

Funcionamiento y los tipos de motores bifásicos

1.3

Mantenimiento preventivo y correctivo de motores bifásicos.

1.4

Identificación de los tipos de conexiones de motores bifásicos.

1.5

Clasificación de las conexiones de motores bifásicos.

1.6

Instalación de motores con sus conexiones bifásicos.

1.7

Tipos de condensadores.

1.8

Partes del condensador.

1.9

Funcionamiento del condensador eléctrico.

1.10

Tipos de conexiones del condensador eléctrico.

1.11

Condensadores de arranque.

1.12

Condensadores permanentes.

1.13

Diagramas de conexiones.

Página 13 de 313

Capitulo III 1

Motores Trifásicos 1.1

Mantenimiento a motores trifásicos

1.2

Conexión de motores trifásicos gobernados por sistemas electromagnéticos.

1.3

Diagramas para conexión de motores trifásicos gobernados por sistemas electromagnéticos y automatizados.

1.4

Simbología industrial para motores trifásicos con sistemas automatizados.

1.5

Sensores industriales y los medidores.

1.6

Interpretación de diagramas de mando.

1.7

Interpretación de diagramas de fuerza.

1.8

Diagramas básicos.

1.9

Diagrama marcha y paro en mando.

1.10

Diagrama de mando para cambio de giro.

1.11

Diagrama de mando y fuerza para cambio de giro.

1.12

Diagrama estrella.

1.13

Diagrama delta.

1.14

Realización de diagramas.

Capitulo IV 1. Instalación de Motores Eléctricos 1.1

Instalaciones de motores eléctricos de corriente alterna

1.2

Identificación de los sensores industriales

1.3

Selección de los sensores y los medidores para instalación de motores eléctricos.

1.4

Variadores de frecuencia.

1.5

Tipos de variadores de frecuencia.

1.6

Conexión de variadores de frecuencia.

1.7

Programación de variadores de frecuencia

Página 14 de 313

Sexto Grado Taller de Electricidad Capitulo I 1. Control con mandos electromagnéticos industriales 1.1

Motores eléctricos monofásicos y trifásicos

1.2

Las partes de un motor trifásicos

1.3

Identificación de las partes de un motor trifásico.

1.4

Ejecución de conexiones de los motores trifásicos de corriente alterna.

1.5

Localización de averías de los motores

1.6

Mandos electromagnéticos.

1.7

Conexión de circuitos con contactores.

1.8

Cambio de giro.

1.9

Estrella/Delta.

1.10

Control de mando a base de Contactores, relés y temporizadores.

1.11

Circuito de arranque.

1.12

Circuito cambio de giro.

1.13

Con cambio de giro.

1.14

Arranque y maniobra de motores monofásicos

1.15

Arranque y maniobra de motores trifásicos

Capitulo II 1. Automatización de máquinas rotativas con logo 1.1

Programación del LOGO 230RC

1.2

Pantalla

1.3

Computadora

1.4

Lenguajes de Programación.

1.5

KOP

1.6

FUP

1.7

Programación

1.8

Funciones Generales.

Página 15 de 313

1.9

Funciones Especiales.

1.10

Programación de:

1.11

Semáforo Peatonal.

1.12

Control de garaje

1.13

Cambio de giro de un motor con transistores

1.14

Rectificadores

1.15

Relés

1.16

Timers

1.17

Elaboración de una fuente regulada

1.18

Placa de programación de PIC

1.19

Programación con Logo Soft 230RC

1.20

Programación con funciones básicas

1.21

Compuertas lógicas

1.22

Programación con funciones especiales

1.23

Proyecto de automatización

Capitulo III 1. Automatización con PLC de máquinas rotativas 1.1

PLC

1.2

Aplicación de Programación del PLC de siemes Micro-win CPU 222

1.3

AWL

1.4

KOP

1.5

FUP

1.6

Aplicaicon Funciones Generales

1.7

Aplicación Funciones Especiales.

1.8

Programación

1.9

Semáforo Peatonal.

1.10

Semáforo de 2 vías.

1.11

Control de un garaje automatizado.

1.12

Control y mando de motores.

1.13

Automatización con funciones básicas.

1.14

Automatización de procesos industriales.

1.15

Aplicaciones de lenguajes de programación.

1.16

Lógica combinacional.

1.17

Automatización de semáforos.

1.18

Software interactivo Logo Simatic.

1.19

Proyecto con Logo Soft 230RC.

Página 16 de 313

Capitulo IV 1. Texto texto texto texto texto texto texto texto 1.1

Aplicaciones automatizadas con logo

1.2

Circuitos de electrónica digital

1.3

PLC

1.4

Circuitos Automatizados con el PLC siemes

1.5

Variadores de frecuencia.

1.6

Lenguajes para programación de un PLC.

1.7

Control y manejo de motores por medio de los PLC.

1.8

Sistemas combi nacionales con PLC.

1.9

Lenguajes de programación

1.10

AWL

1.11

KOP

1.12

FUP

1.13

Sistemas de mando automatizados

1.14

Aplicaciones del PLC

1.15

Comunicación del PLC con otros sistemas de Automatización.

1.16

Redes con PLC

1.17

Control del PLC desde pantalla Táctil

1.18

Software interactivo Simatic Step7

Página 17 de 313

Automatización

Capítulo I Principios de la Automatización Por: Randy JanhCarlo Tobar Hernandez. La automatización de una máquina o proceso consiste en la incorporación de un dispositivo tecnológico que se encarga de controlar su funcionamiento. El sistema que se crea con la incorporación del dispositivo, denominado genéricamente automatismo, es capaz de reaccionar ante las situaciones que se presentan ejerciendo la función de control para la que ha sido concebido. Un sistema automatizado consta de: - La máquina o proceso que se quiere controlar. - Una unidad de control encargada de ejecutar las acciones necesarias. - Un conjunto de controladores o elementos de interfaz entre la máquina y el control. La información que utiliza la unidad de control es recogida por un conjunto de elementos denominados captadores. Esta información es el resultado de los cambios que tienen lugar en el estado de la máquina o proceso como consecuencia de su función. Por otra parte, la unidad de control genera órdenes que se transmiten a la máquina a través de actuadores, que transforman dichas órdenes en magnitudes o cambios físicos en el sistema mediante la aportación de potencia. Instalaciones Electrotécnicas. Tema 34. Pértiga. Escuela de Profesiones Técnicas. Santiago de Compostela. Tel: 981 553 622 3 En resumen, se trata de un proceso en lazo cerrado, en el que existe un flujo continuo de información desde la máquina o proceso a la unidad de control y viceversa. La información recibida en la unidad de control se trata según un método especificado previamente que se conoce como algoritmo de control del sistema, del que se obtienen las acciones que conducirán al funcionamiento de la máquina o proceso. Además, la unidad de control es capaz de proporcionar información ya elaborada sobre el estado y evolución del sistema al operador del mismo. Por otra parte el operador puede intervenir en el desarrollo del control mediante las consignas que modifican los parámetros del algoritmo de control o tomar el mando total pasando el sistema a control manual.

Página 18 de 313

1.1

Mandos electromagnéticos y la automatización. Los relés son dispositivos de conmutación activados por señales eléctricas. La

mayoría de las veces, se utiliza una pequeña tensión o corriente para conmutar otras tensiones

corrientes

mayores.

Los mandos electromagnéticos se activan gracias a campos magnéticos generados eléctricamente.

https://www.simbologia-electronica.com/simbolos-electricos-electronicos/simbolosreles.htm

1.2

Variadores de Frecuencia Los variadores también se pueden utilizar para convertir energía procedente de

fuentes naturales y renovables, como el sol, el viento o las mareas, y transferirla a la red eléctrica o utilizarla para el consumo local. En el ámbito de las tecnologías híbridas, los convertidores de frecuencia se utilizan para combinar fuentes convencionales de energía y reservas energéticas, de modo que se creen soluciones integrales para la gestión de la energía. Los variadores de frecuencia también se conocen como variadores de velocidad ajustable, convertidores de frecuencia, inversores o convertidores de potencia.

Página 19 de 313

¿Sabía que...? Las economías emergentes están impulsando el crecimiento del consumo energético El 20 % de la energía que se consume en el mundo es energía eléctrica Más del 50 % de la energía eléctrica la utilizan motores eléctricos El 75 % de los variadores de frecuencia se utilizan en bombas, ventiladores y compresores El consumo mundial de energía eléctrica podría reducirse en un 10 % si se utilizasen variadores de frecuencia en todas las aplicaciones posibles La necesidad de conservar la energía para proteger el medioambiente es uno de los principales motores del desarrollo de dispositivos de control de velocidad. En este sentido, los variadores de frecuencia constituyen la forma perfecta de controlar la velocidad de los motores eléctricos para adaptarlos a la demanda de la carga. Incluso pequeños cambios en la velocidad del motor pueden producir cambios significativos en el consumo de energía.

1.3

Funcionamiento y programación de variadores La configuración y puesta en marcha de variadores de frecuencia es un

procedimiento en el que se deben considerar algunas pautas, las cuales marcan una diferencia entre las instalaciones que funcionan durante años y las que tienen ciclos de vida mucho más cortos. Estas son generales y se aplican a la mayoría de las marcas de unidades, pero es importante leer el manual de instalación y la documentación provistos. Las especificaciones de la unidad varían según el tipo, el fabricante y otros parámetros. Sin embargo, la configuración y activación en todos es similar. Lo primero es inspeccionar la unidad para asegurarse de que no haya ocurrido ningún daño durante el transporte. Es importante asegurarse de que el contenedor de envío esté en buenas condiciones y que se reciba la documentación, el hardware adecuado y los accesorios. Por último, es recomendable verificar la información de la placa de identificación en el motor de accionamiento y, si es posible, confirmar esa misma información en la hoja de especificaciones del motor para propósitos de sintonización, identificación y para verificar la rotación del motor. La primera puesta en marcha del variador con un motor no conectado a una carga es la mejor, aunque no es estrictamente necesaria.

Página 20 de 313

1.4

Circuitos electromagnéticos magnéticos en esquemas automatizados

con variadores El control de potencia es una de las cuatro funciones que conforman la estructura de un automatismo. Su función básica consiste en establecer o interrumpir la alimentación de los receptores siguiendo las órdenes de la unidad de proceso de datos. Dichas órdenes se elaboran a partir de la información procedente de los captadores (función de adquisición de datos) y de los órganos de mando (función de diálogo hombre-máquina). Entre los receptores más utilizados para el accionamiento de máquinas se encuentran los motores eléctricos asíncronos de jaula. Los equipos de control de potencia destinados a controlarlos,

normalmente

llamados

arrancadores,

realizan

las

funciones

seccionamiento, protección y conmutación. Se pueden clasificar en tres familias: – arrancadores “todo o nada”: el motor suele arrancar con sus características propias y el régimen de velocidad establecido es constante, – arrancadores basados en arrancadores electrónicos: la aceleración y la deceleración están controladas y el régimen de velocidad establecido es constante, – arrancadores basados en variadores de velocidad electrónicos: el arranque y la parada están controlados y la velocidad depende de una consigna.

https://automatismoindustrial.com/curso-variadores-de-frecuencia/instalacion-variadores-defrecuencia/

1.5

Conexión de motores eléctricos monofásicos y automatización. Un motor monofásico es una máquina rotativa alimentada eléctricamente, capaz

de transformar la energía eléctrica en mecánica. Este tipo de motores son utilizados

Página 21 de 313

principalmente en pequeñas instalaciones, electrodomésticos y otros utensilios como taladros, máquinas de aire acondicionado, sistemas de apertura y cierre de puertas de garaje, hormigoneras, bombas de agua, sierras circulares, tornos, etc. Funcionan a través de una fuente de potencia monofásica, por lo que su cableado está compuesto por dos tipos de cables: neutros y calientes. Habitualmente, son motores con un tamaño reducido y con poco par, aunque los hay con potencias de hasta 3 kW. Los motores monofásicos se caracterizan esencialmente por no poder producir un campo magnético rotatorio por sí mismos, solo pueden crear un campo alterno. Por este motivo requieren de un método auxiliar para arrancar, que varía en función del tipo de motor monofásico. Generalmente, esta clase de motores se utilizan cuando no se dispone de un sistema trifásico, ya que no todas las instalaciones eléctricas disponen de suministro de corriente alterna trifásica. De hecho, lo habitual en los domicilios es contar con una instalación de corriente monofásica y, por este motivo, todos los electrodomésticos tienen una alimentación de esta clase. Un motor monofásico consta, principalmente, de los siguientes componentes: Estator. Se trata de la parte fija del motor eléctrico, donde se lleva a cabo la rotación de este. Es un núcleo cilíndrico hueco, con varias ranuras espaciadas de forma uniforme que proporcionan el espacio necesario para alojar su hilo conductor. Rotor o inducido. Es la parte que gira del motor monofásico, valiéndose del estator para hacerlo. Consiste en un eje con núcleo magnético. Colector o conmutador. Esta es la parte encargada de permitir, de forma continua, la transmisión de energía eléctrica desde una corriente de campo a una fuente rotativa y a la inversa. También se le llama anillo rotatorio o interfaz rotativa. Carcasa. Se trata del revestimiento exterior del motor, cuya función principal es proteger las piezas interiores y disipar el calor mediante el estriado exterior de la misma.

1.6

Diagramas de Conexión de motores trifásicos con logo y PLC En el desarrollo de este informe técnico, ¡se han utilizado distintos métodos y técnicas

de investigación, los cuales me han proporcionado un mejor conocimiento para la implementación de un tablero didáctico para automatización mediante la utilización de un mini-PLC LOGO! 230 RC industrial. ¡El tablero didáctico está diseñado para realizar prácticas de control de motores eléctricos, cuenta con dos motores trifásicos, botoneras de marcha y paro, elementos de protección y un mini-PLC LOGO! 230 RC. ¡Este trabajo

Página 22 de 313

servirá como guía para que los estudiantes tengan más conocimientos acerca del funcionamiento de los motores trifásicos y el uso del mini-PLC LOGO! 230 RC. Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control, señalización, etc., por tanto, su aplicación abarca desde procesos de fabricación industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, etc. Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar los programas para su posterior y rápida utilización, la modificación o alteración de los mismos, etc., hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades tales como: Espacio reducido, Procesos de producción periódicamente cambiantes, Procesos secuenciales, Maquinaria de procesos variables, Instalaciones de procesos complejos y amplios, Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso. 10 Las prácticas se encuentran diseñadas, mediante una guía, para que los alumnos las realicen de una manera sencilla y rápida, lo que repercutirá en una apropiación mejor de los conocimientos. Para la realización del presente trabajo me he planteado los siguientes objetivos: Diseñar un equipo que opere dos Motores Asíncronos Trifásicos mediante la utilización de un Controlador lógico Programable y conocer algunas de las funciones del mini-PLC. Proveer de un equipo de automatización al taller eléctrico para que los estudiantes puedan realizar prácticas e incrementar sus conocimientos académicos. Realizar prácticas utilizando las funciones básicas y especiales que nos facilita el mini-PLC, y así demostrar su rápido y fácil manejo.

https://www.google.com/search?q=Diagramas+de+Conexi%C3%B3n+de+motores+trif%C3%A1sic os+con+logo+y+PLC&sxsrf=ALeKk00WX0qPVPvaG28AC4MqfmRRCCCkyw:1625118988948&source =lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwie3LaAmMHxAhWlmoFHYCfCS4Q_AUoAXoECAEQAw&biw=1514&bih=703#imgrc=EkvbXJ0NvbXorM

Página 23 de 313

1.7

Start/Stop automático con logo y PLC START y STOP son pulsadores normalmente abierto y cerrado respectivamente, el

interruptor flotador inferior IFI está abierto cuando está desactivado y cerrado cuando se activa; mientras que el interruptor flotador superior IFS está cerrado si está desactivado y abierto si se activa. Figura 9. Sistema Automático de llenado de tanque. A continuación se muestran la tabla de elementos de entrada y salida que necesitará conectar al módulo lógico LOGO! para llevar a cabo el programa antes descrito. Nº Denominación Nombre Modo de acción Dirección I/O 1 Arranque de sistema automático de llenado Start Cierra = 1 I1 2 Paro del sistema automático de llenado Stop Abre = 1 I2 3 Interruptor Flotador Inferior IFI Cierra = 1 I3 4 Interruptor Flotador Superior IFS Abre = 1 I4 5 Salida hacia bomba de llenado Bomba Q1 Tabla 1. Lista de entradas y salidas del programa de control de llenado de tanque. La solución en esquema de contactos o lenguaje de escalera para este problema es la siguiente:

http://www.udb.edu.sv/udb_files/recursos_guias/electronica-ingenieria/automatasprogramables/2019/i/guia-1.pdf

1.8

Diagramas de conexión cade simu de automatización Aplicaciones Diseño con circuitos con arranque directo. Diseño. Circuitos de mando

con limitadores del número de arranques. Con límite de un arranque. Con límite de dos arranques. Diseño. Arranque director con inversión de giro y límites de arranque. Aplicación. Transporte de un producto en caja. Con limite de un carrito, deja pasar un producto, un solo sentido. Aplicación. Transporte de un producto en caja. Con limite de dos carrito, deja pasar dos producto, un solo sentido. Aplicación. Transporte de un producto a granel (temporizado) hacia uno de los dos sentidos de la faja (inversión del giro según llegada del carrito). Sin limite de llegadas. Arranca una vez en cada sentido. Arranca dos veces en cada sentido. Aplicación. Transporte de un insumos a granel

Página 24 de 313

(temporizado) hacia uno de los dos sentidos de la faja (inversión del giro según llegada del carrito). Sin limite de llegadas. Arranca una vez en cada sentido. Arranca dos veces en cada sentido Diseño. Diseño combinando los diversos tipos de arranque. Aplicación. Arranque y parada en secuencia de un motor de Rotor bobinado y de un motor de Jaula de ardilla. Aplicación. Arranque con resistencias estatóricas y con inversión de giro. Aplicación. Arranque con resistencias rotoricas y con inversión de giro. Aplicación. Proyecto de automatizacion del transporte y molienda de materiales. Los esquemas han sido desarrollados con CADeSimu, en muchos se encuentra el enlace para su descarga o puede solicitar el envio al autor por correo electrónico. Si tiene problemas con los links de descarga se sugiere hacer click derecho sobre el enlace (se muestrará una lista de opciones) y seleccionar con Microsoft Explorer: "Copiar destino como..." Y en Google Chrome: en Guardar enlace

https://www.scribd.com/doc/236918349/ARRANQUE-DIRECTO-CADE-SIMU-pdf

1.9

Control con mandos electromagnéticos industriales con equipos

automatizados. C. Teclados Los teclados aparecieron junto con la lógica programada (autómatas, microprocesadores o miniordenadores) en la que intervienen parámetros numéricos. Para el diálogo con la máquina hay que utilizar un mayor número de pulsadores, asociados entre sí eléctricamente, capaces de hacer llegar las órdenes. Estos pulsadores son todas las teclas que componen el teclado. Son muy usados en procesos productivos que pueden combinarse con pilotos y visualizadores. Ejemplo de aplicaciones en las cuales el mando puede ser de teclados son, entre otras: máquinas-herramienta; máquinas dedicadas a material de laboratorio, agrícola, de pesaje, embalaje, etc.; maquinarias para imprenta;

Página 25 de 313

máquinas de distribución de bebidas, alimentación, etcétera. D. Cajas de pulsadores colgantes Las cajas de pulsadores colgantes son cajas móviles y están destinadas al mando de contactores. Su uso más frecuente está en el control de máquinas de elevación como puentes-grúa, grúas de pluma, máquinas-herramienta, etcétera. Hoy se utilizan cajas que no necesitan usar ningún tipo de conexión física para transmitir las órdenes en las cuales la comunicación entre los pulsadores y el cuadro de maniobra se realiza por medio de ondas semejantes a las de radio. Al accionar un pulsador se genera una señal de radiofrecuencia que produce una sola respuesta en el elemento receptor, que se traduce en el movimiento correspondiente de la máquina. En la caja de pulsadores se encuentra el emisor de la señal de radiofrecuencia, y en el cuadro de maniobra, el receptor de esta y el convertidor de señal que la traduce en el movimiento deseado. La señal de radio de alta frecuencia va ajustada tanto en el emisor como en el receptor. La máquina lleva un dispositivo de seguridad que la bloquea si se recibiese una señal procedente de una interferencia que pudiera provocar una falsa maniobra. 87 5Aparatos de mando, regulación y control. Relés Los pulsadores se alojan en cajas que pueden contener distinto número de ellos. Las más corrientes constan de un pulsador NA y otro NC, aunque se están imponiendo los modulares. Cajas con dos o tres pulsadores. Pulsador modular. ¿Qué diferencia existe entre un mando permanente y uno instantáneo? Actividades Por lo general, y por construcción, al accionar los pulsadores de desconexiónconexión primero se efectúa la desconexión y a continuación la conexión. Claves y consejos. Ejemplo de teclado. Cajas de pulsadores colgantes. Aparatos de mando, regulación y control. Relés5 88 E.

Mandos particulares Se

integran en el tipo de mandos particulares todos aquellos dispositivos que engloban varios movimientos, ya sea de forma independiente o simultánea, de una misma máquina. Entre ellos podemos citar los combinadores y pedales. Los combinadores se accionan con la ayuda de una palanca vertical y se utilizan para disponer de mando semiautomático y, en varios tiempos, en los aparatos de elevación, pórticos, puentes-grúa, etcétera. Los pedales están destinados al mando sobre todo de máquinas-herramienta. Se emplean generalmente cuando el operador tiene las manos ocupadas y suelen llevar tapa de protección. Pulsador de pedal. Combinador. F. Paradas de emergencia Una parada de emergencia es una medida que se adopta como respuesta a situaciones en las que puede haber peligro para personas o instalaciones. Esta detención puede afectar a una máquina, a una zona, o llegar incluso a producir la parada total de una fábrica o industria. La parada de emergencia puede provocarse actuando sobre el circuito principal, el de mando, en reguladores por circuitos electrónicos o en autómatas programables. • En el primer caso se recurre al empleo de interruptores

Página 26 de 313

generales con dispositivo de parada de emergencia, que suelen responder a unas normas establecidas y deben desconectar la alimentación eléctrica de la instalación al ser accionados. • En la actuación sobre el circuito de mando pueden darse dos circunstancias: la parada de circuitos pequeños o la interrupción de varios que afectan a diferentes equipos. • En el primer caso se trata de circuitos con dispositivos electromagnéticos (contactores, relés) y el mecanismo de parada se instala independiente del mando normal. • En el segundo caso se trata de desconectar instalaciones con varios equipos electro- magnéticos; no obstante, deben permitir la puesta en marcha de un equipo a pequeños impulsos para poder comprobar y subsanar el defecto. • En el tercer caso, actuando en dispositivos con reguladores por medio de circuitos electrónicos que no posean su propio sistema de protección. • Por último, en el caso de los autómatas programables, que carecen de sistemas electrónicos de seguridad. Al activarse el sistema de parada, deben desactivarse todas las salidas de los autómatas y quedar sin tensión de mando en la entrada. Pulsador de seta o de emergencia.

Existen

pulsadores

pedal

diversas

clases:

metálicos,

con

enclavamiento (que impide la puesta en funcionamiento intempestiva por caída de objetos), con tapa de protección, etcétera. Importante La elección de los modelos de los mandos particulares se realiza en función de las condiciones de utilización. Claves y consejos Generalmente, y salvo casos muy específicos incluidos en los equipos, la función de parada de emergencia está encomendada a los pulsadores llamados de seta, por su peculiar forma que se asemeja a la de estos hongos. En muchos casos suelen llevar dispositivo de enclavamiento, de manera que cuando se actúe sobre el pulsador de seta, este quede enclavado (enganchado) en la posición pulsado. Solo la persona encargada puede des- enclavar el pulsador por medio de una llave. ¿Sabías que...? Aparatos de mando, regulación y control. Relés G. electromecánicos

Los

interruptores

posición

Interruptores de posición

electromecánicos,

conocidos

familiarmente como finales de carrera, se dividen en dos grupos: • Interruptores de control, cuyo papel consiste en detectar la presencia o el paso. Se conectan a las entradas de la unidad de tratamiento de datos. • Interruptores de potencia, insertados en las fases de alimentación de los aparatos de accionamiento. Generalmente, su función se limita a la seguridad. Deben tener las cualidades siguientes: seguridad de funcionamiento, alta precisión en el punto de accionamiento, ser inalterable a las perturbaciones

Página 27 de 313

electromagnéticas, facilidad de manejo, fácil instalación y funcionamiento preciso. Constan de tres partes: el contacto eléctrico, el cuerpo y la cabeza de mando con su dispositivo de ataque. Son accionados mecánicamente y la mayoría se componen partiendo de diferentes tipos de cuerpos. La cabeza, o elemento de ataque, se asocia a diferentes cuerpos que son los que llevan incorporados los contactos. Podemos encontrar cabezas para aparatos de movimiento rectilíneo o cabezas para dispositivos de movimiento angular. Son elementos que actúan sobre el estado de una máquina y se utilizan como mando de contactores y señalizaciones, para controlar la puesta en marcha, para disminuir la velocidad, para establecer la parada en un sitio determinado o para mandar ciclos de funcionamiento automático, etc. En las máquinas de elevación se establece un límite hasta el que puede llegar un móvil, a partir del cual se desconecta el dispositivo que lo mueve. La elección debe hacerse teniendo en cuenta los factores que puedan afectarle, como golpes, presencia de líquidos, gases, características ambientales de la zona de ubicación, espacio físico para alojar el dispositivo, forma de fijación, peso, condiciones de utilización, número y naturaleza de los contactos, forma de la corriente, valor de la tensión e intensidad que hay que controlar, etcétera. Señalización La señalización de los equipos consiste en testigos, generalmente luminosos, que se ponen en las instalaciones para poder disponer de información del estado del funcionamiento de la misma. La norma UNE EN 60204-1 establece el código de colores para los visualizadores y los pilotos. Por ejemplo, un piloto rojo indica una señal de emergencia; uno amarillo alerta de un funcionamiento anormal, etcétera. El significado de los colores es igual en otros elementos como los pulsadores. Así, un pulsador rojo es un elemento que hay que pulsar en caso de peligro; uno amarillo, en caso de condiciones anormales, para poner nuevamente en marcha un ciclo automático interrumpido, etcétera. Cuando puede ser necesario vigilar los parámetros con mayor precisión que la que nos aportan los pilotos se utilizan visualizadores numéricos y alfanuméricos. Los visualizadores numéricos muestran medidas de magnitudes, como temperatura, presión, etc. Pueden mostrar la cantidad de piezas producidas o indicarnos la posición de móviles, etcétera. Diferentes tipos de finales de carrera. Pilotos de señalización.

https://www.shutterstock.com/es/search/control+el%C3%A9ctrico

Página 28 de 313

1.10 Cambio de giro compuesto de dos circuitos de enclavamiento, con una ligera modificación haciendo uso de los contactos auxiliares de los contactores. Si analizamos la etapa que realiza el giro a la derecha, nos daremos cuenta que está compuesto por el pulsador S1 en paralelo con el contacto auxiliar NA del contactor 1, y conectados en serie con el contacto auxiliar NC del contactor 2 y la bobina del contactor 1. Tal como se puede apreciar, el contacto auxiliar NC del contactor 2 se abrirá cuando la bobina de dicho contactor se encuentre energizada, evitando que la del contactor 1 se energice accidentalmente al pulsar S1. Debido a que ambos circuitos tienen esta conexión cruzada como mecanismo de protección, si presionamos S1 cuando el motor se encuentra girando hacia la izquierda, el contacto auxiliar NC del contactor 2 se mantendrá abierto cuando la bobina del mismo esté energizada. Para invertir el giro, será necesario presionar el botón S0 y luego de esto presionar el botón S1 para que gire a la derecha. Sucederá lo mismo cuando al presionar S2 el motor se encuentre girando hacia la derecha. Al presionar S0 NC, desconectaremos la energía del circuito sea cual sea el sentido de giro del motor.

https://www.pinterest.es/pin/817684876067262245/

1.11 Estrella/Delta. Para el circuito de fuerza utilizamos tres contactores: el general (KM1), el de la conexión en estrella (KM3) y el de la conexión en triangulo (KM2).

Página 29 de 313

CIRCUITO DE MANDO O MANIOBRA:

presionar S1

energizan:

KM1,

KM3

(bobina

del

temporizador) simultáneamente (KM2 no se energiza porque tiene conectado un contacto normalmente cerrado del contactor KM3 y al estar KM3 energizado el contacto normalmente cerrado se abre). El temporizador empieza a contar, transcurrido el tiempo programado el contacto normalmente cerrado del temporizador KA se desenclava por lo tanto KM3 se des-energiza el contacto cerrado de KM3 vuelve a su estado original. Finalmente, KM2 se energiza y el circuito se queda funcionando en configuración triangulo hasta que presionemos S.

Página 30 de 313

1.12 Diseño de circuitos de mandos electromagnéticos La descripción estructural/procesal de un automatismo eléctrico se realiza con dos esquemas: Esquema de mando. Representa la parte de control del automatismo. En él figuran los elementos de mando, medida, señalización y regulación. Esquema de potencia. Representa los elementos que transportan la energía para alimentar los receptores de gran consumo (fundamentalmente motores). Los elementos que aparecen en el esquema de mando se denominan auxiliares de mando:

https://www.ecured.cu/Circuitos_de_fuerza_y_de_mando_de_un_motor_trif%C3%A1sico

Página 31 de 313

Capítulo II 1. Automatización con logo 230 RC Byron Denilson Reyes Ariano 6TO TRI 1.1

Tipos de Logos. Es un módulo lógico, es decir, un controlador programable que permite que sin

intervención humana, las máquinas hagan un trabajo. Pero la palabra clave e importante es programable, que no programado. Por tanto es necesario programar el LOGO! para que este haga una tarea ya que de por sí, el bicho no hace nada. Básicamente funciona de la siguiente manera: al LOGO! le vas a dar como datos de entrada una serie de señales, las cuales van a ser procesadas en el programa, y el LOGO! va a dar unos datos de salida. Esto en el mundo real se traduce en unos pulsadores, manetas, sensores etc (datos de entrada), un procesamiento en el LOGO y una activación o no de salidas de relé (datos de salida). He encontrado buceando un poco un esquema que lo puede explicar visualmente:

https://siemenslogo.com/module/ph_simpleblog/module-ph_simpleblogsingle?sb_category=general&rewrite=que-es-un-siemens-logo

Plc siemens logo El PLC siemens logo es el autómata más pequeño que fabrican, diseñado y utilizado para realizar automatizaciones domesticas o pequeñas aplicaciones industriales, lo que hace muy económico para su compra, pero aunque parezca pequeño, posee grandes características en cuanto a hardware y software, en el uso de las entradas y salidas; posee

Página 32 de 313

módulos de expansión que permiten ampliar sus conexiones y el lenguaje que usa que es 100% gráfico y muy fácil de aprender.

http://codigoelectronica.com/blog/que-es-un-plc-siemens-logo

Plc siemens logo 8 Como ya mencionamos el plc siemens logo 8 es el último que hay a la fecha, posee varias ventajas y características que lo hacen ser una buena elección para automatización como vamos a explicar a continuación: Posee 8 entradas (que van referenciadas a la fuente de alimentación). Tiene 4 salidas (que pueden ser por relevo o transistor). Puede encontrarse con pantalla lcd o sin ella. Puede conectarse a través de una red Etherne

1.2

Variables de proceso Captar datos y procesarlos. Recoger datos e integrarlos en el proceso es la base de

la automatización. Convertir los datos en información de valor. Facilitar la toma de decisiones acorde a la información obtenida. ... El papel de la visión artificial en la automatización de procesos industriales. La automatización de procesos es la base originaria para el arranque de la Industria es decir, del desarrollo de la actividad industrial con el soporte de sistemas inteligentes y robotizados que logran mejoras difíciles de lograr solo con la manufactura manual .Esto se debe a que la automatización aporta unas ventajas inigualables, sobre todo por su capacidad de realizar una misma operación de forma continuada sin interrupción, sin casi márgenes de error y trabajando siempre de forma óptima y sistematizada.Y para encabezar la innovación tecnológica en la industria, el primer paso es comprender todo

Página 33 de 313

lo que implica la automatización de procesos, cómo se lleva a cabo y qué soluciones tecnológicas son claves para dar un salto cualitativo y cuantitativo en la optimización de la producción. ¿Automatizar procesos?

Hablar de automatización de procesos industriales hace referencia al procedimiento en el que se integran sistemas computarizados y sistemas electromecánicos destinados a ejecutar tareas de la cadena de producción o encargarse del control de otras maquinarias. Es una rama de la ingeniería industria centrada en el desarrollo de sensores, transmisores de campo o sistemas robotizados de control y supervisión que delegan tareas repetitivas o muy precisas a sistemas automatizados con una capacidad de ejecución mucho mayor. Entre este desarrollo de sistemas, las soluciones de visión artificial son una de esas tecnologías claves en la automatización de procesos, gracias a las ventajas que aportan sistemas integrados que captan, procesan y analizan información a través de imágenes.Por tanto, una de las grandes aportaciones de contar con sistemas que permiten la automatización de procesos operativos es integrar soluciones colaborativas capaces de interactuar con operarios y, sobre todo, capaces de recoger y procesar datos que convierten en información real y precisa para conocer el estado actual de la cadena productiva o de cada producto final. Otra de las grandes ventajas que aporta la automatización de procesos de fabricación es que los sistemas encargados de la ejecución de tareas se encuentran interconectados entre sí, facilitando la transmisión de información y con ello, mejorando la adaptabilidad de la línea de producción a las necesidades o imprevistos que surjan. A nivel empresarial, las industrias que invierten en automatización logran integrar un sistema de gestión y supervisión de operaciones que aprovecha mejor los recursos, detecta y corrige posibles errores y consigue una optimización de la línea que genera más productos con menos costes.

1.3

Calibración de instrumentos. Calibración consiste en la comparación de valores de medida de un instrumento a

calibrar y un instrumento patrón. Para un manómetro o un transmisor de presión por ejemplo se capta los datos de hasta 9 puntos en presión creciente y hasta 9 puntos en presión decreciente.

Página 34 de 313

https://www.industriaaldia.com/guia-de-proveedores/quantum/calibraciony-certificacion-de-instrumentos-de-precision Presión Temperatura y Humedad Relativa Masa Electricidad Longitud Fisicoquímico Volumen y flujo Tiempo y Frecuencia

La calibración consiste en la comparación de valores de medida de un instrumento a calibrar y un instrumento patrón. Para un manómetro o un transmisor de presión por ejemplo se capta los datos de hasta 9 puntos en presión creciente y hasta 9 puntos en presión decreciente. La desviación entre patrón e instrumento determina la precisión que se confirma en un certificado emitido por el laboratorio. Aparte de la desviación de medida se debe determinar y documentar la incertidumbre de medida para garantizar la trazabilidad. Son estos dos factores que determinan la calidad de la calibración y deben incluirse en el certificado. La precisión del patrón debe superar al menos tres veces la precisión del instrumento a medir.

En función de la precisión requerida se recurre a varios tipos de patrón con distintos principios de funcionamiento. Para conseguir desviaciones mínimas se utilizan patrones primarios, como balanzas de pesos muertos, que indican el valor de medida basados en las unidades del sistema internacional (SI). Los valores de calibración de este método superan con creces las exigencias de la industria. Por eso en este sector se suele realizar la comprobación sobre todo mediante controladores de presión. Los controladores ajustan

Página 35 de 313

la presión automáticamente y la calibración resulta mucho más económica que con balanzas de pesos muertos.

La trazabilidad de las medidas El certificado tiene que documentar el patrón utilizado para relacionar con los patrones nacionales a través de una cadena continua de comparaciones. Los patrones a su vez obtienen su trazabilidad a través del Centro Español de Metrología o de un laboratorio homologado.

https://www.bloginstrumentacion.com/instrumentacion/la-calibracion-de-la-instrumentacionindustrial/

1.4

Sensores industriales y los medidores. Sensores de automatización industrial son dispositivos de entrada que proporcionan

una salida (señal) con respecto a una cantidad física específica (entrada). En otras palabras, mide y convierte una cantidad física en una señal que puede ser leída por un operador o un instrumento. Así pues, un sensor nos permite notar las cosas y comprenderlas fácilmente. El término «dispositivo de entrada» en la definición de un sensor significa que forma parte de un sistema más grande que proporciona entrada a un sistema de control principal (como un procesador o un microcontrolador). Por lo general, un sistema de sensores industriales se alimenta con una fuente de 24V DC, que es muy diferente de un sensor en un sistema de consumo que se alimenta con una fuente de 3V o 5V. En consecuencia, los sistemas de sensores industriales requieren una gestión adicional de la energía para accionar eficazmente los sensores. Por ello, estos utilizan

Página 36 de 313

salidas digitales como IO-Link directo a un microcontrolador o incluso al receptor inalámbrico. La salida de datos analógica suele estar habilitada por un amplificador óptico y conectado al convertidor analógico/digital (ADC) de un microcontrolador. La ingeniería de los sensores es relevante para prácticamente todos los aspectos de la vida, incluyendo la seguridad, la vigilancia, el monitoreo y la información en general. Por otra parte, los sensores son fundamentales para la medicina que se utiliza para el diagnóstico, los cuidados intensivos y la salud pública. Así mismo, los sensores también son fundamentales para las aplicaciones industriales que se utilizan para el control de procesos.

https://www.akribis.info/web/los-sensores-de-temperatura-mas-usados-en-laindustria/?v=d72a48a8ebd2 Características de los sensores en la automatización industrial Los sensores industriales se caracterizan dependiendo del valor de algunos de los parámetros. A continuación, se detallan las características más importantes de los sensores industriales 

Rango: Es el valor mínimo y máximo de la variable física que el sensor puede percibir o medir



Amplitud: Es la diferencia entre los valores máximos y mínimos de entrada



Exactitud: El error en la medición se especifica en términos de precisión. Se define como la diferencia entre el valor medido y el valor real. Se define en términos de % de la escala completa o % de la lectura.



Precisión: Se define como la cercanía entre un conjunto de valores. Es diferente de la exactitud.



Sensibilidad: Es la relación entre el valor de la salida y el valor de la entrada.



La alineación: es la máxima desviación entre los valores medidos de un sensor de la curva ideal.



Histéresis: Es la diferencia en la salida cuando la entrada se varía de dos maneras: aumentando y disminuyendo.

Página 37 de 313 

Resolución: Es el cambio mínimo en la entrada que puede ser detectado por el sensor.



Reproducibilidad: Se define como la capacidad del sensor de producir la misma salida cuando se aplica la misma entrada.



Respetabilidad: Se define como la capacidad del sensor de producir la misma salida cada vez que se aplica la misma entrada y todas las condiciones físicas y de medición se mantienen iguales, incluyendo el operador, el instrumento, las condiciones ambientales, etc.



Tiempo de respuesta: Se expresa generalmente como el tiempo en que la salida alcanza un cierto porcentaje (por ejemplo, el 95%) de su valor final, en respuesta a un cambio de paso de la entrada.

https://es.scribd.com/doc/273038537/Sensores-Industriale 1.5

selección de sensores y los medidores Selección de Sensores Para definir los criterios de selección de los sensores, a ser

utilizados para medir una variable determinada, es primordial conocer bien el proceso en el cual será aplicado. Se deben tener presente las características y factores del proceso al cual estará sometido el instrumento. Características del proceso a considerar para seleccionar un Sensor Selección de Sensores Condiciones del Proceso:

Medio ambiente: – Temperatura

ambiente – Lluvias – Humedad – Gases tóxicos en el ambiente – Erosión – Corrosión – Clasificación de áreas peligrosas de la planta – Interferencias electromagnéticas – Vibraciones Selección de Sensores Condiciones del Proceso: Temperatura

Balance de masas

Presión

Tipo de fluido: aire, vapor, agua, aceite, etc.

Selección de Sensores Condiciones del Proceso:

Características del fluido:

densidad, turbidez, viscosidad, sólidos en suspensión, oxígeno disuelto, conductivo o no, etc.

Características químicas del fluido: sustancias que contiene que puedan reaccionar

Página 38 de 313

con un sensor determinado, gases disueltos, etc.

Características de los sólidos: tamaño

del grano, composición, si es orgánico o inorgánico, si hay polvos en suspensión, etc. Otras Características a considerar para seleccionar un Sensor

Selección de Sensores Según la magnitud a medir: Resolución.

Exactitud deseada.

Linealidad del sensor.

Precisión deseada

Tiempo de respuesta.

Margen de medida. Estabilidad del sensor.

Límites absolutos de la magnitud a medir.

Magnitudes Interferentes. Selección de Sensores Según las Características de Entrada – Salida: Tipo: tensión, corriente, frecuencia, etc. y salida.

Forma de la señal

Sensibilidad.

Impedancia de entrada

Destino: presentación analógica, digital, etc.

https://www.slideshare.net/KevinCaballero5/criterios-de-seleccion-de-sensores

1.6

Cálculo de materiales. Una parte fundamental de los procesos de manufactura es el manejo de materiales,

ya que es el medio por el cual los procesos productivos interactúan entre si y los bienes son llevados hasta el cliente. Sin embargo, históricamente, a los sistemas de manejo de materiales no se les da la importancia necesaria durante los procesos de planeación e implementación de nuevas plantas o líneas de producción ya que, comúnmente, se adquieren hasta el final del proyecto, ya cuando los equipos productivos están instalados y listos para producir. Ésta práctica limita el espectro de posibles tecnologías de manejo de materiales que pudieran resolver el problema de cómo conectar dos procesos productivos. Los sistemas automatizados de manejo de materiales requieren de mayor inversión y tiempo para poder ser implementados, dos de las cosas que los proyectos, en su etapa final, menos tienen. Por lo tanto, los ingenieros de proyectos ven como una solución, económica y rápida, implementar tecnologías de manejo de materiales más básicas, como los montacargas, sin realizar un análisis costo - beneficio serio para su justificación. Además, encontrar el equipo automatizado de manejo de materiales adecuado, dentro del amplio mercado disponible, que sea la solución óptima y con los sistemas automáticos necesarios, puede ser una tarea que consuma mucho tiempo si no

Página 39 de 313

se tiene la experiencia y conocimiento en tecnologías de manejo de materiales pudiendo caer, por malos consejos de algún proveedor, en la compra de un equipo muy complejo y sobrado que cause más problemas que beneficios. En el presente trabajo se plantea una metodología para el diseño, selección y automatización de equipos de manejo de materiales, que sea Útil a los ingenieros de proyectos, en la industria manufacturera automotriz mexicana, como guía para justificar la adquisición de este tipo de equipos. La metodología usa herramientas financieras, tales como el cálculo del valor presente neto, y paquetes de software para simulación de procesos, como el Promover, como métodos de justificación y validación de las soluciones propuestas. Así mismo, usa la clasificación de la Asociación de Industrias de Manejo de Materiales (MHIA por sus siglas en inglés) como base para tipificar las opciones tecnológicas de manejo de materiales disponibles en el mercado.

https://docplayer.es/93460208-Universidad-nacional-de-ingenieria-facultad-de-electrotecnia-ycomputacion-departamento-de-electronica.html

1.7

Principios de automatización industrial. En la actualidad, las empresas se ven en la necesidad de adaptarse con rapidez a

las exigencias del mercado intentando adelantarse a sus competidores en un entorno en continuo cambio. La automatización de máquinas y procesos ha permitido mejorar la productividad y la calidad de los productos y la disminución de costes. Pero esto no es suficiente cuando un producto no obtiene éxito o su ciclo de vida se acorta como consecuencia de la aparición de un producto sustitutivo. La automatización tradicional no permite mejorar en este aspecto. Las tecnologías de la información han propiciado un nuevo enfoque por el que la producción se contempla como un flujo del material a través del sistema productivo y que interacciona con todas las áreas de la empresa. De ello surge el concepto de Automatización Integrada (CIM, Competer Intégrate Manufacturan) que persigue los siguientes objetivos: - Reducir los niveles de stock y controlarlos en tiempo real. - Disminuir los costes directos, mejorar la productividad y el control de calidad. - Aumentar la disponibilidad de las máquinas mediante la reducción de los tiempos de preparación. Permitir la rápida introducción de nuevos productos. Además, los equipos de control inteligentes deben integrarse en un único sistema en el que deben intercambiar

Página 40 de 313

información entre sí y con los sistemas informáticos de las otras áreas de la empresa, a través de medios como el Protocolo para la Automatización de la Producción (MAP), que permite la incorporación de diferentes equipos a un único entorno de comunicaciones. 34.1.2. Conceptos básicos La automatización de una máquina o proceso consiste en la incorporación de un dispositivo tecnológico que se encarga de controlar su funcionamiento. El sistema que se crea con la incorporación del dispositivo, denominado genéricamente automatismo, es capaz de reaccionar ante las situaciones que se presentan ejerciendo la función de control para la que ha sido concebido. Un sistema automatizado consta de: - La máquina o proceso que se quiere controlar. - Una unidad de control encargada de ejecutar las acciones necesarias. - Un conjunto de controladores o elementos de interfaz entre la máquina y el control. La información que utiliza la unidad de control es recogida por un conjunto de elementos denominados captadores. Esta información es el resultado de los cambios que tienen lugar en el estado de la máquina o proceso como consecuencia de su función. Por otra parte, la unidad de control genera órdenes que se transmiten a la máquina a través de actuadores, que transforman dichas órdenes en magnitudes o cambios físicos en el sistema mediante la aportación de potencia. Instalaciones Electrotécnicas. Tema 34. Pértiga. Escuela de Profesiones Técnicas. Santiago de Compostela. Tel: 981 553 622 3 En resumen, se trata de un proceso en lazo cerrado, en el que existe un flujo continuo de información desde la máquina o proceso a la unidad de control y viceversa. La información recibida en la unidad de control se trata según un método especificado previamente que se conoce como algoritmo de control del sistema, del que se obtienen las acciones que conducirán al funcionamiento de la máquina o proceso. Además, la unidad de control es capaz de proporcionar información ya elaborada sobre el estado y evolución del sistema al operador del mismo. Por otra parte el operador puede intervenir en el desarrollo del control mediante las consignas que modifican los parámetros del algoritmo de control o tomar el mando total pasando el sistema a control manual. 34.2. Sistemas cableados y sistemas programados: tipología y características Las tecnologías empleadas en la automatización pueden clasificarse en dos grandes grupos: tecnologías cableadas y tecnologías programadas o programables (figura 34.1). Los automatismos cableados se realizan a base de uniones físicas de los elementos que constituyen la unidad de control. La forma en que se establecen dichas uniones se determina por la experiencia o por un planteamiento teórico empleando las ecuaciones lógicas o el álgebra de Boole. Los circuitos de los esquemas serán aplicables a dispositivos neumáticos, hidráulicos, eléctricos o electrónicos. La tecnología cableada ha sido y es extensamente empleada en la industria, pero presenta ciertos inconvenientes: - En general ocupa mucho espacio. - Poca flexibilidad ante modificaciones o ampliaciones. - Es difícil la identificación y resolución de averías. - No están adaptados a

Página 41 de 313

funciones

control

complejas.

disponibilidad

equipos

programables

(microprocesadores) inició la aplicación de la tecnología programable en el medio industrial. Un microprocesador es un dispositivo con capacidad para leer una secuencia de instrucciones (programa almacenado) en código binario y ejecutar distintas acciones dependiendo del tipo de instrucción. Todos los equipos micro programables, además del microprocesador, Figura 34.1. Tecnologías empleadas en la automatización Instalaciones Electrotécnicas. Tema 34. Pértiga. Escuela de Profesiones Técnicas. Santiago de Compostela. Tel: 981 553 622 4 disponen de una memoria donde almacenar el programa que ejecutan y los datos con los que opera el programa, y de unas unidades de entrada/salida mediante las cuales el microprocesador se comunica con el entorno exterior. Los microprocesadores se aplicaron allí donde la cantidad de información y la complejidad del algoritmo de control hacían extremadamente complicado el empleo de equipos cableados; un campo particularmente propicio fue el de la industria de proceso (química, petroquímica). Los microordenadores, cuya capacidad de tratamiento de la información estaba probada en aplicaciones de cálculo y gestión, si bien paliaban los inconvenientes de las técnicas cableadas, aportaban una nueva problemática para su empleo generalizado en el control industrial por los siguientes motivos: - Poco adaptados a las condiciones del medio industrial. - Requerían personal especializado para la programación y mantenimiento. - Coste elevado del equipo. Hoy en día, en los procesos industriales el ordenador es más empleado en tareas de supervisión, comunicado con la red

autómatas

microcontroladores,

funciones

procesamiento

almacenamiento de datos, presentación gráfica de resultados, visualización del estado del proceso, etc., que en las específicas de control.

1.8

Procesos lógicos. Es toda máquina electrónica diseñada para controlar en tiempo real y en ambiente

industrial procesos secuenciales. ... Esto se logra activando las salidas de acuerdo a los estados de las entradas y en función de un algoritmo de control almacenado en la memoria del sistema Procesos de producción. 2.- Diagrama de flujo de procesos de producción. 3.Automatización de procesos industriales. 4.- Controladores lógicos programables (PLC). 5.Lenguajes de programación. 6.- Operaciones lógicas fundamentales. 7.- Ejemplos de programación. 8.- Conexionado eléctrico. 9.- Puesta en marcha, regulación y verificación de trayectorias. 3. t03 1.- procesos de producción trabajo procesos de transformación capital materias primas producto

Página 42 de 313

4. t04 2.- diagrama de flujo de procesos de fabricación procesos de elaboración harina aceite pescado elaboración de harina de pescado 5. t05 2.- detalle del proceso de elaboración de harina de pescado pescado pozos procesador cocedor prensa secador enfriador molino ensacador harina evaporador centrífugas aceite 6. t06 3.- automatización de procesos industriales 3.1 introducción - sistema: es la unidad superior que contiene variados componentes que funcionan conjuntamente y cumplen un determinado objetivo. SISTEMA Causa, excitación señal de entrada Efecto, respuesta señal de salida Perturbaciones

http://www.rodamovimiento.com/index.php/nuestros-servicios/10-servicio-3

1.9

Lógica combi nacional automatizada Combi nacional o lógica combi nacional a todo sistema digital en el que sus salidas

son función exclusiva del valor de sus entradas en un momento dado, sin que intervengan en ningún caso estados anteriores de las entradas o de las salidas. Las funciones booleanas –compuestas por operadores OR, AND, NAND, XOR– se pueden representar íntegramente mediante una tabla de verdad. Por tanto, carecen de memoria y de retroalimentación.

https://bookdown.org/alberto_brunete/intro_automatica/combinacionales.html

Página 43 de 313

1.10 Electrónica básica. Estudio de los componentes electrónicos discretos básicos como elementos de partida para la construcción de circuitos de aplicación: el estudio del funcionamiento de los circuitos analógicos y digitales se basa en el conocimiento de componentes discretos tales

como

resistencias,

diodos

transistores.

Aquí tienes como son las resistencias en la realidad:

https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm

Como ves tienen unas barras de colores (código de colores) que sirven para definir el valor de la resistencia en ohmios (Ω). El código para el valor de cada color y más sobre las resistencias

tienes

esta

página: Resistencia

Eléctrica.

El primer color indica el primer número del valor de la resistencia, el segundo color el segundo

número,

tercero

número

ceros

añadir.

https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm

El primer color nos dice que tiene un valor de 2, el segundo de 7, es decir 27, y el tercer valor es por 100.000 (o añadirle 5 ceros). La resistencia valdrá 2.700.000 ohmios. ¿Fácil no?. Si

quieres

saber

más

enlace: Resistencia.Son

sobre

resistencias

resistencia variables

eléctrica

recomendamos

mecánicamente

este

(manualmente).

Los valores de la resistencia del potenciómetro varían desde 0Ω, el valor mínimo y un máximo, que depende del potenciómetro.

Página 44 de 313

Los potenciómetros tienen 3 terminales. OJO La conexión de los terminales exteriores (los extremos) hace que funcione como una resistencia fija con un valor igual al máximo que puede alcanzar el potenciómetro. El terminal del medio con el de un extremo hace que funcione como variable al hacer girar una pequeña ruleta. Aquí vemos 2 tipos diferentes, pero que funcionan de la misma forma:

https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm

Cualquier símbolo electrónico que tenga una flecha cruzándole significa que es variable. En este caso, una resistencia variable o potenciómetro sería:

https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm

Para Saber más sobre el potenciómetro te recomendamos este enlace: Potenciómetro. Resistencia que varía al incidir sobre ella el nivel de luz. Normalmente su resistencia disminuye al aumentar la luz sobre ella. Suelen ser utilizados como sensores de luz ambiental o como una fotocélula que activa

determinado

proceso

ausencia

presencia

https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm

luz.

Página 45 de 313

Cualquier símbolo que tenga flechas dirigidas hacia el símbolo, significa que cambia al Para saber más sobre la LDR y ver un circuito de aplicación, el siguiente enlace: LDR. Son resistencias que varían su valor en función de la temperatura que alcanzan. Hay dos tipos: la NTC y la PTC. NTC : Aumenta el valor de su resistencia al disminuir la temperatura (negativo). PTC: Aumenta el valor de su resistencia al aumentar la temperatura (positivo).

https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm

Los símbolos son:

https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm

Un varistor es un componente electrónico que modifica su resistencia eléctrica en función de la tensión que se aplica en sus extremos o patillas. También se suele llamar por su abreviatura VDR (Voltaje Dependen Resistor). El tipo más común de varistor de óxido metálico (MOV). Un MOV contiene una masa cerámica de granos de óxido de zinc, en una matriz de otros óxidos metálicos (como pequeñas cantidades de bismuto, cobalto, manganeso) intercalados entre dos placas de metal (los electrodos). Se suele utilizar para proteger los componentes de un circuito contra sobretensiones.

https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm

Página 46 de 313

Componente electrónico que permite el paso de la corriente eléctrica en una sola dirección (polarización directa).

https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm

En el diodo real viene indicado con una franja gris la conexión para que el diodo conduzca. De ánodo a cátodo conduce. De cátodo a ánodo no conduce. El símbolo del diodo es el siguiente:

https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm Veamos como funcionaría en un circuito con un lámpara. Si en la pila la corriente va del polo positivo (Barra larga) al negativo (barra corta) tenemos que la lámpara:

https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm En

primer

caso

dice

que

está

polarizado

directamente,

lámpara

lucirá.

En el segundo caso está polarizado inversamente (fíjate que cambió la polaridad de la pila), en este caso la lámpara no luce.Normalmente los diodos se utilizan con LEDs, no con lámparas o bombillas. Diodo

que

Para

Saber

emite

luz

más

sobre

cuando

diodo

polariza

recomendamos

directamente

(patilla

este

enlace.

larga

+).

Estos diodos funcionan con tensiones menores de 2V por lo que es necesario colocar una resistencia en serie con ellos cuando se conectan directamente a una pila de tensión mayor (por ejemplo de 4V).

Página 47 de 313 La patilla larga nos indica el ánodo. Lucirá cuando la patilla larga este conectada al polo positivo (polarización directa).

https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm

1.11 Electrónica análoga. Electrónica analógica es una rama de la electrónica que estudia los sistemas cuyas variables (tensión, corriente, etcétera) varían de una forma continua en el tiempo y pueden tomar (al menos teóricamente) infinitos valores. En contraposición, en la electrónica digital las variables solo pueden tomar valores discretos y tienen siempre un estado perfectamente definido. La electrónica analógica trata del estudio de circuitos cuya función se basan en señales variables desde el valor 0 a un valor indeterminado, por ejemplo, difererntes valores de temperatura para la entrada de un sensor de temperatura, las señales de sonido de un amplificador, etc. Los elementos que intervinieron en el principio de la electrónica analógica fueron las válvulas, unas lámparas de vacío que con un perfecto diseño interno constituían los denominados diodos de vacío, tríodos, pentodos, etc. Sus funciones eran la de amplificar las señales. Posteriormente el elemento semiconductor fabricado de silicio sería lo que sustituiría a las válvulas de vacío.

http://myelectronic.mipropia.com/analogica.html?i=1

Fundamentalmente la electrónica es una parte de la física que se encarga del estudio de los sistemas eléctricos enfocados desde el punto de vista del comportamiento individual del electrón (la mínima partícula eléctrica).

Página 48 de 313

http://myelectronic.mipropia.com/analogica.html?i=1

Su relación con la electricidad es muy estrecha, entonces algunas veces es complicado separar una de la otra. La electrónica digital considera valores discretos de tensión, corriente o cualquier otra medida; estos son valores concretos determinados, mientras que la electrónica analógica, se considera y trabaja con valores continuos de estas variables; pudiendo tomar, en teoría, valores infinitos. Por ejemplo, disponemos de una medida real concreta; la longitud total de un coche:

- En un sistema analógico la medida real sería de 4,51528397... Teóricamente hasta que llegásemos a la mínima cantidad de materia existente (siempre que el instrumento de medida sea lo suficientemente exacto). - En un sistema digital la medida del coche podría ser de 4 metros o de 4 metros y 51 cm. Podremos darle cualquier precisión pero siempre serán números enteros.

http://myelectronic.mipropia.com/analogica.html?i=1

1.12 Electrónica digital Electrónica digital es la rama de la electrónica más moderna y que evoluciona más rápidamente. Se encarga de sistemas electrónicos en los que la información está codificada en estados discretos, a diferencia de los sistemas analógicos donde la información toma un rango continuo de valores. En la mayoría de sistemas digitales, el número de estados discretos es tan solo de dos y se les denomina niveles lógicos. Estos niveles se representan por un par de valores de voltaje, uno cercano al valor de referencia del circuito (normalmente 0 voltios, tierra o

Página 49 de 313

"GND"), y otro cercano al valor dado por la fuente de alimentación del circuito. Estos dos estados discretos reciben muchas parejas de nombres en libros de electrónica y otros textos especializados, siendo los más comunes "0" y "1", "false" y "true", "off" y "on" o "bajo" y "alto" entre otros. Tener solo estos dos valores nos permite usar el álgebra booleana y códigos binarios, los que nos proporciona herramientas muy potentes para realizar cálculo sobre las señales de entrada. Al hablar de electrónica digital estamos en presencia del mayor avance en cuanto a ciencia electrónica se refiere. Al principio los mecanismos interactuaban entre sí por movimientos y secuencia preconcebidas para obtener un mismo resultado, la invención de las válvulas, luego los transistores, los chips y por último los microprocesadores así como los micro-controladores han llevado a esta ciencia a posicionarse como una de las más precisas en lo que a procesamiento de datos, imagen y vídeos en los que podamos hablar. Los más complejos sistemas digitales, aplicados y útiles hoy en día son posibles gracias a la integración de los componentes, herramientas, equipos y subsistemas electrónicos, informáticos y mecánicos. En tiempos modernos es tan fácil tocar una pantalla con nuestras manos (pantalla táctil), ejecutar un comando de voz y cambiar un canal o abrir una ventana, apagar y encender una bombilla; todo gracias a la electrónica digital. Como su nombre lo indica ella se sustenta en su propio lenguaje, el lenguaje de código binario "1" y "0", se crean ciclos de palabras, password, secuencias de bit y byte y se hace realidad lo que nunca se pensó poder monitorear en tiempo real un proceso a miles de kilómetros de distancia. Todas las demás ciencias hoy en día se deben a la invención de los sistemas digitales, es difícil pensar en cocinar algo, llamar a un pariente lejano o ir al cine sin dejar a un lado la electrónica digital.

http://www.electronicasi.com/ensenanzas/electronica-avanzada/electronica-formacionprofesional/equipos-electronicos-de-consumo/electronica-digital-y-microprogramable-sistemasdigitales/

Página 50 de 313

1.13 Compuertas lógicas. Las Compuertas Lógicas son circuitos electrónicos conformados internamente por transistores que se encuentran con arreglos especiales con los que otorgan señales de voltaje como resultado o una salida de forma booleana, están obtenidos por operaciones lógicas binarias (suma, multiplicación). También niegan, afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas. Estas compuertas se pueden aplicar en otras áreas de la ciencia como mecánica, hidráulica o neumática. Compuerta AND

Esta compuerta es representada por una multiplicación en el Algebra de Boole. Indica que es necesario que en todas sus entradas se tenga un estado binario 1 para que la salida otorgue un 1 binario. En caso contrario de que falte alguna de sus entradas con este estado o no tenga si quiera una accionada, la salida no podrá cambiar de estado y permanecerá en 0. Esta puede ser simbolizada por dos o más interruptores en serie de los cuales todos deben estar activos para que esta permita el flujo de la corriente. compuert_log compuert_log compuert_log Fig. 2 Tabla, Representación y Fórmula Compuerta AND Compuerta OR En el Algebra de Boole esta es una suma. Esta compuerta permite que con cualquiera de sus entradas que este en estado binario 1, su salida pasara a un estado 1 también. No es necesario que todas sus entradas estén accionadas para conseguir un estado 1 a la salida pero tampoco causa algún inconveniente. Para lograr un estado 0 a la salida, todas sus entradas deben estar en el mismo valor de 0. Se puede interpretar como dos interruptores en paralelo, que sin importar cual se accione, será posible el paso de la corriente. compuert_log compuert_log compuert_log Fig. 3 Tabla, Representación y Fórmula Compuerta OR Compuerta NOT

Página 51 de 313

En este caso esta compuerta solo tiene una entrada y una salida y esta actúa como un inversor. Para esta situación en la entrada se colocara un 1 y en la salida otorgara un 0 y en el caso contrario esta recibirá un 0 y mostrara un 1. Por lo cual todo lo que llegue a su entrada, será inverso en su salida. compuert_log compuert_log compuert_log Fig. 4 Tabla, Representación y Fórmula Compuerta NOT Compuerta NAND También denominada como AND negada, esta compuerta trabaja al contrario de una AND ya que al no tener entradas en 1 o solamente alguna de ellas, esta concede un 1 en su salida, pero si esta tiene todas sus entradas en 1 la salida se presenta con un 0. compuert_log compuert_log compuert_log Fig. 5 Tabla, Representación y Fórmula Compuerta NAND Compuerta NOR Así como vimos anteriormente, la compuerta OR también tiene su versión inversa. Esta compuerta cuando tiene sus entradas en estado 0 su salida estará en 1, pero si alguna de sus entradas pasa a un estado 1 sin importar en qué posición, su salida será un estado 0. compuert_log compuert_log compuert_log Fig. 6 Tabla, Representación y Fórmula Compuerta NOR Compuerta XOR También llamada OR exclusiva, esta actúa como una suma binaria de un digito cada uno y el resultado de la suma seria la salida. Otra manera de verlo es que con valores de entrada igual el estado de salida es 0 y con valores de entrada diferente, la salida será 1. compuert_log

Página 52 de 313

compuert_log compuert_log Fig. 7 Tabla, Representación y Fórmula Compuerta XOR Compuerta XNOR Esta es todo lo contrario a la compuerta XOR, ya que cuando las entradas sean iguales se presentará una salida en estado 1 y si son diferentes la salida será un estado 0. compuert_log compuert_log compuert_log Fig. 8 Tabla, Representación y Fórmula Compuerta XNOR Compuerta IF Esta compuerta no es una muy utilizada o reconocida ya que su funcionamiento en estados lógicos es parecido a si solo hubiera un cable conectado porque exactamente lo que se le coloque en la entrada, se encontrara en la salida. Pero también es conocido como un buffer, en la práctica se utiliza como amplificador de corriente o como seguidor de tensión para adaptar impedancias. compuert_log compuert_log compuert_log

1.14 Logo soft 230 RC. Se trata de los equipos disponibles en los laboratorios de PLCs del ISTTA y por lo tanto el que se empleará en las prácticas experimentales de uno de los temas de la unidad didáctica de PLC I. En él se integra las siguientes funciones y módulos Determinada cantidad de entradas y salidas según el modelo El LOGO 230 RC cuenta con 6 entradas digitales y 4salidas digitales por relé. Para el montaje se coloca sobre perfil normalizado. La tensión de alimentaciones de 230Vca y debe ser alimentado separadamente de sus entradas, para lo cual las conexiones se encuentran debidamente separadas e identificadas. Para más detalles les presento el siguiente resumen. "LOGO! es un módulo lógico universal para la electrotecnia, que permite solucionar las aplicaciones cotidianas con un confort decisivamente mayor y menos gastos."

Página 53 de 313

"Mediante LOGO! se solucionan cometidos en las técnicas deinstalaciones en edificios y en la construcción de máquinas y aparatos (p.ej controles de puertas, ventilación, bombas de aguas,etc)" o primero que llama la atención del LOGO! es su tamaño. Cualquiera de sus modelos, largo o corto, permiten ser alojados en cualquier armario o caja con raí

https://www.amazon.com/-/es/Siemens-6ed10521fb000ba6-Logo-230rc-200Bloques/dp/B013HVBC14

1.15 Programación. Programar un PLC implica generar un conjunto de instrucciones y de órdenes que provocarán la ejecución de una tarea determinada. Podemos decir que un programa es una respuesta predeterminada a todas las combinaciones posibles de estados de la información que recibe. La programación en PLC se compone de diversas fases: 1 – Definición y análisis del problema: En primer lugar debemos identificar cuál es la necesidad que queremos resolver a través de la controladora programable. ¿Qué resultados nos debe proporcionar el sistema? ¿Qué datos o información nos hacen falta para poder determinar la respuesta de la máquina? 2 – Definición de la arquitectura del automatismo: Definiremos el hardware de la controladora. Una vez que sepamos cuál es la información o los procesos que necesitamos monitorizar, configuraremos las entradas de la controladora para que pueda recibir los datos que se recogen a través de los sensores. Se definen también las salidas a través de las cuáles se activarán procesos, y factores como la redundancia o el diagnóstico. 3 – Diseño de los algoritmos: Un algoritmo consiste en una secuencia de los pasos requeridos para ejecutar una tarea. Así, se diseñará el método para la toma de decisiones. 4 – Programación de código: Con todos los procesos definidos, pasaremos a redactar las órdenes que nos permitirán comunicarnos con la máquina. Para ello se emplean los lenguajes de programación. 5 – Depuración, test y verificación del programa: La última fase implica una serie de tareas orientadas a comprobar el correcto funcionamiento del programa. Se detectan

Página 54 de 313

posibles errores en la comunicación y se hacen las correcciones oportunas para garantizar una óptima ejecución del automatismo programado.

1.16 Lenguajes de programación. Los lenguajes de programación en PLC se componen de una serie de símbolos, caracteres y reglas de uso que fueron diseñados para poder establecer una comunicación de los usuarios con las máquinas. Es el código mediante el cual somos capaces de crear un programa con instrucciones para controlar el funcionamiento de cualquier proceso o máquina industrial. En la actualidad, el estándar internacional IEC 6131 define los principales lenguajes de programación en PLC: IL (Instrucción List): Es un lenguaje de texto y es el lenguaje de programación más antiguo. En realidad, es la base del resto de lenguajes y se empleaba cuando las computadoras no tenían capacidad gráfica. El IL es un lenguaje de bajo nivel y recuerda al lenguaje ensamblador. En este lenguaje todos los programas pueden ser traducidos a una lista de instrucciones. El control del programa se consigue a través de “saltos” y de llamadas a funciones. Es un lenguaje gráfico y es la evolución del lenguaje IL. El lenguaje Ladder se conoce también como Diagrama de Escalera, ya que su estructura recuerda a la de una escalera: se compone de dos niveles verticales (alimentación) y de dos horizontales. Las instrucciones se colocan en el lado izquierdo y las salidas en el lado derecho. El procesador del PLC interpretará los lados de abajo arriba y de izquierda a derecha.

https://edimar.com/programacion-en-plc/

Es un lenguaje gráfico que define la función entre las variables de entrada y las de salida. En este lenguaje se utilizan bloques de símbolo lógico.

https://edimar.com/programacion-en-plc/

Página 55 de 313

Es un lenguaje gráfico que define la función entre las variables de entrada y las de salida. Recuerda al lenguaje de programación C y al Pascal. Se compone de una serie de instrucciones que se pueden ejecutar de manera condicionada.

https://edimar.com/programacion-en-plc/

https://www.youtube.com/watch?v=o28Fb4fBNuE

1.17 KOP Es un esquema de contratos, escalera o ladder. Es un lenguaje de Stop 7 gráfico y probablemente el más extendido en todos los lenguajes de programación y por tanto el más similar a otros. Probablemente es el más fácil de entender por personal proveniente de la industria eléctrica y técnicos eléctricos. En definitiva, es la representación que habría que cablear si se quisiera hacer el mismo programa que realizas con el PLC. La representación del lenguaje de programación gráfico KOP (esquema de contactos) es similar a la de los esquemas de circuitos. Los elementos de un esquema de circuitos, tales como los contactos normalmente cerrados y normalmente abiertos, se agrupan en segmentos. Uno o varios segmentos constituyen el área de instrucciones de un bloque lógico. En la siguiente figura podemos ver un ejemplo de programación en lenguaje KOP:

Página 56 de 313

http://www.grupomaser.com/PAG_Cursos/Step/step7/Proyecto%20step7/paginas/contenido/step7/7/2.9.1.2.htm

1.18 FUP Es un lenguaje de Step7 gráfico que utiliza los cuadros del álgebra booleana para representar la lógica. Asimismo, permite representar funciones complejas (p.ej. funciones matemáticas) mediante cuadros lógicos. Tiene la ventaja de ver agrupados por bloques las diferentes lógicas y tener bloques complejos. Cuando hay mucha lógica booleana en serie suele ser más compacto y más fácil de ver el segmento completo. El lenguaje de programación FUP (diagrama de funciones) utiliza los símbolos gráficos del álgebra booleana para representar la lógica. También es posible representar en conexión directa con los cuadros lógicos funciones complejas, por ejemplo, funciones matemáticas.

https://siemenslogo.com/blog/general/que-son-fup-y-kop-en-siemens-logo

Página 57 de 313

1.19 AWL Es un lenguaje de programación textual orientado a la máquina. En un programa creado en AWL, las instrucciones equivalen en gran medida a los pasos con los que la CPU ejecuta el programa. Para facilitar la programación, AWL se ha ampliado con estructuras de lenguajes de alto nivel (tales como accesos estructurados a datos y parámetros de bloques). Es el más completo y el más complejo visualmente de seguir. Para instrucciones sencillas es muy útil pero cuando se quiere hacer una lógica un poco compleja el trabajo de seguimiento y de depuración es complicado y fácilmente susceptible de cometer errores. En su haber, si lo que necesitas no lo puedes programar en AWL, es que no se puede programar con ninguno de los 3. Por otra parte ambos lenguajes gráficos son traducibles a AWL, pero no al revés y no necesariamente entre ellos.

https://programacionsiemens.com/step-7-awl-fup-kop-cual-elijo/

1.20 Funciones Básicas. En la era moderna, la automatización es clave para la optimización de Tecnologías de Información y la transformación digital. Los entornos modernos y dinámicos necesitan tener la capacidad para escalar de forma continua y rápida, y la automatización es fundamental para hacer esto posible. Pero, ¿Qué es la Automatización? Si lo definimos textualmente, el conjunto de elementos o procesos informáticos, mecánicos y electromecánicos donde se transfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos.

Página 58 de 313

La automatización hace referencia a un proceso integral a través del cual los negocios impulsan sus tareas para hacerlas más eficaces y con mayor calidad. Esto obliga a la puesta en marcha de acciones como la digitalización de la información, la integración de aplicaciones y áreas, la aceleración de los tiempos, la reducción de mano de obra, la implementación de sistemas software, entre otras. 

Funciones de la Automatización



Incrementar la productividad de la empresa mediante la reducción de costos



Mejorar los estándares de calidad



Aumento de las operaciones productivas



Mejorar condiciones de trabajo



Simplificación de los procesos operativos y de mantenimientos.



Integración de los sistemas de producción



Automatización industrial en Gestión Tecnológica

El departamento de desarrollo de gestión tecnológica cuenta con un plantel capacitado para el diseño de controladores de maquinaria, resolución de problemas industriales, diseño de aplicaciones móviles para el control automático, programación de software aplicada, entre otras. Nuestro departamento de investigación desarrolla controladores y aplicaciones para automatización industrial, la cual tiene por objetivo mejorar la eficiencia de procesos industriales, y la reducción de sus costos.

1.21 Funciones especiales. Relé auto enclavador (Set – Reste). Relé auto enclavador o Visitable. Dispone de dos estados estables. Se activa con un impulso en la patilla S y se desactiva con un impulso en la patilla R. La patilla R tiene preferencia en caso de estar las dos patillas activadas de manera simultánea. AND (flanco) y NAND (flanco). Usaremos estas funciones para conseguir señales que tan sólo se manifiestan durante un instante, un ciclo del PLC. No tienen suficiente duración para que veamos como encienden un motor o una luz de señalización, pero si tienen suficiente para activar una función Relé auto enclavador o función Set Reset, por ejemplo.

Página 59 de 313

Marcas. Podemos utilizar las marcas como memorias intermedias, con valor «1» o «0», lo que serían relés en lógica cableada. En ocasiones nos permiten conectar elementos que directamente

está

permitido

conectar.

La más importante en nuestro caso es la marca M8, o marca de arranque está marca emite una señal de un ciclo al arrancar el autómata y nos va a servir para poner en marcha el programa desde una conexión online.

https://d.facebook.com/AutomatizacionEnergia/photos/a.736987806387118/1069436209808941/? type=3&p=6

1.22 Entradas análogas y digitales. La automatización cada vez se posiciona con más fuerza en el ámbito industrial. Una de las necesidades más importantes de los autómatas es relacionarse con el mundo real y entre ellos mediante los buses de campo. Para adquirir datos externos, procesarlos y generar una respuesta. La forma de adquirir estos datos es mediante las entradas analógicas en los PLC Estas entradas permiten la conexión con sensores o dispositivos de medición. Estos elementos realizaran una conversión entre la magnitud física que midan y una magnitud eléctrica que el PLC pueda trabajar. El PLC trabajara con estos datos en función de la programación interna que se le haya establecido. Y generara una señal de salida que volcará sobre un elemento actuador que realizara la acción deseada. Por ello el comprender el uso de las entradas analógicas en los PLC es vital para su correcto uso. Debido a que el resultado final depende directamente de que hayamos configurado de forma adecuada nuestra entrada inicial. Para ello veremos alguno de los sensores que podemos conectar a las entradas analógicas en los PLC. Además de ver las distintas conversiones que se deben realizar para que el sistema las gestione de forma adecuada. Uso de sensores para la conexión con los PLC.

Página 60 de 313

Los sensores miden una variable física y ofrecen voltaje o intensidad a la salida para que sea leída por las entradas analógicas en los PLC. La forma más habitual de gestionar las variaciones de estas magnitudes eléctricas es mediante un puente de Wheatstone. Un puente es una configuración de cuatro resistencias alimentadas por tensión o corriente y en la que medimos el voltaje de salida entre ambos pares de resistencias. Una de estas resistencias será variable respecto a una magnitud física, la que nosotros medimos. Al variar esta resistencia el voltaje de salida será distinto y esa tensión será leída por la entrada analógica de nuestro PLC. Puente de wheatstone para entradas analógicas en los PLC Ciertos sensores ofrecen la medición de las variables físicas mediante la variación en una capacidad en vez de una resistencia. En este caso se construirá un puente capacitivo que seguirá la misma filosofía que los puentes resistivos. Aunque tendrá capacidades en lugar de resistencias. Algunos de los sensores más usados Sensor de humedad: Estos sensores miden la cantidad de agua que está contenida en el ambiente o en gases de forma general. Generalmente esta medición se observa sobre el cambio de la capacidad en un condensador o una resistencia. Esta capacidad o resistencia varía en función de la permisividad del aire que le rodea. Esta a su vez variará con la cantidad de agua que contenga. La variación de la capacidad es lenta, por lo que no suelen usarse para cambios bruscos de humedad. Se suelen limitar entre un 5% y un 90% de humedad relativa con una exactitud del 3% para los modelos más estándares. Sensor de temperatura: Los más usuales son los de carácter resistivo. Estos varían el valor de su resistencia con la temperatura que tengan. Existen en ambos sentidos es decir, que aumenten su resistencia con la temperatura o que la disminuyan. Las más usadas son las NTC, PTC y RTD. Todas tienen un carácter exponencial por lo que se intenta trabajar siempre entre sus tramos lineales. Sensor de presión: Se basan en el cambio de magnitud de una resistencia. Se medirá sobre un material deformable, al aumentar la presión del ambiente esta variará la forma de la superficie. Este cambio de superficie modificará también el valor de la resistencia. Se puede calcular también sobre una capacidad. La presión varía la longitud entre las placas plano paralelas del condensador y varía su capacidad. Célula de peso: Las células de peso funcionan mediante el efecto piezoeléctrico. Este efecto provoca que al variar la proximidad entre dos cristales, estos se polarizan eléctricamente. Lo que genera una diferencia de potencial entre ellos que podemos medir y relacionar con la fuerza que se le ha aplicado. Conversión entre datos analógicos y digitales.

Página 61 de 313

Para que el autómata procese las variaciones de corriente o voltaje deben pasar de analógico a digital mediante un conversor. El valor digital que se obtiene es una palabra de un número determinado de bits cuyo valor binario cambia en función del valor analógico que tengamos. Si, por ejemplo, la salida de un sensor nos da un valor de 5 voltios cuando esta encendido y 0 voltios cuando esta desactivado. Las entradas analogicas en los PLC codificarán esta información con un 1 o un 0 para cada situación. Estos valores pueden ser muy variables por lo que el PLC normaliza los valores que adquiere sobre una escala interna. Realizandole una interpolación rectilínea. Tomando como pendiente la ganancia de la conversión del valor real al normalizado. Esta se calcula como el cociente entre la diferencia de los valores limites normalizados y la diferencia de los limites de los valores que tomamos en la entrada analógica. Se le añade una compensación para corregir el error en el 0 que ocasionaria el offset que se pueda introducir por parte de los sensores. Esta compensación se calcula como el valor de offset por la ganancia. Con este procedimiento obtendríamos un valor normalizado. Sería el cociente entre la diferencia del valor analógico real y la compensación y la ganancia. Ese valor se codificará con n bits y pasará por el conversor analógico-digital obteniendo un valor discretizado del mismo con el que el autómata podrá trabajar Como conclusión podemos entender todos los puntos críticos que hay antes incluso de que comience la función específica para la que hemos designado a nuestro autómata. La simple elección de cómo medir las variables que vamos a monitorizar o como gestionarla condicionara todo el funcionamiento posterior. Controlar factores como la tensión de offset, la precisión de nuestros sensores o el rango de valores admisibles de nuestro autómata serán los puntos de partida en la elección de los componentes de nuestro sistema. En el punto de la conversión analógico-digital existen muchos tipos de conversores con distintas prestaciones. Habitualmente las entradas analógicas en los PLC los llevan incorporados. Controlar y conocer este tipo de conversores puede suponer una mejora en el rendimiento o un abaratamiento en los costes.

http://panamahitek.com/entradas-y-salidas-analogicas-y-digitales/

Página 62 de 313

1.23 Salidas Análogas y Digitales. Dispositivos

salida:

Los dispositivos de salida son aquellos que responden a las señales que reciben del PLC, cambiando o modificando su entorno. Entre los dispositivos típicos de salida podemos hallar: Contactares de motor Electroválvulas Indicadores luminosos o simples relés Generalmente los dispositivos de entrada, los de salida y el microprocesador trabajan en diferentes niveles de tensión y corriente. En este caso las señales que entran y salen del PLC deben ser acondicionadas a las tensiones y corrientes que maneja el microprocesador, para que éste las pueda reconocer. Ésta es la tarea de las interfases o módulos de entrada o salida. Las entradas se pueden clasificar en: Entradas Digitales: también llamadas binarias u “on-off”, son las que pueden tomar sólo

dos

estados:

encendido

apagado,

estado

lógico

Los módulos de entradas digitales trabajan con señales de tensión. Cuando por un borne de entrada llega tensión, se interpreta como “1” y cuando llega cero tensiones se interpreta como “0”. Existen módulos o interfaces de entradas de corriente continua para tensiones de 5, 12, 24 ó 48 Vcc y otros para tensión de110 ó 220 Vca. Los

PLC

modernos

tienen

módulos

entrada

que

permiten

conectar

dispositivos con salida PNP o NPN en forma indistinta. La diferencia entre dispositivos con salida PNP o NPN es como la carga (en este caso la carga es la entrada del PLC) está conectada con respecto al neutro o al positivo. Recuerde

que…

Las señales digitales en contraste con las señales analógicas no varían en forma continua, sino que cambian en pasos o en incrementos discretos en su rango. La mayoría de

las

señales

digitales

utilizan

códigos

binarios

dos

estados.

Las entradas discretas, tanto las de la corriente continua como las de la corriente alterna, están compuestas por una estructura típica que se puede separar en varios bloques:

Página 63 de 313

https://electrinblog.wordpress.com/2016/04/25/post-3/

Rectificador: en el caso de una entrada de corriente alterna, convierte la señal en continua. En el caso de una señal de corriente continua, impide daños por inversión de polaridad. Acondicionador de señal: elimina los ruidos eléctricos, detecta los niveles de señal para los cuales conmuta el estado lógico, y lleva la tensión al nivel manejado por la CPU.

1.24 Modos de control automático. Los controladores automáticos generalmente operan a través de modos de control tales como: “abierto-cerrado” (on-off), proporcional y otros, los que determinan cómo reacciona un sistema de control a ciertas condiciones de operación, y la selección del mejor modo para una aplicación requiere del entendimiento: 1) el circuito de control básico, 2) los diferentes modos obtenibles, 3) el comportamiento dinámico del proceso que se está controlando. La figura N°1 muestra un circuito de control de retroalimentación básico, y muchos sistemas de control industrial pueden ser reducidos a uno o más de dichos diagramas; dependiendo la selección del controlador del análisis de los elementos fundamentales representados en dichos diagramas. Primero se debe definir los términos para las varias señales mostradas y notar que el controlador (en el cuadro de líneas punteadas), tiene dos partes: una que es el elemento de sustracción y que recibe el Set – Point (valor deseado de la variable controlada) y la señal de retroalimentación del proceso y genera una señal error; y otra que recibe la señal de error y realiza las funciones de control necesarias (tales como acciones proporcionales, de reajusto o de arte), que dan por resultado una señal de salida del controlador. La señal de salida del controlador va a un elemento final de control, el cual es generalmente una válvula operada automáticamente, aunque podría ser un amortiguador, un excitador variable de

Página 64 de 313

velocidad, un reóstato variable, un autotransformador, una resistencia variable, o cualquier dispositivo similar capaz de cambiar la variable de un proceso. Si se trata de una válvula, esta, dirigida por la señal recibida varia el flujo a través de ella, y este es una variable del proceso (no una señal como se consideró previamente), es llamado la variable manipulada. El elemento final de control sirve, por lo tanto, para convertir

variaciones

señal

salida

del

controlador,

variaciones

correspondientes en la variable manipulada. Como se muestra la figura N°1, la variable manipulada forma parte de un circuito básico de control que conduce al proceso controlado. Las líneas gruesas se usan para distinguir “variables” de las “señales”, representadas por líneas más delgadas. La variable controlada es, de seguro, la condición del proceso que deseamos regular a un valor igual o muy cercano al Set – Point. Figura 1. Circuito básico de control. El proceso controlado toma muchas formas, y en el caso de un sistema de control de nivel, es un tanque con su capacitancia relativa, (o habilidad de retención), y las características del flujo que entra y sale del tanque. En el caso de un control de flujo, la variable manipulada es la variable controlada, y el concepto de proceso controlado no es aplicable. Un proceso controlado puede ser descrito meramente como “el equipo que establece las relaciones estáticas y dinámicas entre la variable manipulada y la variable controlada”. Las disturbancias pueden entrar al elemento final de control o al proceso en cualquier forma, para cambiar sus relaciones entrada-salida, y esta es la razón fundamental para usar un circuito de control, el que actúa para mantener la variable controlada a un valor deseado a pesar de las disturbancias. Si deseamos controlar una variable de proceso por medio de un sistema de retroalimentación, un controlador debe medir esa variable y crear una señal que realmente represente la variable, tanto con respecto a la posición como a la velocidad de medición. Los elementos de medición en la figura No.1 representan todos los elementos usados para convertir la variable controlada, en una señal de la misma naturaleza que la señal de set – point en el controlador. Estas señales pueden tomar la forma de un movimiento, una presión neumática, una corriente eléctrica, una fuerza u otras, dependiendo del diseño del controlador. Por lo tanto, transmisores, receptores, tubos, dispositivos servo-eléctricos, así como dispositivos de detección en sí mismos son todos considerados partes de los medios de medición.

http://www.sapiensman.com/control_automatico/

Página 65 de 313

Capítulo III Por: Omar López 1. PLC S-7 200 1.1

Tipos de Procesadores La importancia de los procesos de automatización en la industria y manufactura

actual son innegables. Año tras año, diversos sectores comerciales reconocen la importancia de adquirir el equipo necesario para dar cabida a la creciente demanda en tareas de producción. Una de las herramientas más demandadas es el PLC. Este es un recurso imprescindible para establecer procesos de automatización y, si bien el mercado actual cuenta con múltiples opciones en marcas y modelos, hay algunas compañías que continúan en la cima de la funcionalidad y respuesta. Cuenta con una familia de productos PLC que ha sido desarrollada específicamente para adaptarse a proyectos de automatización de diverso tipo. SIMATIC S7-200 Desarrollado para proyectos de micro automatización, con características de programación sencilla y tamaño compacto, es una de las opciones de costo bajo. Esta gama cuenta con 4 modelos en el mercado. SIMATIC S7-300 Sin duda de las opciones más populares por su capacidad multifuncional. Acepta diversos lenguajes de programación y es posible utilizarlo en diversos giros industriales, como el automotriz, plásticos y alimentos. SIMATIC S7-400 Una gama ideal para los procesos de manufactura. Soporta tareas que requieren del tráfico de una gran cantidad de datos. Gracias a su BUS de alta velocidad, es posible reducir tiempos en ciclos de máquinas. SIMATIC S7-1200

Página 66 de 313

Creado para ofrecer precisión en tareas de automatización sencillas. Destaca su capacidad para establecer puentes de comunicación inalámbrica remota, así como la posibilidad de controlarlo de forma remota. SIMATIC S7-1500 Una de las más recientes generaciones de PLC, destaca por su practicidad y alto nivel de eficacia, así como por su interfaz visual que permite el diagnóstico de CPU y módulos.

1.2

Controladores o reguladores Cada máquina o planta es diferente en términos de complejidad y necesidades de

rendimiento del sistema. Con su amplia gama de controladores SIMATIC, Siemens ofrece la solución de control perfecta para cada aplicación. Slide 1 of 3 El controlador básico SIMATIC S7-1200 para aplicaciones pequeñas y medianas; el controlador avanzado SIMATIC S7-1500 para aplicaciones medianas y complejas; el controlador distribuido SIMATIC ET 200 para aplicaciones distribuidas, y el controlador de software SIMATIC S7-1500 para aplicaciones basadas en PC. Para la implementación de aplicaciones a prueba de fallas, todos los controladores también están disponibles como versiones a prueba de fallas.

1.3

Simbología para la programación Cuando trabajamos en un programa, en ocasiones no definimos los símbolos en el

momento de hacer dicho programa, sino que colocamos las marcas, entradas físicas y demás, para más adelante definir ciertos símbolos y otros no.

https://www.tecnoplc.com/wp-content/uploads/2018/02/Ejemplo-de-marcas-utilizadas-sins%C3%ADmbolos-en-S7-200.png.webp

Página 67 de 313

El objetivo de los símbolos es definir cada marca que utilicemos para proporcionarnos pistas al largo del programa sobre qué se hace en cada segmento, en cada momento. Un simple texto en una marca nos puede ayudar a encontrar algún error en algún sitio del programa. Por ello, existe una Tabla de símbolos en S7-200 donde podemos definir todos los símbolos para todas las marcas del proyecto. TABLA DE SÍMBOLOS EN S7-200. La podemos encontrar en el árbol del proyecto, en la que exista una tabla llamada “Símbolos UOP” que se genera automáticamente por el proyecto y aquí nos define los bloques que tenemos. Pero nuestra tabla de símbolos a utilizar, se encuentra en la llamada “USUARIO1” a la cual le podemos cambiar el nombre.

https://www.tecnoplc.com/wp-content/uploads/2018/02/Tabla-de-s%C3%ADmbolos-en-S7200-definida-como-USUARIO1..png.webp Tabla de símbolos en S7-200 definida como USUARIO1.

CÓMO DEFINIR LOS SÍMBOLOS EN S7-200 DE TODO EL PROYECTO. Después de ver las imágenes anteriores vemos que nuestras marcas no tienen símbolos en el proyecto. Ahora queremos definir todos los símbolos. Una vez hecho el programa, sin símbolos, y creamos una tabla de símbolos después, en el programa no salen los símbolos. Hay que “Aplicar los símbolos al proyecto”. El procedimiento para aplicar los símbolos es el siguiente: CREAR TODOS LOS SÍMBOLOS EN LA TABLA DE SÍMBOLOS:

https://www.tecnoplc.com/wp-content/uploads/2018/02/S%C3%ADmbolos-definidos-en-latabla..png.webp

Página 68 de 313

Símbolos definidos en la tabla. Una vez creados todos los símbolos, en el segmento podemos comprobar que no se han aplicado estos símbolos a nuestras marcas en el proyecto. Siguen sin estar definidos esos símbolos en S7-200 para nuestro proyecto.

https://www.tecnoplc.com/wp-content/uploads/2018/02/Todav%C3%ADa-no-se-hanaplicado-los-s%C3%ADmbolos-al-proyecto..png.webp

Todavía no se han aplicado los símbolos al proyecto. Para que se apliquen correctamente los símbolos, ahora hay que seleccionar en la barra de herramientas del MicroWin: Ver -> Tabla de símbolos -> Aplicar símbolos al proyecto.

https://www.tecnoplc.com/wp-content/uploads/2018/02/Aplicar-s%C3%ADmbolos-en-S7-200a-todo-el-proyecto..png.webp

https://www.tecnoplc.com/wp-content/uploads/2018/02/S%C3%ADmbolos-aplicados-alproyecto..png.webp

Página 69 de 313

1.4

Sensores para los PLC Un sensor es un dispositivo capaz de hacer una detección de una variable física y

darte la información en un valor eléctrico, ya sea en resistencia, voltaje o corriente. En relación a nuestro sector de la automatización y comunicación industrial, es interesante que conozcas, por supuesto, cuáles son los sensores de un PLC o Sistema de control lógico programable. Sensores discretos Su indicación se limita a decir si se está detectando algo (generando un 1) o no (con un 0). De presencia o de final de carrera Usan interruptores que abren y cierran contactos. Si su misión es detectar un final de carrera -o bien, un límite de área- significa que trabaja con un actuador de desplazamiento mecánico Inductivo Es uno de los sensores de un PLC que detecta el metal. Cuenta con un circuito electrónico capaz de generar un campo magnético calibrado para medir la corriente eléctrica. Magnético Este detecta e indica la presencia de campos magnéticos. Esto se consigue con la inclusión de un circuito interno que, en función de la precisión a la hora de detectar y otros factores, puede ser más o menos complejo. Su respuesta se guía hasta el sistema de control y se procesa. Capacitativo Su objetivo es la detección de materiales con una constante eléctrica mayor a 1. El sensor opera en función del campo eléctrico, almacenado en un capacitador. La base para que este trabaje es la constante dieléctrica del aire. Trabaja siendo ajustado previamente para saber qué tiene que detectar.

https://vestertraining.com/wp-content/uploads/2021/03/plc-sensores.jpg

Página 70 de 313

Óptico Este emite un haz de luz infrarrojo que hace las veces de barrera. Así, puede detectar, mediante el proceso de reflexión, interferencias físicas, colores y distancias. Sensores analógicos Se presentan con valores que pueden llegar a ser infinitos, representando cada cual diferentes parámetros o magnitudes. De temperatura Los tenemos de tres tipos: RTD Miden la temperatura mediante resistencias. El valor de estas cambia de manera proporcional a los cambios que se dan en grados. Su respuesta es lineal y es efectivo, por lo general, entre los -200 y los 400º C. El sistema de control sólo será informado si se incluye también un circuito de acoplamiento. Termistor Trabaja de manera similar al anterior pero siendo más completo, pues no sólo se modifica con valores en positivo. A mayor temperatura aumentan las resistencias positivas y decrecen las negativas y viceversa.

Como en los RTD, también es necesario un circuito de acoplamiento. Difiere respecto a estos en el rango de temperatura, que es mucho más comedido, de los -55 a los 10º C. Termopar Este sensor detecta la temperatura que se crea de la unión de dos metales. Su respuesta se da en voltaje de pequeña magnitud, correspondiente, de manera directa, con el valor de dicha graduación. Su rango de medición es altísimo, pudiendo detectar inclusión la fundición de metales hasta a 2000º C y desde los -200º C. También precisa circuito de acoplamiento. De circuito integrado A pesar de contar con un sistema muy exacto, muy sensible a los cambios, se utilizan en situaciones poco exigentes, por ejemplo, midiendo temperatura generales.

Página 71 de 313

Tienen un circuito con un diodo que ofrece resultados lineales y no requieren de circuito de acoplamiento.

https://vestertraining.com/wp-content/uploads/2021/03/plc-pieza-sensor.jpg

1.5

Sistemas en línea con un PLC PLC son las siglas de Power Line Communications. Se trata de una serie de

tecnologías que permiten usar los cables de la instalación eléctrica de nuestra casa para llevar Internet de un lado a otro. Por ello es realmente sencilla de usar ya que la instalación lleva años hecha: tú solo tienes que conectar dos dispositivos a sendos enchufes. A estos dispositivos se les conoce comúnmente como "PLC", a secas. Lo que estos PLC hacen es enviar los datos de nuestra conexión a Internet usando el mismo cable por el que circula la red eléctrica. A esa señal que lleva los datos se la conoce como "señal portadora". Para ello, se usan señales de diferente frecuencia y voltaje. La corriente eléctrica tiene una frecuencia de 50 Hz y 220 voltios, mientras que la señal de datos usa un voltaje muchísimo más bajo y una frecuencia mucho más alta (entre 2 y 30 MHz). Así se consigue distinguir una señal de otra. Por lo general, una instalación PLC doméstica se compone de dos dispositivos: un emisor y un receptor (aunque ambos actúan como emisor y receptor, siendo estrictos). El primero se enchufa a la corriente y se conecta al router vía Ethernet. Posteriomente, envía la señal portadora a través de la red eléctrica. El segundo se lleva a otro extremo de la casa y se conecta a un enchufe. Al hacerlo, recibe la señal portadora y la "descodifica" (permitidme el uso de esta palabra para fines ilustrativos), extrayendo así los datos que queremos transmitir. Para determinar la gama de un PLC se usa el estándar HomePlug, que viene a mostrar la velocidad máxima teórica que es capaz de transmitir. Por ejemplo, un PLC AV600, teóricamente, soporta velocidades de hasta 600 Mbps, pero no es así. Las conexiones PLC son semidúplex, por lo que lo normal es que la velocidad real sea la mitad o un tercio de la que tenemos contratada.

Página 72 de 313

https://www.generatecnologias.es/images/plc.gif

1.6

Diagramación de los sistemas de control avanzado Un sistema de control es un componente integral de cualquier sistema industrial y es

necesario para dar economía y utilidad al producto del sistema. La ingeniería de control es igualmente aplicable a la aeronáutica, química, mecánica, medioambiente, civil, electrónica, eléctrica, etc. Ahora en día la ingeniería de control es un área de carácter multidisciplinario, tanto en la teoría como en la práctica. El control es la operación de mantener el estado del resultado de un sistema al nivel deseado; por ello, el sistema de control utiliza la información de salida para controlar el flujo de la materia y la energía a través del sistema. Esto nos define la importancia del control: seguridad, especificaciones del producto, regulaciones ambientales, limitantes de operación, economía y consistencia en el comportamiento del sistema. Entre mejor es el criterio para el tipo de control aplicado al sistema, mejores serán los resultados.

https://lh3.googleusercontent.com/proxy/C5k71l_kLN3mIVNBXZ6PeLFXAes5COPl2dXKGoFXTmTwN Tz6p8FAjycx0126UjsQ90vQcz0KNkiLAk8bhjbzb4CKGs_wKx4BVMxZyxsLPW9oyemyr8VNQUj8TnHtYBtn Q

1.7

Control industrial Los PLC son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las

computadoras de propósito general, el PLC está diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Los programas para el control de funcionamiento de la máquina se suelen almacenar en baterías, copia de seguridad o en memorias no

Página 73 de 313

volátiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real, donde los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, de lo contrario no producirá el resultado deseado. La función básica y primordial del PLC ha evolucionado con los años para incluir el control del relé secuencial, control de movimiento, control de procesos, sistemas de control distribuido y comunicación por red. Las capacidades de manipulación, almacenamiento, potencia de procesamiento y de comunicación de algunos PLCs modernos son aproximadamente equivalentes a las computadoras de escritorio. Un enlace-PLC programado combinado con hardware de E/S remoto, permite utilizar un ordenador de sobremesa de uso general para suplantar algunos PLC en algunas aplicaciones. En cuanto a la viabilidad de estos controladores de ordenadores de sobremesa basados en lógica, es importante tener en cuenta que no se han aceptado generalmente en la industria pesada debido a que los ordenadores de sobremesa ejecutan sistemas operativos menos estables que los PLCs, y porque el hardware del ordenador de escritorio está típicamente no diseñado a los mismos niveles de tolerancia a la temperatura, humedad, vibraciones, y la longevidad como los procesadores utilizados en los PLC.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f3/Siemens_Simatic_S7-4163.jpg/220px-Siemens_Simatic_S7-416-3.jpg

1.8

PLC S7-200 El SIMATIC S7-200 es ciertamente un micro-PLC al máximo nivel: es compacto y

potente – particularmente en lo que atañe a respuesta en tiempo real –, rápido, ofrece una conectividad extraordinaria y todo tipo de facilidades en el manejo del software y del hardware. Y esto no es todo: el micro-PLC SIMATIC

Página 74 de 313

S7-200 responde a una concepción modular consecuente que permite soluciones a la medida que no quedan sobredimensionadas hoy y, además, pueden ampliarse en cualquier momento. Todo ello hace del SIMATIC S7-200 una auténtica alternativa rentable en la gama baja de PLCs. Para todas las aplicaciones de automatización que apuestan consecuentemente por la innovación y los beneficios al cliente. El SIMATIC S7-200 está plenamente orientado a maximizar la rentabilidad.

En efecto, toda la gama ofrece alto nivel de prestaciones, modularidad óptima y alta conectividad. Además, el SIMATIC S7-200 le simplifica al máximo el trabajo: el micro-PLC puede programarse de forma muy fácil. Así podrá realizar rápida y simplemente aplicaciones; además, las librerías complementarias para el software permiten realizar las tareas en forma ágil, simple y rápida. Entre tanto, este micro-PLC ha probadosu eficacia en millones de aplicaciones en todo el mundo, tanto funcionando aislado como integrado en una red.

https://image.jimcdn.com/app/cms/image/transf/none/path/s8e034de22b40c2e9/im age/i593d2fd2dc186c7b/version/1393959340/plc-siemens-s7-200-descargarmicrowin.jpg

1.9

Tipos de CPU del C7-200 La serie S7-200 comprende diversas CPUs. Por lo tanto, se dispone de una amplia

gama de funciones que permiten diseñar soluciones de automatización a un precio razonable. La Tabla resume las principales funciones de cada CPU. La CPU S7-200 es un aparato autónomo compacto que incorpora una unidad central de procesamiento, una fuente de alimentación, así como entradas y salidas digitales. Hemos de indicar que, aún siendo similares, existen dos subfamilias dentro de la gama S7-200, la S7-21X y la S7-22X que se corresponde con versiones más modernas y

Página 75 de 313

potentes de la anterior. Aquí nos referiremos a la S7-21X que es de la que se dispone en el laboratorio y con la que se ha trabajado consecuentemente. La CPU (Central Procesing Unit) es la encargada de ejecutar el programa de usuario y de ordenar la transferencia de información en el sistema de entradas y salidas. Esta parte del autómata, toma de memoria las instrucciones una a una y realiza las operaciones asignadas con el fin de ejecutar el programa de usuario. El funcionamiento se realiza, salvo raras ocasiones, decodificando las instrucciones cada vez que son ejecutadas. La memoria de trabajo es el almacén donde el autómata guarda todo cuanto necesita para ejecutar la tarea de control: o Datos de programa: Señales de E/S, variables internas y datos alfanuméricos y constantes.

Datos de control: Instrucciones de usuario (programas) y configuración del

autómata. La memoria de datos almacena el estado de las variables que maneja

autómata: Entradas, salidas, contadores, etc. La memoria interna fija sus características en función a la capacidad de direccionamiento de E/S, y número y tipo de variables internas manipuladas. Las variables contenidas en la memoria interna pueden ser modificadas todas las veces que se desee, por lo que esta actualización continua obliga a construir esta área con memorias de tipo RAM. El área de memoria almacena las últimas señales leídas en la entrada y enviadas a la salida, actualizándose después de cada ejecución completa del programa. La memoria de programa almacena el programa de usuario, aunque también puede contener datos alfanuméricos y textos variables. Las memorias de usuario suelen ser RAM + batería o EPROM/EEPROM. El conjunto de direcciones correspondientes a todas las posiciones de memoria que puede direccionar la CPU se denomina mapa de memoria y su longitud depende de tres factores: o

De la capacidad de direccionamiento de la CPU.

Número de E/S conectadas, que determina la longitud de la memoria imagen

Longitud de la memoria de usuario utilizada.

E/S.

Página 76 de 313

La fuente de alimentación adapta las tensiones necesarias para el buen funcionamiento de los distintos circuitos del sistema. Debido a que el autómata está formado por bloques que requieren tensiones y potencias de diferentes niveles no es de extrañar que la alimentación se obtenga de varias fuentes separadas, procurando independizar las siguientes partes del circuito: o

Unidad central e interfaces E/S.

Alimentación de las entradas.

Alimentación de las salidas de tipo electromagnético.

En casi todos los autómatas se requieren dos fuentes, una para la alimentación del autómata y otra para los emisores de señal y para los actuadores de salida. La primera, la del autómata, incorpora una batería de tampón que se utiliza para el mantenimiento de algunas posiciones internas y del programa de usuario cuando falla la alimentación o se desconecta el autómata. En Siemens este tipo de módulo lleva el nombre de PS. No obstante, nuestro sistema contará únicamente con la fuente capaz de proporcionar 1.3 A a 24 Vdc. Las entradas y salidas controlan el sistema de automatización. Las entradas vigilan las señales de los aparatos de campo (por ejemplo, sensores e interruptores) y las salidas vigilan las bombas, motores u otros dispositivos del proceso. Los módulos de E/S establecen la comunicación entre la unidad central y el proceso, filtrando, adaptando y codificando de forma comprensible para dicha unidad las señales procedentes de los elementos de entrada, y decodificando y amplificando las señales generadas durante la ejecución del programa antes de enviarlas a los elementos de salida. Por el tipo de señal, se pueden clasificar en: o

Digital de 1 bit.

Digitales de varios bits.

Analógicas.

El interfaz de comunicación permite conectar la CPU a una unidad de programación o a otros dispositivos. Algunas CPUs S7-200 disponen de dos interfaces de comunicación. Para la comunicación M2M o hombre-máquina y viceversa, es posible equipar el PLC con procesadores de comunicación. A ellos se les puede conectar diferentes periféricos como por ejemplo impresoras, terminales monitores, así como otros autómatas y computadoras. A este tipo de módulos,

Página 77 de 313

Siemens les da el nombre de CP y ejemplos de comunicaciones que se pueden establecer son: o

AS-interfaz

Industrial Ethernet

PROFIBUS

Point to Point

Los diodos luminosos indican el modo de operación de la CPU (RUN o STOP), el estado de las entradas y salidas integradas, así como los posibles fallos del sistema que se hayan detectado. La Figura 2.2, se muestra el esquema de una CPU S7-22X.

Salidas digitales integradas

LEDs de estado de las salidas digitales

Terminales de alimentación

Conmutador Stop/Run

Conector para el cable de ampliaci 7

LEDs de estado de la CPU

Ranura para el cartucho de memoria 8

Puerto de comunicaciones (p. e. PPI)

Entradas digitales integradas

10.

LEDs de estado de las entradas digitales

1.10 Automatización

Página 78 de 313

La automatización es la solución para la mayoría de las empresas que deseen aumentar su productividad y desempeño. Cuando hablamos de este tema solemos pensar rápidamente en la automatización con PLC de máquinas o procesos industriales, y no tanto pero también importante, en la automatización de las tareas repetitivas previas que debe acometer el diseñador y su equipo, es decir durante la fase de ingeniería.

La automatización ofrece innumerables soluciones industriales para las empresas que requieren de hardware y software. El hardware hoy en día está basado en los Controladores Lógicos Programables o Autómatas Programables (PLC son las siglas de “Programmable Logic Controller”), los cuales funcionan como el cerebro que opera, controla y gestiona todas las operaciones automatizadas. Puede haber arquitecturas muy sencillas con CPU y entradas/salidas digitales, o mucho más complejas con módulos de comunicaciones, módulos redundantes, señales analógicas, etc. Hoy en día la oferta de hardware es grande y cada vez hay menos diferencias entre los fabricantes que quieren ahora diferenciarse más en el software. Las funcionalidades están pasando del hardware al software.

http://plcdesign.xyz/wp-content/uploads/2016/12/automatizacion-con-plcdiciembre2.jpg

1.11 Contadores Los contadores son variable internas del PLC que nos permite registrar las veces que una marca, entrada o salida a realizado el cambio entre 0 a 1 lógico. En el software Tia Portal se tiene una variedad de contadores que cumplen diferentes funciones en la tabla 2 se presenta los más usados.

Página 79 de 313

https://shigra.netlearning.org/mahara/artefact/file/download.php?file=1559&embedded=1&text=3921

1.12 Timers Los temporizadores son variables internas controladas por el sistema operativo del PLC, los temporizadores son capaces de permanecer en un estado en un transcurso de tiempo. En el Software Tia Portal existen diferentes clases de temporizadores con diferentes funciones, a continuación, se presentan en la tabla 1 los temporizadores más relevantes con sus funciones.

https://shigra.netlearning.org/mahara/artefact/file/download.php?file=1559&embedded=1&text=3921

Página 80 de 313

Los contadores son variables internas del PLC que nos permite registrar las veces que una marca, entrada o salida a realizado el cambio entre 0 a 1 lógico. En el software Tia Portal se tiene una variedad de contadores que cumplen diferentes funciones en la tabla 2 se presenta los más usados.

https://shigra.netlearning.org/mahara/artefact/file/download.php?file=1559&embedded=1&text=3921

1.13 Relés El relé electromagnético es un interruptor mandado a distancia que retorna a su posición inicial o de reposo cuando la fuerza que lo acciona deja de actuar. Su funcionamiento se basa en la exaltación de la bobina, se magnetiza el núcleo ferromagnético y este atrae la parte móvil que es donde se localizan los contactos. Posee varios contactos agrupados en forma de circuito conmutado accionados por efectos electromagnético.

El paso de la corriente a través de una bobina provoca un

campo magnético que atrae una pieza, mediante efecto palanca.

Esta palanca

acciona unos contactos NA/NC. El relé tiene un funcionamiento sencillo que consiste en que la bobina es alimentada por una tensión continua ó alterna, según el nivel de potencia con el que se trabaje. Esta corriente pasa por la bobina generando en el núcleo una determinada fuerza magnetomotriz .

De esta forma se produce un flujo de tipo magnético que origina una

inducción magnética, apareciendo una fuerza de atracción sobre la armadura que hace que cierren y abran los contactos del relé.

Página 81 de 313

Estructura Se encuentran divididos en dos bloques: Circuitos de excitación. Circuitos de conmutación. El circuito de excitación es el encargado de recibir la señal de mando. El circuito de conmutación son el conjunto de contactos que se mueven y hacen cerrar ó abrir el circuito eléctrico y el paso de la corriente eléctrica hacia otro circuito de mayor potencia. El relé. Composición. El relé está compuesto por: Núcleo de material ferromagnéticas

Bobina

Pivote

Armadura

Contactos NA/NC

El funcionamiento del relé electromagnético es el resultado de la acción conjunta de distintos elementos: Electroimán

Conjunto magnético.

Bobina Contactos NA/NC

https://www.conectronica.com/images/stories/CONECTRONICA241/rele-phoenixPLClogic-w.jpg El contactor SIEMENS

SIEMENS ha desarrollado una serie de contactores para maniobras con motor. Se trata de dispositivos pensados en la importancia de gestionar de forma segura diversos tipos de tensión. De esta forma nace la línea SIRIUS, para equipos de maniobra, protección y arranque. Gracias a esta serie, es posible dar una solución integral para control industrial. La línea SIRIUS se compone por modelos que consideran: Contactores de fuerza de maniobras de motores. Aquí encontramos los modelos de contactores SIRIUS 3RT20, contactor SIRIUS 3RT10 y contactor de vacío 3RTF6. Contactor Auxiliares SIRIUS 3RH2, de 4 y 8 polos. Combinaciones de conectores con módulos de enclavamiento mecánico. Aquí se pueden encontrar los modelos 3RA29 y 3RA19. De forma adicional, SIEMENS también ha desarrollado una serie de accesorios para contactores. Entre estos se encuentran limitadores de sobretensión y bloques de contactos auxiliares para los modelos 3RT2, 3RH2, 3RT1 y 3RH1.

Página 82 de 313

Las empresas en la industria manufacturera requieren de soluciones equilibradas en funcionalidad y costos. Con esta línea de contactores SIEMENS, es posible ahorrar en costos de energía al hacer los dispositivos electromecánicos mucho más eficientes. La línea SIRIUS, gracias a su sistema modular, es en definitiva una de las mejores opciones para los ambientes industriales de hoy.

https://www.autycom.com/wp-content/uploads/2019/07/contactor-siemens-autycom.jpg

1.14 Introducción a los sistemas de automatización La automatización industrial se define como la aplicación de la automática a un proceso o a un dispositivo indistrial. Aquello que se quiere automatizar recibe el nombre de planta. La automatización se aplica tanto a los procesos de fabricación continua (industria química, petroquímica, cemento, etc.) como de piezas discretas (automóviles, electrodomésticos, muebles, etc.). Si bien en muchas ocasiones ambos tipos de procesos se dan de forma simultánea en la misma fabrica, es conveniente tratarlos por separado. En inglés se utilizan términos diferenciados para cada tipo de fabricación: la palabra “process” se utiliza para definir la fabricación continua, mientras que el término “manufacturing” se utiliza para definir la fabricación de piezas discretas (Barrientos et al., 2014). Los objetivos de la automatización son: Incrementar la productividad y flexibilizar las herramientas Producir con calidad constante Dedicar a los humanos a las tareas creativas

Página 83 de 313

El gran auge de la automatización idustrial se debe a la aparición del autómata programable (PLC), que susituyó a los sistemas de control basados en lógica cableada y permitió incrementar la productividad y flexibilizar las herramientas y la programación. Autómata programable o PLC Un autómata programable o controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC (Programmable Logic Controller), es una computadora utilizada en la ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos (i.e. electromecánicos, electroneumáticos, electrohidráulicos), tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje u otros procesos de producción así como atracciones mecánicas. Los PLC son utilizados en muchas industrias y máquinas. Los PLCs vinieron a sustituir a las computadoras de propósito general porque presentaban los siguientes inconvenientes: Eran poco aptas para el entorno industrial Necesitaban personal especializado para programarlos y mantenerlos Tenían un elevado coste del equipo y de su mantenimiento A diferencia de las computadoras de propósito general, el PLC: Está adaptado al entorno industrial: está diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Por tanto, es más fácil manternelo. Es programable por el personal de operación Es fácilmente reutilizable Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real, donde los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, de lo contrario no producirá el resultado deseado.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cf/Application_field_automotive.jpg

Página 84 de 313

1.15 Lógica Combinacional Se denomina sistema combinacional o lógica combinacional a todo sistema lógico en el que sus salidas son función exclusiva del valor de sus entradas en un momento dado, sin que intervengan en ningún caso estados anteriores de las entradas o de las salidas. Las funciones booleanas –compuestas por operadores OR, AND, NAND, XOR– se pueden representar íntegramente mediante una tabla de verdad. Por tanto, carecen de memoria y de retroalimentación. En electrónica digital la lógica combinacional está formada por ecuaciones simples a partir de las operaciones básicas del álgebra de Boole. Entre los circuitos combinacionales clásicos tenemos: Lógicos Generador/Detector de paridad Multiplexor y Demultiplexor Codificador y Decodificador Conversor de código Comparador Aritméticos Sumador Aritméticos y lógicos Unidad aritmético lógica Estos circuitos están compuestos únicamente por puertas lógicas interconectadas entre sí, sin ningún biestable o celda de memoria. Funciones combinacionales {\displaystyle F=(A\cdot B)+(C\cdot D)}F=(A\cdot B)+(C\cdot D)

Todos los circuitos combinacionales pueden representarse empleando álgebra de Boole a partir de su función lógica, generando de forma matemática el funcionamiento del sistema combinacional. De este modo, cada señal de entrada es una variable de la ecuación lógica de salida. Por ejemplo, un sistema combinacional compuesto exclusivamente por una puerta AND tendría dos entradas A y B. Su función combinacional sería {\displaystyle F=A\cdot B}F=A\cdot B, para una puerta OR sería {\displaystyle F=A+B\,}F=A+B\,. Estas operaciones se pueden combinar formando funciones más complejas.

Página 85 de 313

Esto permite emplear diferentes métodos de simplificación para reducir el número de elementos combinacionales que forman el sistema.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bf/Circuito_combinacional.svg/2 20px-Circuito_combinacional.svg.png

1.16 Procesos automatizados El PLC ha supuesto una gran revolución en la automatización industrial. Estos aparatos electrónicos, debido a su facilidad de programación, han terminado por ser clave en la modernización de las empresas. Los autómatas programables han ido sustituyendo desde los años 60, los antiguos sistemas de control basados en circuitos eléctricos, relés, interruptores y otros componentes eléctricos. Así pues, hoy en día contamos con procesos productivos industriales con un considerable ahorro de costes, pero también de tiempo, ya que al reducir el mantenimiento y alargar la vida útil, se logra que trabajen a un rendimiento mucho mayor. Por otro lado, la evolución de los lenguajes de programación ha sufrido cambios importantes que han permitido desarrollar leguajes cada vez más sencillos, lo que supone un ahorro en tiempo de formación para los técnicos. Actualmente, los lenguajes de programación de autómatas se basan diagramas de contactos, programación basada en Basic o C o en lógica de estado.

Además, el PLC tiene un enorme campo de aplicación, como vamos a ver a continuación. En todos ellos se usa principalmente en maniobras de maquinaria. Aun así, también es útil para abarcar otros procesos y sistemas complejos de la industria moderna. Otro punto a favor de los PLC en su uso industrial moderno es la conexión a internet. Debido a este aspecto, que puede parecer sencillo a priori y no tan importante, permite una monitorización del funcionamiento desde cualquier ordenador en múltiples ubicaciones, tanto dentro de una fábrica como fuera de ella.

http://www.aldakin.com/wp-content/uploads/2017/07/Aplicaciones-PLC-industria-modernaAldakin.jpg

Página 86 de 313

1.17 Simulador Microwin El STEP7-MicroWIN es el entorno de desarrollo y programación para PLCs S7200. Es un software de SIEMENS que permite configurar, programar y mantener un proyecto, orientado tanto a trabajo offline como online.

Dispone de una multitud de subareas que permiten realizar distintas tareas, como son: Desarrollar el programa del PLC. Asignar nombres simbólicos a las variables de un proyecto. Mapear y cargar en memoria un conjunto de valores de salida. Monitorizar y escribir en tiempo real sobre las variables y el programa de un PLC en marcha. Visualizar el comportamiento del programa en ejecución dentro de un PLC. Configurar características del PLC, como la velocidad del puerto de comunicación o el grado de protección con contraseña del equipo. Definir el interfase de comunicaciones del PC con el PLC y gestionar dicha comunicación. La forma de programación de PLCs que ofrece este entorno está muy orientada a lenguaje KOP o de contactos, y resulta muy visual pues se trata de un sistema que representa gráficamente el flujo de información, y con cajas la ejecución de funciones.

https://www.tecnoplc.com/wp-content/uploads/2016/10/Componentes-software-utilizadosen-el-ejemplo-temporizadores-comparaciones..jpg

Página 87 de 313

1.18 Simulador s7-200 S7-200 Simulator Nota del editor Este programa puede ser utilizado para simular el PLC S7-200 y el TD 200 HMI este es un producto ideal para probar programas escritos en microwin si usted no tiene un PLC. Exportación de su programa de microwin y cargarlo en el simulador.

https://i.ytimg.com/vi/8tQFA6PDNBI/maxresdefault.jpg

1.19 Simulador PC SIMU PC SIMU es un simulador que permite simular procesos automáticos de forma gráfica intercambiando las entradas salidas, evitando de esta forma el tener que activar los interruptores deentrada o visualizando los leds de salida del PLC.

Puede funcionar de dos formas: a través delsimulador (S7-200) o a través del cable PC-PPI para su comunicación con el autómata real. Los elementos que se pueden simular son: Interruptores, pulsadores, detectores, teclados, preselectores, potenciómetros, Led, displays, barras de progreso, textos, motores, variadores de velocidad, cintas transportadoras, puertas de garaje, actuadores neumáticos lineales, sin vástago, de giro, ventosas, depósitos de sólidos y líquidos y activación de imágenes en formato BMP e incluso un ascensor. El programa bajará en formato .rar para descomprimir.

https://i.ytimg.com/vi/xxfrKwa3tG0/maxresdefault.jpg

Página 88 de 313

Capítulo IV 1. Automatización Industrial con PLC S7-200 Por: Raúl Yantuche El avance tecnológico que se ha presentado en los últimos años en la industria ha hecho posible el desarrollo de diversos dispositivos que permitan controlar con mayor eficiencia diversas máquinas industriales y así optimizar tiempo y recursos. Debido a este desarrollo tecnológico de la electrónica, hemos llegado al uso del PLC, un dispositivo muy versátil y de alta confiabilidad para el control de dispositivos industriales, por sus características de trabajo y áreas de memoria especiales que permiten almacenar instrucciones para el control de máquinas en diversas aplicaciones. La programación del PLC, se lo hace mediante lenguajes; de contactos: KOP, por funciones: FUP, o instrucciones nemotécnicas: AWL. El software que se aplicó en el trabajo de grado es el STEP-7 MICRO/WIN, que nos permite realizar la programación del PLC en una forma más fácil y comprensible, conocer unas de las funciones que puede realizar un PLC al controlar motores eléctricos de corriente continua o corriente alterna.

Imagen: Del PLC S7-200 Fuente: http://www.automaticaeinstrumentacion.com/images/showid/4321082

1.1

Programas para PLC Los lenguajes de programación para controladores autómatas sirven como canal

de comunicación entre el sistema operativo que interpreta el lenguaje, y el usuario que tiene acceso a la configuración del programa.

Página 89 de 313

La finalidad es crear instrucciones secuenciales (comandos) que el CPU del PLC traduce en salidas digitales que energizan y controlan máquinas específicas o procesos complejos. Lenguajes De Programación Para PLC Entendamos que actualmente existen dos tipos de lenguajes que se dividen en visuales y escritos o también conocidos como gráficos y textuales. Los lenguajes gráficos a su vez se catalogan de nivel alto mientras los textuales son considerados nivel bajo. Se conocen como nivel bajo a los lenguajes estándar que compilan directamente con el microprocesador, son lenguajes más antiguos y complejos que describen todas las instrucciones que se desean ejecutar. Los de nivel alto son la evolución de los anteriores, están dotados de una interface gráfica que facilita su programación pero que también la limita a sus parámetros prestablecidos. Lenguajes de Texto o de Nivel Bajo Lista de Instrucciones (IL o STL) Este lenguaje se suele utilizar para pequeñas aplicaciones debido a la complejidad de su estructura, es muy parecido al viejo lenguaje ensamblador. Emplea instrucciones de mando que el procesador obedece siempre y cuando exista la parte operacional (lo que va a hacer) y el operando que da respuesta a la operación. Texto Estructurado (ST) Es un lenguaje con una sintaxis parecida a PASCAL, se utiliza para codificar expresiones aritméticas complejas con valores analógicos y digitales, dispone de estructuras para bucles, funciones y condicionales, soporta ciclos de interacción y particularmente alterna letras mayúsculas y minúsculas en su código. En comparación con el listado de instrucciones, este incluye la formulación de las tareas del programa. Lenguajes Gráficos o de Alto Nivel Diagrama Escalera, Ladder o de Contacto (LD) Este es el lenguaje de interface gráfica más utilizado en campo, su nombre se debe a su forma estructural semejante a una escalera por donde corren dos relés verticales llamados Lógica 1 y 2.

Página 90 de 313

El riel izquierdo (L1) es el que recibe el flujo de energía (entrada) que representa el voltaje y deja pasar la energía al riel derecho que representa la tierra (salida). Su parecido con los antiguos controladores de relés es innegable y su lectura obedece siempre la misma instrucción; de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo. Su naturaleza es ser simple y fácil de utilizar lo que representa ahorro de tiempo y costos. Diagrama de Bloques (SFD) Es utilizado para la representación gráfica de un proceso mediante símbolos lógicos, su elemento más característico son los bloques de función que albergan las variables que transformarán la secuencia.

Las señales de salida son el producto de la señal de entrada y la operación del bloque que representa una variable asignada las cuales nunca se conectan entre sí. Diagrama de Funciones Secuenciales (SFC) Es una representación diagramática de secuencias de control en un programa en el que se pueden organizar subrutinas o etapas que van afectando el producto de las funciones posteriores. La energía fluye de un punto a otro siempre y cuando se haya cumplido una condición. Este lenguaje proviene del estándar francés GRAFCET que también utiliza etapas, transiciones y acciones para su funcionamiento. Las secuencias SFC se representan por cajas rectangulares que contienen las etapas que están conectadas por líneas verticales llamadas transiciones, por último, están las condiciones (verdadero o falso) que desbloquean la acción para seguir con las funciones siguientes. También existen otros dos tipos de programación de nivel bajo que actualmente están en desuso, nos referimos al lenguaje de máquina y ensamblador. Estos dos últimos fueron los precursores de los que hoy conocemos en la industria.

1.2

Señales analógicas con rangos de entrada y salida Las señales digitales o discretas como los interruptores son simplemente una señal de

On/Off (1 ó 0, Verdadero o Falso, respectivamente). Los botones e interruptores son ejemplos de dispositivos que proporcionan una señal discreta. Las señales discretas son enviadas usando la tensión o la intensidad, donde un rango especifico corresponderá al On y otro rango al Off. Un PLC puede utilizar 24V de corriente continua en la E/S donde valores superiores a 22V representan un On, y valores inferiores a 2V representan Off. Inicialmente los PLC solo tenían E/S discretas.

Página 91 de 313

Las señales analógicas son como controles de volúmenes, con un rango de valores entre 0 y el tope de escala. Esto es normalmente interpretado con valores enteros por el PLC, con varios rangos de precisión dependiendo del dispositivo o del número de bits disponibles para almacenar los datos. Presión, temperatura, flujo, y peso son normalmente representados por señales analógicas. Las señales analógicas pueden usar tensión o intensidad con una magnitud proporcional al valor de la señal que procesamos. Por ejemplo, una entrada de 4-20 mA o 0-10 V será convertida en enteros comprendidos entre 0-32767. Las entradas de intensidad son menos sensibles al ruido eléctrico (como por ejemplo el arranque de un motor eléctrico) que las entradas de tensión. Ejemplo: Como ejemplo, las necesidades de una instalación que almacena agua en un tanque. El agua llega al tanque desde otro sistema, y como necesidad a nuestro ejemplo, el sistema debe controlar el nivel del agua del tanque. Usando solo señales digitales, el PLC tiene 2 entradas digitales de dos interruptores del tanque (tanque lleno o tanque vacío). El PLC usa la salida digital para abrir o cerrar una válvula que controla el llenado del tanque. Si los dos interruptores están apagados o solo el de “tanque vacío” este encendido, el PLC abrirá la válvula para dejar entrar agua. Si solo el de “tanque lleno” este encendido, la válvula se cerrara. Si ambos interruptores están encendidos sería una señal de que algo va mal con uno de los dos interruptores, porque el tanque no puede estar lleno y vacío a la vez. El uso de dos interruptores previene situaciones de pánico donde cualquier uso del agua activa la bomba durante un pequeño espacio de tiempo causando que el sistema se desgaste más rápidamente. Un sistema analógico podría usar una báscula que pese el tanque, y una válvula ajustable. El PLC podría usar un PID para controlar la apertura de la válvula. La báscula está conectada a una entrada analógica y la válvula a una salida analógica. El sistema llena el tanque rápidamente cuando hay poca agua en el tanque. Si el nivel del agua baja rápidamente, la válvula se abrirá todo lo que se pueda, si el, al contrario, la válvula se abrirá poco para que entre el agua lentamente. Con este diseño del sistema, la válvula puede desgastarse muy rápidamente, por eso, los técnicos ajustan unos valores que permiten que la válvula solo se abra en unos determinados valores y reduzca su uso

Página 92 de 313

Un sistema real podría combinar ambos diseños, usando entradas digitales para controlar el vaciado y llenado total del tanque y el sensor de peso para optimizarlos.

Imagen: partes de un logo entradas y salidas Fuente: https://www.electricalchile.cl/imgmainlogoaq.png

1.3

Conceptos Industriales sobre redes de PLC Las redes de comunicación industrial son la columna vertebral de cualquier

arquitectura de sistemas de automatización, ya que ha proporcionado un poderoso medio de intercambio de datos, controlabilidad de datos y flexibilidad para conectar varios dispositivos. Con el uso de redes de comunicación digital propietarias en las industrias, en la última década se ha logrado mejorar la precisión e integridad de la señal digital de extremo a extremo. En primer lugar, se considera comunicación al intercambio de información entre dos o más partes. Para ello, la información se transfiere de un tercero a otro, que la recibe, la procesa y la almacena/descarta en función de su relevancia. Cuando se añade el componente industrial, se puede hablar de «comunicación industrial». La definición se hace considerablemente más difícil cuando el objetivo, es decir, la transmisión de datos entre los dispositivos de un sistema, se formula claramente desde el principio. Para conocer qué es una red y un protocolo industrial va a ser necesario enumerar las funciones de esta comunicación a lo largo de este artículo, debido a sus numerosas configuraciones y variantes. Espero que este post te ayude a resolver tus dudas y obtengas una mejor visión de este tipo de comunicaciones en la industria Arquitectura de una red de comunicación industrial

Página 93 de 313

En una industria de fabricación o de procesos, la información o los datos fluyen del nivel de campo al nivel de empresa (de abajo hacia arriba) y viceversa. Por lo tanto, es obvio que no existe una única dirección de red de comunicación que satisfaga las necesidades de cada nivel. Es por ello, que los diferentes niveles pueden utilizar diferentes redes en función de las necesidades, tales como el volumen de datos, la transmisión de datos, la seguridad de los datos, etc. Nivel de dispositivo Este nivel más bajo consiste en dispositivos de campo tales como sensores y actuadores de procesos y máquinas. La tarea de este nivel es transferir la información entre estos dispositivos y elementos técnicos de proceso como los PLC. La transferencia de información puede ser digital, analógica o híbrida. Los valores medidos pueden permanecer durante más tiempo o durante un período corto. Con el fin de proporcionar comunicación a nivel de campo, se utilizan con frecuencia los métodos de comunicación serie punto a punto, con un bucle de corriente de 4-20 mA. Estas redes están formadas por cables multihilo en paralelo como medio de transmisión. Los estándares de protocolo de comunicación serie comunes utilizados en este nivel incluyen RS232, RS422 y RS485. Hay muchas otras redes de comunicación disponibles a nivel de campo que se caracterizan por diferentes factores como el tiempo de respuesta, el tamaño de los mensajes, etc. Hoy en día, la tecnología de bus de campo es la red de comunicación más sofisticada utilizada a nivel de campo, ya que facilita el control distribuido entre varios dispositivos de campo inteligentes y controladores. Se trata de un sistema de comunicación bidireccional en el que muchas variables son atendidas por una sola transmisión. Los diferentes tipos de buses de campo incluyen HART, ControlNet, DeviceNet, CAN Bus, Profibus y Foundation Field Bus. Nivel de control Este nivel consiste en controladores industriales tales como PLCs, unidades de control distribuidas y sistemas informáticos. Las tareas de este nivel incluyen la configuración de dispositivos de automatización, la carga de datos de programa y datos de variables de proceso, el ajuste de variables de set, la supervisión de control, la visualización de datos de variables en HMI, el archivo histórico, etc.

Página 94 de 313

Por lo tanto, este nivel requiere características como tiempo de respuesta corto, transmisión a alta velocidad, longitudes de datos cortas, sincronización de máquinas, uso constante de datos críticos, etc. Las redes de área local (LAN) se utilizan como redes de comunicación a este nivel para lograr las características deseadas. Ethernet con protocolo TCP/IP se utiliza principalmente como red de nivel de control para conectar unidades de control a ordenadores. Además, esta red actúa como un bus de control para coordinar y sincronizar entre varias unidades de control. Algunos buses de campo también se utilizan en este nivel como buses de control como Profibus y ControlNet. Nivel de información Es el nivel superior del sistema de automatización industrial el que recoge la información de su nivel inferior, es decir, el nivel de control. Se trata de grandes volúmenes de datos que no se utilizan constantemente y que no son críticos en cuanto al tiempo. Existen redes a gran escala a este nivel. Por lo tanto, las WAN Ethernet se utilizan comúnmente como redes de nivel de información para la planificación de fábricas y el intercambio de información de gestión. A veces, estas redes pueden conectarse a otras redes industriales a través de pasarelas.

1.4

Fundamentos de transductores El transductor es el elemento que transforma la vibración mecánica en una señal

eléctrica analógica, para ser procesada, medida y analizada. Atendiendo a su principio constructivo, hay transductores de vibración de desplazamiento, velocidad y aceleración, cada uno de ellos más o menos idóneo a cada aplicación industrial. Todos los transductores deben ser precisos a la hora de tomar las lecturas de amplitud, ofreciendo repetibilidad (dos señales de entrada de la misma amplitud tendrán que generar en el transductor la misma salida de tensión). Los transductores también deben ser muy precisos en cuanto a la información en frecuencia de la señal mecánica. Esto es fundamental pues, en muchos defectos mecánicos, la relación entre sus frecuencias asociadas y la frecuencia de giro del eje que se toma como referencia, proporciona al analista información precisa para determinar la naturaleza del defecto mecánico que origina la vibración.

Página 95 de 313

Imagen: Tipos de transductores Fuente: https://1.bp.blogspot.com/-YGygLOFjHTE/W74W4rplFI/AAAAAAAACp8/YcbajIOaqn4Mfop2qUp5EadiKbOTeL0lwCLcBGAs/s1600/Slide2_Pic1_636151254 643111286.jpeg

¿Para qué sirve? Este dispositivo transforma una magnitud física en una señal eléctrica. Así los medidores pueden detectar magnitudes físicas como: presión, temperatura, humedad, entre otras. Y convertirlas en señales eléctricas cuya interpretación es importante para servicios como pruebas no destructivas. ¿Cómo funciona? El funcionamiento se basa en energías de entrada y de salida. Las energías de entrada más comunes que recibe son: calor, sonido, y luz. Éstas son transformadas en señales de salida captadas por los medidores. Es así como se puede tener registro de grandes magnitudes físicas en un proceso controlado. Además de esto, existen parámetros del funcionamiento del transductor que a continuación definiremos: Exactitud. - Se refiere al verdadero valor de la variable a detectar sin errores sistemáticos en la medición. Debe ser lo más alta posible. Precisión. - Al igual que la exactitud, la precisión debe ser lo más alta posible. Este parámetro se define como la existencia o no existencia de una pequeña variación aleatoria en la medición de una variable. Rango de funcionamiento. - Las características fundamentales con las que debe de cumplir este parámetro son: exactitud, precisión y amplitud.

Página 96 de 313

Velocidad de respuesta. - Es la capacidad que tiene de responder a los cambios en la variable detectada por un tiempo corto, preferentemente instantáneo. Calibración. - Debe ser aplicada pocas veces o casi nunca. Y cuando se requiera debe ser fácil de calibrar. Fiabilidad. - Este parámetro se mide por las pocas ocasiones en las que el dispositivo de medición falla. Tipos de transductores Los transductores se dividen en dos clases principales: sensores y actuadores. A partir de estas clases tenemos distintos tipos de transductores: Electromagnéticos: transforman energía eléctrica en magnética. Capacitivos: utilizados en los medidores industriales, miden la presión con alta precisión. De temperatura: convierten la medición de temperatura en corriente eléctrica. Magnéticos: se definen como dispositivos electromecánicos compuestos por una parte mecánica elástica y un transductor eléctrico que genera una señal. Fotoeléctricos: transforman luz en electricidad. De presión o resistivos: transmiten mediante corrientes con voltaje fijo, un valor de presión medido por un sensor elástico. De fuerza: son capaces de percibir deformaciones provocadas por fuerzas, y convertir estos datos en señales eléctricas. Ejemplos Un micrófono es un transductor electroacústico que convierte la energía acústica (vibraciones sonoras: oscilaciones en la presión del aire) en energía eléctrica (variaciones de voltaje). Un altavoz también es un transductor electroacústico, pero sigue el camino contrario. Un altavoz transforma la corriente eléctrica en vibraciones sonoras. Una cámara digital es un transductor fotoeléctrico que convierte la energía lumínica transportada por los fotones en corriente eléctrica. Una pantalla de ordenador es también un transductor fotoeléctrico, aunque inverso al anterior. Esta transforma la corriente eléctrica en energía lumínica a través de una matriz de puntos luminosos independientes.

Página 97 de 313

Los teclados comunes que transforman el impulso de los dedos sobre las membranas y estas generan el código de la tecla presionada. El sistema de alarma de un automóvil, el cual transforma los cambios de presión dentro del vehículo a la activación de dicha alarma.

1.5

Termistores

Imagen: Ejemplo de termistor Fuente: https://admin.electrotec.pe/elements/images/image-articledc1a2b5a3983aa657ece9c952ca1245a.png

Los termistores son dispositivos utilizados para medir temperatura. Por lo tanto, podemos decir que es un tipo de termómetro. Estos son muy usados en las industrias con el fin de poder medir la temperatura de distintas cosas, que será necesaria para controlarla. Su funcionamiento se da con base en la variación de la resistividad en un semiconductor con la temperatura. Un termistor es un semiconductor electrónico con un coeficiente de temperatura de resistencia negativo de valor elevado y que presenta una curva característica lineal tensión-corriente siempre que la temperatura se mantenga constante. Se Representa de la siguiente manera:

Imagen Simbología del termistor

Página 98 de 313 Fuente: https://admin.electrotec.pe/elements/images/image-article2497423f6781674eb28070b5af011d04.png

Tipos de termistor

Imagen: grafica de los tipos de termistores Fuente: https://admin.electrotec.pe/elements/images/image-articlec4b250281017bee03802d197c09c1524.jpg

NTC – Negative Temperature Coefficiente o de coeficiente de temperatura negativo. PTC – Positive Temperature Coefficient o de coeficiente de temperatura positivo, que se conoce también como posistor.

¿Cómo funciona un Termistor? El funcionamiento se basa en la variación de la resistencia de un semiconductor debido a cambios en la temperatura ambiente, alterando la concentración de portadores. Los diseños de sensor de uso general son aquellos que pueden adaptarse a una amplia variedad de usos, estos sensores, que abarcan desde los equipos electrónicos hasta las aplicaciones de pruebas de estructuras, procesos y diseño y fiabilidad, son fáciles de instalar y supervisar. La variación de la resistencia con la temperatura no es lineal a comparación de un RTD. Aplicaciones PTC

Sirven para protección de los bobinados de motores eléctricos y transformadores en aquellos equipos donde la temperatura oscila entre 60 °C a 180 °C.

Página 99 de 313

Fusible de estado sólido de protección contra el exceso de corriente, que van desde mA a varios A (25°C ambiente) a niveles de tensión continua superior a 600V, por ejemplo, fuentes de alimentación para una amplia gama de equipos eléctricos. Sensor de nivel de líquidos. NTC Aplicaciones en las que la corriente que circula por ellos no es capaz de producirles aumentos apreciables de temperatura y por tanto la resistencia del termistor depende únicamente de la temperatura del medio ambiente en que se encuentra. Utilización en la que su resistencia depende de las corrientes que lo atraviesan. Empleo en donde se aprovecha la inercia térmica, es decir, el tiempo que tarda el termistor en calentarse o enfriarse cuando se le somete variaciones de tensión.

1.6

Resistencia de temperatura En esta entrada trataremos las diferentes resistencias utilizadas en la industria

eléctrico-electrónica. Como ya sabemos las resistencias se utilizan para ofrecer cierta oposición al paso de la corriente, las diferentes clases de resistencias se pueden clasificar por su fabricación, por su consumo o por su valor. Los tipos de resistencias más utilizadas son: - Resistencias fijas: aglomeradas, de película de carbón, de película metálica y bobinadas. - Resistencias variables: bobinadas, de película. - Resistencias dependientes o variables: LDR, VDR, PTC, NTC. Resistencias especiales

LDR (Light dependant resistor). Resistencia dependiente de la luz también llamadas fotorresistencia, el valor óhmico de la misma varía en función de la luz que recibe, cuanta más iluminación recibe menor es la resistencia del componente. Se suelen utilizar en células fotoeléctricas o fotómetros.

Página 100 de 313

Imagen: Resistencia LDR Fuente: https://4.bp.blogspot.com/_vNFu_XRRH84/SSHLZTdLZHI/AAAAAAAAD84/ZnF5W3bOnQ/s400/resistencias+002.jpg

PTC (positive temperature coefficient). Resistencia dependiente de la temperatura, en este caso es positiva, al aumentar la temperatura aumenta su resistencia como en el caso de todos los metales, suelen utilizarse como sensores de temperaturas en distintas aplicaciones; calefacción, estaciones meteorológicas, etc.

Imagen: Resistencia PTC Fuente: https://4.bp.blogspot.com/_vNFu_XRRH84/SSHRZ5spykI/AAAAAAAADo/n0BsemDV9yw/s400/PTC.jpg

NTC (negative temperature coefficient). Resistencia dependiente de la temperatura negativa, es decir, el valor de la resistencia disminuye cuando aumenta la temperatura, estos elementos suelen ser semiconductores. Igual que los anteriores se utiliza como sensores de temperaturas en diferentes aplicaciones.

Imagen: Resistencia NTC Fuente: https://2.bp.blogspot.com/_vNFu_XRRH84/SSHLIy6vhaI/AAAAAAAAD8o/beMUPE65G0/s400/35NTC_sub.gif

Página 101 de 313

VDR. Resistencia dependiente de la tensión o también llamados varistores, el valor de su resistencia disminuye dependiendo de la tensión que reciben, estos elementos se utilizan principalmente para proteger los circuitos contra sobretensiones. Por último, también existen resistencias que aumentan su valor óhmico a medida que aumenta el flujo magnético a la que sea sometida, se utilizan principalmente como sensor en aparatos de medida. En otra ocasión continuaremos hablando de las resistencias SMD, las resistencias multivuelta,

redes

resistencias,

resistencias

extensiométricas,

resistencia

para

calefacción, etc.

Imagen: Tipos de Resistencias Fuente:

https://www.edu.xunta.gal/centros/iesblancoamorculleredo/aulavirtual/pluginfile.php/7043/mod _imscp/content/1/resistenciasvariables.JPG

1.7

Termo coplas Una termocupla o termopar, es un transductor que se forma al unir dos metales

distintos para que así se produzca una diferencia de potencial que es pequeña (de acuerdo con el orden de los milivoltios), lo que es función de la diferencia de la temperatura entre uno de sus extremos que se denomina punto caliente y el otro llamado punto frío. Por lo anterior, este dispositivo sirve como transductor, es decir traduce un tipo de señal en otra. En este caso si se aplica temperatura a la unión de los metales, se generará una diferencia de tensión entre los dos alambres. Por lo que en este caso la termocupla sirve para traducir una señal de temperatura en una señal de voltaje.

Página 102 de 313

¿Para qué sirve una termocupla? La termocupla es un dispositivo fundamental dentro de la industria y aún más para la automatización. Es uno de los elementos principales de control ya que permite medir las temperaturas, traducirlas a voltajes y poder compararlas con una temperatura de referencia a la que se desea que algo esté. También se concibe como un sensor de temperatura para el sector de la instrumentación industrial. ¿Cómo funciona una termocupla? El termopar o termocupla va a constituir lo que se conoce de forma usual como un sensor de temperatura y este es un tipo de dispositivo con el que se genera y transmite una señal eléctrica, la cual es proporcional a la temperatura que se va a encontrar en el medio. La tensión pequeña que se genera por parte de este sensor, debe amplificarse para ser interpretada o leída. Son muchos los testers de uso masivo que incorporan una termocupla, la cual se acopla a las entradas adecuadas y por ende, se permite la lectura de la temperatura del medio de manera inmediata.

Imagen: ejemplo de funcionamiento termocupla Fuente: https://comofunciona.co.com/wp-content/uploads/2016/09/Como-funciona-unatermocupla.jpg

Tipos de termocupla Existen una gran variedad de termocuplas ya que se pueden formar solo con la unión de dos metales. Los tipos de termocuplas varían según el rango de temperatura que se desea traducir. Las principales son: Tipo K – La unión está dada por cromel y alumel. Traduce temperaturas entre –200 y +1372 °C Tipo J – Unión entre hierro y constantán. Rango de temperatura entre –270 y +1200 °C

Página 103 de 313

Tipo T – Unión entre cobre y constantán. Rango de temperatura entre -200 y 260 °C Aplicaciones de una termocupla Ejemplo 1 – Un caso típico es la termocupla en un intercambiador de calor. Si yo ingreso agua a un intercambiador de calor y quiero que salga a 60 °C, la termocupla medirá la temperatura, generara un voltaje dependiendo de la temperatura que midió y este voltaje será comparado con uno de referencia para ver si la temperatura está a 60 °C. Ejemplo 2 – Las máquinas eléctricas los incorporan con frecuencia para disponer de un sensor de temperatura de modo constante y así regular funciones o cuidar el aparato. Ejemplo 3 – Los transformadores incluyen una termocupla o termopar como parte de su sistema para así conocer la temperatura en momentos distintos y por ende cumplir con su tarea sin inconvenientes en torno a la temperatura. Ejemplo 4 – En la actualidad la termocupla se complementa con los analizadores termográficos, los cuales son sensores de radiación térmica, así que no tocan partes que puedan ser susceptibles de recalentarse, sino que lo hacen por proximidad al calor radiado.

Imagen: partes de una termocupla Fuente: https://i.ytimg.com/vi/P4Y8lgWiUBA/hqdefault.jpg

Imagen: datos de las termocuplas Fuente: https://www.editores-srl.com.ar/sites/default/files/aa3_svs_consultores_termocuplas_1.JPG

Página 104 de 313

1.8

Control infrarrojo Un control remoto (en Hispanoamérica) o mando a distancia (en España) es un

dispositivo electrónico usado para realizar una operación a distancia o remota sobre una máquina. El término se emplea generalmente para referirse al control remoto para el televisor u otro tipo de aparato electrónico casero, como DVD, Hi-Fi, computadoras, y para encender y apagar un interruptor, la alarma, abrir la puerta del estacionamiento. Los controles remotos para esos aparatos son normalmente pequeños objetos (fácilmente manipulables con una mano) con una matriz de botones para ajustar los distintos valores, como, por ejemplo, el canal de televisión, el número de canción y el volumen. De hecho, en la mayoría de los dispositivos modernos el control contiene todas las funciones de control, mientras que el propio aparato controlado solo dispone de los controles más primarios. La mayoría de estos controles remotos se comunican con sus respectivos aparatos vía señales de infrarrojo (IR) y solo unos pocos utilizan señales de radio. En los vehículos modernos las clásicas llaves incorporan ahora controles remotos con diversas funciones. Su fuente de energía suele ser pequeñas pilas de tipo AA, AAA o de botón. Tipos Existen mandos o radiocontroles para muchos otros dispositivos: modelos a escala de aviones, helicópteros, y otros modelos por radiocontrol son juguetes bastante populares. Muchos robots se controlan remotamente, especialmente aquellos que han sido diseñados para llevar a cabo tareas peligrosas; así como algunos de los más nuevos cazas de combate se maniobran por control remoto. Además, un mando universal combina diversos controles en uno, normalmente con alguna clase de interruptor o botón para seleccionar el aparato controlado. Los mandos universales varían desde modelos básicos baratos a un mando como el modelo de 700$ con Linux de Sony. El primer modelo de control remoto universal fue desarrollado por William Russell McIntyre a mediados de los 60, mientras trabajaba en Philips. Al diseño del software de McIntyre se le fueron otorgadas patentes, ya que fue el primer control remoto que podía apuntarse a un aparato electrónico y aprender sus controles operativos. El siguiente paso en los mandos a distancia son los paneles de control doméstico. Estos controles remotos no solo funcionan en televisores o sistemas de entretenimiento, sino que permiten controlar otros aparatos eléctricos tales como cortinas electrónicas, interruptores de la luz y cámaras de seguridad. Algunos de los últimos paneles de control domésticos permiten la transmisión de audio, así como tomar fotografías.

Página 105 de 313

A veces se usan armas de fuego por control remoto para cazar pájaros u otros animales. En 2005, el estado de Virginia (Estados Unidos), prohibió esta práctica. Tecnología La mayoría de mandos a distancia para aparatos domésticos utilizan diodos de emisión en el infrarrojo cercano para emitir un rayo de luz que alcance el dispositivo. Esta luz es invisible para el ojo humano, pero transporta señales que pueden ser detectadas por el aparato. Un mando a distancia de un solo canal permite enviar una señal portadora, usada para accionar una determinada función. Para controles remoto multicanales, se necesitan procedimientos más sofisticados; uno de ellos consiste en modular la señal portadora con señales de diferente frecuencia. Después de la demodulación de la señal recibida, se aplican los filtros de frecuencia apropiados para separar las señales respectivas. Hoy en día, se suelen usar métodos digitales. Por lo general un mando a distancia está compuesto por:  Una carcasa.  Una plaqueta: donde se encuentran las conexiones para diferentes funciones.  Una fuente de alimentación: generalmente dos baterías de 1,5 voltios.  Botones: cada uno con una función distinta.

Funcionamiento Los botones tienen en su parte posterior un material que conduce la electricidad. Cuando se presiona el botón, este material hace contacto con la plaqueta y cierra el circuito que corresponde al botón. Un pequeño circuito integrado reconoce la señal y determina qué botón fue presionado; con base a esa información envía una señal al resonador de cuarzo (cristal); este la devuelve con una frecuencia determinada. Ese impulso es transmitido a un LED que lo envía convertido en radiación infrarroja. El receptor (por ejemplo, un televisor) puede reconocer el botón pulsado midiendo la frecuencia de la radiación. Aplicaciones Industria El control remoto es usado para operar subestaciones, centrales hidroeléctricas reversibles y plantas HVDC. Para estos sistemas se suelen usar PLCs de baja frecuencia. Aplicaciones militares El astronauta Leroy Chiao manipula el Canadarm2 o Sistema de manipulación remota de la Estación Espacial Internacional (SSRMS).

Página 106 de 313

El uso del control remoto en vehículos militares data de comienzos del siglo XX. El Ejército rojo usaba tele tanques, controlados remotamente, durante los años 1930 y los comienzos de la Segunda Guerra Mundial. También experimentaron con aviones por control remoto. La Alemania nazi también fomentó el uso del control remoto con las bombas V-1 y V-2. Astronáutico La tecnología por control remoto también es usada en los viajes al espacio. Por ejemplo, en el programa ruso Lunokhod, los vehículos eran accionados por control remoto. El control remoto directo de naves, carros y aparatos espaciales a mayores distancias desde la tierra no era práctico ya que se generaba un gran retardo de señal. Videojuegos El Cable como tal se ha mostrado muy incómodo en cuestión de la franquicia de los videojuegos, casi todas las consolas han tenido un cierto problema con el molesto cable que conecta el control con la consola, eso era un problema muy molesto hasta que se inventaron los controles inalámbricos para una mejor experiencia en los videojuegos, empezando con controles inalámbricos por infrarrojos en consolas de 8 y 16 bits, como la Megadrive, y popularizándose con la exitosa videoconsola Wii. Aparatos electrónicos Sirve para poder prender o apagar algunos aparatos electrónicos tales como el aire acondicionado o algunas luces modernas o ventiladores. Otra aplicación puede ser para el automóvil. Uso diario Los mandos a distancia también se están aplicando a uso cotidiano para los garajes o puertas automáticas. Normalmente hablamos de las puertas de garaje o de las puertas de los locales comerciales. Antiguamente todas las persianas metálicas de los comercios y las puertas de las naves industriales no contaban con estos automatismos. En la actualidad también existen alternativas a estos mandos, pero con el mismo uso, quizá más seguros.

1.9

Fundamentos de electrónica digital La electrónica digital es la rama de la electrónica más moderna y que evoluciona

más rápidamente. Se encarga de sistemas electrónicos en los que la información está codificada en estados discretos, a diferencia de los sistemas analógicos donde la información toma un rango continuo de valores.

Página 107 de 313

En la mayoría de los sistemas digitales, el número de estados discretos es tan solo de dos y se les denomina niveles lógicos. Estos niveles se representan por un par de valores de voltaje, uno cercano al valor de referencia del circuito (normalmente 0 voltios, tierra o "GND"), y otro cercano al valor dado por la fuente de alimentación del circuito. Estos dos estados discretos reciben muchas parejas de nombres en libros de electrónica y otros textos especializados, siendo los más comunes "0" y "1", "false" y "true", "off" y "on" o "bajo" y "alto" entre otros. Tener solo estos dos valores nos permiten usar el álgebra booleana y códigos binarios, los que nos proporciona herramientas muy potentes para realizar cálculo sobre las señales de entrada. Al hablar de electrónica digital estamos en presencia del mayor avance en cuanto a ciencia electrónica se refiere. Al principio los mecanismos interactuaban entre sí por movimientos y secuencia preconcebidas para obtener un mismo resultado, la invención de las válvulas, luego los transistores, los chips y por último los microprocesadores, así como los microcontroladores han llevado a esta ciencia a posicionarse como una de las más precisas en lo que a procesamiento de datos, imagen y vídeos en los que podamos hablar. Los más complejos sistemas digitales, aplicados y útiles hoy en día son posibles gracias a la integración de los componentes, herramientas, equipos y subsistemas electrónicos, informáticos y mecánicos. En tiempos modernos es tan fácil tocar una pantalla con nuestras manos (pantalla táctil), ejecutar un comando de voz y cambiar un canal o abrir una ventana, apagar y encender una bombilla; todo gracias a la electrónica digital. Como su nombre lo indica ella se sustenta en su propio lenguaje, el lenguaje de código binario "1" y "0", se crean ciclos de palabras, password, secuencias de bit y byte y se hace realidad lo que nunca se pensó poder monitorear en tiempo real un proceso a miles de kilómetros de distancia. Todas las demás ciencias hoy en día se deben a la invención de los sistemas digitales, es difícil pensar en cocinar algo, llamar a un pariente lejano o ir al cine sin dejar a un lado la electrónica digital. Por eso podemos decir que ella misma contempla los mejores avances y conducen la vida al futuro, claro complementada por las telecomunicaciones y por las ciencias exactas, la informática, la mecatrónica, la ciencia médica con aplicaciones de prótesis, chips cerebrales, los mismos juegos de realidad virtual y videojuegos infantiles y los no tan infantiles. En conclusión, los desarrollos tecnológicos gestados en laboratorios, instalaciones militares, los avances y ayudas humanitarias a países y personas en sitios, aún hoy en día, remotos e inhóspitos, no serían posibles sin esta rama de la ingeniería, la electrónica, pero principalmente, la digital, la cual es hoy en día una de las más importantes, versátil y sigue en avance y crecimiento en tiempos globalizados.

Página 108 de 313

La electrónica digital ha alcanzado una gran importancia debido a que es utilizada para realizar autómatas y por ser la piedra angular de los sistemas micro programados como son los ordenadores o computadoras.

Imagen:

Fundamentos Electrónica digital Fuente: https://fundacioncarlosslim.org/wp-content/uploads/2020/06/fundamentos-electronicadigital-1.jpg

Electrónica analógica: Es una parte de la electrónica que trabaja con señales analógicas, es decir, que trabaja con corrientes y tensiones que varían continuamente de valor en el transcurso del tiempo, como la corriente alterna (c.a) o de valores que siempre tienen el mismo valor de tensión y de intensidad, como la corriente continua (c.c). En estos casos hablamos de electrónica analógica. Si todavía no sabes lo que es la tensión, la intensidad y la resistencia será mejor que primero vayas al enlace de la parte de abajo en "También te pueden interesar", donde pone "Magnitudes Eléctricas" Electrónica digital: Es una parte de la electrónica que trabaja con señales digitales, es decir que trabaja con valores de corrientes y tensiones eléctricas que solo pueden poseer dos estados en el transcurso del tiempo. Hay o no hay corriente o tensión, por eso este tipo de electrónica siempre es binaria (2 dígitos, el 0 y el 1). Por ejemplo, una corriente pulsatoria como en la figura de abajo: El valor 1 suele estar asociado al valor máximo de tensión o corriente y el 0 al valor mínimo o a su ausencia.

Página 109 de 313

Muchos sistemas analógicos están siendo sustituidos par sistemas digitales que realizan funciones similares debido a sus ventajas inherentes: • Mayor fiabilidad, propia de los circuitos integrados. • Mayor facilidad de diseño. • Flexibilidad, debido al carácter programable de muchos circuitos digitales. • Procesado y transmisión de datos de una forma mas eficiente y fiable. • Facilidad de almacenamiento. • Menor coste en general. Los sistemas digitales se clasifican en dos grandes grupos: - Combinacionales: las salidas en cualquier instante de tiempo dependen del valor de las entradas en ese mismo instante de tiempo (salvo los retardos propios de los dispositivos electrónicos). Son, por tanto, sistemas sin memoria. Ejemplos son los multiplexores, demultiplexores, codificadores, decodificadores - Secuenciales: Ia salida del sistema va a depender del valor de las entradas en ese instante de tiempo y del estado del sistema; es decir, de la historia pasada del sistema. Son sistemas con memoria, ya que recuerdan de donde vienen (el pasado) En estos sistemas el valor de la salida depende de los valores de las entradas y de las salidas anteriores. Un ejemplo, un contador, si el contador está en 1 y cuenta de 1 en 1, el valor nuevo de salida será el 2, pero si esta en 15 su valor de saida será 16. En los 2 casos hace lo mismo, sumar 1 al valor de la entrada.

Página 110 de 313

Una vez que ya sabemos que es la electrónica digital, vamos a empezar a estudiarla por medio de las llamadas puertas lógicas y algunas operaciones lógicas en binario. Algebra de Boole Es un sitema matematico para resolver y representar los circuitos lógicos digitales. Empecemos por conocer que es un variable binaria. Variable binaria: es toda variable que solo puede tomar 2 valores, dos dígitos (dígitos=digital) que corresponden a dos estados distintos. Estas variables las usamos para poner el estado en el que se encuentra un elemento de maniobra o entrada (por ejemplo, un interruptor o un pulsador) y el de un receptor (por ejemplo una lámpara o un motor), siendo diferente el criterio que tomamos para cada uno. Veamos como son los estados en cada caso. - Receptores o elementos de Salida (lámparas, motores, timbres, etc): encendida (estado 1) o apagada (estado 0) - Elementos de entrada (interruptor, pulsador, sensor, etc): accionado (estado 1) y sin accionar (estado 0) Cuando decimos "accionado" quiere decir que cambia de posición comparándola cuando su posición era en reposo. Imaginemos un interruptor que su posición en reposo es abierta. Su estado sería 0. Si ahora le pulsamos y le cambiamos la posición, su nueva posición ahora sería un interruptor cerrado, y su nuevo estado sería 1. Podría ser al revés. Imagina que el interruptor está cerrado en reposo, pues el estado en reposo sería igualmente 0, pero el interruptor, en este caso para el estado 0 sería un interruptor cerrado y no abierto como antes. En el caso de los elementos de entrada los valores 0 y 1 no están asociados a que estén abiertos o cerrados, sino al cambio de estado de reposo a presionado o activado. Conclusión: el estado solo quiere decir si el interruptor o pulsador se ha pulsado o no. Pulsado estado 1, sin pulsar estado 0. Cuando es un elemento de salido, por ejemplo un motor o una lámpara, si están funcionando su estado sería 1 y si no están funcionando su estado sería 0.

Página 111 de 313

Operaciones lógicas (álgebra de boole): son las operaciones matemáticas que se usan en el sistema binario, sistema de numeración que solo usa el 0 y el 1. Si no sabes lo que es te recomendamos este enlace: Sistema Binario Aquí tienes todas las operaciones lógicas que nos interesan. Hay más, pero con estas tendremos suficiente:

https://shigra.netlearning.org/mahara/artefact/file/download.php?file=1559&embedded=1&text=3921

Como ves son muy sencillas, pero es fundamental que las conozcas bien cuando tengas que calcular el resultado de las funciones lógicas.

Y algunas Reglas de Boole: A+0=A A+1=1 A+A=A A + A`= 1 )A`es A invertida) Ax0=0 Ax1=A AxA=A A x A´ = 0

1.10 Compuertas lógicas Son componentes electrónicos representados por un símbolo con una o dos entradas (incluso pueden ser de mas entradas) y una sola salida que realizan una función (ecuación con variables binarias), y que toman unos valores de salida en función de los que tenga en las de entrada.

Página 112 de 313

Las puertas lógicas también representan un circuito eléctrico y tienen cada una su propia tabla de la verdad, en la que vienen representados todos los posibles valores de entrada que puede tener y los que les corresponden de salida según su función. Veamos la primera puerta lógica. Puerta Lógica Igualdad

https://shigra.netlearning.org/mahara/artefact/file/download.php?file=1559&embedded=1&text=3921

Como vemos la función que representa esta puerta es tal que el valor de la salida (motor o lámpara) es siempre igual al del estado de la entrada (pulsador o interruptor). En el esquema vemos que se cumple. El pulsador en estado 0 (sin pulsar) la lámpara está apagada, o lo que es lo mismo en estado también 0.

Si ahora pulsamos el pulsador, estado 1, la lámpara se enciende y pasará también al estado 1. La tabla de la verdad nos da los estado de la salida para los posibles estados de entrada, que este caso solo son dos 0 o 1.

1.11 And

https://shigra.netlearning.org/mahara/artefact/file/download.php?file=1559&embedded=1&text=3921

En este caso para que la lámpara este encendida es necesario que estén en estado 1 los dos pulsadores a la vez.

Página 113 de 313

Ojo 0 x 1 es 0 y 1 x 1 es 1. Con estas 4 puertas podríamos hacer casi todos los circuitos electrónicos, pero también es recomendable conocer otras dos puertas lógicas más para poder simplificar los circuitos.

1.12 Or En este caso hay dos elementos de entrada (dos pulsadores). Para que la lámpara esté encendida (estado1) debe de estar un pulsador cualquiera pulsado (estado 1) o los dos. Fíjate que al sumar las entradas en la tabla de la verdad 0 + 0 es igual a 0 y 0+1 es 1.

https://shigra.netlearning.org/mahara/artefact/file/download.php?file=1559&embedded=1&text=3921

1.13 Puerta Not Es una puerta tal que la entrada siempre es contraria al valor de la salida. En las funciones, una barra sobre una variable significa que tomará el valor contrario (valor invertido). Veamos su función, el símbolo, el circuito eléctrico y su tabla de la verdad.

https://shigra.netlearning.org/mahara/artefact/file/download.php?file=1559&embedded=1&text=3921

Página 114 de 313

1.14 Aplicación del PLC Los PLC (Controlador lógico programable) o autómatas programables son dispositivos electrónicos que permiten programar una lógica para controlar todo tipo de máquinas y procesos industriales. La gran ventaja de los PLC a diferencia de las computadoras es la gran cantidad de entradas y salidas que pueden gestionar, así como su durabilidad y capacidad de funcionamiento en entornos agresivos para la electrónica. Esto supone para las empresas un gran ahorro de dinero en mantenimiento Pero los ahorros en mantenimiento no es únicamente el beneficio que aporta el PLC. También permite un aumento significativo de la vida útil de las máquinas industriales y sus equipos asociados. Sin duda las aplicaciones del PLC en la industria moderna tienen un gran recorrido todavía. Maniobras de maquinaria Comenzamos con las maniobras de maquinaria. En este caso encontramos muchas aplicaciones interesantes: Máquinas de procesado de gravas, cementos y arenas. Máquinas industriales para la madera y los muebles. Maquinaria industrial del plástico. Máquinas – herramientas complejas. Máquinas de ensamblaje. Maquinaria de transferencia. Maniobra de instalaciones En el campo de la maniobra de instalaciones, también encontramos aplicaciones interesantes para el PLC: Instalaciones de seguridad. Instalaciones de calefacción y aire acondicionado. Instalaciones de plantas para el embotellado. Instalaciones de transporte y almacenaje. Instalaciones para tratamientos térmicos. Instalaciones de la industria de la automoción. Instalaciones industriales azucareras.

Página 115 de 313

Industria del automóvil Hemos comentado la importancia de las aplicaciones de los PLC en la industria de la automoción. Y efectivamente, sus usos son muchos y muy variados e importantes: Aplicaciones en cadenas de montaje para soldaduras, cabinas de pintura, ensamblaje, etc. Uso en máquinas de herramientas como fresadoras, taladradoras, tornos, etc. Fabricación de neumáticos Muy emparentado con la industria automotriz, encontramos aplicaciones importantes para la fabricación de neumáticos: Control de maquinaria para la extrusión de gomas, el armado de cubiertas… Control de sistemas de refrigeración, calderas, prensas de vulcanizado… Plantas petroquímicas y químicas En el sector de la industria química también descubrimos una serie de usos importantes para el PLC: Aplicación en oleoductos, refinados, baños electrolíticos, tratamientos de aguas residuales y fecales, etc. Control de procesos como el pesaje, la dosificación, la mezcla, etc. Otros sectores industriales Y por último, también observamos más aplicaciones en sectores diversos de la industria moderna: Metalurgia: control de hornos, fundiciones, laminado, grúas, forjas, soldadura, etc. Alimentación: empaquetado, envasado, almacenaje, llenado de botellas, embotellado, etc. Madereras y papeleras: serradoras, control de procesos, laminados, producción de conglomerados… Producción de energía: turbinas, transporte de combustibles, centrales eléctricas, energía solar… Tráfico: ferrocarriles, control y regulación del tráfico…

Domótica: temperatura ambiente, sistemas anti-robo, iluminación, etc.

Página 116 de 313

Imagen: Tableros de mando y luces piloto Fuente: http://www.aldakin.com/wp-content/uploads/2017/07/PLC-en-la-industria-Aldakin.jpg

1.15 Aplicaciones industriales de LOGO Controles de luz  Habitación en hotel de lujo  Bandas luminosas  Iluminación de escaparate  Iluminación en exterior/interior de una casa  Iluminación de un gimnasio  Iluminación exterior  Sistemas de vigilancia  Controles de acceso/exclusas de seguridad  Detección de primera alarma  Supervisión de plazas de parking  Controles de puertas  Puerta de un parque de bomberos 1  Puerta automática  Portón industrial  Ingeniería da edificios  Automatización económica de sala  Bomba de agua de lluvia  Irrigación de plantas en vernadero

Página 117 de 313

 Mando de persianas  Sistema de aire acondicionado (colegio)  Calefacción, ventilación y aire acondicionado  Equipo frigorífico  Sistema de ventilación  Carga equilibrada de consumidores  Mando secuencial de calderas  Mando de sistema de ventilación  Mando escalonado de ventiladores  Supervisión de periodo de utilización  Medios de transporte  Mando de cinta transportadora  Cintas transportadoras  Plataforma elevadora  Mando de cintas calefactores/transportadoras  Controles de máquinas  Filtros  Mando de una desbobinadora  Mando de una plegadora  Mando de una agitadora de leche  Mando secuencial de máquina soldadora  Mando de bombas  Dispositivo de corte (mechas)  Mando con alternativa (compresores)  Pedal inteligente  Mando de bombas  Parada y arranque de bombas/ventiladores  Mov. arriba/abajo (dcha/izda) con 1 pulsador

Página 118 de 313

 Conmutación temporizada de salidas  Secuenciador de levas  Mando de un silo Soluciones especiales  Paneles informativos en autopistas  Mando de piscicultura (truchas)  Exterminación de patógenos por fumigación

Imagen: Aplicaciones de LOGO Fuente: https://imgv2-2f.scribdassets.com/img/document/37427188/original/f78c6848b4/1624249638?v=1

1.16 PLC Un PLC (controlador logico programable) también conocido como autómata programable es básicamente una computadora industrial la cual procesa todos los datos de una máquina como pueden ser sensores, botones, temporizadores y cualquier señal de entrada. Para posteriormente controlar los actuadores como pistones, motores, válvulas, etc… y así poder controlar cualquier proceso industrial de manera automática.

¿Como funciona un PLC? Para que un PLC pueda procesar y controlar cualquier sistema se necesita que este previamente programado para la tarea que va a realizar. Para poder programarlo se necesita un software que es especifico dependiendo la marca y cada programa cuenta

Página 119 de 313

con diversos lenguajes de programación en los cual escribes instrucción por instrucción lo que se va a procesar y controlar. ¿De qué partes está compuesto un PLC? se puede dividir en diferentes partes, las cuales pueden estar integradas o por módulos:  Fuente de alimentación  Unidad de procesamiento central (CPU)  Módulos de entradas/salidas  Módulo de memorias  Unidad de programación Módulos de memorias En los módulos de memoria es donde se guarda el programa del PLC. Tipos de memorias  RAM  ROM  PROM  EAROM  NVRAM ¿Que tipos de PLC existen? Pueden clasificarse, en función de sus características en:  Nano  Compacto  Modular Generalmente integran la fuente de alimentación, la CPU y las entradas y salidas la diferencia entre el tipo compacto es que maneja un conjunto reducido de entradas y salidas. el tipo nano permite manejar entradas y salidas digitales y algunos módulos especiales.

Página 120 de 313

Imagen: PLC Nano Fuente: https://www.ingmecafenix.com/wp-content/uploads/2018/01/PLC-nano-300x252.jpg

Compacto Tienen incorporada la fuente de alimentación, su CPU y los módulos de entrada y salida en un solo módulo principal y permiten manejar desde unas pocas entradas y salidas hasta varios cientos pero no pueden expandir sus modelos, su tamaño es superior a los de tipo Nano y soportan una gran variedad de módulos especiales, tales como:  entradas y salidas análogas  módulos contadores rápidos  módulos de comunicaciones  interfaces de operador  expansiones de entrada y salida

Imagen: PLC Compacto Fuente: https://www.ingmecafenix.com/wp-content/uploads/2018/01/compacto-300x225.jpg

Modular Este tipo tiene la ventaja de que pueden ser configurados conforme a las necesidades ya que cada módulo esta por separado y puedes armar tu PLC según tus necesidades.

Página 121 de 313

Imagen: PLC Modular Fuente: https://www.ingmecafenix.com/wp-content/uploads/2018/01/modular.jpg

1.17 PLC B. Desde el controlador lógico programable original (PLC) inventado en la década de 1970 hasta los sistemas de control ampliables, multidisciplinarios y habilitados para la información (PAC), los sistemas de control Allen Bradley® le ayudan a cumplir con los requisitos de aplicación más complejos. Gracias a las soluciones de control multidisciplinarias, centradas en controladores e I/O y combinadas con carteras de accesorios, puede ofrecer un sistema Integrated Architecture® inteligente, productivo y seguro en aplicaciones discretas, de procesos, de movimiento y de seguridad. Cuente con nosotros. Consiste en poder hacer una integración sencilla, por ejemplo, de un variador de velocidad, aunque también aplica para otros equipos de Allen Bradley en el software Studio 5000 (o RSLogix 5000 en versiones anteriores). Esta integración sencilla implica que al agregar un variador (por ejemplo) se dan de alta los TAGS del equipo como son: arranque, paro, referencia de velocidad, falla, alarma, velocidad de retroalimentación, etc; sin tener que hacer programacion/configuracion adicional sobre esto. También está integración sencilla implica el tener la interfaz (“una ventana”) que pide algunos datos para dar de alta al variador rápidamente. Este tipo de características permite tener un ahorro de tiempo de hasta el 80% comparado a que el equipo fuera de otra marca, permitiendo por ejemplo ahorro en horas de Ingeniería permitiendo lograr retornos de inversión más cortos. Para poder tener este beneficio, el equipo debe estar en red EtherNet/IP trabajando con controlador plataforma logix (ControlLogix o CompactLogix). De hecho, estos controladores ya son equipos más avanzados que un PLC, conocidos ya como PAC (Controlador de Automatización Programable). La configuración de los parámetros del variador reside en el programa del controlador.

Página 122 de 313

Al estar en Studio 5000 se cuenta con funciones para hacer más sencillo el manejo de los variadores ya que se tienen herramientas como: asistentes de puesta en marcha, diagnóstico (fallas y alarmas), comparación de parámetros, etc. Actualmente se tiene también disponible la capacidad de configurar un variador, por ejemplo, en forma automática, el controlador descarga automáticamente la configuración de parámetros en un equipo nuevo que se instale (en caso de daño), para el proceso arranque nuevamente y así reducir los tiempos muertos al mínimo. Beneficios de Premier Integration PLC Esta herramienta nos brinda numerosas ventajas operativas y financieras: Permite ahorrar costos por: menos horas de ingeniería, no requiere personal con alto nivel de conocimientos, tiempos de paro más cortos (en caso se presente), etc. Tener retornos de inversión más rápidos Reducir tiempos muertos al mínimo, evitando un impacto en la producción. Aumenta la disponibilidad de los equipos en funcionamiento. Aplicaciones de Premier Integration PLC Este sistema puede ser utilizado en:  Cualquier proceso que opere con un PLC de la marca Allen Bradley con comunicación

Ethernet/IP

con

plataforma

Logix

(CompactLogix

ControlLogix).  Es de gran utilidad en general en todos los tipos de industria: Automotriz, Alimenticia, Metal-mecánica, Minera, Procesos, etc.  En cuanto a variadores de velocidad, integración premier aplica para todos los modelos PowerFlex (inclusive modelo antiguos como el 1336).

Página 123 de 313

 La configuración automática, en cuanto a variadores,

aplica para los

modelos más recientes de PowerFlex (523, 525, 527, 753 y 755)

Imagen: Tipos de PLC Allen Bradley Fuente: https://rockwellautomation.scene7.com/is/image/rockwellautomation/ControlLogix5580CompactLogix5380-Micro870-MLX1400-CollageImages4.2560.png

1.18 Variadores de Frecuencia Un variador de frecuencia es un dispositivo utilizado para controlar la velocidad de un motor eléctrico a fin de:  mejorar el control de procesos  reducir el consumo de energía y generarla de forma eficiente  disminuir el estrés mecánico en las aplicaciones de control de motores  optimizar el funcionamiento de una serie de aplicaciones que dependen de motores eléctricos Los variadores también se pueden utilizar para convertir energía procedente de fuentes naturales y renovables, como el sol, el viento o las mareas, y transferirla a la red eléctrica o utilizarla para el consumo local. En el ámbito de las tecnologías híbridas, los convertidores de frecuencia se utilizan para combinar fuentes convencionales de energía y reservas energéticas, de modo que se creen soluciones integrales para la gestión de la energía. Los variadores de frecuencia también se conocen como variadores de velocidad ajustable, convertidores de frecuencia, inversores o convertidores de potencia.

Página 124 de 313

Diferentes tipos de variadores de frecuencia y usos ara saber cuál es el variador de frecuencia que más se ajusta a los fines deseados, tendremos que conocer de antemano dos factores: cuál es el voltaje con el que estamos trabajando y cuál es el tipo de motor al que conectaremos el variador. A grandes rasgos, estas serían las diferentes tipologías:  Variadores de frecuencia de corriente alterna: generalmente, son los aquí explicados en este artículo.  Variadores de frecuencia de corriente directa: destinados a motores alimentados por corriente continua.  Variadores de frecuencia de voltaje de entrada: se encargan de generar una nueva onda sinusoidal de tensión, introduciendo una serie de onda cuadrada y mediante la variación del voltaje.  Variadores de frecuencia de fuentes de entrada: en este caso es el caudal de onda cuadrada el que se recibe de entrada. Requieren grandes invesores para mantener una corriente constante.  Variadores de frecuencia de ancho pulso modulado: llamado PWM (por sus siglas en inglés pulse-width modulation), mantiene el par motor constante por medio de una serie de pulsos de voltaje constantes realizados por unos transistores.  Variadores de frecuencia de vector de flujo de ancho de pulso modulado: cuentan con un microprocesador que gestiona el proceso de la regulación o variación de la corriente al motor. Existen otras formas de categorizar los variadores de frecuencia, pero están lejos de la temática que tratamos aquí hoy. Por ejemplo, están los variadores mecánicos, que como su nombre indica, utilizan poleas o rodillos metálicos. También el caso de los variadores hidráulicos, que para regular la velocidad del motor utilizan algún tipo de fluido. Estas son las ventajas de contar con un variador de frecuencia Si bien el ahorro energético es el mayor y más destacado atributo que supone la instalación de los variadores de frecuencia, este está lejos de ser el único. Un variador de frecuencia es habitualmente fácil de instalar y no requiere ningún tipo de mantenimiento o éste muy reducido, lo que añade, además, una prolongación de la vida útil de los equipos a los que va destinado, que ya de por sí ganan longevidad por recibir la electricidad que demandan y no más (ni menos).

Página 125 de 313

Obviamente, estos beneficios – ligados a que el variador ofrece la energía necesaria – también pueden extenderse a otros campos como los medioambientales (no hay exceso de esfuerzo en los equipos), financieros (no hay gastos extraordinarios de consumo), u operativos (por ejemplo, por sobrecalentamiento de los dispositivos). En último lugar, la menor exigencia para los motores industriales, regulados por un variador de frecuencia, ayudará a reducir ostensiblemente el ruido generado.

Imagen: Variador de frecuencia Fuente: https://www.solerpalau.com/es-es/blog/wp-content/uploads/2020/01/Small_variablefrequency_drive.jpg

1.19 Entradas y Salidas analógicas Una señal eléctrica analógica es aquella en la que los valores de la tensión o voltaje varían constantemente y pueden tomar cualquier valor. En el caso de la corriente alterna, la señal analógica incrementa su valor con signo eléctrico positivo (+) durante medio ciclo y disminuye a continuación con signo eléctrico negativo (–) en el medio ciclo siguiente. Un sistema de control (como un microcontrolador) no tiene capacidad alguna para trabajar con señales analógicas, de modo que necesita convertirlas en señales digitales para poder trabajar con ellas. La señal digital obtenida de una analógica tiene dos propiedades fundamentales:  Valores. Que valor en voltios define 0 y 1. En nuestro caso es tecnología TTL (0 – 5V)  Resolución analógica: nº de bits que usamos para representar con una notación digital una señal analógica: En el caso de un arduino Uno, el valor de 0 voltios analógico es expresado en digital como B0000000000 (0) y el valor de 5V analógico es expresado en digital como B1111111111 (1023).

Página 126 de 313

Por lo tanto, todo valor analógico intermedio es expresado con un valor entre 0 y 1023, es decir, sumo 1 en binario cada 4,883 mV. Arduino Uno tiene una resolución de 10 bits, es decir, unos valores entre 0 y 1023. Arduino Due tiene una resolución de 12 bits, es decir, unos valores entre 0 y 4095. Entrada Analógica Los microcontroladores poseen la capacidad de leer niveles de voltaje de tipo TTL. Por ejemplo, un Arduino común y corriente podrá leer voltajes entre 0 y 5 voltios por defecto (no se debe superar los 5 voltios). Para ello posee una serie de pines llamados Entradas Analógicas.

Imagen: Arduino Fuente: http://panamahitek.com/wpcontent/uploads/2015/12/FR2B8NPG0AMJ75C.MEDIUM.jpg?is-pending-load=1

El Arduino UNO posee 6 entradas analógicas (A0-A5), mientras que otros modelos como el NANO (8 entradas) o el MEGA (16 entradas) poseen puertos adicionales, aunque todos poseen la misma limitante: no pueden leer voltajes superiores a 5 voltios. Repetimos: NO SE PUEDEN APLICAR VOLTAJES SUPERIORES A 5 VOLTIOS. Salida Analógica Las salidas analógicas son señales de voltaje generadas por el microcontrolador. Por ejemplo, si el usuario desea que un pin en específico entregue 3 voltios, lo podrá lograr. Si se desea que dicho voltaje suba o baje, esto será posible con la programación adecuada. Para ello se utiliza un circuito llamado Convertidor Digital Analógico (DAC). Este dispositivo utiliza sumadores de voltaje y trabajan según una resolución. Un DAC con una resolución de 10 bits y un voltaje máximo de 5 voltios podrá producir voltajes en aumentos de 5/1024 voltios, es decir, 0.0048828125 voltios. Si deseamos que el voltaje en la salida sea de 0.006 voltios, no lo podremos lograr, ya que el DAC solo puede producir 0,0048828125 volts, luego 0,009765625, luego 0,0146484375 (es decir, 0.00488 x 2, luego x3, y así sucesivamente).

Página 127 de 313

Si deseamos que nuestro circuito genere 0.006 voltios a la salida necesitaremos un DAC de mayor resolución, probablemente de 12 o 14 bits, aunque estos serían dispositivos mucho más caros que un DAC de 10 bits. Los Arduinos no incluyen un DAC dentro de los circuitos que forman la placa, por lo que no son capaces de producir salidas analógicas. Sin embargo, dentro del lenguaje Arduino podemos encontrar la función analogWrite. Esta función fue diseñada para que el Arduino produzca una salida de PWM, lo cual no es una modulación de amplitud de señal, sino modulación por ancho de pulsos, lo cual no es considerado como una señal analógica, sino como una señal digital. Arduino no es capaz de entregar voltajes variables de forma nativa.

1.20 Entrada y salidas digitales

Imagen: Arduino UNO Fuente: http://panamahitek.com/wp-content/uploads/2015/12/entradas-y-salidas-digitales768x559.jpg

Las entradas digitales permiten recibir señales de voltaje. Por ejemplo, en el diagrama de conexión de un interruptor sencillo si remplazamos el TP por una conexión a una entrada digital, cada vez que presionemos el botón la entrada pasará a HIGH; al soltar el interruptor la entrada pasará a LOW. Un microcontrolador reconocerá un HIGH cuando se aplique más de 3 voltios (en los microcontroladores que operan a 5 voltios, como la mayoría de los Arduinos) a un terminal configurado como entrada digital; de lo contrario, el microcontrolador reconocerá el estado lógico como LOW. Como ya hemos explicado, las entradas digitales no reconocen niveles de voltaje como tal, simplemente aceptan valores HIGH o LOW. El umbral entre ambos estados será

Página 128 de 313

un voltaje aproximadamente 60% del voltaje de operación (los 3 voltios) del microcontrolador. Es importante recordar que no podemos sobrepasar los límites de voltaje permitidos por un determinado modelo de microcontrolador. En el caso de Arduino, si se aplica un voltaje mayor a 5 voltios en una entrada digital, el Arduino simplemente se quemará. Lo mismo aplica para voltajes negativos, por lo que debemos asegurar que el voltaje aplicado a una entrada digital se encuentre entre 0 y 5 voltios. Salida Digital Las salidas digitales son las terminales de un microcontrolador que permiten entregar un voltaje a una carga. Normalmente, las terminales de salida son las mismas terminales de entrada, con la diferencia de que dentro de la programación del microcontrolador se debe establecer la función que cumplirá determinado terminal en un momento dado. Por ejemplo, para utilizar el sensor DHT22 se necesita que un mismo terminal funcione como salida y luego como entrada, tal como se puede observar en el diagrama donde se muestra el tren de pulsos para la lectura de datos. Los terminales de salida han sido diseñados para entregar señales de voltaje, no para suplir corriente a un circuito. En un microcontrolador como Arduino, el máximo de corriente que puede entregar un terminal de salida es de aproximadamente 40 mA, lo cual es muy poco, pero más que suficiente para, por ejemplo, encender un LED o saturar un transistor BJT. Esto es un criterio sumamente importante: al utilizar microcontroladores debemos pensar que las cargas que vamos a manejar no deben superar los 5 voltios DC de voltaje operativo y no deben consumir más de 40 mA. Sin embargo, esto no significa que Arduino no sea capaz de manejar cargas con requerimientos de voltaje, corriente o potencia superiores a los límites establecidos como máximos para un microcontrolador. En Panama Hitek hemos escrito varias veces sobre cómo controlar cargas en voltajes superiores a los 5 voltios:  Herramientas de control para Arduino: El BJT o Transistor de Unión Bipolar (NPN y PNP)  También es posible manejar cargas de corriente alterna, en voltajes tan altos como 120VAC o superiores:  Herramienta de control para Arduino: El TRIAC, conmutador para corriente alterna

Página 129 de 313

 Herramientas de control para Arduino: El relay o relevado La función principal de las salidas digitales es entregar una señal de control que le dará funcionalidad a un circuito electrónico que será el encargado de cumplir con las funciones que el usuario requiera. Los microcontroladores no han sido diseñados para alimentar cargas sino para controlar cargas, lo cual no exige el manejo de altos voltajes o altas corrientes. Con la electrónica adecuada, un Arduino común y corriente puede cumplir con las funciones de un PLC o cualquier dispositivo de control de avanzada.

1.21 Programación La programación es el proceso utilizado para idear y ordenar las acciones necesarias para realizar un proyecto, preparar ciertas máquinas o aparatos para que empiecen a funcionar en el momento y en la forma deseados o elaborar programas para su empleo en computadoras.1 En la actualidad, la noción de programación se encuentra muy asociada a la creación de aplicaciones de informática y videojuegos. En este sentido, es el proceso por el cual una persona desarrolla un programa, valiéndose de una herramienta que le permita escribir el código (el cual puede estar en uno o varios lenguajes, como C++, Java y Python, entre otros) y de otra que sea capaz de “traducirlo” a lo que se conoce como lenguaje de máquina, que puede "comprender" el microprocesador. La programación informática es el arte del proceso por el cual se limpia, codifica, traza y protege el código fuente de programas computacionales, en otras palabras, es indicarle a la computadora lo que tiene que hacer. La programación informática es una de las habilidades esenciales que aprendes cuando estudias informática. Detrás de todos los programas informáticos que conocemos y usamos de manera cotidiana para facilitarnos diversas actividades de nuestro día con día, existe todo un proceso para poderlos crear. Este proceso es conocido como programación, conozcamos un poco más sobre lo que conlleva este proceso. Por medio de la programación se establecen los pasos a seguir para la creación del código fuente de los diversos programas informáticos.

1.22 Lógica combinacional Se denomina sistema o lógica combinacionales a todo sistema lógico en el que sus salidas son función exclusiva del valor de sus entradas en un momento dado, sin que intervengan en ningún caso estados anteriores de las entradas o de las salidas. Las funciones booleanas –compuestas por operadores OR, AND, NAND, XOR– se pueden

Página 130 de 313

representar íntegramente mediante una tabla de verdad. Por tanto, carecen de memoria y de retroalimentación. En electrónica digital la lógica combinacional está formada por ecuaciones simples a partir de las operaciones básicas del álgebra de Boole. Entre los circuitos combinacionales clásicos tenemos:  Lógicos  Generador/Detector de paridad  Multiplexor y Demultiplexor  Codificador y Decodificador  Conversor de código  Comparador  Aritméticos  Sumador  Aritméticos y lógicos  Unidad aritmeticológica Estos circuitos están compuestos únicamente por puertas lógicas interconectadas entre sí, sin ningún biestable o celda de memoria. Funciones combinacionales Todos los circuitos combinacionales pueden representarse empleando álgebra de Boole a partir de su función lógica, generando de forma matemática el funcionamiento del sistema combinacional. De este modo, cada señal de entrada es una variable de la ecuación lógica de salida. Por ejemplo, un sistema combinacional compuesto exclusivamente por una puerta AND tendría dos entradas A y B. Su función combinacional sería {\displaystyle F=A\cdot B}F=A\cdot B, para una puerta OR sería {\displaystyle F=A+B\,}F=A+B\,. Estas operaciones se pueden combinar formando funciones más complejas. Esto permite emplear diferentes métodos de simplificación para reducir el número de elementos combinacionales que forman el sistema.

Página 131 de 313

1.23 Ejercicios Aplicados

Página 132 de 313 Fuente: https://blogsaverroes.juntadeandalucia.es/sierramagina/files/2016/02/digital3.pdf

Fuente:

https://blogsaverroes.juntadeandalucia.es/sierramagina/files/2016/02/digital3.pdf

Página 133 de 313

Fuente: https://blogsaverroes.juntadeandalucia.es/sierramagina/files/2016/02/digital3.pdf Fuente: https://blogsaverroes.juntadeandalucia.es/sierramagina/files/2016/02/digital3.pdf

Página 134 de 313

Fuente: https://blogsaverroes.juntadeandalucia.es/sierramagina/files/2016/02/digital3.pdf

Página 135 de 313

Rebobinado de Motores

Sexto Grado

Página 136 de 313

Capítulo I 1. Motores Monofásicos 120V. Por: Luis Gómez 1.1

Mantenimiento preventivo y correctivo. Para realizar un mantenimiento preventivo se debe realizar la verificación del

conjunto, diagnóstico previo con toma de datos sobre ficha técnica, desmontaje completo. El mantenimiento preventivo consiste en revisar las condiciones de funcionamiento y de servicio de todas las partes que tiene un motor antes de que ocurra una falla. Este mantenimiento es planeado y programado. Este mantenimiento es importante ya que puede evitar fallas en los motores, que trae como consecuencia pérdidas económicas en todos los sentidos. Y consiste básicamente en:       

Revisar que los carbones se apliquen firmemente al conmutador. Mantener limpio el conmutador, (con lija fina). Mantener limpio el motor. Pintar con anticorrosivo. Revisar los aislamientos. Verificar que la ventilación sea la correcta. Lubricar todas las partes en movimiento del motor: rodamientos, chumaceras y cojinetes

El mantenimiento correctivo es aquel que consiste en reparar las fallas presentadas como consecuencia del funcionamiento del motor. Cuando un motor o máquina eléctrica no arranca o presenta alguna anomalía pueden ser causas mecánicas, externas o eléctricas. Causas externas:     

No hay tensión. No funciona el interruptor. Un fusible o más están quemados. La tensión es menor a la necesaria. La tensión es mayor a la necesaria.

Página 137 de 313

Causas mecánicas:       

Cojinetes agarrotados. Cuerpo extraño en el entrehierro. Sobrecarga excesiva. Cojinetes desgastados. Cojinetes muy ajustados. Ventilación defectuosa. Roce del rotor con el estator.

Causas eléctricas:    

Las escobillas no apoyan sobre el colector Desequilibrio de tensión. Corto entre fases. Bobina cortocircuitada.

Imagen: Motor monofásico Fuente: https://castelomega.com/Mantenimiento/Mantenimiento-Preventivo-deMotores-Electricos.html

1.2

Tipos de conexiones El responsable de que un motor monofásico pueda cambiar de sentido su giro es el

bobinado de arranque, y eso se logra permutando o cambiando sus terminales de conexión.

Imagen: Conexión cambio de giro Fuente: https://es.slideshare.net/luiscercado/conexion-motores

Página 138 de 313

El motor viene solo para trabajar a una tensión o voltaje, ya sea 110V o 220V , y que girará solamente en un sentido, horario o antihorario; y que sólo salen 2 terminales al exterior.

Imagen: Dos terminales al exterior Fuente: https://es.slideshare.net/luiscercado/conexion-motores

Imagen: Motor bipolar 110V no reversible Fuente: https://es.slideshare.net/luiscercado/conexion-motores

Imagen: Motor bipolar 220V no reversible Fuente: https://es.slideshare.net/luiscercado/conexion-motores

Imagen: Motor tetrapolar 110V no reversible Fuente: https://es.slideshare.net/luiscercado/conexion-motores

Página 139 de 313

Imagen: Motor tetrapolar 220V no reversible Fuente: https://es.slideshare.net/luiscercado/conexion-motores Para una sola tensión reversible: esto quiere decir que el motor viene solo para trabajar a una tensión, ya sea 110V o 220V y que girará en los dos sentidos, salen 4 terminales al exterior, las 2 del arrollamiento de trabajo y las 2 del arrollamiento de arranque cuando es 110V, y cuando es 220V 3 terminales, 2 de trabajo y una de arranque.

Imagen: 3 y 4 terminales al exterior Fuente: https://es.slideshare.net/luiscercado/conexion-motores

1.3

Identificación del tipo de conexión del motor de fase partida. Las terminales del motor monofásico de fase partida, se encuentran en su caja de

conexiones. La marcación de las terminales con normas técnicas de fabricación a nivel internacional le corresponde a la Comisión Electrotecnia Internacional (IEC), en los Estados Unidos de Norteamérica es la Asociación de Fabricantes Eléctricos Nacionales (NEMA). Las marcas en cables de terminales de conexión NEMA llevan la letra “T” y un número. El motor monofásico de fase partida tiene dos bobinados de alambre de magneto conectados en paralelo. Las terminales de estos bobinados se marcan para identificar y realizar los cambios de conexiones que nos permitan realizar el cambiar de giro, o conectarlo a diferente tensión.

Página 140 de 313

El motor puede ser diseñado para un solo sentido de rotación. En este caso si se desea invertir su giro un experto lo tiene que desarmar y realizar cambios de conexiones internas y no en la caja de conexiones.

Imagen: terminales de un motor monofásico Fuente: https://coparoman.blogspot.com/2016/11/terminales-del-motor-monofasico-defase.html Como referencia del sentido de rotación se utiliza el sentido de las manecillas de reloj, frente al eje del motor si coincide con este movimiento es a derecha. El cambio de sentido de rotación, por norma se realiza intercambiando las terminales de las conexiones del bobinado de arranque T5 y T8.

Imagen: Conexión de motor para giro derecha Fuente: https://coparoman.blogspot.com/2016/11/terminales-del-motor-monofasico-defase.html Como referencia del sentido de rotación se utiliza el sentido de las manecillas de reloj, frente al eje del motor si concide con este movimiento es a derecha. El cambio de sentido de rotación, por norma se realiza intercambiando las terminales de las conexiones del bobinado de arranque T5 y T8. Para movimiento CW (clockwise) T1 y T5 se unen y se conectan a L y T2 y T8 a N, para el movimiento contrario CCW (counter clockwise) T1 y T8 se unen y se conectan a L y T2 y T5 a N.

Página 141 de 313

Existen motores monofásicos de fase partida que cuentan con capacitor de arranque, (el capacitor se emplea para tener un mayor par y una menor corriente en el arranque), el capacitor no cambia la numeración de las terminales.

Imagen: Cambio de giro Fuente: https://coparoman.blogspot.com/2016/11/terminales-del-motor-monofasico-defase.html El diagrama cuenta con una protección térmica (interruptor de temperatura, con terminales P1 y P2), esta protección va atada a los bobinados, Las fallas mecánicas o eléctricas demandaran un esfuerzo mayor del motor manifestadose en aumentos de calor. En serie con el bobinado de arranque se encuentra el capacitor de arranque “SC” y un interruptor centrifugo “CS”. En 220 voltios los bobinados de marcha se conecta en serie y en medio de estos una terminal del bobinado de arranque se conecta para que al bobinado de arranque por medio de este “divisor de voltaje” le lleguen solo 110 voltios.

Imagen: Conexión con capacitor Fuente: https://coparoman.blogspot.com/2016/11/terminales-del-motor-monofasico-defase.html

Página 142 de 313

1.4

Conexión a dos tensiones de servicio. Los motores monofásicos pueden estar conectados a una red de 110V o una red de

220V, dependiendo de cómo estén diseñadas las conexiones internas de los arrollamientos estatóricos (arranque y trabajo).  

Para dos tensiones no reversible Para dos tensiones reversible

Imagen: Para dos tensiones reversible Fuente: https://coparoman.blogspot.com/2016/11/terminales-del-motor-monofasico-defase.html

1.5

Conexión a tensión menor. La conexión a la red eléctrica monofásica (como la que tenemos en nuestros

domicilios 220V ) es muy sencilla. Generalmente encontraremos en nuestro motor monofásico una caja de conexiones de material plástico y de color negro, la cual al retirarla encontraremos algo como ilustra la siguiente imagen (indistintamente de si nuestro motor tiene uno o dos condensadores, la conexión a la red eléctrica se realiza de la misma manera).

Imagen: Conexión a tensión menor 220V Fuente: https://www.zuendo.com/smartblog/39_Como-conectar-un-motorel%C3%A9ctrico-monof%C3%A1sico-2.html

Página 143 de 313

1.6

Cambio de giro de giro a tensión menor. En el momento del arranque el motor de fase partida es bifásico, con sus devanados

desfasados entre sí 90º para que se pueda poner en marcha. Cuando se alcanza el régimen de vueltas necesario se desconecta el devanado de arranque y, a partir de entonces, funciona como motor monofásico. La desconexión del devanado auxiliar se realiza mediante los interruptores centrífugos situados en el eje. Los devanados están conectados en paralelo a una placa de bornes y, aparte, el devanado auxiliar se suele conectar en serie a un condensador electrolítico con la finalidad de mejorar el par de arranque y su rendimiento. Se pone en marcha de forma manual, mediante un interruptor de dos polos. Los pasos básicos para realizar la inversión del giro de un motor monofásico de este tipo son los siguientes: Retirar la carcasa de protección del conexionado eléctrico según el manual del fabricante. Desconectar cualquier tipo de alimentación existente tanto para evitar averías en el motor como para no poner en riesgo la integridad del técnico. Invertir las conexiones de uno de los devanados en la placa de bornes. Para facilitar este paso y posibilitar una inversión de giro automatizada, estos motores disponen de una placa de bornes con los terminales de ambos devanados. En ningún caso se deben invertir las conexiones de alimentación, porque el motor seguiría girando en la misma dirección.

Imagen: Cambio de giro Fuente: https://www.zuendo.com/smartblog/39_Como-conectar-un-motorel%C3%A9ctrico-monof%C3%A1sico-2.html

1.7

Motores universales. El motor universal se denomina así por ser el único motor que puede conectarse

tanto a corriente alterna como a corriente continua. Cuando el motor universal se conecta a la corriente continua con una carga constante, la velocidad y la potencia aumentan proporcionalmente con el voltaje aplicado.

Página 144 de 313

Cuando este motor se conecta a la corriente alterna con carga constante, la velocidad y la potencia aumentan proporcionalmente con el voltaje aplicado a partir de los 3000 r.p.m. (revoluciones por minuto). En el motor universal la velocidad dada para un voltaje en corriente alterna es inferior que la que se obtendría si se aplica el mismo voltaje pero en corriente continua. Los motores universales se construyen para potencias menores a los 0.5 CV (caballos vapor) y velocidades de hasta 3000 r.p.m. y presentan un buen rendimiento. El principio de funcionamiento de este motor eléctrico está determinado por el efecto motor que produce un conductor recorrido por una corriente eléctrica y que está sometido a un campo magnético. Por acción magnetomotriz existirá un desplazamiento y por ende una rotación. Partes: Bobinas conductoras: Se las conoce con el nombre de inductor o campos inductores. Bobina o inducido: Es el rotor bobinado y se le conoce con el nombre de inducido o armadura. Escobillas: Son fabricadas de carbón por ser un material suave y un coeficiente de temperatura negativo. Resortes: Sirven para mantener las escobillas en su lugar por medio de presión mecánica. Tapas o escudos: Sirven para sostener el eje del motor y dar la estructura mecánica al motor.

Imagen: Motor universal Fuente: https://unicrom.com/motor-universal-funcionamiento-velocidad/

1.8

Funcionamiento y los tipos de motores. Un motor eléctrico es una máquina que tiene la capacidad de transformar o

convertir la energía eléctrica en mecánica. Esto lo realiza gracias a la acción de los

Página 145 de 313

campos magnéticos generados por sus bobinas. Además, como otro dato esencial, podemos destacar que normalmente están compuestos por un rotor y un estator. Los motores se dividen en 2 grupos, motores de corriente continua (DC) y motores de corriente alterna (AC). El motor de corriente continua, denominado también motor de corriente directa, motor CC o motor DC (por las iniciales en inglés direct current), es una máquina que convierte energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio, gracias a la acción de un campo magnético.

Imagen: Motor DC Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continua#:~:text=El%20motor%20de%20 corriente%20continua,acci%C3%B3n%20de%20un%20campo%20magn%C3%A9tico. Se

denomina motor

corriente

alterna a

aquellos motores

eléctricos que

funcionan con este tipo de alimentación eléctrica (ver "corriente alterna"). Un motor es una máquina motriz, esto es, un aparato que convierte una forma determinada de energía en energía mecánica de rotación o par. Un motor eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerzas de giro por medio de la acción mutua de los campos magnéticos.

Imagen: Motor AC Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_alterna

Página 146 de 313

1.9

Giro derecha Para movimiento derecha (Horario) T1 y T5 se unen y se conectan a L y T2 y T8 a N.

Imagen: Giro derecha Fuente: https://coparoman.blogspot.com/2016/11/

1.10 Giro izquierda Para el movimiento izquierda (antihorario) T1 y T8 se unen y se conectan a L y T2 y T5 a N.

Imagen: Giro izquierda Fuente: https://coparoman.blogspot.com/2016/11/

Página 147 de 313

Capítulo II 1. Motores Bifásicos (120/240 V). Por: Alvin Herrera 1.1

Motores Bifásicos Un motor bifásico es un sistema de dos tensiones desfasadas 90 grados, que ya no

se utiliza hoy en día. El alternador está formado por dos devanados colocados 90 grados uno respecto del otro. Requieren 2 líneas de corriente y una de tierra que trabajan en 2 fases. Una sube la corriente a 240v para el movimiento y la otra mantiene la fluidez de la corriente para el uso del motor. En ingeniería eléctrica un sistema bifásico es un sistema de producción y distribución de energía eléctrica basado en dos tensiones eléctricas alternas desfasadas en su frecuencia 90º. En un generador bifásico, el sistema está equilibrado y simétrico cuando la suma vectorial de las tensiones es nula (punto neutro). Por lo tanto, designando con U a la tensión entre fases y con E a la tensión entre fase y neutro, es válida la siguiente fórmula:

De la misma forma, designando con I a la intensidad de corriente del conductor de fase y con I0 a la del neutro, es válida la relación:

En una línea bifásica se necesitan cuatro conductores, dos por cada una de las fases, dependiendo de la capacidad de corriente de los conductores, o uno por fase, uno para el neutro y uno para la tierra.. Actualmente el sistema bifásico está en desuso por considerarse más peligroso que el actual sistema monofásico a 230 V, además de ser más costoso al necesitar más conductores.

Página 148 de 313

En muchos aspectos analogos a los trifásicos, La diferencia fundamental es que las bobinas y los grupos de bobinas estan conectados en ellos de modo que se formen dos arrollamientos estatoricos independientes, en vez de tres. Estos dos arrollamientos se designan normalmente con los nombres de fase A y de fase B.

Imagen: Motor Bifásico Fuente: https://www.google.com/search?q=motores+bif%C3%A1sicos&client=firefox-bd&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwir78nukcHxAhWhk2oFHVjICdQQ_AUoAXo ECAEQAw&biw=1600&bih=796

1.2

Funcionamiento y los tipos de motores bifásicos de Como todo motor bifasico,

el numero de grupos de bobinas se obtiene

multiplicando el numero de polor por el numero de polos por el numero de fases y el numero de bobinas por grupo dividiendo el numero total de bobinas por el numero grupos.

Imagen: funcionamiento de motor bifasico Fuente: https://www.google.com/search?q=+motor+bifasico

Página 149 de 313

La designacion y sucesion de estos grupos son las indicadas, el sentido de circulacion de la corriente no varía al pasar de un grupo A a un grupo B, pero sí al pasar de un grupo B a un grupo A. si las dos primeras flechas miran hacia la derecha, las dos siguientes mirarán haci la izquierda.

Imagen: Motores Bifásicos Fuente: https://www.google.com/search?q=tipos+de+motores+bifasicos

1.3

Mantenimiento preventivo y correlativo de motores de bifásicos Si se deja acumular polvo y suciedad en los devanados de los motores o los

generadores, se obstruirán los espacios para la ventilación y se impedirá el paso del aire necesario para el enfriamiento adecuado de la máquina. Una capa de polvo es además un aislador excelente del calor y tiende a confinar el calor desarrollado en los arrollamientos e impide su escape al exterior dela máquina. El polvo y la suciedad absorben también y acumulan aceite y humedad. Por todas estas razones, deben mantenerse siempre limpios los devanados de todas las máquinas eléctricas, limpiándolos con un paño apropiado y soplando de vez en cuando el polvo en lugares de difícil acceso por medio de un fuelle de mano o de aire comprimido de baja presión. Algunas veces es necesario lavar los devanados de las máquinas para quitar el aceite o la grasa acumulada. Esto puede hacerse mediante la aplicación de productos químicos especiales para estos fines, los cuales ayudan a retirar mas fácilmente la suciedad de los devanados. Después de lavados los devanados, es necesario someterlos a un proceso de secado en un horno a gas o de resistencias eléctricas, hasta que su valor de resistencia de aislamiento a tierra sea satisfactorio. Exceso de aceite: El aceite perjudica y estropea el aislamiento de los devanados de las máquinas y no debe permitirse nunca que se deposite sobre ellos. Cuando un arrollamiento se ha empapado de aceite, es probable que haya que volverlo a devanar. En algunos casos en que el aceite no ha penetrado a demasiada profundidad, quizás sea

Página 150 de 313

posible quitarlo lavando el arrollamiento con producto químico especial y secándolo después completamente antes de volver a poner el arrollamiento en servicio. Al engrasar los cojinetes de un motor o generador, debe tenerse cuidado en no llenar demasiado los recipientes, o engrasadores, con el fin de que no rebose y caiga sobre el colector o los devanados de la máquina. En el caso de una máquina de corriente continua es prácticamente imposible conseguir una buena conmutación si el colector del motor o generador está cubierto de suciedad o aceite, pues las caras de las escobillas se recubrirán con una especie de barniz formado por el aceite o la suciedad y, en un gran número de casos, esto dará lugar a la producción de chispas excesivas. La suciedad y el aceite formarán una película de resistencia elevada sobre la superficie del colector y esto tenderá a asilar las escobillas e impedirá que hagan buen contacto. Estado de los rodamientos: Todos los motores dependen de un sistemamecánico para la transformación de la energía eléctrica en mecánica o trabajo. Las averías en los rodamientos son probablemente la causa de más paradas, retrasos y gastos en los motores que ninguna otra causa. Esto generalmente se debe a que los rodamientos, son a menudo afectados por una cimentación defectuosa, falta de alineación, vibraciones, empujes debidos a los acoplamientos, suciedad, demasiada o escasa lubricación, o a la mala calidad del lubricante. Temperatura de los devanados: La temperatura de los devanados de las máquinas debe verificarse con frecuencia para ver si no están demasiado calientes, en el momento quela máquina está en pleno funcionamiento, es decir, que su temperatura no exceda en 40 o 50 grados centígrados Protección de las máquinas contra la humedad: La humedad o el agua representan siempre una amenaza para el aislamiento y el funcionamiento de la maquinaria eléctrica y, por esta razón, deben protegerse muy bien las máquinas para impedir el contacto del agua con los arrollamientos y los colectores en el caso de las máquinas de corriente continua. Si un motor o generador de corriente continua, está instalado en un sitio en que el agua puede gotear sobre el colector, es muy probable que se produzcan chispas muy fuertes y que sufran daños las escobillas y el colector. Si los arrollamientos de una máquina se mojan o humedecen, deben secarse muy bien, ya sea poniéndolos durante un tiempo en un horno o haciendo pasar por la máquina una corriente continua de bajo voltaje para secarlos. Cuando una máquina es demasiado grande para ponerla en un horno, o no se dispone de este, puede ponerse en la máquina algún dispositivo que impida su rotación y aplicar después, por intermedio de un reóstato, una corriente continua de bajo voltaje de la intensidad correcta

Página 151 de 313

para secar el arrollamiento. Debe evitarse la entrada de agua en los engrasadores y en los rodamientos, ya que no es un buen lubricante y puede producir averías graves si se mezcla con el aceite Para movimiento CW (clockwise) T1 y T5 se unen y se conectan a L y T2 y T8 a N, para el movimiento contrario CCW (counter clockwise) T1 y T8 se unen y se conectan a L y T2 y T5 a N. Existen motores monofásicos de fase partida que cuentan

con capacitor de

arranque, (el capacitor se emplea para tener un mayor par y una menor corriente en el arranque), el capacitor no cambia la numeración de las terminales. PLAN

MANTENIMIENTO

PREDICTIVO

PARA

LAS

MÁQUINAS

plan

mantenimiento predictivo para lasmáquinas, consiste en hacer un seguimiento periódico de todas sus características, que permita establecer un diagnóstico del estado actual de la misma y con base en éste realizar el mantenimiento preventivo apropiado para la conservación de las mismas.Es importante destacar que en este tipo de mantenimiento no existe desarme de la máquina y sedeja un registro del comportamiento de la misma a lo largo de su ciclo de trabajo. Las pruebas que deben realizarse a las máquinas de ambos bancos de pruebas, son las siguientes: 1.Prueba de resistencia de aislamiento a tierra. 2.Verificación del valor de resistencia óhmica de todos los devanados. 3.Verificación de ruidos anormales en los rodamientos. 4.Verificación de temperatura excesiva en los rodamientos. 5.Verificación de vibraciones mecánicas excesivas. 6.Verificación de corriente de arranque de los motores. 7.Verificación de la corriente de trabajo del motor DC en sus diferentes conexiones a una carga determinada. 8.Verificación de la corriente de trabajo del generador en sus diferentes conexiones a una carga determinada 9.Verificación de la corriente de trabajo de los motores monofásicos. 10.Verificación de la presencia de chispas excesivas en el colector. 11.Verificación del estado del colector.

Página 152 de 313

12.Verificación del estado de las escobillas, es decir, longitud y presión sobre el colector. 13.Verificación de ajuste de las máquinas a sus respectivas bases. 14.Medición del índice de polaridad

Imagen: Mantenimiento de motor bifásico Fuente:https://www.google.com/search?q=Mantenimiento++motores+trifasicos

1.4

Identificaion de los tipos de conexiones de motores bifásicos Los motores bifásicos se transforman muy a menudo en trifasicos por resultar más

económicos su servicio en estas condiciones. La conversion puede llevarse a cabo ejecutando la conexión scott, a recoleccion trifasica o bien un nuevo rebobinado. La conexión scott: Es la conexión en T se efectua uniendo el final de la fase A con el punto medio de la fase B, tras haber dejado fuera de servivio de 16% aproximadamente de las bobinas de la fase A. Estas bobinas se suprimiran equitativamente de todos.

Imagen: conexión scott Fuente: https://www.google.com/search?q=conexion+scott

1.5

Clasificacion de conexiones de motores bifasicos Los motores bifásicos son motores en los que el bobinado inductor colocado en el

estátor, está formado por dos bobinados independientes desplazados 90° eléctricos entre sí y alimentados por un sistema trifásico de corriente alterna.

Página 153 de 313

Los motores bifásicoslos podemos encontrar de dos clases: La primera clase es la que tiene el rotor bobinado. Y la segunda clase la que tiene el rotor en cortocircuito o también conocido rotor de jaula de ardilla, por su forma parecida a una jaula. Todo circuito bobinado trifásico se puede conectar bien en estrella o bien en triángulo: En la conexión en estrella todos los finales de bobina se conectan en un punto común y se alimentan por los otros extremos libres. Por el contrario, en la conexión en triángulo cada final de bobina se conecta al principio de la fase siguiente, alimentando el sistema por los puntos de unión. En la conexión estrella, la intensidad que recorre cada fase coincide con la intensidad de línea, mientras que la tensión que se aplica a cada fase es (raíz de 3) menor que la tensión de línea. Por el contrario, en la conexión en triángulo la intensidad que recorre cada fase es (Raíz de 3) menor que la intensidad de línea, mientras que la tensión a la que queda sometida cada fase coincide con la tensión de línea. En estas condiciones, si un motor está diseñado para aplicarle 230 V a cada fase, lo podremos conectar a la red de 230 V en triángulo y a la red de 400 V en estrella. En ambos casos, la tensión que se le aplica a cada fase es 230 V. Estas conexiones en estrella o triángulo se realizan en el motor sobre su propia placa de bornes. Bornes de conexión de un motor bifásico El motor de rotor en cortocircuito o jaula de ardilla es el de construcción más sencilla, de funcionamiento más seguro y de fabricación más económica; es por ello que el más utilizado. Su único inconveniente es el de absorber una elevada intensidad en el arranque a la tensión de funcionamiento. En el momento del arranque este motor acoplado directamente a la red presenta un momento de rotación de 1,8 a 2 veces el de régimen, pero la intensidad absorbida en el arranque toma valores de 5 a 7 veces la nominal. Debido a esto, en la Instrucción Técnica Complementaria 47 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, se regula la relación que debe existir entre las intensidades de arranque y las existentes con el motor en régimen. Según esta instrucción los motores de potencias superiores a 0,75 kW que no cumplan unas determinadas relaciones de intensidades han de disponer de un sistema de arranque que disminuya esa relación.

Página 154 de 313

La intensidad en el momento del arranque de motores que no cumpla esta relación puede hacer que se tengan que sobredimensionar tanto protecciones como líneas eléctricas. Por el contrario, ésta aparamenta de protección puede saltar y las líneas de alimentación pueden sufrir daños por sobreintensidad. Para evitar este sobredimensionamiento lo que se hace es disminuir la tensión en el periodo de arranque y con ello la intensidad; una vez que se alcanza la velocidad de régimen se conecta el motor a su tensión nominal con lo que se logra amortiguar la intensidad de arranque.

Imagen: Conexión de motor bifásico Fuente: https://www.zuendo.com/smartblog/39_Como-conectar-un-motorel%C3%A9ctrico-monof%C3%A1sico-2.html

1.6

Instalacion de motores con sus conexiones bifásicas Es importante saber identificar las características del motor eléctrico las cuales están

descritas por norma en la placa del motor, esta puede ser metálica o de etiqueta adhesiva y contiene símbolos, nomenclaturas o abreviaturas de sus especificaciones como potencia, factor de servicio, rotación nominal, voltaje, grado de protección así como los diagramas de conexión, por esto la importancia de saber identificar estos datos en placa, a continuación detallamos y ejemplificamos algunas de las nomenclaturas más usuales entre las distintas marcas tanto como para motores trifásicos y monofásicos.

Página 155 de 313

Imagen: motores con sus conexiones bifásicas Fuente: https://www.zuendo.com/smartblog/39_Como-conectar-un-motorel%C3%A9ctrico-monof%C3%A1sico-2.html

1.7

Tipos de condensadores Considere dos conductores que tienen una diferencia de potencial V entre ellos.

Supongamos que tienen cargas iguales y opuestas, como en la figura. Una combinación de este tipo se denomina capacitor. La diferencia de potencial V es proporcional a la magnitud de la carga Q del capacitor. (Esta puede probarse por la Ley de coulomb o a través de experimentos. Un capacitor se compone de dos conductores aislados eléctricamente uno del otro y de sus alrededores. Una vez que el capacitor se carga, los dos conductores tienen cargas iguales pero opuestas.

Imagen: Condensador Fuente: https://sites.google.com/site/yoloswag5aml

Página 156 de 313

Los capacitores comerciales suelen fabricarse utilizando láminas metálicas intercaladas con delgadas hojas de papel impregnado de parafina o Mylar, los cuales sirvan como material dieléctrico. Estas capas alternadas de hoja metálica y dieléctrico después se enrollan en un cilindro para formar un pequeño paquete. Los capacitores de alto voltaje por lo común constan de varias placas metálicas entrelazadas inmersas en aceite de silicón. Los capacitores pequeños en muchas ocasiones se construyen a partir de materiales cerámicos. Los capacitores variables (comúnmente de 10 a500 pF) suelen estar compuestos de dos conjuntos de placas metálicas entrelazadas, uno fijo y el otro móvil, con aire como el dieléctrico. Un capacitor electrolítico se usa con frecuencia para almacenar grandes cantidades de carga a voltajes relativamente bajos. Este dispositivo, mostrado en la figura consta de una hoja metálica en contacto con un electrolito, es decir, una solución que conduce electricidad por virtud del movimiento de iones contenidos en la solución. Cuando se aplica un voltaje entre la hoja y el electrolito, una delgada capa de óxido metálico (un aislador) se forma en la hoja y esta capa sirve como el dieléctrico. Pueden obtenerse valores muy grandes de capacitancia debido a que la capa del dieléctrico es muy delgada y por ello la separación de placas es muy pequeña. Cuando se utilizan capacitores electrolíticos en circuitos , la polaridad (los signos más y menos en el dispositivo) debe instalarse de manera apropiada. Si la polaridad del voltaje es aplicado es opuesta a la que se pretende, la capa de óxido se elimina y el capacitor conduce electricidad en lugar de almacenar carga. Placas Lamina electrolito caso metálica Contactos Aceite Línea metálica Papel +capa de óxido Capacitor de placas paralelas

Página 157 de 313

Imagen: Condensadores Fuente: https://sites.google.com/site/yoloswag5aml

1.8

Partes del condensador Este dispositivo en cuanto a construcción es demasiado sencillo en comparación

con otros componentes, ya que solo consta de tres partes esenciales. lacas metálicas: Estas placas se encargan de almacenar las cargas eléctricas. Dialéctico o aislante: Sirve para evitar el contacto entre las dos placas. Carcasa de plástico: Cubre las partes internas del capacitor.

Imagen: Condensador partes Fuente: https://www.ingmecafenix.com/electronica/el-capacitor/

1.9

Funcionamiento del condensador Electrico En su estado natural cada una de las placas internas tiene el mismo numero de

electrones. Cuando conectamos una fuente de voltaje una de las placas pierde

Página 158 de 313

electrones (siendo esta la terminal positiva), mientras que la otra los gana ( terminal negativa). Este movimiento de electrones se detiene cuando el capacitor alcanza el mismo voltaje que la fuente de alimentación.

Imagen: funcionamiento de condensador Fuente: https://www.ingmecafenix.com/electronica/el-capacitor/ El material dialéctico se coloca entre las dos placas y sirve para evitar que estas hagan contacto entre sí, también sirve para que los electrones no pasen de una hacia la otra. Cuando se desconecta la fuente de alimentación los electrones ganados por una de las placas regresan a la otra placa para alcanzar su estado natural con el mismo numero de electrones en cada una.

Imagen: Funcionamiento de condensador Fuente: https://www.ingmecafenix.com/electronica/el-capacitor/

1.10 Tipos de conexiones del condensador electrico La calidad de la instalación está directamente relacionada a la elección correcta de la conexión entre el condensador y la red de alimentación. Conexiones de baja calidad, hechas de forma incorrecta o subdimensionadas, pueden generar calor y, consecuentemente, reducir la vida útil y/o deshabilitar el dispositivo interno de seguridad del condensador. Los cables de alimentación y las conexiones deben estar dimensionados de acuerdo con el dispositivo de protección seleccionado. No se permite la alimentación

Página 159 de 313

de los condensadores por medio de barramientos. Por ese motivo, las conexiones deben ser realizadas con cables flexibles, para permitir la expansión y la actuación del dispositivo de seguridad del condensador. Conforme es exhibido en la figura 06, no está permitido realizar la conexión paralela a través de la interconexión de los terminales de los condensadores. Si eso ocurriera, la corriente aumentaría y provocaría el calentamiento del condensador, lo que podría reducir su vida útil y/o deshabilitar el dispositivo de protección interna. Se deben respetar los valores de sección máxima del conductor y el torque de apriete de los terminales del condensador, conforme las informaciones del catálogo/prospecto del producto.

Imagen: conexión de condensadores Fuente: https://static.weg.net/medias/downloadcenter

1.11 condensador de arranque Un condensador de arranque o condensador de inicio es un condensador eléctrico que altera la corriente en uno o más devanados de un motor de inducción de CA monofásica creando un campo magnético giratorio.12 Los dos tipos más comunes son el condensador de arranque y el condensador de doble carrera. La unidad de capacitancia de estos condensadores el microfaradio (µF o uF). Los condensadores viejos pueden estar etiquetados con los términos obsoletos "mfd" o "MFD", que también significan microfarad. El condensador de arranque se utiliza, por ejemplo, en acondicionadores de aire, bañeras de hidromasaje/jacuzzi, bombas de balneario, puertas automáticas, grandes ventiladores u hornos de calor de aire forzado. Un condensador de doble carrera se utiliza en algunas unidades de acondicionamiento de aire, para impulsar tanto los motores de los ventiladores como los de los compresores.

Los capacitores o condensadores de arranque cumplen la función de incrementar el par motor inicial, y permiten que el motor sea encendido y apagado rápidamente de tal forma que al circular una corriente en el devanado primario, creará un campo magnético giratorio el cual induce un voltaje en el devanado secundario. Al estar en circuito cerrado, circulará una corriente en el devanado secundario el cual creará un campo magnético que seguirá el movimiento del devanado secundario..

Página 160 de 313

Un capacitador de arranque permanece activo en el circuito por un periodo de tiempo suficiente como para que el motor alcance una velocidad determinada, usualmente un 75% de su velocidad nominal, y luego es desconectado del circuito a través de un "interruptor centrífugo", o un relé, que se abre a esa velocidad. El motor no funcionará adecuadamente si el "interruptor centrífugo" está averiado. Si este se encuentra siempre abierto, el capacitor no formará parte del circuito y por ende no permitirá un arranque adecuado. Si se encuentra siempre cerrado, el capacitor estará siempre activo y lo más probable es que termine quemándose. Si el motor no arranca, es más probable que la causa sea el capacitor a que sea el interruptor.

Imagen: condensador de arranque Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_de_arranque

1.12 condensadores permanentes Condensadores permanentes para motor electrico de polipropileno metalizado encapsulado en carcasa de plastico ignifugo. Entrega rapida. Condensadores para motores monofásicos, en recipiente cilindrico, segun norma EN60252-1 provistos de saliente roscado M8 o M12 para fijación y puesta a tierra. Dos tipos de conexión disponible mediante terminales Faston o con Manguera. Diseñados para su aplicación en circuitos de conmutación y amortiguación. Especialmente indicados para el arranque y funcionamiento de motores monofasicos. Tambien se emplean para utilizar motores trifásicos en monofásico.

Imagen: condensador permanente Fuente: https://www.solucionesyservicios.biz/Condensadores-permanentes

Página 161 de 313

1.13 Diagramas de conexiones El consumo de potencia reactiva perjudica a losequipos generadores, haciendo que lostransformadores de abastecimiento trabajen en unrégimen mayor del necesario. Además, las compañíaseléctricas penalizan duramente en las facturas elconsumo de energía reactiva por parte de lasempresas. Con lo que compensar el cos φ supone unahorro económico. Conociendo la parte de la carga que actúa comoreactancia inductiva, se puede compensar el cos φ denuestra instalación añadiendo cargas con reactanciacapacitiva (condensadores).Conociendo el valor de la potencia reactiva inductiva(Q) de nuestra carga, se puede hallar el valor de lacapacidad equivalente que se debería conectar encada fase, dependiendo de si conectamos en triángulo

Imagen: conexiones de condensadores Fuente: https://www.e-guasch.com/onlinedocs/catalogue/appnotes/AN110627_c.pdf

1.14 Simbologia de condensadores Los condensadores eléctricos / capacitores son componentes pasivos que consisten en dos o más superficies conductoras separadas por un dieléctrico, el cual almacena la energía eléctrica, bloquea el paso de la corriente continua y permite el paso de la corriente alterna hasta un grado que depende de su capacidad y frecuencia.

Imagen: Simbologia de condensadores Fuente: https://www.simbologia-electronica.com/simbolos-electricoselectronicos/simbolos-condensadores-electricos.htm

Página 162 de 313

Capítulo III 1. Motores Trifásicos. Por: Justyn Licona 1.1

Mantenimiento a motores trifásicos Según (Solumant, 2017) realizar mantenimientos a los Motores Eléctricos es de

carácter delicado y se necesita realizar mantenimientos preventivos que permitan el optimo funcionamiento que no permita las paradas de equipos productivos. aquí algunas recomendaciones básicas: Con el motor apagado *limpieza interior con aire seco a baja presión con aspirador. *Comprobar conexiones y devanados. *Examinar si existen señales de humedad grasa o aceite en el devanado *Probar resistencia en aislamiento y conexión a tierra *Comprobar carga en el arranque *Comprobar engrase y estado de los rodamientos cambiándolos si fuese necesario *Comprobar y equilibrar el motor OBSERVANDO SI TIENE UNA BARILLA ROTA *Comprobar el estado de la carcasa, amarres, conexiones, tornillos, ventilación, ect… PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE UN MOTOR ELECTRICO Act 1: Limpieza exterior = cada dos semanas Act 2: Comprobar vibración y calentamientos anormales = cada 3 semanas Act 3: Comprobar estado de rodamientos = cada 4 meses Act 4: Comprobar carga = cada 4 meses Act 5: Comprobar roses de cadenas poleas y bandas = cada 4 meses Act 6: Limpieza general (interior-exterior) = anual

Página 163 de 313

Act 7: Comprobar conexiones = anual Act 8: Observar si hay presencia de humedad, aceite o grasa = anual Act 9: Probar resistencia de aislamientos y puesta a tierra =semestral Act10: Comprobar carga en vacío y en trabajo = trimestral Act 11: Comprobar lubricación y estado de rodamientos a detalle = anual Act12: Comprobar y equilibrar el rotor = cada dos años Act 13: Comprobar estado de carcaza, amares, conexiones, tornillos y tuercas de sujeción, etc… = anual. Desde el punto de vista mecánico se admiten muchas variantes en su forma de construcción. Estas formas de constructivas se distinguen por una designación internacional, de acuerdo con la clasificación de la norma DIN-42.950. Los motores serrados deben de tener un ciclo preventivo de la limpieza de la protección del ventilador y de la carcasa, de lo contrario se dificultaría la ventilación y se producirían sobre temperaturas. Para conseguir una perfecta estanqueidad del cierre en las cajas de conexión, debe aplicarse al perfil de la tapa una ligera capa de grasa. Por lo demás, podemos decir en general, aplicable a todos lo motores eléctricos. OPERACIONES CÍCLICAS DEL MANTENIMIENTO A) Con el motor en marcha *Limpieza exterior *Comprobar la buena ventilación y calentamientos anormales *Observar ruidos anormales, olor a quemado, vibraciones *Comprobar estado de rodamientos *Comprobar carga en los aparatos de medida *Comprobar sí si rosan, cadena, bandas o correas, poleas sobre las protecciones. *comprobar influencia de los agentes exteriores tales como el polvo, agua, aceite, ácidos o gases. nivel bajo de señal significa “0” que a su vez significa “Falso” y un nivel alto de señal significa “1” o “verdadero”. En la Tabla 1 se ilustra la simbología de las operaciones básicas

Página 164 de 313

y sus tablas de verdad, donde A y B son los pines de entrada a la compuerta y la salida de la misma.

Imagen 1- Mantenimiento de motores trifásicos FUENTE: MANTENIMIENTO DE MOTORES ELÉCTRICOS. – Solumant

1.2

Conexión

Motores

Trifásicos

Gobernados

Por

Sistemas

Electromagnéticos Según (revistadigita, 2015) Los motores trifásicos asíncronos los podemos encontrar de dos clases: La primera clase es la que tiene el rotor bobinado. Y la segunda clase la que tiene el rotor en cortocircuito o también conocido rotor de jaula de ardilla, por su forma parecida a una jaula. Todo circuito bobinado trifásico se puede conectar bien en estrella o bien en triángulo: En la conexión en estrella todos los finales de bobina se conectan en un punto común y se alimentan por los otros extremos libres. Por el contrario, en la conexión en triángulo cada final de bobina se conecta al principio de la fase siguiente, alimentando el sistema por los puntos de unión. En la conexión estrella, la intensidad que recorre cada fase coincide con la intensidad de línea, mientras que la tensión que se aplica a cada fase es (raíz de 3) menor que la tensión de línea.

Página 165 de 313

Por el contrario, en la conexión en triángulo la intensidad que recorre cada fase es (Raíz de 3) menor que la intensidad de línea, mientras que la tensión a la que queda sometida cada fase coincide con la tensión de línea. En estas condiciones, si un motor está diseñado para aplicarle 230 V a cada fase, lo podremos conectar a la red de 230 V en triángulo y a la red de 400 V en estrella. En ambos casos, la tensión que se le aplica a cada fase es 230 V. Estas conexiones en estrella o triángulo se realizan en el motor sobre su propia placa de bornes. El motor de rotor en cortocircuito o jaula de ardilla es el de construcción más sencilla, de funcionamiento más seguro y de fabricación más económica; es por ello que el más utilizado. Su único inconveniente es el de absorber una elevada intensidad en el arranque a la tensión de funcionamiento. En el momento del arranque este motor acoplado directamente a la red presenta un momento de rotación de 1,8 a 2 veces el de régimen, pero la intensidad absorbida en el arranque toma valores de 5 a 7 veces la nominal. Debido a esto, en la Instrucción Técnica Complementaria 47 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, se regula la relación que debe existir entre las intensidades de arranque y las existentes con el motor en régimen. Según esta instrucción los motores de potencias superiores a 0,75 kW que no cumplan unas determinadas relaciones de intensidades han de disponer de un sistema de arranque que disminuya esa relación. La intensidad en el momento del arranque de motores que no cumpla esta relación puede hacer que se tengan que sobredimensionar tanto protecciones como líneas eléctricas. Por el contrario, ésta aparamenta de protección puede saltar y las líneas de alimentación pueden sufrir daños por sobreintensidad. Para evitar este sobredimensionamiento lo que se hace es disminuir la tensión en el periodo de arranque y con ello la intensidad; una vez que se alcanza la velocidad de régimen se conecta el motor a su tensión nominal con lo que se logra amortiguar la intensidad de arranque. Esta doble alimentación conmutada tras un tiempo se puede hacer mediante tres procedimientos: Por un lado, tenemos el arranque en estrella-triángulo que es el método más utilizado y por el cual en estrella la intensidad es 3 veces menor que en triangulo. En segundo lugar, tenemos el arranque mediante autotransformador. Y, en tercer lugar, aunque casi no se utiliza, está el arranque mediante resistencias en serie con el bobinado estatórico.

Página 166 de 313

Estos tres métodos lo que hacen básicamente es disminuir la tensión aplicada en la puesta en marcha por lo que disminuyen en igual medida la intensidad consumida que es principal parámetro para dimensionar tanto a paramenta eléctrica como cableado de alimentación.

Imagen 2 - Bornes de conexión de un motor trifásico FUENTE: Conexión y arranque de los motores trifásico (inesem.es) Todo circuito bobinado trifásico se puede conectar bien en estrella o bien en triángulo:

En la conexión en estrella todos los finales de bobina se conectan en un punto común y se alimentan por los otros extremos libres. Por el contrario, en la conexión en triángulo cada final de bobina se conecta al principio de la fase siguiente, alimentando el sistema por los puntos de unión. En la conexión estrella, la intensidad que recorre cada fase coincide con la intensidad de línea, mientras que la tensión que se aplica a cada fase es (raíz de 3) menor que la tensión de línea. En estas condiciones, si un motor está diseñado para aplicarle 230 V a cada fase, lo podremos conectar a la red de 230 V en triángulo y a la red de 400 V en estrella. En ambos casos, la tensión que se le aplica a cada fase es 230 V. Estas conexiones en estrella o triángulo se realizan en el motor sobre su propia placa de bornes.

Página 167 de 313

1.3

Diagramas Para Conexión De Motores Trifásicos Gobernados Por

Sistemas Electromagnéticos Y Automatizados. Según (Recinos, 2015)

Imagen 3- Diagrama de conexión de motor trifásico FUENTE: Conexion y Diagramas Motores Electricos | Motor eléctrico | Relé (scribd.com)

Imagen 4 - Circuito de Mando.

FUENTE: Conexion y Diagramas Motores Electricos | Motor eléctrico | Relé (scribd.com)

1.4

Simbología industrial para motores trifásicos con sistemas automatizados Según (https://controlelectricos.files.wordpress.com/, 2019) Los símbolos gráficos, son

la representación gráfica de conductores, conexiones, aparatos, instrumentos y otros elementos que componen un circuito eléctrico. Como en la mayoría de las aplicaciones de la electricidad, la simbología representa una forma de expresión o un lenguaje para las personas familiarizadas con el tema. El lenguaje de control de motores consiste consiste en

Página 168 de 313

símbolos que permiten expresar una idea o para formar el diagrama de un circuito que se pueda comprender por personal debidamente capacitado en el tema. En este subtema se proporciona una selección de símbolos gráficos habituales para la realización de esquemas eléctricos. Todo símbolo gráfico que sea utilizado en un diagrama de control deberá estar normalizado, para tal efecto se dispone de simbología americana y simbología europea. Para el caso de la simbología americana, se deberá consultar la norma mexicana NMX-J-136- 1970, y para la simbología europea se debe de consultar la Norma IEC-292. A continuación, se presenta la simbología americana y europea más usual en controles eléctricos; no obstante, estos documentos no tienen carácter normativo. No son sino una introducción a la consulta de las normas completas a las que se hace referencia y que constituyen la única fuente fidedigna.

Imagen 5- SimbologíaFUENTE: UNIDAD 2 (wordpress.com) Imagen: Simbologia de condensadores Fuente: https://www.simbologia-electronica.com/simbolos-electricoselectronicos/simbolos-condensadores-electricos.htm

Página 169 de 313

Imagen 6- Simbología FUENTE: UNIDAD 2 (wordpress.com) Imagen: Simbologia de condensadores Fuente: https://www.simbologia-electronica.com/simbolos-electricoselectronicos/simbolos-condensadores-electricos.htm

Página 170 de 313

Imagen 7-Simbología FUENTE: UNIDAD 2 (wordpress.com)

Imagen: Simbologia de condensadores Fuente: https://www.simbologia-electronica.com/simbolos-electricoselectronicos/simbolos-condensadores-electricos.htm

Página 171 de 313

Imagen 8 – Simbología FUENTE: UNIDAD 2 (wordpress.com) Imagen: Simbologia de condensadores Fuente: https://www.simbologia-electronica.com/simbolos-electricoselectronicos/simbolos-condensadores-electricos.htm

1.5

Sensores industriales y los medidores. Según

(Industria,

2017)

Los sensores

industriales son

una

parte

clave

la automatización de las fábricas y de la Industria. Pero, ¿conoces para qué se utilizan y

Página 172 de 313

por qué son partes importantes de un sistema de automatización industrial? En el siguiente artículo describiremos todas las claves en torno a este tipo de dispositivos. Qué es un sensor industrial En términos simples, los sensores de automatización industrial son dispositivos de entrada que proporcionan una salida (señal) con respecto a una cantidad física específica (entrada). En otras palabras, mide y convierte una cantidad física en una señal que puede ser leída por un operador o un instrumento. Así pues, un sensor nos permite notar las cosas y comprenderlas fácilmente. El término «dispositivo de entrada» en la definición de un sensor significa que forma parte de un sistema más grande que proporciona entrada a un sistema de control principal (como un procesador o un microcontrolador). Por lo general, un sistema de sensores industriales se alimenta con una fuente de 24V DC, que es muy diferente de un sensor en un sistema de consumo que se alimenta con una fuente de 3V o 5V. En consecuencia, los sistemas de sensores industriales requieren una gestión adicional de la energía para accionar eficazmente los sensores. Por ello, estos utilizan salidas digitales como IO-Link directo a un microcontrolador o incluso al receptor inalámbrico. La salida de datos analógica suele estar habilitada por un amplificador óptico y conectada al convertidor analógico/digital (ADC) de un microcontrolador. Por qué son importantes los sensores industriales La ingeniería de los sensores es relevante para prácticamente todos los aspectos de la vida, incluyendo la seguridad, la vigilancia, el monitoreo y la información en general. Por otra parte, los sensores son fundamentales para la medicina que se utiliza para el diagnóstico, los cuidados intensivos y la salud pública. Así mismo, los sensores también son fundamentales para las aplicaciones industriales que se utilizan para el control de procesos. En los sistemas de automatización industrial, miden variables de proceso como la temperatura, la presión, el nivel, el flujo, el pH y la turbidez; variables eléctricas como el voltaje, la corriente y la frecuencia; variables mecánicas como la rotación, el número de ciclos, la posición, la dirección de desplazamiento, las presiones estáticas y dinámicas, la proximidad; y variables ambientales como la humedad, la vibración, la velocidad y la dirección del viento.

Página 173 de 313

Las aplicaciones específicas de los sensores o sistemas de medición varían según las industrias. Tanto la industria química, del petróleo y el gas como la de generación de energía nuclear necesitan sensores para gestionar los procesos más complejos. La industria de la energía eléctrica también requiere sensores para gestionar sistemas de transmisión y distribución de energía geográficamente grandes. En este tipo de infraestructuras, se han desarrollado estándares para abordar la comunicación, la interoperabilidad, la fiabilidad, la calibración, la seguridad y la precisión de los sensores inteligentes. Para qué se utiliza un sensor en la automatización industrial En la automatización industrial, los sensores juegan una parte vital para realizar los productos inteligibles y de manera automática. Estos permiten detectar, analizar, medir y procesar una variedad de transformaciones como la alteración de la posición, la longitud, la altura, el exterior y el movimiento que se produce en los centros de fabricación industrial. Los equipos terminales de datos (ETD) como sensores y actuadores forman el nivel de campo dentro de la estructura de un sistema de automatización industrial. Los sensores de temperatura, óptica, presión, etc. y los actuadores tales como motores, válvulas, interruptores, etc. están conectados a un PLC a través de un bus de campo y la comunicación entre dispositivos de este nivel y su correspondiente PLC está basada normalmente en una conexión punto a punto.

Imagen 9 - Niveles de la Automatización Industrial FUENTE: Sensores en la automatización industrial: por qué son importantes (cursosaula21.com)

Características de los sensores en la automatización industrial

Página 174 de 313

Los sensores industriales se caracterizan dependiendo del valor de algunos de los parámetros. A continuación, se detallan las características más importantes de los sensores industriales: Rango: Es el valor mínimo y máximo de la variable física que el sensor puede percibir o medir Amplitud: Es la diferencia entre los valores máximos y mínimos de entrada Exactitud: El error en la medición se especifica en términos de precisión. Se define como la diferencia entre el valor medido y el valor real. Se define en términos de % de la escala completa o % de la lectura. Precisión: Se define como la cercanía entre un conjunto de valores. Es diferente de la exactitud. Sensibilidad: Es la relación entre el valor de la salida y el valor de la entrada. La alineación: es la máxima desviación entre los valores medidos de un sensor de la curva ideal. Histéresis: Es la diferencia en la salida cuando la entrada se varía de dos maneras: aumentando y disminuyendo. Resolución: Es el cambio mínimo en la entrada que puede ser detectado por el sensor. Reproducibilidad: Se define como la capacidad del sensor de producir la misma salida cuando se aplica la misma entrada. Repetibilidad: Se define como la capacidad del sensor de producir la misma salida cada vez que se aplica la misma entrada y todas las condiciones físicas y de medición se mantienen iguales, incluyendo el operador, el instrumento, las condiciones ambientales, etc. Tiempo de respuesta: Se expresa generalmente como el tiempo en que la salida alcanza un cierto porcentaje (por ejemplo, el 95%) de su valor final, en respuesta a un cambio de paso de la entrada.

1.6

Interpretación de diagramas de mando. Según

(Roberto,

2018)

Consiste

una representación

lógica

los

componentes que forman el automatismo que administra la instalación. En la figura se muestra un circuito de alimentación de unos actuadores. Se tienen que indicar los siguientes componentes:

Página 175 de 313

Elementos de interacción hombre-máquina (finales de carrera, pulsadores…). Dispositivos de señalización y aviso (sirenas, lámparas…).

Imagen 10 - Diagrama de mando FUENTE: Interpretación de esquemas de automatismos eléctricos (certicalia.com) Imagen: Simbologia de condensadores Fuente: https://www.simbologia-electronica.com/simbolos-electricoselectronicos/simbolos-condensadores-electricos.htm

Página 176 de 313

1.7

Interpretación De Diagramas De Fuerza En la figura se muestra un circuito que según (Roberto, 2018) da alimentación de

unos actuadores. Se tienen que indicar los contactos principales de los siguientes componentes: Actuadores (líneas, motores…). Dispositivos de protección (relés, disyuntores…). Dispositivos de conexión y desconexión (contactores, interruptores…). Todos los componentes deben estar identificados según el tipo de aparato, número que lo define dentro del conjunto y la función que realiza.

Imagen 11 - Diagrama de Fuerza FUENTE: Interpretación de esquemas de automatismos eléctricos (certicalia.com)

1.8

Diagramas básicos. Según (https://www.edrawsoft.com/, 2017) Un diagrama de circuito eléctrico básico

es una representación esquemática simplificada de un circuito eléctrico. Utiliza símbolos eléctricos estándar para los componentes del circuito y no muestra la disposición física de los componentes.

Página 177 de 313

Imagen 12 - Software Básico Eléctrico FUENTE: Diagrama Eléctrico Básico (edrawsoft.com)

1.9

Diagrama marcha y paro en mando. Según (Cabrera, 2020) En este circuito tenemos la protección magnética o

protección de cortocircuitos mediante magnetotérmico (Curva D) apertura rápida y la protección contra sobrecargas o sobreconsumos mediante relé térmico regulado a la intensidad nominal del motor (apertura lenta).

Imagen 13 - Circuito Marcha-Paro FUENTE: Funcionamiento de un motor mediante pulsadores, marcha-paro. | Formación para la Industria 4.0 (automatismoindustrial.com)

Página 178 de 313

1.10 Diagrama de mando para cambio de giro. En el circuito de mando tendremos 2 bobinas que comandarán nuestros contactos que están haciendo posible la conexión de cambio de giro, si se quiere hacer manual se puede poner cada bobina con un pulsador NA independiente, tomando en cuenta que hacer el cambio de giro de manera brusca puede quemar el motor, entonces es mejor tener temporizadores conectados que dejen pasar el flujo de corriente 5 segundos después (recomendación tiempo mínimo) y tener enclavada una bobina con la otra para lograr el cambio de giro.

Imagen 14 - Diagrama cambio de giro FUENTE: https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Faprendeelectricidadyelectronica. com%2Fautomatizacion-industrial%2Fcambio-de-giro-motor-trifasico&psig=AOvVaw1N8iz4Eq0VzZJNOalbJ_w&ust=1625190806578000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwjUj 4LX4cDxAhVOQEIHHcY_CD0Qr4kDegQIARAR

Página 179 de 313

1.11 Diagrama de mando y fuerza para cambio de giro. Para hacer un cambio de giro debemos tener 2 Contactores y uno con las puntas 2 y 6 permutadas para así tener la conexión cambio de giro y de esta manera obtendremos lo deseado.

Imagen 15 - Circuito Mando y Fuerza FUENTE: https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Faprendeelectricidadyelectronica. com%2Fautomatizacion-industrial%2Fcambio-de-giro-motor-trifasico&psig=AOvVaw1N8iz4Eq0VzZJNOalbJ_w&ust=1625190806578000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwjUj 4LX4cDxAhVOQEIHHcY_CD0Qr4kDegQIARAR

Página 180 de 313

1.12 Diagrama estrella. Según (Automatismo, 2018) Al conectar las mismas bobinas en estrella, al tener un punto neutro en el centro que une todos los finales de las bobinas, quedan sometidas a la misma tensión que entre fase y neutro de la red, Vf = VL / √3 , que si Vf es 400V quedan sometidas a 230V.

Imagen 16 - Conexión Estrella FUENTE: Motor Trifasico Aprende Facil (areatecnologia.com)

1.13 Diagrama Delta Según (Automatismo, 2018) Al conectar las bobinas del motor en triángulo, las bobinas quedan alimentadas a la misma tensión que la red de alimentación. Si es una alimentación trifásica de 400V (Vlinea), las bobinas del motor quedan sometidas a esa misma tensión 400V.

Imagen 17 - Conexión Delta FUENTE: Motor Trifasico Aprende Facil (areatecnologia.com)

Página 181 de 313

1.14 Realización de diagramas. Dice que Cuando se quiere representar un circuito eléctrico, se hace mediante un esquema. Un esquema es un dibujo simplificado en el que los distintos elementos del circuito se representan mediante símbolos normalizados. Los símbolos normalizados son dibujos simples ya consensuados y regulados mediante normas específicas. No necesariamente se parecen al elemento que representan. El esquema que se realice empleando símbolos normalizados puede ser interpretado por personas de cualquier país.

Imagen 18 - Simbología más usada

FUENTE: 3.3.- Esquemas eléctricos. (xunta.gal)

Imagen: Simbologia de condensadores Fuente: https://www.simbologia-electronica.com/simbolos-electricoselectronicos/simbolos-condensadores-electricos.htm

Página 182 de 313

Capítulo IV 1. Instalación de Motores Eléctricos. Por: Abner Muc Y Javier Patzan 1.1

Instalación de motores eléctricos de corriente Alterna .El motor eléctrico es indispensable en la industria, realizando una tarea muy

importante ya que son el corazón de las máquinas actuales, por tal motivo es vital conocer su funcionamiento, construcción y aplicaciones. 1.1.1Motores Eléctricos Los motores eléctricos transforman energía eléctrica en energía mecánica siendo los motores de corriente continua los más utilizados y es indispensable saber reconocer los motores en función de su número de fases, estos pueden ser monofásicos y trifásicos. 1.1.2 Prevenciones y avisos antes de instalar un motor eléctrico. Recuerde que el motor es un componente que implica cuidados y riesgos de carácter eléctrico y por ende si se ejecuta alguna acción de forma inadecuada hay altos riesgos de poner en riesgo la integridad física de los usuarios. Verificar que el motor esté correctamente alineado con la máquina de aplicación, para evitar esfuerzos injustificables sobre el eje del motor, una desalineación puede provocar sobrecalentamiento en función. Seguir a detalle las indicaciones descritas en los manuales o etiquetas de los equipos para garantizar el perfecto funcionamiento de estos. Tomar en cuenta y recordar que dicha información en el artículo presente aporta ideas y sugerencias, por tanto, no reemplaza ninguna disposición legal, prescripción de seguridad o norma. Las siguientes indicaciones y observaciones se adapta para motores eléctricos asíncronos, tanto trifásicos como monofásicos, en cualquiera de sus eficiencias (IE1,IE2, IE3). 1.1.3 Instalación (Verificaciones antes de instalar el motor eléctrico) Verificar que el motor no producirse entre el

tenga golpes significativos o este dañado. (pudiendo

manejo desde el almacenaje)

Página 183 de 313

Los datos en placa empaten

con las especificaciones donde irá instala do el

motor previamente calculadas por el técnico especialista o experto. Verificar que el voltaje en placa empate con el voltaje de la red de alimentación a ser conectado. Según el ambiente y lugar de instalación, solicitar el grado de protección adecuado. Utilice los cáncamos de Izaje dispuestos por la marca para levantar el motor. 1.1.4 Verificación Preliminar Proceda a retirar cualquier protección o bloqueo del motor, verificar especialmente en el eje de salida del motor. Verificar que el eje gire libremente. Limpie cuidadosamente el eje para retirar cualquier resto de sustancia, anticorrosivo o impureza aplicando un solvente estándar, evitando tener contacto con los retenedores para no estropearlos. 1.1.5 Instalación del Motor (Mecánica) Verificar que el motor esté adecuadamente fijado sobre una superficie plana y rígida. Verificar que el motor esté correctamente alineado con la máquina de aplicación, para evitar esfuerzos injustificables sobre el eje del motor, una desalineación puede provocar sobrecalentamiento en función. Si el motor tiene construcción IEC-B14 asegurarse de fijar los 4 tornillos en la brida, aun si no fueran necesarios y aplicar un sellador en la rosca de los mismos. Si el motor es instalado verticalmente es aconsejable y si se cuenta con espacio colocar un protector para evitar el ingreso de objetos extraños en los orificios de ventilación. No someta el eje del motor a impactos o golpes. El motor deber ser instalado preferentemente de forma que se logre visualizar la placa del motor y se logre inspeccionar en cualquier momento la caja de conexiones. 1.1.6 Instalación del Motor (Eléctrica) Realizar conexión del motor a la red de alimentación como lo indica el esquema de la placa del motor o el interior de la caja de conexiones. No poner en marcha el motor con el cuñero del eje libre.

Página 184 de 313

Verificar antes de la conexión el correcto apriete de los conductores a la caja de conexiones del motor, todas las entradas de cable que no se usarán deben ser selladas para obtener nuevamente el grado de protección IP. Verificar que los cables de alimentación y puesta a tierra estén en perfectas condiciones, elija cables y conductores adecuados por su aislamiento y capacidad. Todos los motores vienen preparados para la puesta a tierra dentro de la caja de conexiones y fuera del motor y están indicados con un símbolo correspondiente. Asegurarse de fijar nuevamente la tapa de la caja de conexiones y la junta al terminar el cableado.

Fuente: https://www.google.com/imgres?imgurl=https%3A%2F%2Fwww.editoressrl.com.ar%2Fsites%2Fdefault%2Ffiles%2Fie338_farina_motores_6.PNG&imgrefurl=https%3A%2F%2Fw ww.editores-srl.com.ar%2Frevistas%2Fie%2F338%2Fsi_farina_motores_trifasicos&tbnid=zixLlf3SYZhtM&vet=12ahUKEwimyMO7x8DxAhUPeTABHUrOChUQMygJegUIARDGAQ..i&docid=oQ0L mV1MhwBx2M&w=689&h=400&q=pasos%20para%20instalar%20motor&ved=2ahUKEwimyMO7x8D xAhUPeTABHUrOChUQMygJegUIARDGAQ

1.2

Identificación de los sensores industriales. Para poder controlar automáticamente un proceso de fabricación es necesario

disponer de información sobre el estado del proceso. Esto se puede hacer midiendo diferentes magnitudes físicas que intervienen en el mismo. Pese a poder recibir diferentes nombres (detector, transductor, sonda), el sensor es el nombre más utilizado en control de autómatas para referirse al dispositivo que mide una magnitud física. En general estas magnitudes físicas no tienen por qué ser eléctricas, por lo que se utilizan transductores para convertir a señales eléctricas Un transductor convierte una señal no eléctrica en eléctrica, en la cual alguno de sus parámetros (nivel de tensión, corriente, frecuencia) contiene información sobre la magnitud medida. Puesto que es necesario acoplar la salida de este dispositivo transductor al sistema de control, puede ser necesario efectuar filtrado y amplificación de la señal eléctrica en el llamado circuito acondicionador o de acondicionamiento.

Página 185 de 313

1.2.1 Características de los sensores Algunas características que definen el comportamiento de los sensores. En las siguientes definiciones, se utiliza la variable X para referirse al objeto físico que se quiere medir (por ejemplo, la temperatura a la que se encuentra una habitación), y la variable Y para referirse a la medida realizada por el sensor (la temperatura medida por el sensor térmico utilizado). Según el régimen de funcionamiento del sensor distinguimos dos conjuntos de características: estáticas (cuando se tiene un régimen permanente en la variable a medir o ésta varía de forma lenta) y dinámicas (relativas a un régimen transitorio de la variable a medir). Características Estáticas: 

Campo de medida: rango de valores del objeto físico (X) que puede medir el sensor.



Sensibilidad: ratio dY/dX



Resolución: mínimo cambio de X detectable en Y



Umbral: mínimo valor de X con salida no nula en Y



Precisión: error de medida máximo esperado (si el sensor es preciso, el error relativo entre varias medidas es pequeño)



Exactitud: diferencia entre el valor real X y el valor medido Y (si el sensor es exacto, la medida de Y estará en un entorno cercano al valor real de X)



Repetitibilidad: máxima desviación entre valores de salida obtenidos al medir varias veces la misma entrada con el mismo sensor y en idénticas condiciones ambientales.



Linealidad: Proporcionalidad entre X e Y



Histéresis: Diferentes valores de Y para un mismo X en función de la evolución de X (ascendente o descendente)



Es frecuente confundir precisión y exactitus.

1.2.3Clasificación de los sensores Los sensores se pueden clasificar de acuerdo con un conjunto de características diferentes y no excluyentes, según: Principio físico de funcionamiento: final de carrera, termoresistivos, capacitivos, inductivos, etc. Aporte de energía: activo/pasivo. En los sensores activos, la magnitud física a medir proporciona la energía suficiente para generar la señal de salida (ej. Termoeléctrico,

Página 186 de 313

fotoeléctrico, magnetoeléctrico, piezoeléctrico). Los sensores pasivos necesitan una fuente de alimentación externa (ej. Resistivos-Termorresistivo, Capacitivos, Inductivos…). Señal eléctrica generada: analógica/digital. Un sensor analógico puede tomar cualquier valor dentro de unos determinados márgenes. En el caso de las señales analógicas es imprescindible el uso de circuitos de acondicionamiento. Los sensores digitales toman un número finito de valores. Magnitud

medida:

presencia/proximidad,

presión,

temperatura,

humedad,

velocidad, caudal, etc. Rango de valores que proporciona: de medida/todo-nada. Los sensores de medida proporcionan a la salida todos los valores posibles correspondientes a cada valor de la entrada (ej. Sensor analógico termorresistivo). Los sensores todo/nada, utilizados en sistemas discretos, detectan si la magnitud está por encima de determinado valor. Su salida solo puede tomar 2 valores diferentes. Son ejemplos de este tipo de sensores los que indican si se ha producido presencia/ausencia de un objeto en las proximidades del sensor. También se suelen clasificar entre contínuos o discretos.

Fuente: https://www.google.com/imgres?imgurl=http%3A%2F%2Fadmin.electrotec.pe%2Felements%2Fima ges%2Fimage-article88a5c3ac6bdd418bf7f3cb8a9f057a4d.jpg&imgrefurl=https%3A%2F%2Felectrotec.pe%2Fblog%2FTi posDeSensoresIndustriales&tbnid=BbFOM6Fuwc8qIM&vet=12ahUKEwiXz6O4ysDxAhUXDABHWKMAgsQMygHegUIARDEAQ..i&docid=PkMwmHMs0sOuNM&w=1397&h=838&q=Identifica ci%C3%B3n%20de%20los%20sensores%20industriales&ved=2ahUKEwiXz6O4ysDxAhUXDABHWKMAgsQMygHegUIARDEAQ

1.3

Selección de los sensores y los medidores para instalación de motores

eléctricos. En sistemas electrónicos, los sensores son los elementos encargados de obtener información. Son llamados técnicamente transductores, y son capaces de convertir

Página 187 de 313

cualquier magnitud física, química o biológica en una magnitud eléctrica. El fenómeno de transducción puede darse de dos formas que se analizan a continuación:  Activo: la magnitud física a detectar, proporciona la energía necesaria para la generación de la señal eléctrica. Por ejemplo piezoeléctricos o magnéticos.  Pasivo: cuando la magnitud a detectar se limita a modificar algunos de los parámetros eléctricos característicos del elemento sensor, como ser resistencia o reluctancia.

1.1.1.

1.4

Variados de frecuencia. Los variadores o convertidores de frecuencia son sistemas que se encuentran entre

la fuente de alimentación eléctrica y los motores eléctricos. Sirven para regular la velocidad de giro de los motores de corriente alterna (AC). Por sus siglas en inglés, solemos referirnos al variador de frecuencia como VFD, que viene

de variable

frequency

drive, que

traduciría

literalmente

como

“regulador/variador de frecuencia variable”. A pesar de ello, también están presentes en el mercado otras acepciones como puede ser VSD (variable speed drive o regulador de velocidad variable) o ASD (adjustable speed drive, conocido en castellano como “accionamiento de velocidad variable).

https://www.solerpalau.com/es-es/blog/variador-de-frecuencia/

Página 188 de 313

1.5

Tipos de Variadores de frecuencia Variadores de frecuencia de corriente alterna El variador de frecuencia de corriente alterna (AC) son, con mucho, la mayor

categoría de VFD. Están diseñados para controlar los vehículos que funcionan con corriente alterna. Ellos se están convirtiendo en el único tipo de variadores de frecuencia. Variadores de frecuencia de corriente directa Los variadores de frecuencia de corriente directa (DC, por sus siglas en inglés) funciona en motores de corriente continua. Este diseño de motor de corriente continua tiene inductores y los circuitos de derivación por separado. Variadores de frecuencia de voltaje de entrada Los variadores de frecuencia de voltaje de entrada (VVI, por sus siglas en inglés) son los tipos más simples de variadores de frecuencia. En este tipo, los dispositivos de conmutación de salida crean una nueva onda sinusoidal de tensión del motor mediante la introducción de una serie de onda cuadrada a diferentes voltajes. Estas unidades trabajan generalmente con la ayuda de un condensador grande. Variadores de frecuencia de fuentes de entrada Los variadores de frecuencia de fuentes de entrada (CSI, por sus siglas en inglés) son muy similares a los VVIS. La diferencia entre los dos diseños es que los VFD de entrada de la fuente de corriente se las arreglan para forzar una onda cuadrada de corriente en oposición a la tensión. Los VFD de entrada de origen requieren un gran inversor para mantener la corriente lo más constante posible. Variadores de frecuencia de ancho pulso modulado El ancho de pulso modulado (PWM, por sus siglas en inglés) es el tipo más complejo de VFD. Si bien es más complicado que los otros tipos, también permiten que el motor funcione de manera más eficiente. Los PWM logran esto a través de la utilización de transistores. Los transistores conmutan la corriente directa a diferentes frecuencias y por lo tanto ofrecen una serie de pulsos de voltaje al motor. Cada uno de estos pulsos está en porciones para reaccionar con el motor y crear la corriente adecuada en el motor. Variadores de frecuencia de vector de flujo de ancho de pulso modulado Los VFD de vector de flujo de ancho de pulso modulado son un nuevo tipo de VFD. Utilizan un tipo de sistema de control por lo general más estrechamente asociado con motores de corriente continua. Estas unidades tienen un microprocesador que está

Página 189 de 313

conectado al motor a través de un control de bucle cerrado. Esto permite que el procesador regule más de cerca cómo funciona el motor.

https://techlandia.com/tipos-variadores-frecuencia-lista_392995/

1.6

Conexión de variadores de frecuencia Los variadores de frecuencia o VFD, que llamamos simplemente por “variadores” en

este contexto, operan en una amplia variedad de industrias. A menudo están detrás de escena. No obstante, los variadores contienen un nivel de sofisticación rentable y confiable en las aplicaciones impulsadas por motores eléctricos, por lo que merecen una consideración e instalación cuidadosa. Aquí te dejo seis tareas imprescindibles que deben cumplir los fabricantes de equipos originales y otros ingenieros de diseño o instalación antes del arranque o puesta en marcha del variador.

Página 190 de 313

El funcionamiento del variador en pocas palabras se resume de la siguiente forma: el variador primero toma la energía de la línea y la convierte en voltaje de corriente continua (CD) después de pasar por el proceso de filtrado llega al circuito intermedio. Luego la invierte de nuevo a una señal simulada de corriente alterna (AC) o modulada por ancho de pulso (PWM). El mayor beneficio de los variadores es que pueden ahorrar dinero al liberar al motor de la necesidad de funcionar a una sola velocidad todo el tiempo. http://www.electroclub.com.mx/2020/09/conexiones-basicas-para-el.html

1.7

Programacion de variadores de frecuencia Hasta este punto, la configuración de la unidad está dominada por consideraciones

de instalación física y conexiones manuales. Pero las unidades son dispositivos inteligentes que necesitan programación, al igual que los nuevos teléfonos inteligentes o incluso las videograbadoras arcaicas de antaño. Se debe establecer una lista de parámetros para que el variador comprenda las señales de control y cómo responder a ellas. Como se mencionó, hay varias formas de controlar un variador industrial, incluso a través de una interfaz de red como Ethernet o mediante interruptores y potenciómetros Los variadores tienen parámetros para los cuales el usuario final debe programar... ya que los variadores funcionan para satisfacer comandos basados en configuraciones fijas del sistema y entradas y salidas.

http://www.electroclub.com.mx/2020/09/conexiones-basicas-para-el.html

Página 191 de 313

Taller de Electricidad

Sexto Grado

Página 192 de 313

Capítulo I 1. Control con mandos electromagnéticos industriales.

Por Luis Fuentes Y Bryan Tepeu En los comienzos de la industrialización las máquinas fueron gobernadas esencialmente a mano e impulsadas desde un eje común de transmisión o de línea. Dicho eje de transmisión era impulsado por un gran motor de uso continuo el cual acinaba mediante una correa tales máquinas en el momento que fuese necesario, una de las desventajas principales que este sistema de transmisión de potencia fue que no era conveniente para una producción de nivel elevada. El funcionamiento automático de una máquina se obtiene exclusivamente por la acción del motor y del control de la máquina. Este control algunas veces es totalmente eléctrico y otras veces suele combinarse al control mecánico, pero los principios básicos aplicados son los mismos. Estos pueden ser del tipo: MANUAL: Este tipo de control se ejecuta manualmente en el mismo lugar en que está colocada la máquina. Este control es el más sencillo y conocido y es generalmente el utilizado para el arranque de motores pequeños a tensión nominal. Este tipo de control se utilizan frecuentemente con el propósito de la puesta en marcha y parada del motor. El costo de este sistema es aproximadamente la mitad del de un arrancador electromagnético equivalente. E arrancador manual proporciona genegalmente protección contra sobrecarga y desenganche de tensión mínima, pero no protección contra baja tensión. Este tipo de control abunda en talleres pequeños de metalisteria y carpintería, en que se utilizan máquinas pequeñas que pueden arrancar a plena tensión sin causar perturbaciones en las líneas de alimentación o en la máquina. Una aplicación de este tipo de control es una máquina de soldar del tipo motor generador. El control manual se aracteriza por el hecho de que el operador debe mover un interruptor o pulsar un botón para que se efectúe cualquier cambio en las condiciones de funcionamiento de la máquina o del equipo en cuestión.

Página 193 de 313

SEMI-AUTOMATICO: Los controladores que pertenecen a esta clasificación utilizan un arrancador electromagnético y uno o más dispositivos pilotos manuales tales como pulsadores, interruptores de maniobra, combinadores de tambor o dispositivos análogos. Quizas los mandos más utilizados son las combinaciones de pulsadores a causa de que constituyen una unidad compacta y relativamente económica. El control semiautomático se usa principalmente para facilitar las maniobras de mano y control en aquellas instalaciones donde el control manual no es posible. La clave de la clasificación como en un sistema de control semiautomático es el hecho de que los dispositivos pilotos son accionados manualmente y de que el arrancador del motor es de tipo electromagnético. CONTROL AUTOMATICO: Un control automático está formado por un arrancador electromagnético o contactor controlado por uno o más dispositivos pilotos automáticos. La orden inicial de marcha puede ser automática, pero generalmente es una operación manual, realizada en un panel de pulsadores e interruptores.

En algunos casos el control puede tener combinación de dispositivos manuales y automáticos. Si el circuito contiene uno o más dispositivos automáticos, debe ser clasificado como control automático. Los contactores son dispositivos electromagnéticos, en el sentido de que en ellos se producen fuerzas magnéticas cuando pasan corrientes eléctricas por las bobinas del hilo conductor que estos poseen y que respondiendo a aquellas fuerzas se cierran o abren determinados contactos por un movimiento de núcleos de succión o de armaduras móviles El electro-imán: Es el elemento motor del contactor. Se compone de un circuito magnético, (una bobina y un núcleo de hierro). Su forma varía en función del tipo del contactor y puede eventualmente diferir según sea la naturaleza de corriente de alimentación alterna o contínua. Un pequeño entre-hierro evita en el circuito magnético en posición de cierre, todo riesgo de remanencia. Los resortes son los que aseguran la presión entre los polos al momento en que la bobina está energizada. La Bobina: Produce el flujo magnético necesario para la atracción de la armadura móvil del electro-imán. Está concebida para resistir a los choques mecánicos provocados

Página 194 de 313

por el cierre y la apertura de los contactores, así como a los choques electromagnéticos debido al paso de la corriente por sus espiras. Las bobinas emplleadas actualmente son muy resistentes a las sobretensiones, a los choques, a las atmósferas agresivas; están realizadas en hilo de cobre de esmalte reforzado; algunas son reforzadas en cuanto a su construcción. LOS POLOS: Son los encargados de establecer o interrumpir la corriente en el circuito de potencia. Estos a su vez están elaborados para permitir el paso de la corriente nominal del contactor en servicios continuos sin calentamiento anormal. Se componen de una parte fija y de otra móvil. Los polos están generalmente equipados de contactos de plata-óxido de cadnio, material inoxidable de una gran resistencia tanto mecánica como al arco eléctrico. Cuando el contactor “corta en carga”; esta carga es cortada para resolver determinados problemas de automatismo. Los polos están formados por contactos los cuales pueden tener las diferentes combinaciones: Contacto instantáneo de cierre (NA), abierto cuando el contactor está en reposo y cerrado cuando el electro-imán está en tensión. Contacto instantáneo de apertura (NC), cerrado cuando el contactor está en reposo y abierto cuando el electro-imán está en tensión. Contacto instantáneo (NANC), cuando el contactor está en reposo uno de los contactos está cerrado mientras que el otro permanece abierto. Cuando cierra el circuito magnético los contactos se invierten. En los circuitos de control automático nos encontramos generalmente con uno o más relés, principalmente a causa de que el relé proporciona flexibilidad. El relé pro su propia construcción es un amplificador mecánico, es decir, que cuando se activa o se excita la bobina de un relé con 24 voltios y los contactos están controlando un circuito de 440 voltios, se amplifica la tensión mediante el uso del mismo. El relé tiene la misma construcción sque el contactor, pero con la diferencia de que maneja una menor potencia. La bobina, polos y contactos son de construcción un poco similar. El arrancador consite en su forma más simple en un dispositivo que conecta y desconecta un motor de la red y que además realiza funciones de protección contra sobrecarga del motor.

Página 195 de 313

Se hallan catalogados entre los tipos siguientes: Arrancador con dispositivos térmicos para pequeños equipos monofásicos. Arrancadores manuales directos de los size “0” y “1” para motores monofásicos y trifásicos. Arrancador a tensión reducida mediante autotransforador para grandes motores. Arrancador automático. Este tipo de arrancador es llamado también arrancador electromagnético, consta de un contactor con la adicción de un control protector. Una de las ventajas más importantes de los circuitos regulados automáticamente es ue la sucesión de las operaciones pueden cronometrarse con gran exactitud. Esto se realiza mediante el empleo de relés temporizados de los que existen numerosos tipos y que pueden ajustarse para regular períodos de tiempos cortísimos, como una fracción de segundos, o mucho más largos, como varios minutos. Adem´s otros tipos industriales pueden obtener retardos hasta de varias horas. APLICACIÓN DE LOS CONTROLES ELECTRICOS Los controles eléctricos son usados industrialmente para máquinas o equipos, los cuales realizan un determinado trabsajo. Un ejemplo es el de un final de carrera (Limit Switch) el cual desactiva o activa un circuito al accionarse mecánicamente una palanca que es la que provoca la apertura o cierre de los contactos.

1.1

Motores eléctricos monofásicos y trifásicos. Los motores monofásicos son propios del ámbito doméstico o de instalaciones en

comercios donde no hay acceso a corriente alterna trifásica. Algunos electrodomésticos como frigoríficos o lavadoras están accionados por motores monofásicos. Ja hemos hablado en este blog acerca del motor trifásico, un motor habitualmente destinado a sistemas industriales o comerciales y que requiere de una fuente de energía eléctrica trifásica. La definición más simple y concisa para definir esta máquina es la siguiente: el motor monofásico es una máquina rotativa que convierte energía eléctrica en energía mecánica. Si bien hablamos aquí que los motores trifásicos no eran propios del ámbito doméstico, debido principalmente a la necesidad de una fuente de alimentación de corriente alterna trifásica – poco habitual en hogares -, los motores monofásicos son los motores comunes en la mayoría de casas.

Página 196 de 313

Sin embargo, en cuanto a su funcionamiento, componentes y sencillez, son muy similares a estos motores trifásicos. Difieren principalmente en que necesitan de un bobinado auxiliar para iniciar el giro del rotor. Además, el par motor suele ser habitualmente más bajo que el de los motores trifásicos, aunque se pueden conseguir potencias de hasta 10 hp y funcionar con tensiones de hasta 440V. Esto se debe a que los motores monofásicos poseen una única tensión alterna frente a la triple onda de los trifásicos. Las fuentes de potencia monofásicas son las comunes en las instalaciones de los hogares españoles y por ende, estos motores de tamaño reducido son los ideales para accionar los sistemas de todo tipo de electrodomésticos o instalaciones en casas. ¿Cuáles son las partes de un motor monofásico? Podemos diferenciar en tres tipos los componentes principales de un motor monofásico. Estos serían los siguientes: El estator, que es la parte fija del motor. Básicamente está compuesto de un núcleo de chapas de acero sobre el que se colocan, en unas ranuras, dos arrollamientos de hilo de cobre (principal o de trabajo, y auxiliar o de arranque). El rotor, que es la parte que gira en un motor monofásico, gracias al campo magnético generado por el estator, como veremos a continuación. Se compone de un eje – que en definitiva será el encargado de trasladar esa energía mecánica, en el que va insertado un núcleo magnético constituido por láminas de acero, que a su vez incorporan longitudinalmente unas barras de aluminio formando una estructura conocida como “jaula de ardilla”. En tercer lugar, encontramos los escudos, situados en los extremos del estator, cuya función es mantener en posición el eje del rotor. Obviamente, nos quedaría por resaltar la carcasa, que no es otra cosa que el elemento que protege todas las partes de un motor monofásico de cualquier daño o perturbación que provenga del exterior. ¿Cómo es el funcionamiento de un motor monofásico? El funcionamiento de un motor monofásico es esencialmente el mismo que el del motor trifásico. Generan energía mecánica a través de la energía eléctrica basándose en el principio de atracción y repulsión entre un imán y un núcleo magnético al que se le aplica una corriente eléctrica.

Página 197 de 313

En este caso, el estator es el que recibe la corriente alterna del exterior y donde están situadas las bobinas, de aquí que esta parte también se la conozca como inductor. En el rotor están situados las barras metálicas que funcionan como conductores de la electricidad. En el estator, por acción de la corriente monofásica, se genera un campo magnético que produce una fuerza electromotriz en las barras del rotor. Estas barras están dispuestas en forma de espira y, debido a lo anteriormente comentado, giran generando esa energía mecánica para la que están concebidos. La velocidad de giro de un motor eléctrico, habitualmente, tiene un valor fijo. Aquí entran en juego los variadores de frecuencia, de los que también hemos hablado en este blog. motor trifásico El motor trifásico debe el término a que se alimenta de energía eléctrica trifásica. Las instalaciones monofásicas son más propias de hogares, con tensiones que van de 120 a 230 voltios y potencias que quedan por debajo de los 10 Kw. El motor trifásico está muy extendido en los usos destinados a instalaciones industriales o comerciales. Esto se debe, por un lado, a que suelen ser más pequeños y manejables que motores monofásicos de la misma potencia. La potencia del motor trifásico varía en función de su uso y se fabrican en un rango muy grande de potencias, medidas en kilovatios o caballos de vapor. Generalmente están destinados al accionamiento de máquinas como bombas, montacargas, ventiladores, grúas, elevadores, etcétera. Partes y componentes de un motor trifásico Podemos dividir los componentes de un motor trifásico en tres partes concretas y diferenciadas. Estas son las siguientes: el estator, el rotor y los escudos/carcasa. Estator El estator es la parte fija y opera como la base del motor. Esta parte está constituida por una carcasa en la que se fijan una corona de chapas de hierro al silicio o acero al silicio, en las que están presentes unas ranuras. En estas ranuras es dónde se presentan, al tratarse de un motor trifásico, encontramos tres bobinas y tres circuitos diferentes. En cada circuito hay tantas bobinas como polos tiene el motor. ¿Cómo funciona un motor trifásico?

Página 198 de 313

Tal y como hemos mencionado arriba, el estator está compuesto por una estructura que conforma electroimanes y por eso esta parte también se denomina inductor. El bobinado en tres fases, al recibir una corriente eléctrica, genera un campo magnético que a su vez “induce” corriente en las barras del rotor. Su funcionamiento está basado en el principio de inducción mutua de Faraday. Antes de continuar, tenemos que entender que ese campo magnético se genera precisamente por la aplicación de una corriente alterna de tres fases. La electricidad de corriente alterna cuenta con una onda que cambia de negativo a positivo muchas veces por segundo. Se trata de una onda llamada “onda sinusoidal”. Esa corriente alterna se compone de tres fases, que están desfasadas 120° una respecto de la otra. Volviendo al motor trifásico, es la acción de estas tres ondas simultáneas la que genera un flujo magnético que induce corriente en las barras del rotor creando un par motor que pone en movimiento al rotor, o lo que es lo mismo, que hace que el rotor gire.

1.2

Partes de un motor trifásico Partes y componentes de un motor trifásico Podemos dividir los componentes de un motor trifásico en tres partes concretas y

diferenciadas. Estas son las siguientes: el estator, el rotor y los escudos/carcasa. Estator El estator es la parte fija y opera como la base del motor. Esta parte está constituida por una carcasa en la que se fijan una corona de chapas de hierro al silicio o acero al silicio, en las que están presentes unas ranuras. En estas ranuras es dónde se presentan, al tratarse de un motor trifásico, encontramos tres bobinas y tres circuitos diferentes. En cada circuito hay tantas bobinas como polos tiene el motor. Rotor El rotor es la parte móvil que se sitúa en el interior del estator. En el eje se inserta un núcleo magnético ranurado de acero al silicio en cuyas ranuras se colocan unas barras de cobre o aluminio (que realizan la función de conductores) en una disposición que se conoce como “jaula de ardilla”. Esto se debe a que las barras están unidas en cortocircuito por dos anillos, en la parte superior e inferior, confiriéndole una forma de jaula. Cabe decir también, que existe otra disposición de los componentes del rotor, que se conoce como rotor bobinado. Aquí el rotor está rodeado de conductores bobinados sobre él. Sin embargo, el motor trifásico de jaula de ardilla está más extendido por ser más fácil de construir y de fabricación más económica.

Página 199 de 313

Escudos/carcasa En último lugar están los escudos o carcasa que constituyen, la parte exterior del motor trifásico, generalmente producidos en aluminio o hierro colado. Están diseñados de tal forma que contienen unas cavidades para acoger los componentes esenciales en el interior. Sobre unos cojinetes descansa el eje del rotor. Además, los escudos deben estar perfectamente ajustados para evitar que existan distorsiones en el giro del rotor, tales como vibraciones y/o ruido.

1.3

Identificación de las partes de un motor trifásico La placa de identificación de motores eléctricos, su DNI. Todo motor eléctrico trae

una placa metálica con mucha información sobre las características específicas del motor, compuesta de códigos y números, que no siempre son fáciles de entender. El entender la información de esa placa nos permite conocer las prestaciones del motor eléctrico y evaluar si encaja o no con nuestras necesidades.

https://www.roydisa.es/wp-content/uploads/2015/01/Motor-weg.jpg La placa de identificación de motores eléctricos En la siguiente imagen puedes ver una placa de identificación de motores eléctricos, con los distintas información que suele mostrar.

Página 200 de 313

https://www.roydisa.es/wp-content/uploads/2015/01/Placa-de-un-motorel%C3%A9ctrico.png [column col=”1/2″] 1- Código de motor 2- Número de fases 3- Tensión nominal de operación 4- Régimen de servicio 5- Eficacia 6- Tamaño de la carcasa 7- Grado de protección 8- Clase de aislamiento 9- Temperatura de la clase de aisladamente 10- Frecuencia 11- Potencia nominal del motor 12- Velocidad nominal del motor en RPM 13- Corriente nominal de operación 14- Factor de potencia 15- Temperatura ambiente máxima [/column] [column col=”1/2″] 16- Factor de servicio 17- Altitud 18- Peso del motor 19- Especificación del rodamiento delantero 20- Especificaciones del rodamiento trasero 21- Tipos de cargas de los rodamientos 22- Diagrama de conexión para tensión nominal

Página 201 de 313

23- Diagrama de conexión para tensión de arranque 24- Intervalo de lubricación en horas 25- Certificaciones 26- Fecha de fabricació 27- Categoría de par 28- Número de serie 29- Cantidad de grasa en el rodamiento delatero 30- Cantidad de grasa en el rodamiento trasero

1.4

Ejecución de conexiones de los motores trifásicos de corriente alterna. Los motores trifásicos son motores en los que el bobinado inductor colocado en el

estátor, está formado por tres bobinados independientes desplazados 120º eléctricos entre sí y alimentados por un sistema trifásico de corriente alterna. Los motores trifásicos asíncronos los podemos encontrar de dos clases: La primera clase es la que tiene el rotor bobinado. Y la segunda clase la que tiene el rotor en cortocircuito o también conocido rotor de jaula de ardilla, por su forma parecida a una jaula.

https://revistadigital.inesem.es/gestion-integrada/files/2015/11/motor_jaula_ardilla223x146-custom.jpg

Todo circuito bobinado trifásico se puede conectar bien en estrella o bien en triángulo: En la conexión en estrella todos los finales de bobina se conectan en un punto común y se alimentan por los otros extremos libres.

Página 202 de 313

Por el contrario en la conexión en triángulo cada final de bobina se conecta al principio de la fase siguiente, alimentando el sistema por los puntos de unión. En la conexión estrella, la intensidad que recorre cada fase coincide con la intensidad de línea, mientras que la tensión que se aplica a cada fase es (raíz de 3) menor que la tensión de línea. Por el contrario en la conexión en triángulo la intensidad que recorre cada fase es (Raíz de 3) menor que la intensidad de línea, mientras que la tensión a la que queda sometida cada fase coincide con la tensión de línea. En estas condiciones, si un motor está diseñado para aplicarle 230 V a cada fase, lo podremos conectar a la red de 230 V en triángulo y a la red de 400 V en estrella. En ambos casos, la tensión que se le aplica a cada fase es 230 V. Estas conexiones en estrella o triángulo se realizan en el motor sobre su propia placa de bornes.

https://revistadigital.inesem.es/gestion-integrada/files/2015/11/ScreenHunter_29Nov.-09-12.30.jpg Bornes de conexión de un motor trifásico El motor de rotor en cortocircuito o jaula de ardilla es el de construcción más sencilla, de funcionamiento más seguro y de fabricación más económica; es por ello que el más utilizado. Su único inconveniente es el de absorber una elevada intensidad en el arranque a la tensión de funcionamiento. En el momento del arranque este motor acoplado directamente a la red presenta un momento de rotación de 1,8 a 2 veces el de régimen, pero la intensidad absorbida en el arranque toma valores de 5 a 7 veces la nominal. Debido a esto, en la Instrucción Técnica Complementaria 47 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, se regula la relación que debe existir entre las intensidades de arranque y las existentes con el motor en régimen. Según esta instrucción los motores

Página 203 de 313

de potencias superiores a 0,75 kW que no cumplan unas determinadas relaciones de intensidades han de disponer de un sistema de arranque que disminuya esa relación. La intensidad en el momento del arranque de motores que no cumpla esta relación puede hacer que se tengan que sobredimensionar tanto protecciones como líneas eléctricas. Por el contrario ésta aparamenta de protección puede saltar y las líneas de alimentación pueden sufrir daños por sobreintensidad. Para evitar este sobredimensionamiento lo que se hace es disminuir la tensión en el periodo de arranque y con ello la intensidad; una vez que se alcanza la velocidad de régimen se conecta el motor a su tensión nominal con lo que se logra amortiguar la intensidad de arranque. Esta doble alimentación conmutada tras un tiempo se puede hacer mediante tres procedimientos: Por un lado tenemos el arranque en estrella-triángulo que es el método más utilizado y por el cual en estrella la intensidad es 3 veces menor que en triangulo. En segundo lugar tenemos el arranque mediante autotransformador. Y en tercer lugar, aunque casi no se utiliza, está el arranque mediante resistencias en serie con el bobinado estatórico. Estos tres métodos lo que hacen básicamente es disminuir la tensión aplicada en la puesta en marcha por lo que disminuyen en igual medida la intensidad consumida que es principal parámetro para dimensionar tanto aparamenta eléctrica como cableado de alimentación.

1.5

Localización de averías de los motores Un motor de arranque defectuoso puede presentar varios síntomas. Puede girar sin

arrancar el motor, girar muy lentamente o no girar. Puede producir un ruido anómalo, cuyas causas se han de investigar. Las siguientes descripciones pueden ayudar a identificar la avería, las causas posibles y el modo correcto para efectuar la reparación. De todas formas, es oportuno consultar siempre el manual de servicio del fabricante para la información específica relativa a los procedimientos de diagnosis y de seguridad del vehículo. Asegurarse de que la batería se encuentre completamente cargada (12.,6 voltios) y los bornes y los cables se encuentren en buenas condiciones.

Página 204 de 313

Una regulación del motor anticipada produce fuerzas de combustión contrarias a la rotación del motor. Estas fuerzas se transmiten al motor de arranque durante la fase de arranque y reducen las prestaciones. Una viscosidad excesiva del aceite motor, sobre todo durante el invierno cuando la viscosidad del aceite experimenta un cambio natural, reduce la capacidad de rotación del motor que, por consiguiente, limita las prestaciones del motor de arranque. Las modificaciones realizadas a un motor cambian sus características operativas; si se realizan modificaciones, se corre el riesgo de introducir fuerzas opuestas adicionales al trabajo del motor de arranque. Se ha de sustituir el motor de arranque por otro apto para las nuevas características operativas del motor. Otra causa puede ser un contacto débil del interruptor magnético o un funcionamiento incorrecto del motor (ej. desgaste de las escobillas); o el motor podría haberse estropeado. El volante o el plato flexible transfiere energía rotativa procedente del motor de arranque al motor. Si el motor de arranque gira pero el motor no arranca, se ha de controlar que los dientes del volante no estén desgastados, rotos o incluso falten. La inspección de los dientes del volante puede efectuarse mediante la apertura del alojamiento del motor de arranque cuando haya un espacio de control. Se han de comprobar meticulosamente todos los dientes del volante. Un ensamblaje incorrecto del motor de arranque puede producir síntomas similares a los de un volante estropeado. Si el piñón se ha acoplado correctamente al volante, pero el motor de arranque no gira, hay que comprobar que el motor de arranque no se encuentre desgastado o estropeado. El motor de arranque podría haberse instalado, al contrario. Comprobar las instrucciones de instalación. Si se oye un clic durante la fase de activación y el motor de arranque no se arranca, el solenoide podría no recibir la tensión necesaria para funcionar. Inspeccionar el circuito de control del motor de arranque para comprobar la ausencia de conexiones oxidadas, estropeadas o rotas. Si se comprueba que el solenoide recibe la tensión correcta, sus contactos pueden estar quemados. Para inspeccionar el solenoide, comprobar los procedimientos correctos en el manual de servicio del fabricante. Comprobar la tensión de la batería. Cargarla o sustituirla, si es necesario.

Página 205 de 313

Un ruido de hierros puede asociarse a un daño físico del volante / plato flexible. Inspeccionar el volante para comprobar su posible rotura, el estado de los dientes y el equilibrado. El ruido puede estar también causado por el funcionamiento incorrecto del solenoide o por un motor de arranque estropeado. Inspeccionar solenoide y motor de arranque siguiendo las disposiciones del manual de servicio del fabricante. La batería ha de estar completamente cargada (12,6 voltios) según las especificaciones del fabricante y los cables y los terminales de la batería han de estar limpios y en buen estado. Otras causas de un ruido anómalo del motor de arranque pueden imputarse a las escobillas consumidas, al desgaste del piñón o a un engranado del piñón no eficaz.

1.6

Mandos electromagnéticos RELÉ Y CONTACTOR ELECTROMAGNÉTICO Son dispositivos electromagnéticos que

conectan o desconectan un circuito eléctrico de potencia al excitar un electroimán o bobina de mando. Los relés accionan pequeñas potencias, mientras que los contactores accionan grandes potencias. Los relés accionan contactores, electroválvulas, etc, es decir separan la parte de mando de la parte de potencia. Características típicas: Relés: Tensiones de mando: DC: 6,12,24,48,110V, AC: 12 a 220V. Potencia de mando: 0.25 a 5 W. Contactores:Tensiones de mando: DC: 24,48,110,220V, AC: 24 a 380V. Potencia de mando : 5 a 1000 W.

https://www.monografias.com/trabajos102/los-mandos-electricos/img2.png

RELÉ Y CONTACTOR ELECTROMAGNÉTICO Al recibir tensión la bobina, ésta hace bascular el conjunto magnético consiguiendo que los contactos cambien de posición.

Página 206 de 313

Esto permite alimentar un aparato o circuito eléctrico.

https://www.monografias.com/trabajos102/los-mandos-electricos/img5.png RELÉ Y CONTACTOR ELECTROMAGNÉTICO

https://www.monografias.com/trabajos102/los-mandos-electricos/img4.png RELÉ Y CONTACTOR ELECTROMAGNÉTICO Sólo tiene una posición de trabajo estable (Gp:) CONTACTOR TRIFÁSICO CON CONTACTOS AUXILIARES Sólo permanece en la posición activa mientras recibe energía Soporta un elevado nº de ciclos de cierre y apertura

Página 207 de 313

https://www.monografias.com/trabajos102/los-mandos-electricos/img5.png

SIMBOLOGÍA

1.7

Conexión de circuitos con contactores Las instalaciones monofásicas hasta cierta potencia no acostumbran a instalar

circuito de potencia para su puesta en marcha, sin embargo las instalaciones trifásicas, el motocompresor como elemento de mayor consumo eléctrico, así como las resistencias de desescarche se ponen en marcha a través de un circuito de potencia. En una instalación trifásica, la alimentación eléctrica tanto en el momento de la conexión como en el de la desconexión, se tiene que efectuar conectando o desconectando las tres fases al mismo tiempo. Los componentes más normalizados que integran un circuito de potencia son:

Página 208 de 313

https://unlp.edu.ar/frontend/media/29/33729/08e425f5255f47f7fd9e7dbc92ee7dfe. pdf Contactores Los contactos de la bobina del contactor se identifican por las letras A1 y A-2 y normalmente se alimentan a 220 V., aunque también hay en el mercado bobinas con otros voltajes de alimentación 12 V, 24 V, etc. Los contactos donde entran las tres fases se identifican con los números 1, 3 y 5 y las salidas de fase del contactor con los números 2, 4 y 6. Cuando a la bobina del contactor le llegue alimentación eléctrica del circuito de maniobra, cerrará sus tres contactos a la vez dejando pasar las tres fases de corriente al mismo tiempo, y cuando la bobina no reciba alimentación actuará como interruptor de las tres fases.

https://unlp.edu.ar/frontend/media/29/33729/08e425f5255f47f7fd9e7dbc92ee7dfe. pdf Hay contactores que montan uno o varios contactos auxiliares que pueden ser normalmente abiertos (NA) y normalmente cerrados (NC). Estos contactos se destinan a diferentes cometidos como pueden ser señalización, alarmas, realimentaciones, etc.

https://unlp.edu.ar/frontend/media/29/33729/08e425f5255f47f7fd9e7dbc92ee7dfe. pdf

Página 209 de 313

Hay contactos auxiliares que van acoplados a través de guías al mismo contactor y la apertura y cierre de sus contactos la realizan aprovechando el movimiento mecánico de enclavamiento o reposo que origina la bobina del propio contactor. Contactos auxiliares Como recordatorio para el Técnico de Servicio ante el seguimiento y diagnóstico de averías eléctricas no deberá olvidar que: 1º. Para identificar la alimentación de la bobina del contactor deberemos localizar en el propio cuerpo del contactor los terminales A-1 y A-2. 2º. Los terminales donde entran las fases al contactor van numerados con 1, 3 y 5. 3º. Los terminales donde salen las fases del contactor van numerados con 2, 4 y 6. 4º. En cuanto a los contactos auxiliares recordar que los contactos cuyo número acabe en 1 son normalmente cerrados, los que acaban en 3 normalmente abiertos y los que acaban en número par son salidas del contacto, tanto en los normalmente abiertos (NA) como los normalmente cerrados (NC

1.8

Cambio de giro Un motor monofásico es una máquina rotativa alimentada por corriente eléctrica

capaz de transformar la energía eléctrica en mecánica. Sin embargo, para que esa energía mecánica se pueda ejercer en diferentes sentidos, se ha de producir la inversión de giro del motor. ¿Cómo se produce y para qué se aplica esta inversión del giro en un motor monofásico? Te lo contamos.

https://blog.reparacion-vehiculos.es/hsfs/hubfs/PORTADA_MONOF%C3%81SICOS_iStock1278402486.jpg?width=787&name=PORTADA_MONOF%C3%81SICOS_iStock1278402486.jpg Para qué sirve invertir el giro en un motor monofásico La inversión del giro permite al motor monofásico ejercer fuerza mecánica en sentidos opuestos, aunque no de forma simultánea. Por ejemplo, cuando se utiliza un motor

Página 210 de 313

de este tipo para elevar una plataforma para vehículos, se puede invertir el giro para pararla. ambién se puede emplear un motor monofásico como elemento de ayuda para subir o bajar las ventanillas eléctricas, cuando el coche no tiene batería y se le acopla una alimentación externa (siempre y cuando no exista una centralita que comande el conjunto). Cómo se realiza la inversión del giro en motores monofásicos A continuación, te presentamos los diferentes tipos de motores monofásicos y te explicamos cómo se realiza la inversión del giro en cada uno de ellos:

1.9

Estrella/Delta Con el propósito de poder simplificar el análisis de un circuito, a veces es

conveniente poder mostrar todo o una parte del mismo de una manera diferente, pero sin que el funcionamiento general de éste cambie. Algunos circuitos tienen un grupo de resistores (resistencias) que están ordenados formando: un triángulo (circuito en configuración triángulo) ó una estrella (circuito en configuración estrella). Hay una manera sencilla de convertir estos resistores de un formato al otro y viceversa. No es sólo asunto de cambiar la posición de las resistores si no de obtener los nuevos valores que estos tendrán.

Fuente: https://unicrom.com/conversion-estrella-delta-y-delta-estrella/

1.10 Control de mando a base de Contactores, relés y temporizadores Rele Son relés que tienen 2 señales de entrada para activar la temporización, una normal que activa la bobina del temporizador y la otra llamada señal de control. Para su conexión necesitamos activar la bobina (normal) y con el otro pulsador llamado de control, activamos la temporización. Veamos un ejemplo con el relé temporizador de

Página 211 de 313

Schneidercon con Señal de Control. También se llaman relés temporizadores con control externo.

Fuente: https://areatecnologia.com/electricidad/rele-temporizador.html

Contactor Vamos a ver algunos circuitos básicos de arranque de motores por contactor. En este caso usaremos contactores trifásicos. - Circuito Directo por Interruptor: ya lo vimos anteriormente. - Arranque por Pulsadores con Autoalimentación: tendremos dos pulsadores, el pulsador de marcha o arranque y el de paro. En este caso necesitamos una retroalimentación, para que al pulsar el pulsador de marcha el contactor siga alimentado (con corriente en la bobina) aún cuando soltemos el pulsador de marcha. Solo se parará cuando pulsemos el pulsador de paro. El esquema del circuito de mando sería el siguiente:

Fuente : https://www.areatecnologia.com/electricidad/contactor.html TEMPORIZADOR Un temporizador es un aparato con el que podemos regular la conexión ó desconexión de un circuito eléctrico después de que se ha programado un tiempo. El elemento fundamental del temporizador es un contador binario, encargado de medir los pulsos suministrados por algún circuito oscilador, con una base de tiempo estable y

Página 212 de 313

conocida. El tiempo es determinado por una actividad o proceso que se necesite controlar. Se diferencía del relé, en que los contactos del temporizador no cambian de posición instantáneamente. Podemos clasificar los temporizadores en: De conexión: el temporizador recibe tensión y mide un tiempo hasta que libera los contactos De desconexión: cuando el temporizador deja de recibir tensión al cabo de un tiempo, libera los contactos.

Fuente: https://bricos.com/2012/11/temporizadores-clases-y-funcionamiento/

1.11 Circuito de arranque. Arranque de motores eléctricos. Régimen transitorio en el que se eleva la Velocidad del mismo desde el estado de Motor detenido hasta el de motor girando a la velocidad de régimen permanente. El conjunto que se pone en marcha es inercial y disipativo, incluyendo en este último concepto a las cargas útiles, pues consumen Energía. Arranque directo a línea La manera más sencilla de arrancar un motor de jaula es conectar el estator directamente a la línea, en cuyo caso el motor desarrolla durante el arranque el par que señala su característica par–velocidad. En el instante de cerrar el contactor del estator, el motor desarrolla el máximo par de arranque y la corriente queda limitada solamente por la impedancia del motor. A medida que el motor acelera, el deslizamiento y la corriente disminuye hasta que se alcanza la velocidad nominal. Arranque estrella–triángulo Se trata de un método de arranque basado en las distintas relaciones de la tensión de línea y la compuesta, a la tensión de fase que representan los acoplamientos trifásicos

Página 213 de 313

estrella–triángulo. En consecuencia, el método solo será aplicado a motores trifásicos alimentados por una red trifásica cuyo devanado estatórico presente sus seis bornes accesibles. Esta solución no solo permite la utilización del motor con dos tensión distintas, que estén en la relación, sino, también, el arranque del motor, normalmente previsto para trabajar con la conexión triángulo a la tensión nominal, con una tensión reducida. A base, pues, de un simple cambio de conexión de las fases de devanado estatórico, se tiene la posibilidad de reducir la tensión aplicada al motor en la puesta en marcha, limitando consecuentemente el golpe de corriente de arranque, en este simple principio está basado el método de arranque estrella–triángulo.

1.12 Circuito de cambio de giro Un motor en general (corriente continua, corriente alterna, monofásico o trifásico) se le puede cambiar el sentido del giro. A un motor de corriente continua se le invierten los polos y cambia el giro. A un motor monofásico no vale con invertir los polos, para cambiarle el giro hay que modificar las conexiones en el condensador de arranque. A un motor trifásico para cambiarle el sentido del giro hay que invertir dos de sus fases de entrada. Esa inversión, si es fija (que funcione siempre para un lado), se realiza en la placa de bornas, pero si queremos que funcione para un lado o para otro, esa conexión se realiza mediante contactores que modifican la entrada de corriente en el esquema de fuerza. Los contactores usados tienen que estar enclavados ya que si coinciden los dos al mismo tiempo, tendríamos un cortocircuito.

1.13 Arranque y maniobra de motores monofásicos Los motores monofásicos, al igual que los trifásicos, están constituidos por un estator donde se alojan los devanados o bobinas inductoras, y un rotor (inducido) en jaula de ardilla con barras en cortocircuito. Muchas cosas sobre los principios de funcionamiento de un motor eléctrico ya las vimos en el motor eléctrico de forma más desarrollada de lo que lo veremos aquí. Si no entiendes algo te recomendamos que veas: Motor Eléctrico. La jaula de ardilla en el rotor son simplemente unas barras de aluminio que están en cortocircuito mediante unos anillos (unidas por anillos metálicos para ponerlas en cortocircuitos).

Página 214 de 313

Estas barras son conductores eléctricos. Si al conectar el estator a la corriente o tensión monofásica se creara en él un campo magnético giratorio, durante su giro este campo magnético iría cortándo las barras del estator (conductores), creándose en ellas una fem (fuerza electromotriz o tensión) según descubrió Faraday. Faraday: un campo magnético que corta un conductor produce en el conductor una tensión o fuerza electromotriz en sus extremos. Si unimos los extremos, por el conductor circulará una corriente, corriente que será de cortocircuito si no hay receptor entre los dos puntos del conductor Como las barras están en cortocircuito, la fem generada en ellas por el corte del campo magnético, se transforma en una corriente de cortocircuito por las barras A su vez, según descubrió Oersted, esta corriente por los conductores (barras) crea un campo magnético a su alrededor cuya polaridad depende si la corriente inducida entra o sale por la chapa o barra (conductor). Si las chapas o barras están unidas en forma de espira, la interacción del campo giratorio del estator, con el campo magnético inducido en el rotor, crean pares de fuerza. Estos pares de fuerzas hacen que el rotor gire.

1.14 Arranque y maniobra de motores trifásicos. Todo circuito bobinado trifásico se puede conectar bien en estrella o bien en triángulo: En la conexión en estrella todos los finales de bobina se conectan en un punto común y se alimentan por los otros extremos libres. Por el contrario en la conexión en triángulo cada final de bobina se conecta al principio de la fase siguiente, alimentando el sistema por los puntos de unión. En la conexión estrella, la intensidad que recorre cada fase coincide con la intensidad de línea, mientras que la tensión que se aplica a cada fase es (raíz de 3) menor que la tensión de línea. Por el contrario en la conexión en triángulo la intensidad que recorre cada fase es (Raíz de 3) menor que la intensidad de línea, mientras que la tensión a la que queda sometida cada fase coincide con la tensión de línea. En estas condiciones, si un motor está diseñado para aplicarle 230 V a cada fase, lo podremos conectar a la red de 230 V en triángulo y a la red de 400 V en estrella. En ambos casos, la tensión que se le aplica a cada fase es 230 V. Estas conexiones en estrella o triángulo se realizan en el motor sobre su propia placa de bornes

Página 215 de 313

Capítulo II 1. Automatización con máquinas rotativas con logo. Por: Wainer Jóm y Cesar Sirin

1.15Programación del LOGO 230RC. ¡Programar significa crear un programa para el módulo base LOGO! ¡En este capítulo aprenderá a utilizar LOGO! con objeto de crear programas LOGO! para la aplicación. ¡LOGO! Soft Comfort es el software de programación de LOGO! que permite crear, comprobar, modificar, guardar e imprimir programas rápida y fácilmente en un PC. Sin embargo, ¡en este manual se describe sólo cómo crear programas directamente en el módulo base LOGO! ¡El software de programación LOGO! Soft Comfort contiene una completa Ayuda en pantalla. ¡Las versiones de LOGO! sin display, es decir LOGO! 24o, LOGO! 24Co, LOGO! 12/24RCo, LOGO! 24RCo y LOGO! 230RCo no disponen de panel de mando ni visualizador. Estas versiones se han diseñado especialmente para aplicaciones de producción en serie de máquinas pequeñas y equipos de proceso. ¡Las versiones LOGO! o no se programan directamente en el dispositivo. En cambio, ¡el programa se carga en el dispositivo desde LOGO! Soft Comfort, o bien mediante tarjetas de memoria o de memoria/baterías combinadas desde otros dispositivos LOGO! ¡Las versiones de LOGO! sin display no pueden escribir datos en tarjetas de memoria ni de memoria/batería combinadas. ¡En la primera parte de este capítulo ofrece una introducción a los principios de manejo de LOGO!: 

Primero, aprenderá qué significan los dos términos básicos conector y bloque.



Luego creará un programa basado en un circuito convencional sencillo.



Por último, introducirá este programa directamente en LOGO.

Página 216 de 313

Tras leer tan sólo unas pocas páginas de este manual, ¡aprenderá a almacenar el primer programa ejecutable en el dispositivo LOGO! Mediante el hardware adecuado (interruptores, etc.), podrá efectuar las primeras pruebas. Creamos nuestro programa:

file:///C:/Users/pc/Desktop/DOCUMENTOS%206TO%20ELECTRICIDAD/TEMARIO%20TECNICO /Manual_es_ES.pdf



AI1 Es nuestra Entrada Analógica del Módulo RTD



SF001 Amplificado Analógico para escalar AI1 a Valor Temperatura PT100



SF002 Es el disparador de Señal Digital (0-1), también escalamos AI1 y configuramos

los parámetros para cuando prenda o apague según la T° 

T003 Añadiremos un Temporizador TON, para que la Temperatura entre 49 y 50 tenga

un tiempo, ya que en la realidad las temperaturas suben, bajan o se mantiene en función del tiempo 

Q1 Salida Digital que activa algún Relé, Contactor, etc



SF004 MESSAGE TEXT, muy importante ya que es el bloque en el cual configuraremos

el monitoreo del proceso, este bloque sirve para el Display del Logo! y las Pantallas TD / TDE

1.16 pantalla Pantalla TDE: ¡Es una pantalla que puede servir para operación y monitoreo como accesorio del PLC Logo!, para comenzar es una buena forma de entender el SCADA (Supervisory Control and Data Adquisition)

Página 217 de 313

https://www.electricalchile.cl/plclogosiemens7.php Analicemos las especificaciones técnicas importantes: Alimentación: ¡Nuestra CPU Logo! tendrá el Voltaje de alimentación elegido al comprar la CPU (12-24-110-220 Volts) y la Pantalla TDE principalmente está alimentada en 12/24 VDC Comunicación: La pantalla TDE mostrará lo programado en el PLC Logo por ende siempre están comunicados con un cable tipo "Patch Cord RJ45" en comunicación Ethernet y ambos PLC y TDE se deben configurar a una "IP" fija elegida por el usuario, ambos trabajan bajo una LAN (Local Area Network) y los rangos de IP Pública de 192.168.x.x Botones Configuración Display: Se realizan todas las modificaciones para la configuración como elegir IP (network), Detener PLC, cambiar colores, etc. Botones F1 a F4: ¡Pueden ser utilizados como Entradas Digitales (tipo DI) configurables desde el Software Logo! Soft Comfort.

1.17 Computadora. Los Autómatas Programables o PLCs son equipos electrónicos que dan solución al control de circuitos complejos de Automatización. Se suele llamar PLC (Programmable Logic Controller) Controlador Lógico Programable porque los controles de las salidas se realizan a través de un programa previamente introducido en el LOGO. El Programa, previamente introducido por el técnico, trabaja en base a la información recibida por los Sensores o Entradas, actuando sobre las Salidas. En función de las Señales Recibidas de Entrada el Programa establecerá unas Señales de Salida Entrada ==> Programa ==> Salidas

Página 218 de 313

Mediante los autómatas o PLCs se solucionan muchas instalaciones eléctricas en edificios (p.ej. alumbrado de escaleras, luz exterior, toldos, persianas, alumbrado de escaparates, etc.), así como en la construcción de armarios de distribución, de máquinas y de aparatos (p.ej. controles de puertas, instalaciones de ventilación, bombas de aguas residuales, automatismos, etc.). El más utilizado en la industria es el LOGO de SIEMENS, que se define como un Módulo Lógico Inteligente que permite el control de varias Salidas Mediante la Programación de Varias Entradas. 

Salidas pueden ser bombillas, bobinas de contactores o relés, en definitiva, cualquier

receptor eléctrico. 

Entradas pueden ser interruptores, pulsadores, temporizadores, sensores, en

definitiva, cualquier elemento de control de un esquema eléctrico. ¡Lo primero que llama la atención del LOGO! es su tamaño. Cualquiera de sus modelos, largo o corto, permiten ser alojados en cualquier armario o caja con raíl DIN normalizado. Hay otros PLC muy utilizados a parte del LOGO, por ejemplo, el Zelio PLC de Schneider.

1.18 lenguajes de programación Antes de comenzar a trabajar con los LOGO es conveniente acarar que son FUP y KOP en Siemens LOGO. Lo primero que hay que decir, que estas dos formas de representar los programas, no son exclusivos de LOGO, y ni siquiera de Siemens, sino que son dos formas de programar de forma estándar (según la IEC 61131-3). Veamos pues las diferencias existentes entre ambos lenguajes.

1.19 kop Se trata de una programación por diagrama de contactos y proviene de la forma de representación de contactos eléctricos.

Página 219 de 313

Una de las diferencias es que en este modo frente a FUP, no es necesario añadir bloques lógicos (el B001 del FUP) sino que la lógica booleana se realiza mediante contactos en serie o paralelos.

1.20 Fup Se trata de una programación basada en bloques lógicos del estilo "OR" "AND" etc. Su nombre viene de la palabra germana Funktionsplan que viene a decir diagrama de funciones.

https://siemenslogo.com/module/ph_simpleblog/module-ph_simpleblogsingle?sb_category=general&rewrite=que-son-fup-y-kop-en-siemens-logo Como puedes observar en la imagen la idea es ir intercalando bloques lógicos de forma gráfica. La parte positiva es que de un vistazo ves gran parte del programa, pero por contra dependiendo de lo complicado que sea este, se puede hacer un poco engorroso el controlar que interactúa con qué como seguramente veremos más adelante. Finalmente hay una mayor curva de aprendizaje para la gente proveniente del sector eléctrico clásico ya que seguramente se sentirán más cómodos usando KOP

1.21 Programación Para la programación directa o manual se utilizan las puertas lógicas. Por eso es imprescindible conocer las puertas lógicas más utilizadas. Las puertas lógicas son componentes electrónicos representados por un símbolo con una, dos, tres o cuatro entradas y una sola salida que realizan una función (ecuación con variables binarias, ceros y unos), y que toman unos valores de salida en función de los que tenga en los de entrada.

Página 220 de 313

La decisión tomada por una puerta lógica es la de situar su salida en valor cero (0) o en valor uno (1) dependiendo del estado lógico de sus entradas y de la función (ecuación) lógica por el cual ha sido diseñada y que tiene que cumplir. Estado 0 = sin activar si es una entrada, sin funcionar si es una salida. Ojo un pulsador cerrado en estado 0 está cerrado y 1 abierto. Estado 1 = activada si es una entrada, funcionando si es una salida. Las puertas lógicas también representan un circuito eléctrico y tienen cada una su propia tabla de la verdad, en la que vienen representados todos los posibles valores de entrada que puede tener y los que les corresponden de salida según su función. https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html

1.22 Funciones Generales Puerta Lógica AND La salida estará en estado 1 siempre que estén en estado 1 todas las entradas. Si alguna entrada está en estado 0, la salida también estará en estado 0. Representa pulsadores abiertos en serie.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html Para representar las puertas lógicas coexisten 2 simbologías diferentes en la industria: la tradicional, que sería el símbolo electrónico que ves arriba, y una más moderna y cada vez más aceptada por la industria llamada ANSI, donde se representan la puerta lógica mediante rectángulos con un símbolo dentro. Esta última es la que utiliza logo.

Página 221 de 313

Fíjate que el símbolo de la puerta AND en LOGO tiene 4 entradas. Para esa puerta lógica la tabla de la verdad sería:

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plclogo.html Si alguna de las 4 entradas no la necesitamos tendremos que ponerla como X en la programación. Esto es lo mismo para todas las puertas lógicas en LOGO. Puerta Lógica OR La salida tomará el estado 1 cuando alguna de las entradas tome el estado 1. Con que solo una entrada esté en estado 1 ya la salida estará en estado 1. Representa pulsadores abiertos en paralelo.

Página 222 de 313

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html Puerta NOT Invierte el estado de la entrada. Si la entrada es 0 la salida es 1 y si la entrada es 1 la salida es 0. Es como un pulsador cerrado.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html Puerta NAND

Página 223 de 313

Es como la puerta AND invertida con NOT, es decir, si todas las entradas tienen el valor de 1 la salida vale 0, para todos los demás casos la salida vale 1. Son pulsadores cerrados en paralelo.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html

Página 224 de 313

Puerta NOR Es la OR negada, es decir la salida solo tiene estado 1 si todas las entradas tienen valor 0. Son pulsadores cerrados en serie.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html Puerta XOR La salida de la función XOR (O-exclusiva) adopta el estado 1 si las entradas tienen diferentes estados. Es como un conmutador.

Página 225 de 313

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html Todas estas puertas o funciones son las llamadas por logo Funciones Generales y que en LOGO las verás dentro del apartado GF. Aquí tienes un resumen:

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html Ahora veamos las Funciones Especiales, llamadas en LOGO como SF. Por ejemplo, los temporizadores están dentro de este tipo de funciones.

1.23 Funciones Especiales SF Temporizador con Retardo a la Conexión

Página 226 de 313

La salida se activa después de un tiempo después de activarse la entrada. Al entrar en "Par" (parámetros) se cambia el tiempo para que se active la salida. En trigger se pone la entrada que activará el temporizador.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html Temporizador con Retardo a la Desconexión Nada más activar el temporizador se activa la salida. Al cabo de un tiempo se desactiva.

Página 227 de 313

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html Temporizador con Retardo a la Conexión/Desconexión En el retardo a la conexión/desconexión, la salida se activa una vez transcurrido un tiempo parametrizable y se pone a cero una vez transcurrido también un tiempo parametrizable.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html Relé de Impulsos

Página 228 de 313

La activación y la puesta a cero de la salida se realizan mediante un breve impulso en la entrada. Es similar al funcionamiento del teleruptor.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html Generador de Impulsos La forma de impulso de la salida puede modificarse a través de la relación parametrizable impulso/pausa. Los parámetros TH (Time High) y TL (Time Low) permiten ajustar la duración de impulso y de pausa. La entrada Inv permite una inversión de la salida. La entrada Inv origina sólo una negación de la salida si está activado el bloque a través de en. Si la remanencia no está activada, al producirse un corte de alimentación la entrada Q y el tiempo ya transcurrido se reseten.

Página 229 de 313

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html Relé Autoenclavador Se activa el relé y se queda enclavado (activado) cuando le llega una señal a S. Cuando le llega una señal a R se resetea, o lo que es lo mismo se desenclava el relé. Este relé es muy importante en los automatismos, ya que hace las funciones del enclavamiento eléctrico o realimentación, una bobina de un relé o contactor activa su propio contacto abierto cerrándolo para que no se desactive el relé.

Página 230 de 313

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html Texto de Avisos Visualización del texto de aviso configurado en modo Run.

Página 231 de 313

https://www.areatecnologia.com/electricidad/plclogo.html Con estos elementos podemos crear casi cualquier instalación eléctrica y/o automatismo. Para poner estos elementos mediante comandos en el Autómata LOGO de siemens (forma manual), debemos siempre empezar por dibujar el esquema en papel y posteriormente ir metiendo los símbolos de los elementos que necesitemos, según el esquema dibujado, empezando siempre por la salida (Q). Es decir, se introduce el esquema en el autómata de atrás adelante, desde la salida hasta la entrada o entradas. Aquí tienes un esquema resumen:

Página 232 de 313

Página 233 de 313

Página 234 de 313

1.24 Programación Reglas Para la Programación Manual de LOGO El programa se elabora en el modo de operación Programación. Tras conectar la alimentación y aparecer “No Program / Press ESC (Sin programa/Presione ESC)" en la pantalla, debe pulsar la tecla ESC para acceder al modo de operación Programación. La modificación de los valores de tiempo y de parámetros en un programa ya existente puede realizarse en los modos de operación Parametrización y Programación.

Página 235 de 313

Durante la parametrización, ¡LOGO! está en el modo RUN, es decir, el programa continúa procesándose. Para programar debe finalizar el procesamiento del programa con el comando "Stop". Para acceder al modo RUN, debe ejecutar el comando de menú 'Start (Inicio)' del menú principal. En el modo RUN, para regresar al modo de operación Parametrización, deberá pulsar la tecla ESC. Si está en el modo de operación Parametrización y desea regresar al modo Programación, elija el comando "Stop" del menú de parametrización y responda con "Yes (Sí)" a "Stop Prg (Parar progr)", colocando el cursor sobre "Yes (Sí)" y pulsando la tecla OK (Aceptar).

1.25 Programación de semáforo peatonal. A continuación, comparto con ustedes una sugerencia para la automatización de un semáforo de 3 luces.

Básicamente es un secuenciador de tres pasos, temporizados en forma independiente cada uno de éstos. Me pareció interesante aprovechar la oportunidad, ¡para utilizar la función “registro de desplazamiento” (shift register) que está disponible en los modelos 0BA6 y 0BA7 de LOGO!

En la imagen pueden observar el bloque de función. 

La entrada In determina si vamos a desplazar un "0" o un "1"



La entrada Trg desplaza el bit, un lugar por cada flanco positivo.



La entrada Dir nos permite seleccionar en qué sentido desplazamos el bit, derecha

o izquierda

Página 236 de 313

La salida del bloque se enciende cuando el bit seleccionado en la parametrización, está en el valor "1". Detalles del programa La sugerencia está compuesta de 2 partes, La primera es la programación del registro de desplazamiento.

http://logicaycontrol.blogspot.com/2013/01/semaforopara-control-de-trafico.html En la entrada "In" determinamos si desplazamos un CERO o un UNO, en función del estado de la luz. En la entrada "Trg" le indicamos al bloque cuándo realizar el desplazamiento del bit, en consecuencia, conmutará del ROJO al VERDE y luego al AMARILLO, por cada flanco La segunda parte es el encendido de las luces

Página 237 de 313

http://logicaycontrol.blogspot.com/2013/01/semaforo-para-control-de-trafico.html

1.26 Control de Garaje Julián Garrido nos envía éste estupendo video de la Asociación de Profesores de Tecnología de Canarias que muestra un estupendo proyecto que utiliza un PLC de Siemens para controlar la apertura de una puerta utilizando un teléfono móvil. Lo interesante de la cuestión es que no utiliza ningún tipo de comunicación con el móvil como era de esperar, sino un astucioso truco que consiste en conectar los pines del motor vibrador del móvil a una de las entradas del PLC y así poder interpretarlo como una señal lógica y detectar una llamada entrante. Una vez que el usuario realiza dos llamadas perdidas con un intervalo determinado, la puerta se abre y además sin coste alguno de la operadora. ¡Simplemente genial!

Página 238 de 313

El funcionamiento del semáforo es como sigue: Al pulsar el botón de Marcha, se encenderá la luz verde para los coches y la luz roja para los peatones. Al mismo tiempo, en cada uno de los postes del semáforo que están en las aceras, se habrá encendido un pequeño panel luminoso mostrando el texto "Peatón, pulse y espere verde" y un pequeño contador de segundos. LOGO permite programar éste tipo de textos de aviso, que se pueden extrapolar a pantallas externas del propio LOGO. Cuando el peatón pulse el botón, se mostrará en la pantalla una cuenta regresiva de 5 segundos. Acabada ésta la luz roja para los coches se apagará, encendiéndose la luz amarilla durante 2 segundos. Pasados esos 2 segundos, la luz roja para los coches se encenderá y la luz verde para los peatones hará lo propio. Y así estará hasta que pasen 28 segundos. momento en el cual la luz roja para los coches se apagará, encendiéndose la luz verde para éstos. Pero 10 segundos antes de que el semáforo cambie a rojo para los peatones, la luz verde para los peatones comenzará a parpadear, indicando a éstos que el semáforo va a cambiar para dar paso a los vehículos, mostrando simultáneamente el tiempo que falta para ese cambio. Una vez cambiado el semáforo, el mensaje de "Peatón, pulse y espere verde" volverá a encenderse quedando listo para un nuevo cambio, tan pronto se pulse el botón. Como ya he comentado, aparte del pulsador de marcha, en el cuadro eléctrico también habrá un pulsador de paro, que al pulsarlo el semáforo se apagará totalmente. Al pulsar el otro botón, llamado Test, la luz amarilla del semáforo comenzará a funcionar de manera intermitente, indicando precaución tanto para los coches como para los peatones. Para que el semáforo vuelva a funcionar normalmente, solo habrá que pulsar nuevamente el botón de Test, y después el botón de marcha. Por si alguien se lo pregunta,

Página 239 de 313

todos los tiempos de duración de encendido de las luces del semáforo, se pueden cambiar para adaptarse a las circunstancias particulares del tráfico. Como he dicho, el programa va a constar de 3 pulsadores en el interior del cuadro eléctrico y de un cuarto pulsador situado en el exterior. En realidad, el cuarto pulsador está desdoblado porque hay uno en cada poste del semáforo, el que sirve para que éste cambie para los peatones. Por lo que esos dos botones irán conectados a una de las entradas del LOGO, ya que se cuenta como un solo botón. Insertamos 4 entradas (de la I1 a la I4) y les ponemos el nombre que muestra la figura 1. Lo siguiente es hacerse la primera pregunta ¿Qué ocurre cuando pulsemos el botón MARCHA? Según el planteamiento inicial, al pulsar el botón de marcha se debería encender la luz verde para los coches y la luz roja para los peatones. También se encenderá el mensaje "Peatón, pulse el botón y espere verde". Pues eso es lo que vamos a programar.

Ilustración 1https://3.bp.blogspot.com/ykxg3P7dyUk/XOQa_ILDjQI/AAAAAAAAHxw/rbN4S754Hvgv6Dsgh0UqtH4HGAdQBiAXgCLc BGAs/s1600/Figura%2B2.jpg Insertaremos otros 7 bloques más, dos de ellos son las salidas. Esas dos salidas son la Q1 (luz verde para los coches) y Q2 (luz roja para los peatones). Después de insertar esos 7 bloques, y de conectarlos inicialmente, el programa queda como muestra la figura 2. A continuación de la entrada I2, podemos ver el bloque B001, que es una función AND con evaluación del flanco ascendente. Con ésta función conseguimos que el bloque B002, que es un relé auto enclavador, se active manteniendo su entrada a cero. El bloque B002, activará tres cosas: La salida Q1, la salida Q2 y el texto que se verá en los postes del semáforo. Si ahora hacemos la simulación de lo que hasta ahora tenemos en el programa, y pulsamos sobre la entrada I2, veremos lo que muestra la figura 3.

Página 240 de 313

Ilustración 2https://4.bp.blogspot.com/joUGYJ3XTYs/XOQfNzHWa3I/AAAAAAAAHx8/n2af5nT1BQY6Bm8jNws_IWEwg9DZ4T0wCLcBGAs/s1600/Figura%2B3.jpg En la figura 3, vemos como al iniciar lo que llevamos de programa, se activan las salidas correspondientes a la luz roja para los peatones, a la luz verde para los coches y el mensaje para los peatones, que indica lo que éstos tienen que hacer para que el semáforo cambie. El bloque que muestra el texto es el B005, o Texto de Aviso. Más adelante, según vaya avanzando el programa, en la última línea del texto de aviso, insertaré el contador que mostrará cuanto tiempo queda, para que el semáforo cambie de rojo para los peatones a verde. Comprobamos que, en ésta primera simulación, el programa funciona como se espera y cerramos la simulación para proseguir con la construcción del programa. Ahora que sabemos que la primera parte del programa funciona, nos tendremos que preguntar qué tiene que hacer el programa cuando se pulse el botón que se conectará a la entrada I1, que es el botón que pulsará el peatón. La respuesta es simple, se tiene que iniciar un temporizador con un tiempo de espera razonable, y cuando ése tiempo pase se tiene que apagar la luz verde para los coches y encenderse la luz amarilla de precaución. Bien pues eso es lo que programaré en la 2º sección. En ésta segunda sección tiene que apagarse la luz verde para los coches, la luz roja para el peatón y encenderse la luz amarilla, que indica que el semáforo va a cambiar. Para ello voy a usar dos temporizadores, uno es un retardo a la conexión con memoria (B007) y un retardo a la desconexión (B010). El primero de ellos, el B007, será el encargado de, una vez pulsado el botón por parte del peatón, deje pasar un tiempo, que en éste caso es de 6 segundos, y al terminar éste se apague la luz verde de los coches y la luz roja de los peatones, y que la luz amarilla se mantenga encendida durante 1,75 segundos. Tiempo que el temporizador B010 será el encargado de contar. Una vez insertados los bloques que se necesitan para realizar esa función, tendremos lo que muestra la figura 4.

Página 241 de 313

Ilustración 3https://3.bp.blogspot.com/-FkbwB7sri0Y/XOQwXYBa8I/AAAAAAAAHyI/dx5q6KFtQhI6Awzw4Zc9niA9H5kSYU_CwCLcBGAs/s1600/Figura%2B4.jpg Si se hace la simulación, veremos como el programa responde exactamente a lo que se espera, es decir, al pulsar el botón de cambio (el del peatón) y después de 6 segundos, la luz verde para los coches se apaga, la luz roja para los peatones se apaga y la luz amarilla se enciende durante 1,75 segundos, y ahí el programa se detiene porque no hay más programado.

1.27 CAMBIO DE GIRO DE UN MOTOR CON TRASISTORES: El siguiente circuito funciona de la siguiente manera, este circuito es usado para carros a control remoto ya que por su simplicidad y bajo costo, así como su alta potencia entregada puede manipular motores DC en la dirección que se desee, con solo 2 entradas se puede direccionar un motor hacia donde queremos.

Ilustración 4 https://sites.google.com/site/microcontroladoreselec/proyecto/cambio-de-giro-de-un-motordc/listado%20de%20materiales.jpg?attredirects=0

En la entrada 1 al colocar un 1 lógico activamos el transistor bjt Q1 limitando la corriente entregada al transistor con R1. Al activar este transistor se realiza una especie de corto entre el emisor y colector activando a su vez al transistor Q2, por el emisor de este hace contacto con V+ llevando la corriente directamente a un pin del motor, el transistor Q3 se conecta por el emisor a tierra y su colector recibe la corriente saliente del motor del pin 2 de este mismo para así completar y cerrar este circuito. durante este proceso los otros transistores no nombrados se encuentran desactivados o sin uso hasta que se active la entrada dos, repitiendo este mismo procedimiento, pero con

Página 242 de 313

los transistores no nombrados. Los transistores a utilizar pueden ser 2n3904 o 2n2222, cualquiera de estos dos puede cumplir esta función ya que son de uso general

Ilustración 5 https://sites.google.com/site/microcontroladoreselec/proyecto/cambio-de-giro-de-unmotor-dc/cdgdmbjt.png?attredirects=0

1.28 RECTIFICADORES Los rectificadores son unos dispositivos electrónicos o circuitos que logran trasformar la corriente alterna en corriente continua. Se utilizan con frecuencia para hacer funcionar motores de corriente continua de alta potencia y para alimentar los circuitos de equipos electrodomésticos. La forma estándar en que la energía se transmite a los hogares y a las empresas es la corriente alterna. La tarea de los rectificadores consiste en convertir esa corriente en corriente continua para que los equipos funcionen de forma correcta. Sin esta rectificación, la corriente alterna podría provocar daños graves en los dispositivos. Los rectificadores están compuestos por diodos rectificadores que permiten realizar la conducción de la corriente en una sola dirección.

Página 243 de 313

Ilustración 6 https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/diodos-o-rectificadores1194317051645541-4-thumbnail-4.jpg?cb=1194288253 ¿Qué son los diodos rectificadores? El diodo rectificador es un dispositivo semiconductor de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica en una sola dirección o sentido ya que logra bloquear la corriente cuando ésta circula en sentido opuesto. Gracias a su comportamiento logra convertir la corriente alterna en corriente continua.

Ilustración 7 https://www.planetaelectronico.com/images/productos/diodorectificador-bb112-1-10325.jpeg Tipos de rectificadores: 1.- Rectificadores de media onda Los rectificadores de media onda funcionan haciendo pasar la mitad de la corriente alterna a través de un diodo, convirtiendo en este paso dicha mitad de la corriente alterna en corriente eléctrica directa. Los rectificadores de media onda no son muy eficientes porque sólo convierten la mitad de la corriente alterna (bien la positiva, bien la negativa) en corriente directa. Por el contrario, los rectificadores de media onda son mucho menos complicados y solamente requieren un diodo para su funcionamiento. 2.- Rectificadores de onda completa Los rectificadores de onda completa son más complejos que los rectificadores de media onda, pero también son mucho más eficientes. Los rectificadores de onda completa generalmente utilizan cuatro diodos para funcionar. Hacen pasar la corriente

Página 244 de 313

alterna a través del sistema de cuatro diodos, reemplazando toda la corriente por una corriente directa.

1.- Rectificadores monofásicos Están alimentados por una fase de la red eléctrica. El tipo más simple de rectificadores es el monofásico de media onda, que presenta un único diodo entre la fuente de alimentación alterna y la carga. 2.- Rectificador trifásico Cumple con la misma tarea que un rectificador monofásico, con la única diferencia que son alimentados por fuentes trifásicas. Gracias a esta característica, los rectificadores trifásicos son mucho más eficientes y logran manejar grandes potencias. Con frecuencia se utilizan en el sector industrial para producir corrientes continuas que impulsan cargas de potencia elevada.

Ilustración 8 https://www.areatecnologia.com/electronica/imagenes/rectificador-trifasico.jpg

1.29 RELES: Es un aparato eléctrico que funciona como un interruptor, abriendo y cerrando el paso

corriente

eléctrica,

pero accionado

eléctricamente.

El relé permite abrir o cerrar contactos mediante un electroimán, por eso también se llaman relés electromagnéticos o relevador.

Página 245 de 313

Ilustración 9 https://www.areatecnologia.com/electricidad/imagenes/reles.jpg Los relés eléctricos son básicamente interruptores operados eléctricamente que vienen en muchas formas, tamaños y potencias adecuadas para todo tipo de aplicaciones. Los relés también pueden ser relés de potencia, más grandes y utilizados para la tensión mayores o aplicaciones de conmutación de alta corriente. En este caso se llaman Contactores, en lugar de relés.

Ilustración 10 https://www.areatecnologia.com/electricidad/imagenes/releelectromagnetico.jpg TIPOS DE RELES: 1.- Relés electromecánicos convencionales. Son

los

más

antiguos

también

los

más

utilizados.

El electroimán hace vascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es NA ó NC (normalmente abierto o normalmente cerrado). Estos son los que hemos visto anteriormente.

Éstos

tienen

émbolo

lugar

armadura

anterior.

Se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos, debido a su mayor fuerza atractiva (por ello es útil para manejar altas corrí entes).Este modelo se utiliza mucho en automoción.

Página 246 de 313

Ilustración 11https://image.slidesharecdn.com/elrelevador-120627001025phpapp01/95/el-relevador-18-728.jpg?cb=1340756772 Llevan una pequeña armadura, solidaria a un imán permanente. El extremo inferior puede girar dentro de los polos de un electroimán y el otro lleva una cabeza de contacto. Si se excita al electroimán, se mueve la armadura y cierra los contactos; Si la polaridad es la opuesta girará en sentido contrario, abriendo los contactos o cerrando otro circuito (o varios).

1.30 TIMERS: El Timer eléctrico es un pequeño dispositivo que se puede programar para que en períodos de tiempo conduzca electricidad, puede ser diario on interfirió según la marca y modelo del dispositivo.

Ilustración 12 https://www.electricalchile.cl/imgtimerlogo21.png TIPOS DE TIMERS 1.-Timer On-Delay (Retardo a la conexión): Es el tiempo en segundos (o a veces en milisegundos) que pasarán según la programación para que se active una salida 2.-Timer Off-Delay (Retardo a la desconexión): Es el tiempo en segundos (o a veces en milisegundos) que pasarán según la programación para que se desactive una salida

Página 247 de 313

Ilustración 13 https://www.electrical4u.net/wp-content/uploads/2018/11/off-delay-timer-1.png

1.31 ELABORACION DE UNA FUENTE REGULADA: Las fuentes de alimentación son necesarias para suministrar la energía necesaria para su funcionamiento a cualquier circuito que lo necesite, que, dicho sea de paso, son la gran mayoría de ellos. Sólo algunos circuitos estrictamente pasivos no necesitan de este su circuito para funcionar correctamente. Éstas se pueden clasificar de diferentes formas y maneras. En función de atender a su evolución histórica, a sus características de capacidad de regulación o de control de rizado a la salida, a la cantidad de corriente que pueden entregar a la carga, etc. 1.-Datos técnicos La fuente cuenta con tres salidas. Una regulada de 0 a 24V por 1A. de corriente máxima y dos fijas, una de 5V y otra de 12V ambas con un máximo de 1A. La razón por la que entregan máximo 1A de corriente es porque eso es lo que pueden soportar los integrados utilizados. La fuente cuenta con todo tipo de protecciones, hasta contra la envidia. 2.-Componentes principales Primero que tenemos lo más importante, el trafo (transformador), es un trafo de 12+12V con punto medio, o sea, para los que no conocen, en la salida del secundario tiene tres cablecitos. Midiendo con un voltímetro encontramos 12V entre el centro y un extremo, lo mismo con el otro extremo, y, si medimos de extremo a extremo encontramos 24V. Elegí este tipo de trafo por la siguiente razón. Cuando se utilicen las líneas de bajo voltaje (5 y 12) el trafo estará trabajando solo con 12V para que en los integrados que realizan la regulación de voltaje no haya una caída de tensión muy grande, a modo de ejemplo, en el IC que realiza la regulación a 5V si yo aplico los 24V completos estará habiendo una caída de 19V los cuales quedan

Página 248 de 313

inutilizados y solo generaran calor en el integrado, lo cual requerirá un disipador más grande. La conexión del trafo es simple, solo debemos buscar la forma de conmutar entre 12 y 24V, con una llave inversora de fase es simple hacerlo, se conmutar entre extremo-centro (para 12V) y extremo-extremo (para 24V) 3.-Funcionamiento, componentes de una fuente de alimentación Rectificación La rectificación en este caso se realizó con un puente de 4 diodos de 6A, pero también se puede realizar con los puentes que ya vienen integrados en una sola pastilla. Filtrado El filtrado está a cargo de los capacitores, en este caso con uno de 2200 uF x 50V es suficiente, pero se pueden agregar algunos más de menor capacidad para mejorar el filtrado y reducir el ripple. Los integrados reguladores Para la línea variable utilizaremos un integrado muy conocido, se trata del LM317 el cual permite un máximo de 1A y una tensión máxima de 37V. Para las líneas fijas utilizamos el 7805 y 7812, para 5 y 12 voltios respectivamente Después de los integrados Después de la regulación encontramos de nuevo un juego de capacitores para todas las líneas, con el objetivo de mejorar el filtrado, también están incluidos unos diodos para protección contra pico inverso. Disipadores para los integrados No es necesario disipadores profesionales, de esos que se compran en las casas de electrónica, con unos chapitas de aluminio es suficiente, pueden ser de latitas de gaseosa o cerveza y con respecto al tamaño, cuanto más grande mejor, pero tampoco pasarse en hacer disipador con integrado en vez de integrado con disipador. El trafo (transformador) es alimentado por a y entrega en su secundario 12+12 o 24V, es lo mismo, entran a la etapa de rectificado a cargo de los diodos, estos convierten la corriente alterna en corriente continua, luego los capacitores encargados de filtrar terminan de eliminar cualquier componente de alterna que haya quedado de la etapa anterior y deja la onda lo más plana posible, de ahí se distribuye a los tres integrados para su regulación y a la salida de los mismo otro juego de capacitores para ayudar a aplanar la tensión de salida.

Página 249 de 313

Ilustración 14 https://unicrom.com/wp-content/uploads/xndrx2.jpg

1.32 PLACA DE PROGRAMACION DE PLC: El término PLC de amplia difusión en el medio significa en inglés, Controlador Lógico Programable. Originalmente se denominaban PCs (Programable Controllers), pero, con la llegada de las IBM PCs, para evitar confusión, se emplearon definitivamente las siglas PLC. En Europa, el mismo concepto es llamado Autómata Programable. La definición más apropiada es: Sistema Industrial de Control Automático que trabaja bajo una secuencia almacenada en memoria, de instrucciones lógicas. Es un sistema porque contiene todo lo necesario para operar, e industrial por tener todos los registros necesarios para operar en los ambientes hostiles encontrados en la industria. Esta familia de aparatos se distingue de otros controladores automáticos en que puede ser programado para controlar cualquier tipo de máquina, a diferencia de otros muchos que, solamente pueden controlar un tipo específico de aparato. Un programador o Control de Flama de una caldera, es un ejemplo de estos últimos. Además de poder ser programados, se insiste en el término "Control Automático", que corresponde solamente a los aparatos que comparan ciertas señales provenientes de la máquina controlada de acuerdo con algunas reglas programadas con anterioridad para emitir señales de control para mantener la operación estable de dicha máquina

Ilustración 15 https://image.slidesharecdn.com/cursodeintroduccinaarduino-131205082525-phpapp02151029031611-lva1-app6892/95/diferentes-tipos-de-arduino-5-638.jpg?cb=1446088705

1.33 PORGRAMACION CON LOGO SOFT 230RC: ¡LOGO! 8 de Siemens constituye una herramienta idónea para tareas de micro automatización, por su bajo costo y por las excelentes prestaciones que nos puede brindar. El objetivo del curso es brindar a los participantes de las primeras herramientas de

Página 250 de 313

deducción e interpretación de algoritmos para la programación y configuración de los Autómatas Programables, en la automatización de procesos industriales. ¡Programar LOGO! ¡Primeros pasos con LOGO! Por programar se entiende la creación de programas. Básicamente, un programa de LOGO! no es más que un esquema eléctrico representado de una forma diferente. ¡Hemos adaptado la representación al display de LOGO! ¡En este capítulo le mostraremos cómo gracias a LOGO! puede convertir sus aplicaciones en programas de LOGO! ¡Llegados a este punto debemos mencionar LOGO! Soft Confort, el software de programación para LOGO!, que permite crear, probar, simular, modificar, guardar e imprimir los programas cómodamente. En este manual sólo se describe la creación del programa en el propio LOGO!, ya que el software de programación LOGO!Soft Confort dispone de una ayuda en pantalla muy completa. ¡Bornes LOGO! dispone de entradas y salidas Ejemplo de una combinación de varios módulos, Las entradas se designan con la letra I y una cifra. ¡Si observa la parte frontal de LOGO!, verá en la parte superior los bornes de las entradas. ¡Sólo en los módulos analógicos LOGO! AM 2 y AM 2 PT100 las entradas están en la parte inferior. Las salidas se designan con la letra Q y una cifra. Los bornes de las salidas se hallan en la parte inferior ¡Como bornes identificamos todas las conexiones y estados que se pueden utilizar en LOGO! Las entradas y salidas pueden tener el estado ’0’ o el estado ’1’. El estado ’0’ significa que no hay tensión en la entrada. El estado ’1’ significa que sí hay tensión. Los bornes ’hi’, ’lo’ y ’x’ los hemos introducido para facilitarle la elaboración del programa: ’hi’ (high) tiene asignado el estado fijo ’1’, ’lo’ (low) tiene asignado el estado fijo ’0’. No debe utilizar todas las conexiones de un bloque. Para las conexiones que no se utilizan, el programa adopta automáticamente el estado que garantiza el funcionamiento del bloque en cuestión. Dado el caso, es posible identificar las conexiones no utilizadas de forma especial con el borne ’x’.

1.34 programación con funciones básicas: Las funciones básicas son elementos lógicos sencillos del álgebra de Boole. Las entradas y funciones básicas se pueden negar de forma individual, es decir, que, si en la entrada en cuestión hay un “1”, el programa utiliza un “0”; Si hay un “0”, se utiliza un “1”. Al introducir un programa encontrará los bloques de funciones básicas en la lista GF que son las siguientes:

Página 251 de 313

Ilustración 16 https://lh4.ggpht.com/-wfDZqHfRC4g/VRdz2lISKI/AAAAAAAAAOI/kCs0cutum7w/s1600/CYMERA_20150328_223459.jpg

2.1 AND (Y): Conexión en serie de varios contactos normalmente abiertos en el circuito. La salida de AND sólo adopta el estado 1 cuando todas las entradas tienen estado 1, es decir, están cerradas. 2.2 AND con evaluación de flanco: La salida de AND con evaluación de flanco sólo adopta el estado 1 cuando todas las entradas tienen estado 1 y en el ciclo anterior tenía estado 0 por lo menos una entrada. 2.3 NAND (Y NEGADA): Conexión en paralelo de varios contactos

de apertura en

el esquema. La salida de NAND sólo adopta el estado 0 cuando todas las entradas tienen estado 1, es decir, están cerradas.

Página 252 de 313

2.4 NAND con evaluación de flanco: La salida de NAND con evaluación de flanco sólo adopta el estado 1 cuando por lo menos una entrada tiene estado 0 y en el ciclo anterior tenían estado 1 todas las entradas. 2.5 OR (O): Conexión en paralelo de varios contactos normalmente abiertos en el circuito. La salida de OR ocupa el estado 1 cuando por lo menos una entrada tiene estado 1, es decir, está cerrada. 2.6 NOR (O NEGADA): Conexión en serie de varios contactos normalmente cerrados en el circuito. La salida de NOR sólo ocupa el estado 1 cuando todas las entradas tienen estado 0, es decir, están desactivadas. Tan pronto como se active alguna de las entradas (estado 1), se repone a 0 la salida de NOR. 2.7 XOR (O EXCLUSIVA): En el circuito, XOR es una conexión en serie de 2 alternadores. La salida de XOR ocupa el estado 1 cuando las entradas tienen estados diferentes. 2.8 NOT (negación, inversor): Un contacto normalmente cerrado en el circuito. La salida ocupa el estado 1 cuando la entrada tiene estado 0. El bloque NOT invierte el estado en la entrada. ¡La ventaja de NOT consiste, por ejemplo, en que para LOGO! ya no es necesario ningún contacto normalmente cerrado pues basta con utilizar un contacto de cierre y convertirlo en uno de apertura mediante NOT.

1.35 COMPUERTAS LOGICAS Las Compuertas Lógicas son circuitos electrónicos conformados internamente por transistores que se encuentran con arreglos especiales con los que otorgan señales de voltaje como resultado o una salida de forma booleana, están obtenidos por operaciones lógicas binarias (suma, multiplicación). También niegan, afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas. Estas compuertas se pueden aplicar en otras áreas de la ciencia como mecánica, hidráulica o neumática. Existen diferentes tipos de compuertas y algunas de estas son más complejas, con la posibilidad de ser simuladas por compuertas más sencillas. Todas estas tienen tablas de verdad que explican los comportamientos en los resultados que otorga, dependiendo del valor booleano que tenga en cada una de sus entradas. Trabajan en dos estados, "1" o "0", los cuales pueden asignarse a la lógica positiva o lógica negativa. El estado 1 tiene un valor de 5v como máximo y el estado 0 tiene un valor de 0v como mínimo y existiendo un umbral entre estos dos estados donde el resultado puede variar sin saber con exactitud la salida que nos entregara. Las lógicas se explican a continuación:

Página 253 de 313

La lógica positiva es aquella que con una señal en alto se acciona, representando un 1 binario y con una señal en bajo se desactiva. representado un 0 binario. La lógica negativa proporciona los resultados inversamente, una señal en alto se representa con un 0 binario y una señal en bajo se representa con un 1 binario. A continuación, vamos a analizar las diferentes operaciones lógicas una por una comenzando por la más simple: Compuerta AND Esta compuerta es representada por una multiplicación en el Algebra de Boole. Indica que es necesario que en todas sus entradas se tenga un estado binario 1 para que la salida otorgue un 1 binario. En caso contrario de que falte alguna de sus entradas con este estado o no tenga si quiera una accionada, la salida no podrá cambiar de estado y permanecerá en 0. Esta puede ser simbolizada por dos o más interruptores en serie de los cuales todos deben estar activos para que esta permita el flujo de la corriente. Compuerta OR En el Algebra de Boole esta es una suma. Esta compuerta permite que con cualquiera de sus entradas que este en estado binario 1, su salida pasara a un estado 1 también. No es necesario que todas sus entradas estén accionadas para conseguir un estado 1 a la salida, pero tampoco causa algún inconveniente. Para lograr un estado 0 a la salida, todas sus entradas deben estar en el mismo valor de 0. Se puede interpretar como dos interruptores en paralelo, que sin importar cual se accione, será posible el paso de la corriente. Compuerta NOT En este caso esta compuerta solo tiene una entrada y una salida y esta actúa como un inversor. Para esta situación en la entrada se colocará un 1 y en la salida otorgara un 0 y en el caso contrario esta recibirá un 0 y mostrara un 1. Por lo cual todo lo que llegue a su entrada, será inverso en su salida.

Ilustración 17 https://www.logicbus.com.mx/imagenes/articulo/NOT_.jpg Compuerta NAND

Página 254 de 313

También denominada como AND negada, esta compuerta trabaja al contrario de una AND ya que al no tener entradas en 1 o solamente alguna de ellas, esta concede un 1 en su salida, pero si esta tiene todas sus entradas en 1 la salida se presenta con un 0.

Ilustración 18 https://www.logicbus.com.mx/imagenes/articulo/NAND_.jpg Compuerta NOR Así como vimos anteriormente, la compuerta OR también tiene su versión inversa. Esta compuerta cuando tiene sus entradas en estado 0 su salida estará en 1, pero si alguna de sus entradas pasa a un estado 1 sin importar en qué posición, su salida será un estado 0.

Ilustración 19 https://www.logicbus.com.mx/imagenes/articulo/NORC.png Compuerta XOR También llamada OR exclusiva, esta actúa como una suma binaria de un digito cada uno y el resultado de la suma seria la salida. Otra manera de verlo es que con valores de entrada igual el estado de salida es 0 y con valores de entrada diferente, la salida será 1.

Ilustración 20 https://www.logicbus.com.mx/imagenes/articulo/form7.jpg Compuerta XNOR Esta es todo lo contrario a la compuerta XOR, ya que cuando las entradas sean iguales se presentará una salida en estado 1 y si son diferentes la salida será un estado 0.

Página 255 de 313

Ilustración 21 https://www.logicbus.com.mx/imagenes/articulo/XNOR_.jpg Compuerta IF Esta compuerta no es una muy utilizada o reconocida ya que su funcionamiento en estados lógicos es parecido a si solo hubiera un cable conectado porque exactamente lo que se le coloque en la entrada, se encontrara en la salida. Pero también es conocido como un buffer, en la práctica se utiliza como amplificador de corriente o como seguidor de tensión para adaptar impedancias.

Ilustración 22 https://www.logicbus.com.mx/imagenes/articulo/IF_.jpg

1.36 PORGRAMACION CON FUNCIONES ESPECIALES Las funciones especiales se distinguen a primera vista de las funciones básicas por la denominación diferente de sus entradas. Las funciones especiales contienen funciones de tiempo, remanencia y diferentes posibilidades de parametrización para adaptar el programa a sus necesidades. Lo siguiente es una breve visión del conjunto de las designaciones de las entradas de las funciones especiales: DESIGNACIÓN DE LAS ENTRADAS ENTRADAS DE COMBINACIÓN: ¡Aquí encontrará la descripción de las conexiones que puedan conectarse a otros bloques o a las entradas del dispositivo LOGO! S (Set): Mediante la entrada S, se pone a “1” la salida. R (Reset): La entrada R tiene preferencia sobre todas las demás entradas y pone las salidas a “0”. Trg (Trigger): Mediante esta entrada se inicia el desarrollo de una función. Cnt (Count): Mediante esta entrada se reciben los impulsos de contaje.

Página 256 de 313

Fre (Frequency): Las señales de frecuencia que se deben evaluar se depositan en la entrada con esta designación. Dir (Direction): A través de esta entrada se determina, por ejemplo, el sentido en el que debe contar un contador. En (Enable): Esta entrada activa la función de un bloque. Si la entrada está a “0”, se ignoran otras señales del bloque. Inv (Invert): La señal de salida del bloque se invierte si esta entrada se activa. Ral (Reset all): Todos los valores internos se ponen a cero. Borne X en las entradas de las funciones especiales: Si activa las entradas de las funciones especiales con el borne x, éstas se ocupan con el valor 0. Es decir, en las entradas existe una señal low. ENTRADAS PARAMETRIZABLES: En algunas entradas no se activa ninguna señal, sino que se parametriza el bloque con diferentes valores. Ejemplos: Par (parámetro): Esta entrada no se activa. Aquí ajusta parámetros (tiempos, umbrales de conexión/desconexión, etc.) para el bloque. No (leva): Esta entrada no se activa. Aquí se ajustan intervalos de tiempo. P (Priority): Esta entrada no se activa. Aquí define las prioridades y decide si el aviso debe acusarse en RUN. 3.2 Comportamiento de tiempo Parámetro T: En algunas funciones especiales es posible parametrizar un valor de tiempo T. Para predefinir el tiempo debe recordar que los valores que introduzca deben regirse por la base horaria ajustada:

Base de tiempo

s (segundos)

segundos

1/100

m (minutos)

minutos

segundos

h (horas)

horas

minutos

de segundo

Retardo a la conexión: Activa la salida Q después de que ha trascurrido el tiempo programado. Retardo a la desconexión: Desactiva la salida Q después de que ha trascurrido el tiempo programado

Página 257 de 313

Retardo a la conexión/desconexión: En el retardo a la conexión/desconexión la salida se conecta tras un tiempo parametrizable y se resetea tras otro tiempo parametrizable. Retardo a la conexión con memoria: De funcionamiento similar al retardo a la conexión, pero a diferencia que no es necesario mantener la señal en Trg para que el temporizador funcione. Relé de barrido (salida de impulsos): Un impulso de entrada genera una señal de duración parametrizable en la salida. Relé de barrido disparado por flanco: Un impulso de entrada genera en la salida un número

parametrizable

señales

duración

conexión

desconexión

parametrizable (reactivable) transcurrido un tiempo parametrizable. Generador de impulsos asíncrono: La forma de impulso de la salida puede modificarse a través de la relación parametrizable impulso/pausa. Generador aleatorio: Con el generador aleatorio se activa y desactiva la salida dentro de un tiempo parametrizable Interruptor de alumbrado para escalera: Tras un impulso de entrada (control de flancos) transcurre un tiempo parametrizable (redisparable). Una vez transcurrido ese tiempo, la salida se resetea. Antes de que transcurra el tiempo puede darse una advertencia de desconexión. Interruptor confortable: Pulsador con 2 funciones diferentes: 1. Interruptor de impulsos con retardo a la desconexión. 2. Conmutador (alumbrado continuo) Temporizador semanal: La salida se controla mediante una fecha de activación y desactivación parametrizable. Se soporta cualquier combinación posible de días de la semana. Los días de la semana activos se seleccionan ocultando los días de la semana no activos. Temporizador anual: La salida se controla mediante una fecha de activación y desactivación parametrizable. Contador de avance/retroceso: Permite contar y descontar los pulsos aplicados a su entrada CNT

Página 258 de 313

Contador de horas de funcionamiento: permite medir el tiempo que está activada la entrada En. Interruptor de valor umbral: Permite contar los impulsos aplicados a su entrada y dependiendo de éstos conmutar la salida. Conmutador analógico de valor umbral: La salida se activa y desactiva en función de dos umbrales parametrizables. Interruptor analógico de valor umbral diferencial: La salida se activa y desactiva en función de un valor umbral y diferencial parametrizable. Comparador analógico: La salida se conecta y desconecta en función de la diferencia Ax – Ay y de dos umbrales parametrizables. Supervisión de valor analógico: Esta función especial guarda un valor presente en una entrada analógica y conecta la salida en cuanto el valor actual en la entrada analógica es inferior o superior a este valor analógico guardado, de acuerdo con un valor diferencial parametrizable Amplificador analógico: Esta función especial amplifica un valor presente en una entrada analógica y lo transmite en la salida analógica. Relé auto enclavador: La salida Q es activada a través de una entrada S. La salida es repuesta nuevamente a través de otra entrada R Relé de impulsos: La activación y la reposición de la salida se realizan aplicando cada vez un breve impulso a la entrada. Textos de aviso: Visualización de un texto de aviso parametrizable en el modo RUN. Interruptor de software: Esta función especial tiene el mismo efecto que un pulsador o un interruptor mecánico. Registro de desplazamiento: La función Registro de desplazamiento le permite consultar el valor de una entrada y desplazarlo por bits. El valor de la salida corresponde al del bit de registro de desplazamiento parametrizado. La dirección de desplazamiento puede modificarse a través de una entrada especial.

Página 259 de 313

Ilustración 35 https://1.bp.blogspot.com/j4nqy8965Ac/VRhEA9M7wvI/AAAAAAAAAPM/YJCTW6ZG5Gg/s1600/UNOOOOO.jpg

Ilustración 36 https://3.bp.blogspot.com/na5o_7mjvYw/VRhEOvqtMbI/AAAAAAAAAPc/SFP7ABhrXWU/s1600/TRESSSSSSSSSSS.jpg

Página 260 de 313

1.37 PROYECTO DE AUTOMATIZACION Controlar el Riego de Invernaderos Podemos controlar el riego de las diversas plantas distintas en un invernadero. Cada planta necesita un control de agua diferente y por eso, debemos controlar su riego con una programación diferente. De esta manera se le facilitaría la labor de mantenimiento a la persona encargada del invernadero, colaborando así con el aumento de la producción al ejercer control local de forma más rápida y eficaz. Recordemos que la tecnología tiene que apoyar las labores que realiza el hombre, no reemplazarlas, la tecnología tiene que hacerle el trabajo más fácil. Control de paneles publicitarios La publicidad ha ido de la mano junto a la tecnología para llegar a las personas de la mejor manera posible. Uno de los medios más importantes ha sido la publicidad en exteriores (OOHH). En la última década se popularizó el uso de pantallas led para estos paneles, los cuales permitió variar el formato en cual se anuncia. Sin embargo, todavía son muy usados los paneles tradicionales, pero el inconveniente que tienen es que la visibilidad no es la misma durante todo el día, principalmente por la luz solar. Es necesario la ayuda de reflectores para poder seguir visualizándolos durante la noche. El problema es que los reflectores se prenden horas antes de la noche cuando todavía el panel es visible por la luz solar, generando un uso innecesario de luz. Con la ayuda de los controladores PLC Logo 8, se podría gestionar mejor el tiempo en que se prenda la luz de los anuncios a la hora que se necesite, ahorrando energía y reduciendo los costos para las empresas de OOHH.

Página 261 de 313

Capítulo III 1. Automatización con PLC de máquinas rotativas. Por Armando Arias y Benjamín Cu 1.1

PLC Un PLC es un “cerebro” que activa los componentes de la maquinaria para que

desarrollen actividades potencialmente peligrosas para las personas, muy lentas o imperfectas. Es importante que no confundas los PLC (Power Line Communications) que se utilizan en redes de comunicación con el autómata industrial, pues, aunque comparten nombre, los usos son totalmente dispares. Este segundo, en el que no vamos a profundizar, transmite la conexión de internet por la red eléctrica. Este tipo de repetidor PLC sirve para ampliar la red Wi-Fi y la conexión Ethernet.

PLC Fuente: https://srcsl.com/que-es-un-plc/

¿Cómo funciona un PLC? Es importante saber que la funcionalidad es un aspecto a medida en el desarrollo del PLC. Pues el proveedor desarrolla las funciones según las necesidades de control, registro, monitoreo… del proyecto que se está desarrollando. Este equipo como un ordenador, donde las partes principales son la CPU, un módulo de memorias y de entradas/salidas, la fuente de alimentación y la unidad de

Página 262 de 313

programación. Para que funcione, entonces, es necesario que se realice una programación previa a la función que va a realizar. Para realizar esta programación se necesita un software específico adaptado a la marca y al lenguaje de programación que se va a desarrollar. Básicamente, la función que tiene un PLC es detectar diversos tipos de señales del proceso, y elaborar y enviar acciones de acuerdo a lo que se ha programado. Además, recibe configuraciones de los operadores (programadores) y da reporte a los mismos, aceptando modificaciones de programación cuando son necesarias.

1.2

Aplicación de Programación del PLC de siemens Micro-win CPU 222. La automatización es la tecnología que trata la sustitución total o parcial de la

acción humana por mecanismos independientes con la cual se desarrollan sistemas automatizados que se utilizan para operar y controlar la producción, capaces de realizar ciclos de operaciones, estos ciclos pueden ser secuenciales o no. Ventajas de un sistema automatizado:  Reducción de costos de mano de obra y mejora en la producción ya que se organiza de mejor manera el trabajo, obteniendo la optimización de tiempo en actividades.  Realiza las operaciones difíciles de controlar manualmente, facilitando funciones de análisis de resultados.  Optimiza y racionaliza el uso de la energía y la materia prima.  Mejora el tiempo de entrega de productos, abasteciendo las cantidades necesarias en el momento preciso.  Flexibilidad de adaptación en nuevos productos. 9  Mejora de seguridad en las instalaciones y aumento de protección a los trabajadores.  No se requiere de mayor conocimiento por parte del operario al momento de la manipulación de la maquinaria. Los sistemas automatizados constan de las siguientes partes: - Parte operativa - Parte de mando.

1.3

Lenguajes de Programación y su aplicacion: Los programas de PLC se escriben normalmente en una aplicación especial en un

ordenador personal y luego se descargan mediante un cable de conexión directa o a

Página 263 de 313

través de una red al PLC. El programa se almacena en el PLC, ya sea en memoria RAM con batería o en alguna otra memoria flash no volátil. Los PLCs se programan utilizando software de aplicación en ordenadores personales, que ahora representan la lógica en forma gráfica en lugar de símbolos de caracteres. El ordenador se conecta al PLC mediante cableado USB, Ethernet, RS-232, RS-485 o RS-422. El software de programación permite la entrada y edición de la lógica. En algunos paquetes de software, también es posible ver y editar el programa en diagramas de bloques de funciones, diagramas de flujo de secuencias y texto estructurado. Generalmente, el software proporciona funciones para depurar y solucionar problemas del software del PLC. El software cargará y descargará el programa de PLC, con fines de copia de seguridad y restauración. En algunos modelos de controladores programables, el programa se transfiere de una computadora personal al PLC a través de un tablero de programación que escribe el programa en un chip extraíble como una EPROM. Aunque los conceptos fundamentales de la programación de PLC son comunes a todos los fabricantes, las diferencias en el direccionamiento de E/S, la organización de la memoria y los conjuntos de instrucciones hacen que los programas de PLC nunca sean perfectamente intercambiables entre los diferentes fabricantes. Incluso dentro de la misma línea de productos de un mismo fabricante, los diferentes modelos pueden no ser directamente compatibles.

1.4

AWL El editor AWL visualiza el programa textualmente. Permite crear programas de

control introduciendo la nemotécnica de las operaciones. El editor AWL sirve para crear ciertos programas que, de otra forma, no se podrían programar con los editores KOP ni FUP. Ello se debe a que AWL es el lenguaje nativo del S7--200, a diferencia de los editores gráficos, sujetos a ciertas restricciones para poder dibujar los diagramas correctamente. Como muestra la figura 5-2, esta forma textual es muy similar a la programación en lenguaje ensamblador.

Programa de ejemplo AWL

El S7--200 ejecuta cada operación en el orden determinado por el programa, de arriba a abajo, reiniciando después arriba. AWL utiliza una pila lógica para resolver la

Página 264 de 313

lógica de control. El usuario inserta las operaciones AWL para procesar las operaciones de pila. Considere los siguientes aspectos importantes al seleccionar el editor AWL: 

El lenguaje AWL es más apropiado para los programadores expertos.



En algunos casos, AWL permite solucionar problemas que no se podrían resolver fácilmente con los editores KOP o FUP.



El editor AWL soporta sólo el juego de operaciones SIMATIC.



En tanto que el editor AWL se puede utilizar siempre para ver o editar programas creados con los editores KOP o FUP, lo contrario no es posible en todos los casos. Los editores KOP o FUP no siempre permiten para visualizar un programa que se haya creado en AWL.

1.5

KOP El editor KOP visualiza el programa gráficamente, de forma similar a un esquema de

circuitos. Los programas KOP hacen que el programa emule la circulación de corriente eléctrica desde una fuente de alimentación, a través de una serie de condiciones lógicas de entrada que, a su vez, habilitan condiciones lógicas de salida. Los programas KOP incluyen una barra de alimentación izquierda que está energizada. Los contactos cerrados permiten que la corriente circule por ellos hasta el siguiente elemento, en tanto que los contactos abiertos bloquean el flujo de energía. La lógica se divide en segmentos (” networks”). El programa se ejecuta un segmento tras otro, de izquierda a derecha y luego de arriba abajo. La figura 5-3 muestra un ejemplo de un programa KOP. Las operaciones se representan mediante símbolos gráficos que incluyen tres formas básicas. Los contactos representan condiciones lógicas de entrada, tales como interruptores, botones o condiciones internas. Las bobinas representan condiciones lógicas de salida, tales como lámparas, arrancadores de motor, relés rrancadores de motor relés interpuestos o condiciones internas de salida.

Página 265 de 313 Programa de ejemplo KOP

Los cuadros representan operaciones adicionales, tales como temporizadores, contadores u operaciones aritméticas. Considere los siguientes aspectos importantes al seleccionar el editor KOP: 

El lenguaje KOP facilita el trabajo a los programadores principiantes.



La representación gráfica es fácil de comprender, siendo popular en el mundo

entero. 

El editor KOP se puede utilizar con los juegos de operaciones SIMATIC e IEC 1131--3.



El editor AWL se puede utilizar siempre para visualizar un programa creado con el

editor SIMATIC KOP.

1.6

FUP El editor FUP (Diagrama de funciones) de STEP 7-Micro/WIN 32 permite visualizar las

operaciones en forma de cuadros lógicos similares a los circuitos de puertas lógicas. En FUP no existen contactos ni bobinas como en el editor KOP, pero sí hay operaciones equivalentes que se representan en forma de cuadros. La lógica del programa se deriva de las conexiones entre las operaciones de cuadro. Ello significa que la salida de una operación (ej. un cuadro AND) se puede utilizar para habilitar otra operación (ej. un temporizador), con objeto de crear la lógica de control necesaria. Dichas

conexiones

permiten

solucionar

numerosos

problemas

lógicos.

continuación, se indican los aspectos principales a considerar cuando se desee utilizar el editor FUP:  El estilo de representación en forma de puertas gráficas se adecúa especialmente para observar el flujo del programa.  El editor FUP se puede utilizar con los juegos de operaciones SIMATIC e IEC 1131–3.  El editor AWL siempre se puede utilizar para visualizar un programa creado en SIMATIC FUP.

1.7

Aplicación de Funciones Generales Etapa inicial: La etapa inicial (RESET) se representa con un cuadro con doble línea.

Fuente:https://repositorio.pucesa.edu.ec/bitstream/123456789/206/1/75331.pdf

Página 266 de 313

Líneas de flujo: Conecta etapas y transiciones (básicamente indican la secuencia) Transición: Produce un cambio entre las etapas, actúa como un punto de coordinación.

Fuente:https://repositorio.pucesa.edu.ec/bitstream/123456789/206/1/75331.pdf

Etapa: Es básicamente un estado de funcionamiento. Un estado a menudo tiene una acción asociada.

Fuente: https://repositorio.pucesa.edu.ec/bitstream/123456789/206/1/75331.pdf

Operación lógica OR: Operación lógica donde existen dos caminos y de acuerdo a las condiciones el programa elegirá ir por un camino “O” por el otro. 8 Etapa inicial Grafcet 9 Línea de flujo de Grafcet 10 Etapa y Acción de Grafcet

Fuente: https://repositorio.pucesa.edu.ec/bitstream/123456789/206/1/75331.pdf

Operación lógica AND: Operación lógica donde existen dos caminos y de acuerdo a las condiciones el programa elegirá continuar ir por un camino “Y” por el otro también, al mismo tiempo.

Página 267 de 313

Fuente: https://repositorio.pucesa.edu.ec/bitstream/123456789/206/1/75331.pdf

1.8

Aplicación de Funciones Especiales. Operaciones lógicas con bits Estas operaciones leen el valor direccionado de la

memoria o de la imagen del proceso si el tipo de datos es I (Entrada) o Q (Salida). Para los cuadros AND y OR se pueden utilizar siete entradas como máximo. 17 Capturado Programa Micro/WIN 30 Operaciones de comparación La operación “Comparar byte” se utiliza para comparar dos valores: IN1 e IN2. Las comparaciones incluyen: IN1 = IN2, IN1 >= IN2, IN1 <= IN2, IN1 > IN2, IN1 < IN2, o IN1 <> IN2. Operaciones de temporización Las operaciones del Temporizador de retardo a la conexión y Temporizador de retardo a la conexión memorizado cuentan el tiempo al estar activada (ON) la entrada de habilitación. Si el valor actual (Txxx) es mayor o igual al valor de preselección (PT), se activa el bit de temporización (bit T). Operaciones con contadores La operación “Contar adelante” empieza a contar hasta el valor máximo cuando se produce un flanco positivo en la entrada de contaje adelante (CU). La operación “Contar adelante/atrás” empieza a contar adelante cuando se produce un flanco positivo en la entrada de contaje adelante (CU). La operación Contar atrás empieza a contar atrás desde el valor de 31 preselección cuando se produce un flanco positivo en la entrada de contaje atrás (CD). La operación “Contar atrás” empieza a contar atrás desde el valor de preselección cuando se produce un flanco positivo en la entrada de contaje atrás (CD). Operaciones de reloj La operación “Leer reloj” de tiempo real lee la hora y fecha actuales del reloj y carga ambas en un búfer de 8 bytes. Operaciones aritméticas con enteros Las operaciones “Sumar” enteros de 16 bits y “Restar” enteros de 16 bits suman/restan dos enteros de 16 bits, arrojando un resultado de 16 bits. La operación “Multiplicar” enteros de 16 bits multiplica dos números enteros de 16

Página 268 de 313

bits, arrojando un producto de 16 bits. La operación “Dividir” enteros de 16 bits divide dos números enteros de 16 bits, arrojando un cociente de 16 bits. No se guarda ningún resto. 32 La operación “Dividir” enteros de 16 bits a enteros de 32 bits divide dos números enteros de 16 bits, arrojando un resultado de 32 bits compuesto de un cociente de 16 bits (los menos significativos) y un resto de 16 bits (los más significativos). Operaciones aritméticas con números reales Las operaciones “Sumar” reales y “Restar” reales suman/restan dos números reales de 32 bits, dando como resultado un número real de 32 bits. La operación “Multiplicar” reales multiplica dos números reales de 32 bits, dando como resultado un número real de 32 bits. La operación “Dividir” reales divide dos números reales de 32 bits, dando como resultado un cociente de número real de 32 bits. Operaciones con funciones numéricas La operación “Raíz cuadrada” extrae la raíz cuadrada de un número real de 32 bits (IN), dando como resultado un número real de 32 bits. 33 La operación “Exponencial natural” ejecuta el cálculo exponencial de la constante “e” elevada a la potencia del valor de IN y deposita el resultado en OUT. Operaciones de transferencia La operación “Transferir byte” transfiere el byte de entrada (IN) al byte de salida (OUT). El byte de entrada permanece inalterado. La operación “Transferir palabra” transfiere la palabra de entrada (IN) a la palabra de salida (OUT). La palabra de entrada permanece inalterada. La operación “Invertir bytes” de una palabra intercambia el byte más significativo y el byte menos significativo de una palabra (IN). Operaciones de tabla La operación “Registrar valor” en tabla registra valores de palabra (DATA) en la tabla (TBL). Operaciones lógicas La operación “Combinación Y” con bytes combina los bits correspondientes de los dos bytes de entrada mediante Y, y carga el resultado (OUT) en un byte. La operación “Combinación O” con bytes combina los bits correspondientes de los dos bytes de entrada mediante O, y carga el resultado (OUT) en un byte. Operaciones de desplazamiento y rotación Las operaciones “Desplazar byte a la derecha” y “Desplazar byte a la izquierda” desplazan el valor del byte de entrada (IN) a la derecha y a la izquierda respectivamente, tantas posiciones como indique el valor de desplazamiento (N), y cargan el resultado en el byte de salida (OUT). Las operaciones de desplazamiento se rellenan con ceros cada vez que se desplaza un bit. Si el valor de desplazamiento (N) es mayor o igual a 8, el valor se desplazará como máximo 8 veces. Operaciones de conversión La operación “Convertir de BCD a entero” convierte el valor BCD de entrada (IN) en un valor de entero y carga el resultado en la variable

Página 269 de 313

indicada por OUT. El margen válido de IN está comprendido entre 0 y 9999 BCD. La operación “Convertir de entero a BCD” convierte el valor entero de entrada (IN) en un valor BCD y carga el resultado en la variable indicada por OUT. El margen válido de IN está comprendido entre 0 y 9999 entero. Operaciones de control del programa La operación condicional “Finalizar programa principal” finaliza el programa en función de la combinación lógica precedente. La operación “STOP” finaliza inmediatamente la ejecución del programa haciendo que la CPU cambie de RUN a STOP. Operaciones lógicas de pilas La operación “Combinar primer y segundo valor” combina los valores del primer y segundo nivel de la pila mediante una operación lógica Y. El resultado se carga en el nivel superior de la pila. 36 La operación “Combinar primer y segundo valor mediante O” combina los valores del primer y segundo nivel de la pila mediante una operación lógica O. El resultado se carga en el nivel superior de la pila. La barra de navegación tiene distintos controles con los que se hace más fácil y rápido navegar entre las diferentes pantallas como el bloque del programa, la tabla de contenidos, la tabla de estado, etc.

1.9

Programación Para iniciar STEP 7- Micro/WIN, haga doble clic en el icono de STEP 7- Micro/WIN o

elija los comandos Inicio > SIMATIC > STEP 7- Micro/WIN V4.0. Como muestra la figura 5-1, STEP 7- Micro/WIN ofrece una interfaz de usuario cómoda para crear el programa de control. Las barras de herramientas contienen botones de método abreviado para los comandos de menú de uso frecuente. Estas barras se pueden mostrar u ocultar. La barra de navegación comprende iconos que permiten acceder a las diversas funciones de programación de STEP 7- Micro/WIN.

STEP 7- Micro/WIN

Página 270 de 313

En el árbol de operaciones se visualizan todos los objetos del proyecto y las operaciones para crear el programa de control. Para insertar operaciones en el programa, puede utilizar el método de” arrastrar y soltar” desde el árbol de operaciones, o bien hacer doble clic en una operación con objeto de insertarla en la posición actual del cursor en el editor de programas. El editor de programas contiene el programa y una tabla de variables locales donde se pueden asignar vnombres simbólicos a las variables locales temporales. Las subrutinas y las rutinas de interrupción se visualizan en forma de fichas en el borde inferior del editor de programas. Para acceder a las subrutinas, a las rutinas de interrupción o al programa principal, haga clic en la ficha en cuestión. STEP 7- Micro/WIN ofrece tres editores para crear programas: Esquema de contactos (KOP), Lista de instrucciones (AWL) y Diagrama de funciones (FUP). Con algunas restricciones, los programas creados con uno de estos editores se pueden visualizar y editar con los demás.

1.10 Semáforo Peatonal.

Programa en Step7 MICRO/Win Diseñado por: Jose Armando Arias Medrano

Página 271 de 313

Programa en Simulacion en PCSIMU Diseñado por: Jose Armando Arias

1.11 Semáforo de 2 vías.

CIRCUITO DE SEMAFOROS DE 3 VIAS CON FUNCIONAMINETO CONTINUO (en simulación de S7-200 y PC Simu). Diseñado por: Jose Benjamín Cu Sosa

Página 272 de 313

1.12 Control de un garaje automatizado.

Simulación de circuito de avance/Retroceso de portón eléctrico (AUTOMATICO) en PCSimu y Step7MICROWIN. Diseñado por: Jose Benjamín Cu Sosa

1.13 Control y mando de motores. Composición del Circuito de fuerza Consta de 3 fusibles que están conectado de forma independiente a cada una de las líneas ( L1; L2; L3) de ahí se conectan a la entrada de los contactos principales (CP) del arrancador magnético y la salida de los mismos a la protección térmica (PT) y de ahí al motor, cuya función es suministrar la energía directamente al motor (M). Composición del Circuito de mando Está compuesto de dos botones (star) (stop) donde el star está conectado a la línea 1 (L1) por mediación del fusible y del mismo al stop, de la conexión entre L1 y star y starstop se conecta el contacto auxiliar(CA) del arrancador magnético, del segundo contacto del stop a uno de los contactos de la bobina (B) del arrancador magnético, del otro contacto de la misma (B) al contacto normalmente cerrado de la protección térmica (PT), y de ahí a la línea 3 (L3), cerrando de esta forma el circuito. Arrancadores magnéticos Los arrancadores magnéticos son aparatos electromagnéticos que se emplean para el mando a distancia de motores asincrónicos trifásicos. Los arrancadores magnéticos tienen 2 circuitos: el principal, o de fuerza y el auxiliar, o de mando. Principio de funcionamiento de los circuitos de fuerza y de mando

Página 273 de 313

El circuito de fuerza se compone de fusibles, contactos de la línea y elementos calentadores de las protecciones térmicas. Por el circuito de fuerza la energía eléctrica de la corriente trifásica va al devanado del estator gobernado. El circuito de mando del arrancador se compone de un cuadro de dos botones: (arranque) y (stop), que conecta la bobina del interruptor magnético el bloque de contacto y los contactos de la protección térmica, el circuito de mando sirve para gobernar el arrancador propiamente dicho. Funcionamiento del arrancador

Motor trifásico. Fuente https://www.ecured.cu/Circuitos_de_fuerza_y_de_mando_de_un_motor_trif%C3%A1sico

El arrancador funciona del modo siguiente: al apretar el botón arranque (star) la corriente pasa de la primera fase por el botón (star) por el puente, por el botón (stop) la bobina conectada (B) por los contactos de la protección térmica (PT) y viene a la 3ra fase. La bobina atrae el inducido los contactos de la línea principales (CP) se cierran el motor recibe tensión y comienza a girar. Al conectarse los contactos principales (CP) se cierran simultáneamente los bloques de los contactos auxiliares (CA) que sustentan el botón (star) pudiendo soltarlo entonces. La corriente que alimenta la bobina conectada pasa de la primera fase a través de los bloques contactos auxiliares, el botón stop, etc. El motor separa apretando el botón stop ya que entonces los contactos de la línea se abren. La protección del motor contra sobrecargas se realiza mediante la protección térmica cuyos elementos calentadores se eligen de acuerdo con la corriente nominal del motor. Al pasar una corriente que supera la nominal por el devanado del motor, los relets térmicos abren sus contactos lo que produce la apertura del circuito que conecta las bobinas, los contactos de la línea se abren y el motor se para automáticamente. Para hacer regresar los contactos de relets térmicos su estado inicial suprima el botón reposición. Después de conectarse el arrancador bajo la acción de la protección térmica hasta su conexión siguiente han de pasar de 0.5 a 3 min. Este tiempo es suficiente para que se enfríe la lámina bimetálica de la protección térmica y parcialmente el devanado del motor. La bobina del arrancador está calculada para el funcionamiento a una tensión 85100% de la nominal, la tensión mínima a la cual mantiene con seguridad el arrancador en posición conectada es de 50 al 60% inferior a la nominal. En caso de caída brusca o desaparición completa de la tensión de la red, la bobina del arrancador desconecta

Página 274 de 313

automáticamente los contactos principales utilizando de este modo la desconexión del motor. Los fusibles que se instalan independientemente antes del arrancador protegen a la red contra cortocircuitos en el motor.

CIRCUITO DE ARRANQUE DE DOS MOTORES EN PCSIMU Y S7-200. Diseñado por: Jose Benjamín Cu Sosa

1.14 Automatización con funciones básicas. La automatización con funciones básicas es muy sencilla de aprender y de aplicar, ya que solo consta que tengamos en mente los distintos funcionamientos de las funciones básicas (nand, or, xor, etc), un ejemplo de automatización estas son los siguientes circuitos:

Circuito Start/Stop y Circuto Intertmintente. Diseñado por: Jose Benjamín Cu Sosa

Página 275 de 313

1.15 Automatización de procesos industriales. La automatización hace referencia a un proceso integral a través del cual los negocios impulsan sus tareas para hacerlas más eficaces y con mayor calidad. Esto obliga a la puesta en marcha de acciones como la digitalización de la información, la integración de aplicaciones y áreas, la aceleración de los tiempos, la reducción de mano de obra, la implementación de sistemas software, entre otras. 

Funciones de la Automatización



Incrementar la productividad de la empresa mediante la reducción de costos



Mejorar los estándares de calidad



Aumento de las operaciones productivas



Mejorar condiciones de trabajo



Simplificación de los procesos operativos y de mantenimientos.



Integración de los sistemas de producción



Automatización industrial en Gestión Tecnológica

Fuente: https://gtecnologica.com/la-automatizacion-funciones-y-claves-para-el-desarrollo-tecnologico/

1.16 Aplicaciones de lenguajes de programación. La aplicación del factor tecnológico a determinados procesos, máquinas o dispositivos con el fin de dotarlos de autonomía para que puedan ejecutar las actividades de producción por sí solos y de manera automática a a través de sensores, transmisores de campo, sistemas de control, software y recolección de datos. Estos procesos se caracterizan por cumplir acciones o tareas repetitivas que, si bien no necesitan de la intervención humana durante su funcionamiento, son producto de nuestra inteligencia natural.

Página 276 de 313

Podemos encontrar la automatización de procesos industriales en numerosos sectores: la industria alimentaria, farmacéutica, química, gráfica, petrolera, plástica, de telecomunicaciones… En cualquier caso, la automatización no solo se aplica a máquinas o a procesos de fabricación de productos, sino que también es de gran ayuda en la gestión de procesos, de servicios y en el control de información, entre otros. A día de hoy muchas empresas ya saben de la importancia de introducir sistemas de automatización industrial de nueva generación en sus centros de trabajo, pero no todas son conscientes de que su implantación será imprescindible para mantener su nivel de competitividad en el futuro y de las ventajas que supone contar con sistemas automatizados en la industria 4.0. Para ello veamos las principales ventajas de la automatización de procesos industriales: 

Disminuye los costos de fabricación.



Aumenta la eficiencia del proceso productivo.



El procesamiento de la información de toda la producción se hace mucho más

rápido. 

Agiliza la respuesta a las demandas del mercado.



Favorece la competitividad empresarial.



Mejora la seguridad de los procesos y la calidad de la producción.



Permite hacer un control de calidad más exacto.



Control de todos los procesos.



Reparación remota.



Uso eficiente de la energía y la materia primautilizada para el producto,



Producción flexible y escalable.

Página 277 de 313

Fuente: https://vidmargroup.com/2018/01/la-automatizacion-de-procesos-industriales/

1.17 Lógica combinacional. Se denomina sistema combinacional o lógica combinacional a todo sistema lógico en el que sus salidas son función exclusiva del valor de sus entradas en un momento dado, sin que intervengan en ningún caso estados anteriores de las entradas o de las salidas. Las funciones booleanas –compuestas por operadores OR, AND, NAND, XOR– se pueden representar íntegramente mediante una tabla de verdad. Por tanto, carecen de memoria y de retroalimentación.

1.18 Automatización de semáforos. En la automatización con semáforos en Micro /Win se hace por programación de funciones sencillas, bobinas, temporizadores y contactos auxiliares. Un ejemplo de programación es la siguiente:

Página 278 de 313

CIRCUITO DE SEMAFOROS DE 3 VIAS CON FUNCIONAMINETO CONTINUO (en simulación de S7-200 y PC Simu). Diseñado por: Jose Benjamín Cu Sosa

1.19 Software interactivo Logo Simatic. El software de programación para PC es el LogoSoft. Nos presenta opciones como: 

Manejo sencillo en el modo individual y planificación sencilla del proyecto en el

modo en red 

Programación intuitiva y configuración de las múltiples funciones; interconexión

rápida y sencilla mediante el clic de un ratón 

Configuración automática de la comunicación y representación en la vista de red



Visualización simultánea de hasta tres programas, que permite arrastrar y soltar las

señales de un programa a otro 

Posibilidad de utilizar programas de versiones precedentes

Requisitos del sistema: WINXP, WIN7, WIN8, WIN10, 32/64 BIT MAC OSX 10.6 BIS 10.9 LINUX SUSE 11.3, SP3, K 3.0.76

1.20 Proyecto con Logo Soft 230RC. Logo!Soft es el software utilizado para la programación de los relés programables LOGO! de Siemens

Página 279 de 313

Para crear un nuevo proyecto accede en el menú a "Archivo - Nuevo" y se nos permite seleccionar en que lenguaje de programación queremos crear el proyecto:



FUP: Diagrama de funciones. Se utiliza los símbolos gráficos del álgebra booleana

para representar la lógica. 

KOP: Esquema de contactos. Es similar a la de los esquemas de circuitos según la

norma DIN EN-61131-3, también se llama lenguaje Ladder 

UDF: Diagrama UDF. Un bloque UDF es un programa preconfigurado creado por el

usuario. Estos bloques, al igual que los bloques de función, se pueden agregar a un programa existente.

El lenguaje más utilizado en LOGO! es el FUP auqnue podemos trabajar en KOP e incluso una vez qeu tenemos el programa en FUP poder convertilo a KOP Una vez creado el programa podemos acceder a la configuración del mismo, donde podemos tanto aspectos de configuración Offline como Online Aqui podemos indicar el modelo de Hardware de LOGO! con el que vamos a trabajar, dar nombre a las E/S y dejar el relé programable listo para empezar a programar

Un proyecyo que podemos guiarnos es una realizado con el objetivo de un cambio de giro automatizado, se realizo por medio de una temporizador y compuertas logicas, se representa de la siguiente manera:

Página 280 de 313

Circuto cambio de giro automatico. Diseñado por: Jose Benjamín Cu Sosa

Página 281 de 313

Capítulo IV 1. Automatización industrial de mandos electromagnéticos. Víctor de León y Diego Chew 1.1

Aplicaciones automatizadas con logo. LOGO ofrece una variedad de aplicaciones a la hora de automatizar distintos

equipos eléctricos como, por ejemplo: 

Alumbrado de escaleras o de pasillos



Puerta automática



Instalación de ventilación



Portón corredizo



Cadenas luminosas



Bomba de agua y



Otras aplicaciones.

1.2

Circuitos de electrónica digital. En electrónica digital la lógica combinacional está formada por ecuaciones simples

a partir de las operaciones básicas del álgebra de Boole. Entre los circuitos combinacionales clásicos tenemos: 

Lógicos



Generador/Detector de paridad



Multiplexor y Demultiplexor



Codificador y Decodificador



Conversor de código



Comparador



Aritméticos

Página 282 de 313



Sumador



Aritméticos y lógicos



Unidad aritmético lógica Estos circuitos están compuestos únicamente por puertas lógicas interconectadas

entre sí, sin ningún biestable o celda de memoria.

1.3

PLC El PLC (controlador lógico programable) es un equipo que nos permite controlar una

gran variedad de dispositivos destinados a la automatización de procesos. Está compuesto por un microprocesador, una fuente de alimentación integrada, así como circuitos de entrada y salida en una carcasa compacta, conformando así un potente PLC.

Imagen: PLC Fuente: https://masvoltaje.com/simatic-s7-1200/1199-simatic-s7-1200-cpu-1214c-cpu-compacta-dc-dc-rele6940408101319.html

1.4

Circuitos automatizados con el PLC siemens. La aplicación de PLC o autómatas programables cubren necesidades muy

definidas. Así pues, ahora que se tiende a la automatización industrial, estos instrumentos electrónicos aportan un número de ventajas enormes para la producción: 

Son ventajosos para una fábrica gracias a sus beneficios similares a la lógica

cableada. 

Poseen una sencilla elaboración, por lo que no se pierde tiempo en los procesos en

relación a otros instrumentos menos manejables. 

No requieren de modificación de instalaciones eléctricas y cableados. De hecho,

las modificaciones se llevan a cabo en el mismo PLC. 

Se fabrican con el uso de muy poco material.



Su coste es sensiblemente inferior a otros métodos más tradicionales.

Página 283 de 313



El mantenimiento es extremadamente económico en relación a otros sistemas, por

lo que la producción apenas tiene que ser parada.

Aplicación de soluciones con PLC Fuente: https://www.euautomation.com/cl/automated/article/plc-pac-o-ipc

1.5

Variadores de frecuencia. Los variadores de frecuencia son sistema utilizados para el control de la velocidad

rotacional de un motor de corriente alterna. Un variador de frecuencia son vertientes de un variador de velocidad, ya que llevan un control de frecuencia de alimentación, la cual se suministra por un motor. Otra forma en que son conocidos los variadores de frecuencia es como Drivers ya sea de frecuencia ajustable (ADF) o de CA, VVVF (variador de voltaje variador de frecuencia), micro drivers o inversores; esto depende en gran parte del voltaje que se maneje

1.6

Lenguajes para programación de un PLC. El estándar internacional IEC 61131 define siguientes lenguajes de programación

para PLC: Instruction list (IL): Es la representación en forma de texto del lenguaje “Ladder”. Es el más antiguo de los lenguajes de programación de PLC. Se usaba cuando las computadoras aun no tenían capacidad gráfica.

Imagen: Programación en lenguaje Instruction list Fuente:http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/7573/1/04%20MEL%20010%20TRABAJO%20GRADO .pdf

Página 284 de 313

Ladder: Es un lenguaje de programación gráfico muy popular, ya que está basado en los clásicos esquemas de control eléctricos con relé.

Imagen: Programación en lenguaje Ladder Fuente:http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/7573/1/04%20MEL%20010%20TRABAJO%20GRADO .pdf

Function block diagram: Es un lenguaje gráfico, que describe una función entre las variables de entrada y variable de salida, como un conjunto de bloques elementales, que están conectados por líneas de conexión.

Imagen: Programación en lenguaje Function block diagram Fuente:http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/7573/1/04%20MEL%20010%20TRABAJO%20GRADO .pdf

Structured text: Es un lenguaje de alto nivel, es estructurado en bloques y sintácticamente similar a Pascal.

Imagen: Programación en lenguaje Structured text

Página 285 de 313 Fuente:http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/7573/1/04%20MEL%20010%20TRABAJO%20GRADO .pdf

1.7

Control y manejo de motores por medio de los PLC. El arranque y paro de un motor se puede lograr con un PLC. En el siguiente ejemplo,

un botón de arranque normalmente abierto (NO) está conectado a la entrada digital (I0.0), un botón de paro (NC) está conectado a la segunda entrada (I0.1) y un contacto del relé de sobrecarga normalmente cerrado está conectada a la tercera entrada (I0.2). Estas entradas se utilizan para controlar los contactos en una línea de lógica de escalera programada en el PLC.

Imagen: Esquema de control de un Motor PLC Fuente: http://www.electroclub.com.mx/2020/07/programa-1-basico-en-un-plc-arranque-y.html

Cuando se presiona el botón de arranque, la CPU del PLC recibe un uno lógico de la entrada I0.0. Esto hace que el contacto I0.0 se cierre. ahora las tres entradas cuentan con un uno lógico por lo tanto la CPU envía un uno lógico a la salida Q0.0. El contactor del motor está energizado y el motor arranca.

Imagen: Esquema de control de un Motor PLC, Motor Encendido. Fuente: http://www.electroclub.com.mx/2020/07/programa-1-basico-en-un-plc-arranque-y.html

Cuando se presiona el botón de paro: la entrada I0.0 se apaga, el contacto I0.0 se abre, la bobina de salida Q0.0 también se apaga y se des energiza el motor.

Página 286 de 313

Imagen: Esquema de control de un Motor PLC, Motor Apagado. Fuente: http://www.electroclub.com.mx/2020/07/programa-1-basico-en-un-plc-arranque-y.html

1.8

Sistemas combinacionales con PLC. Los sistemas combinacionales están formados por un conjunto de compuertas

interconectadas cuya salida, en un momento dado, esta únicamente en función de la entrada, en ese mismo instante. Por esto se dice que los sistemas combinacionales no cuentan con memoria.

1.9

Lenguajes de programación Los lenguajes de programación de PLC son símbolos, caracteres y reglas de uso que

fueron diseñados para poder tener una comunicación de los usuarios con las máquinas. Gracias a este vínculo, podemos ser capaces de crear un programa con instrucciones para controlar el funcionamiento de cualquier proceso o máquina.

1.10 AWL El lenguaje de programación AWL (lista de instrucciones) es un lenguaje textual orientado a la máquina. Las diversas instrucciones equivalen a los pasos de trabajo con los que la CPU ejecuta el programa y éstas se pueden reunir en segmentos. Con este lenguaje editar bloques S7 de forma incremental o crear su programa en una fuente AWL con un editor orientado a la fuente para compilarlo luego en bloques.

Imagen: Lenguaje AWL Fuente:http://www.sc.ehu.es/sbweb/webcentro/automatica/Step7/paginas/contenido/step7/7/2.9.1.1.htm

Página 287 de 313

1.11 KOP El editor KOP visualiza el programa gráficamente, de forma similar a un esquema de circuitos. Los programas KOP hacen que el programa emule la circulación de corriente eléctrica desde una fuente de alimentación, a través de una serie de condiciones lógicas de entrada que, a su vez, habilitan condiciones lógicas de salida. Los programas KOP incluyen una barra de alimentación izquierda que está energizada. Los contactos cerrados permiten que la corriente circule por ellos hasta el siguiente elemento, en tanto que los contactos abiertos bloquean el flujo de energía La lógica se divide en segmentos (”networks”). El programa se ejecuta un segmento tras otro, de izquierda a derecha y luego de arriba abajo. La figura 5-3 muestra un ejemplo de un programa KOP. Las operaciones se representan mediante símbolos gráficos que incluyen tres formas básicas. Los contactos representan condiciones lógicas de entrada, tales como interruptores, botones o condiciones internas Las bobinas representan condiciones lógicas de salida, tales como lámparas, arrancadores de motor, relés arrancadores de motor relés interpuestos o condiciones internas de salida. Los cuadros representan operaciones adicionales, tales como temporizadores, contadores u operaciones aritméticas. Considere los siguientes aspectos importantes al seleccionar el editor KOP: 

El lenguaje KOP facilita el trabajo a los programadores principiantes.



La representación gráfica es fácil de comprender, siendo popular en el mundo entero. - El editor KOP se puede utilizar con los juegos de operaciones SIMATIC e IEC 1131--3.



El editor AWL se puede utilizar siempre para visualizar un programa creado con el editor SIMATIC KOP.

Página 288 de 313

1.12 FUP El editor FUP visualiza el programa gráficamente, de forma similar a los circuitos de puertas lógicas. En FUP no existen contactos ni bobinas como en el editor KOP, pero sí hay operaciones equivalentes que se representan en forma de cuadros. El lenguaje de programación FUP no utiliza las barras de alimentación izquierda ni derecha. Sin embargo, el término” circulación de corriente” se utiliza para expresar el concepto análogo del flujo de señales por los bloques lógicos FUP. La ruta ”1” lógica por los elementos FUP se denomina circulación de corriente. El origen de una entrada de circulación de corriente y el destino de una salida de circulación de corriente se pueden asignar directamente a un operando. La lógica del programa se deriva de las conexiones entre las operaciones de cuadro. Así pues, la salida de una operación (p. ej. un cuadro AND) se puede utilizar para habilitar otra operación (p. ej. un temporizador), con objeto de crear la lógica de control necesaria. Estas conexiones permiten solucionar numerosos problemas lógicos. Considere los siguientes aspectos importantes al seleccionar el editor FUP: 

El estilo de representación en forma de puertas gráficas es apropiado para observar el flujo del programa.



El editor FUP soporta los juegos de operaciones SIMATIC e IEC 1131--3.

 El editor AWL se puede utilizar siempre para visualizar un programa creado con el editor SIMATIC FUP.

1.13 Sistemas de mando automatizados La automatización es un sistema donde se trasfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos. Un sistema automatizado consta de dos partes principales: 

Parte de Mando



Parte Operativa

Página 289 de 313

La Parte Operativa es la parte que actúa directamente sobre la máquina. Son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la operación deseada. Los elementos que forman la parte operativa son los accionadores de las máquinas como motores, cilindros, compresores ..y los captadores como fotodiodos, finales de carrera ... La Parte de Mando suele ser un autómata programable (tecnología programada), aunque hasta hace bien poco se utilizaban relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos neumáticos (tecnología cableada). En un sistema de fabricación automatizado el autómata programable esta en el centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse con todos los constituyentes de sistema automatizado. Objetivos de la automatización 

Mejorar la productividad de la empresa, reduciendo los costes de la producción y mejorando la calidad de la misma.



Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los trabajos penosos e incrementando la seguridad.



Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o manualmente.



Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidades necesarias en el momento preciso.



Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no requiera grandes conocimientos para la manipulación del proceso productivo.



Integrar la gestión y producción.

Tecnologías cableadas Con este tipo de tecnología, el automatismo se realiza interconectando los distintos elementos que lo integran. Su funcionamiento es establecido por los elementos que lo componen y por la forma de conectarlos. Esta fue la primera solución que se utilizo para crear autómatas industriales, pero presenta varios inconvenientes. Los dispositivos que se utilizan en las tecnologías cableadas para la realización del automatismo son: 

Reles electromagnéticos.



Módulos lógicos neumáticos.



Tarjetas electrónicas.

Tecnologías programadas

Página 290 de 313

Los avances en el campo de los microprocesadores de los últimos años han favorecido la generalización de las tecnologías programadas. En la realización de automatismos. Los equipos realizados para este fin son: 

Los ordenadores.



Los autómatas programables.

El ordenador, como parte de mando de un automatismo presenta la ventaja de ser altamente flexible a modificaciones de proceso. Pero, al mismo tiempo, y debido a su diseño no específico para su entorno industrial, resulta un elemento frágil para trabajar en entornos de líneas de producción. Un

autómata

programable

industrial

elemento

robusto

diseñado

especialmente para trabajar en ambientes de talleres, con casi todos los elementos del ordenador.

1.14 Aplicaciones del PLC La utilización de los PLC es vista principalmente en aquellas instalaciones donde es necesario un proceso de maniobra, control, señalización, etc. La aplicación de los PLC abarca, por tanto, desde procesos de fabricación industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, entre otras. Maniobras de Máquinas 

Maquinaria industrial del mueble y la madera.



Maquinaria en proceso de grava, arena y cemento.



Maquinaria en la industria del plástico.



Maquinaria de ensamblaje.



Máquinas de transferencia.

Maniobra de Instalaciones 

Instalaciones de aire acondicionado y calefacción.



Instalaciones de seguridad.



Instalaciones de almacenamiento y transporte.



Instalaciones de plantas embotelladoras.



Instalaciones en la industria automotriz.



Instalación de tratamientos térmicos.

Página 291 de 313



Instalaciones de la industria alimenticia.

1.15 Comunicación del PLC con otros sistemas de Automatización. Existen

varios tipos

redes

comunicación

industrial diseñadas

para

interconectar dispositivos de campo industrial y varios módulos de E/S. Éstos se describen sobre la base de determinados protocolos. Un protocolo es un conjunto de reglas utilizadas en la comunicación entre dos o más dispositivos. Basándose en estos protocolos, las redes de comunicación se clasifican en muchos tipos. A continuación, se describen algunos estándares de comunicación comunes y populares de la industria. Comunicación Serial La comunicación serie es el sistema de comunicación básico que se proporciona para cada controlador o PLC. Esta comunicación se implementa utilizando estándares de protocolo como RS232, RS422 y RS485. El acrónimo RS significa Estándar Recomendado, que especifica las características de comunicación en serie en términos de características eléctricas, mecánicas y funcionales. Las interfaces de comunicación serie están incorporadas en la CPU o en el módulo de proceso o pueden ser un módulo de comunicación separado. Estas interfaces RS se utilizan principalmente para transferir datos a una alta velocidad de transmisión de datos entre un PLC y el dispositivo remoto. Un ejemplo de estos interfaces son los lectores de códigos de barras, los terminales de operador y los sistemas de visión. La comunicación serie RS-232 está diseñada para soportar un transmisor y un receptor y por lo tanto ofrece comunicación entre un controlador y una CPU. La longitud máxima del cable debe ser de hasta 15 metros. Los estándares de comunicación serie RS 422 (1Tx, 10 Rx) y RS485 (32Tx, 32 Rx) están diseñados para comunicarse entre una CPU y muchos controladores. Estos estándares están limitados a longitudes de 500 metros (en el caso de RS422) y 200 metros (en el caso de RS485). Este sistema es la única red de comunicación industrial que facilita tanto la comunicación analógica como la digital bidireccional al mismo tiempo por el mismo cableado, y por lo tanto estas redes también se denominan redes híbridas. Esta señal digital se denomina señal HART y contiene información de diagnóstico, configuración del dispositivo, calibración y otras mediciones de proceso adicionales.

Página 292 de 313

Las redes HART funcionan tanto en modo punto a punto como en modo multipunto. En el modo punto a punto, se utiliza una señal de corriente de 4-20 mA para controlar el proceso mientras que la señal HART permanece inalterada. Las redes HART multipunto se utilizan cuando los dispositivos están ampliamente espaciados. Los dispositivos de campo inteligente multivariables compatibles con HART son ampliamente utilizados en muchas industrias. La red de comunicación HART se utiliza principalmente en aplicaciones de Sistemas SCADA. DeviceNet Se trata de una red de nivel de dispositivo abierto basada en tecnología CAN. Está diseñada para interconectar dispositivos de nivel de campo (tales como sensores, interruptores, lectores de códigos de barras, pantallas de panel, etc.) con controladores de nivel superior (tales como un PLC) con una adopción única del protocolo CAN básico. Puede soportar hasta 64 nodos y 2048 dispositivos en total. Reduce el coste de la red al integrar todos los dispositivos en un cable de cuatro hilos que transporta tanto datos como conductores de energía. La alimentación de la red permite que los dispositivos se alimenten directamente desde la red y, por lo tanto, reduce los puntos de conexión físicos. Esta red es popularmente usada en las industrias automotriz y de semiconductores. ControlNet Se trata de una red de control abierta, que utiliza el protocolo industrial común (CIP) para combinar la funcionalidad de una red peer-to-peer (red de pares) y una red de E/S, proporcionando un rendimiento de alta velocidad. Esta red es la combinación de Data Highway Plus (DH+) y E/S remotas. Se utiliza para la transferencia de datos en tiempo real de datos críticos para el tiempo, así como de datos no críticos para el tiempo, entre E/S o procesadores de la misma red. Puede comunicar hasta un máximo de 99 nodos con una velocidad de transferencia de datos de cinco millones de bits por segundo. Fue diseñado para ser utilizado tanto a nivel de dispositivo como de campo en sistemas de automatización industrial. Proporciona redundancia de medios y comunicación en todos los nodos de la red. Modbus Es un protocolo de sistema abierto que puede funcionar en una variedad de capas físicas. Es el protocolo más utilizado en aplicaciones de control industrial. Es una técnica de

Página 293 de 313

comunicación en serie que proporciona una relación maestro/esclavo para la comunicación entre dispositivos conectados en red. Puede ser implementado en cualquier medio de transmisión, pero más comúnmente utilizado con RS232 y RS485. El Modbus serial con RS232 o RS485 (como capas físicas) facilita la conexión de dispositivos Modbus al controlador (como un PLC) en una estructura de bus. Puede comunicarse entre un maestro y varios esclavos, hasta 247 con una velocidad de transmisión de datos de 19,2 kbits/s. Una nueva versión de Modbus TCP/IP utiliza Ethernet como capa física que facilita el intercambio de datos entre los PLC en diferentes redes. Con independencia del tipo de red física, facilita un método de acceso y control de un dispositivo por otro. Profibus Es

una

las redes

campo

abierto más

conocidas

ampliamente

implementadas. Estas redes se utilizan principalmente en los campos de la automatización de procesos y de la automatización de fábricas. Es más adecuado para tareas de comunicación complejas y aplicaciones en las que el tiempo es un factor crítico. Existen tres versiones diferentes de Profibus: ProfibusDP (Periferia

Descentralizada), Profibus-PA (Automatización

Procesos)

y Profibus-

FMS (Especificación de Mensajes de Bus de Campo). Profibus-DP es un estándar de comunicación de bus de campo abierto que utiliza la comunicación maestra/esclavo entre dispositivos de red. Utiliza tecnologías de transmisión RS485 o de fibra óptica como medio de capa física. Se utiliza principalmente para proporcionar comunicación entre controladores y E/S distribuidas a nivel de dispositivo. Profibus-PA está especialmente diseñado para la automatización de procesos. Se recomienda utilizar las redes Profibus-PA en áreas intrínsecamente seguras. Estas redes permiten que los sensores, actuadores y controladores se conecten a un único bus común, que proporciona comunicación de datos y alimentación a través del bus. Estas redes utilizan

capa

física Manchester

Bus

Powered (MBP)

basada

norma

internacional IEC 61158-2. Profibus-FMS es un formato de mensajería multimaster o peer-to-peer que permite a las unidades maestras comunicarse entre sí. Es una solución de propósito general que realiza tareas de comunicación en el nivel de control, especialmente en el subnivel de celda para facilitar la comunicación entre PCs maestros. Lo más común es que FMS y DP se utilicen simultáneamente en el modo COMBI en situaciones en las que se utiliza un PLC junto con un PC. En este caso, el maestro primario

Página 294 de 313

se comunica con el maestro secundario a través del FMS, mientras que el DP transfiere los datos de control de la misma red a los dispositivos de E/S. Bus de campo – Fieldbus Foundation Es un estándar de bus de campo abierto diseñado especialmente para satisfacer las exigencias de misión crítica en entornos intrínsecamente seguros. Es un tipo de LAN para instrumentos y controladores compatibles con Fielbus Foundation que se utilizan en las industrias de fabricación y procesos. Es un protocolo digital bidireccional estándar definido por la capa física intrínsecamente segura IEC 61158-2 (para FF H1) y compatible con equipos Ethernet.

1.16 Redes con PLC Las redes PLC, de sus siglas en inglés Power Line Communications, son dispositivos que aprovechan la instalación eléctrica para transmitir datos a alta velocidad. En pocas palabras, se trata de una tecnología que convierte cada toma de corriente en una conexión a Internet. En este sentido, y mediante el filtrado de frecuencias, las redes PLC son capaces de ofrecer velocidades de conexión similares a las de un cable ethernet, separando la información digital de la red eléctrica. ¿Cómo surgió esta tecnología? Esta tecnología nació, hace casi 20 años, como una nueva alternativa a lo que era el ADSL o la Fibra Óptica. Sin embargo, debido a los altos costes de los equipos, la infraestructura necesaria por parte de las comercializadoras y la corta duración de la vida útil de las instalaciones, este prometedor sistema no llegó a desarrollarse para un acceso global a Internet. Sin embargo, y a pesar del fracaso de este tipo de redes como tecnología de acceso a la Red, se aprovecharon los avances realizados en este tipo de sistemas y se creó una red LAN que utilizaría la instalación eléctrica para dar un acceso a Internet a los usuarios de una conexión local. ¿Cómo funcionan las redes PLC? Es una computadora industrial que usa la ingeniería para la automatización de procesos y tiene como finalidad, que las máquinas desarrollen efectivamente todos los sistemas que la componen. Gracias a estas bondades los PLC se han convertido en una herramienta fundamental para el desarrollo tecnológico de las industrias y todo el entorno social.

Página 295 de 313

Casa con red de PLC Fuente: https://www.killmybill.es/redes-plc-internet-toma-electrica/

El funcionamiento de este tipo de sistemas es más simple de lo que podrías imaginar y se basa en el uso de adaptadores PLC Ethernet, los cuáles se conectan a la red eléctrica para transmitir la señal de Internet. Estos adaptadores PLC Ethernet funcionan en dos modos diferentes: Punto de Acceso y repetidores. Es decir, el adaptador que actúe como Punto de Acceso será aquel que controle la red de adaptadores PLC y el que se conecte al router. Por el contrario, el resto de adaptadores que se instalen en el hogar funcionarán en modo repetidor para seguir las instrucciones del Punto de Acceso y se conectarán a cada uno de los aparatos electrónicos que quieran acceder a la Red. ¿Cómo instalar una red PLC en casa? La instalación de una red PLC es sumamente sencilla y basta con que cuentes con al menos dos adaptadores PLC: uno para Punto de Acceso y otro para funcionar como repetidor. Luego, necesitas conectar un adaptador a la señal eléctrica y al router de la casa, y los otros a la toma de corriente y a cada dispositivo electrónico. ¡Atención! Es importante que el PLC vaya conectado de forma directa a la red eléctrica y que no utilices ningún tipo de regleta o ladrón. El siguiente y último paso será seguir las instrucciones de cada fabricante, las cuáles debieran venir incluidas con el pack de adaptadores que hayas comprado. ¿A qué tipo de aparatos se puede conectar?

Página 296 de 313

Si vives en una casa grande, con más de un piso, muros antiguos o muchos aparatos conectados a la red eléctrica debes saber que el PLC es una tecnología que se podría adaptar muy bien a tus necesidades. Las redes PLC te ofrecen una conexión a Internet en una amplia gama de dispositivos, tales como: 

Ordenadores



Ordenadores portátiles



Videoconsolas



Televisores con acceso a la red (Smart TV)



Sistemas de sonido



Centros multimedia (reproductores de red o streaming)

¿Cómo elegir el dispositivo adecuado? Teniendo en cuenta algunas cosas básicas como el diseño, la velocidad y el tipo de conexión. Diseño → Hoy por hoy existe una gran variedad de diseños y estilos. En este sentido, si tienes una casa moderna y minimalista y no quieres que el adaptador PLC cree un choque de armonía, lo mejor será conseguir un modelo de estas características. Velocidad → Sin duda, este es el punto más importante a tener en cuenta. En efecto, la velocidad dependerá del tipo de banda ancha que tengas en casa. Es importante que sepas que, actualmente, la mayoría de las conexiones disponen de 10 Mbps, 20 Mbps, 30 Mbps o 100 Mbps de descarga en el caso de las conexiones de fibra óptica. En este sentido, deberás adquirir un adaptador PLC que te otorgue al menos la velocidad que ya posees en tu conexión a Internet. Tipo de conexión → La gran mayoría de adaptadores PLC se conectan mediante un puerto Ethernet, sin embargo, existen en el mercado otras alternativas en donde puedes utilizar un puerto USB para la conexión.

1.17 Control del PLC desde pantalla Táctil Paneles táctiles TP070 y TP170 micro El OP 73micro y TP 177micro son paneles diseñados para las aplicaciones del Micro PLC S7--200 SIMATIC, ofreciendo funciones de operación y supervisión para máquinas y plantas pequeñas. Los breves tiempos de configuración y puesta en marcha, así como su configuración en WinCC flexible son importantes ventajas de estos paneles. Además,

Página 297 de 313

soportan hasta 32 idiomas de configuración y cinco idiomas en línea, incluyendo los juegos de caracteres asiático y cirílico. Las dimensiones de montaje del panel de operador OP 73micro con su display gráfico de 3” son compatibles con el OP3 y TD 200. El panel táctil TP 177micro sustituye el panel táctil TP 070/TP 170micro. Se puede montar verticalmente para uede montar verticalmente para integrar aplicaciones adicionales. Ello permite utilizarlo incluso si se dispone de poco espacio

Paneles táctiles y de operador Fuente: https://www.west-l.com/uploads/tdpdf/s7-200_esp_man.pdf

1.18 Software interactivo Simatic Step7 STEP 7, o S7, es un software de programación del PLC (controladores lógico programable) SIMATIC-S7, de Siemens. El S7 es el sucesor de S5 (para el PLC SIMATIC-S5), que está ampliamente extendido en toda Alemania. Los autómatas SIMATIC constituyen un estándar en la zona, compitiendo en primera línea con otros sistemas de programación y control lógico de autómatas, según la norma IEC 61131-3. Professional TIA-Portal V15. Software para programación y simulación de programas de PLC para controladores Siemens S7-1500/1200/300/400. 

Lista de instrucciones (STL)



Diagrama de funciones (FUN)



Diagrama de contactos (LDR)



Texto estructurado STEP 7-SLC



Diagrama de funciones secuenciales STEP 7-GRAPH



Realización de soluciones en red con SIMATIC S7-1500/1200/300/400, SIMATIC WinAC, SIMATIC Basic Panels



Software de simulación S7-PLCSIM

Página 298 de 313



Software y documentación suministrados en DVD



Licencia flotante suministrada en un dispositivo de memoria USB



Idiomas (de/en/fr/sp/it/cn)



Estructura de la memoria. A grandes rasgos la memoria del autómata va a ser dividida en las siguientes partes: o Imagen de las E/S. o E/S de la periferia o Marcas o Valor y estado de temporizadores y contadores



Módulos de datos (DB) Datos temporales que se pierden al final de cada ciclo.



Imagen de E/S Las imagenes de las entradas y las salidas no son mas que las señales E o A que se usan en el programa. Son eso, imágenes, ya que no leemos el valor instantáneo de la entrada o forzamos instantáneamente la salida, sino que leemos en el caso de las entradas el valor de la entrada física cuando se refrescó la imagen de las entradas antes de comenzar el nuevo ciclo del OB1 (programa principal). Igualmente, en el caso de las salidas, cuando el programa pone a uno o a cero una salida no lo está haciendo inmediatamente, sino que está dando valor a la imagen de la salida, y esta imagen de la salida será volcada a las salidas reales antes de comenzar un nuevo ciclo del OB1.



E/S de la periferia. A diferencia del caso anterior, se puede leer directamente el valor actual de cualquier sensor. Para ello debemos leerlos en bytes (PEB), word (PEW) o doble word (PED) ya que el acceso no puede ser directo a un bit en concreto (a diferencia de las imagenes de E/S). Igualmente pasa con las salidas, que podemos forzar el estado de las salidas de forma inmediata accediendo a las salidas de periferia (PAB,PAW,PAD)

Página 299 de 313



Marcas Las marcas son variables indexadas y globales, por tanto no hay que declararlas, pero si es conveniente darles un nombre y tipo (entero, doble, real..). Se les puede dar valor dentro de cualquier parte del programa. Dependiendo de la CPU esta área es mayor o menor. Los valores pueden ser remanentes tras el apagado del PLC o volátiles (se pierden tras apagar el PLC). Su acceso puede ser desde bit hasta un áncho indeterminado si se usan punteros de área.



Temporizadores y contadores. La programacion en Step7 tiene la peculiaridad de tener temporizadores de dos tipos: por software (IEC) y temporizadores S7 (o llamados también de S5 ya que existían ya en la versión anterior). Estos últimos son temporizadores hardware y son limitados dependiendo de la CPU (por ser hardware), no así los IEC que, por ser creados por software, la limitación es la propia memoria disponible, pero no hay un número determinado de ellos. Los contadores pues son eso, elementos usados para contar o decontar cantidades.



Módulos de datos (DB). Son áreas de memoria que, a diferencia de las marcas, está definidas por el usuario. Pueden ser de longitudes dispares y con contenidos de todo tipo. Las variables contenidas en los DB son remanentes por defecto al apagado del PLC.



Variables temporales. Son variables que se declaran dentro de los módulos que sirven para realizar cálculos intermedios y locales que no necesitan ser usados más allá del módulo en cuestión y en el ciclo en el que son llamadas o tratadas.

Requisitos del sistema o Windows 7 (64-bit) Professional/Enterprise/Ultimate SP1 o Windows 10 (64-bit) Professional/Enterprise 1703

Página 300 de 313

Recomendaciones del sistema o Core i5-6640EQ, 3,4 GHz o 16 GB RAM o 1920 x 1080 Pixel o SSD, 50 GB de espacio libre en el disco duro o Se pueden efectuar modificaciones técnicas. Los centros de formación profesional y los centros de trabajo que colaboran con éstos tienen licencias especiales.

Página 301 de 313

Fuentes de información Grupo 1: https://www.simbologia-electronica.com/simbolos-electricos-electronicos/simbolosreles.htm https://automatismoindustrial.com/curso-variadores-de-frecuencia/instalacionvariadores-de-frecuencia/ https://www.google.com/search?q=Diagramas+de+Conexi%C3%B3n+de+motores +trif%C3%A1sicos+con+logo+y+PLC&sxsrf=ALeKk00WX0qPVPvaG28AC4MqfmRRCCCkyw:1 625118988948&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwie3LaAmMHxAhWlmoFHYCfCS4Q_AUoAXoECAEQAw&biw=1514&bih=703#imgrc=EkvbXJ0NvbXorM http://www.udb.edu.sv/udb_files/recursos_guias/electronica-ingenieria/automatasprogramables/2019/i/guia-1.pdf https://www.scribd.com/doc/236918349/ARRANQUE-DIRECTO-CADE-SIMU-pdf https://www.shutterstock.com/es/search/control+el%C3%A9ctrico https://www.pinterest.es/pin/817684876067262245/ https://www.ecured.cu/Circuitos_de_fuerza_y_de_mando_de_un_motor_trif%C3%A 1sico https://siemenslogo.com/module/ph_simpleblog/module-ph_simpleblogsingle?sb_category=general&rewrite=que-es-un-siemens-logo http://codigoelectronica.com/blog/que-es-un-plc-siemens-logo

Página 302 de 313

https://www.industriaaldia.com/guia-deproveedores/quantum/calibracion-y-certificacion-de-instrumentos-de-precision https://www.bloginstrumentacion.com/instrumentacion/lacalibracion-de-la-instrumentacion-industrial/ https://www.akribis.info/web/los-sensores-de-temperatura-masusados-en-la-industria/?v=d72a48a8ebd2 https://es.scribd.com/doc/273038537/Sensores-Industriale https://www.slideshare.net/KevinCaballero5/criterios-de-seleccionde-sensores https://docplayer.es/93460208-Universidad-nacional-de-ingenieriafacultad-de-electrotecnia-y-computacion-departamento-de-electronica.html http://www.rodamovimiento.com/index.php/nuestros-servicios/10servicio-3 https://bookdown.org/alberto_brunete/intro_automatica/combinacionales.html https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/ELECTRONICA%20BASICA.htm http://myelectronic.mipropia.com/analogica.html?i=1 http://www.electronicasi.com/ensenanzas/electronica-avanzada/electronicaformacion-profesional/equipos-electronicos-de-consumo/electronica-digital-ymicroprogramable-sistemas-digitales/ https://www.amazon.com/-/es/Siemens-6ed10521fb000ba6-Logo-230rc-200Bloques/dp/B013HVBC14 https://edimar.com/programa https://edimar.com/programacion-en-plc/ https://www.youtube.com/watch?v=o28Fb4fBNuE

Página 303 de 313

http://www.grupomaser.com/PAG_Cursos/Step/step7/Proyecto%20step7/paginas/contenido/step7/7/2.9.1. 2.htm https://siemenslogo.com/blog/general/que-son-fup-y-kop-en-siemens-logo https://programacionsiemens.com/step-7-awl-fup-kop-cual-elijo/ https://d.facebook.com/AutomatizacionEnergia/photos/a.736987806387118/10694 36209808941/?type=3&p=6 http://panamahitek.com/entradas-y-salidas-analogicas-y-digitales/ https://electrinblog.wordpress.com/2016/04/25/post-3/ http://www.sapiensman.com/control_automatico/ https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html https://codisin.com/product-detail/contadores-digitales/ http://acimaser.com/temporizadores-6/ https://www.tecnoplc.com/wp-content/uploads/2018/02/Ejemplo-de-marcas-utilizadas-sin-s%C3%ADmbolosen-S7-200..png.webp https://www.tecnoplc.com/wp-content/uploads/2018/02/Tabla-de-s%C3%ADmbolos-en-S7-200-definida-comoUSUARIO1..png.webp https://www.tecnoplc.com/wp-content/uploads/2018/02/S%C3%ADmbolos-definidos-en-la-tabla..png.webp https://www.tecnoplc.com/wp-content/uploads/2018/02/Todav%C3%ADa-no-se-han-aplicado-loss%C3%ADmbolos-al-proyecto..png.webp https://www.tecnoplc.com/wp-content/uploads/2018/02/S%C3%ADmbolos-aplicados-alproyecto..png.webp https://vestertraining.com/wp-content/uploads/2021/03/plc-sensores.jpg https://vestertraining.com/wp-content/uploads/2021/03/plc-pieza-sensor.jpg https://www.generatecnologias.es/images/plc.gif

Página 304 de 313

https://lh3.googleusercontent.com/proxy/C5k71l_kLN3mIVNBXZ6PeLFXAes5COPl2dX KGoFXTmTwNTz6p8FAjycx0126UjsQ90vQcz0KNkiLAk8bhjbzb4CKGs_wKx4BVMxZyxsLPW9oye myr8VNQUj8TnHtYBtnQ https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f3/Siemens_Simatic_S7-416-3.jpg/220pxSiemens_Simatic_S7-416-3.jpg https://image.jimcdn.com/app/cms/image/transf/none/path/s8e034de22b40c2e9/image/i593d2fd2dc 186c7b/version/1393959340/plc-siemens-s7-200-descargar-microwin.jpg http://plcdesign.xyz/wp-content/uploads/2016/12/automatizacion-con-plc-diciembre2.jpg https://www.conectronica.com/images/stories/CONECTRONICA241/rele-phoenix-PLClogic-w.jpg https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bf/Circuito_combinacional.svg/220pxCircuito_combinacional.svg.png http://www.aldakin.com/wp-content/uploads/2017/07/Aplicaciones-PLC-industria-moderna-Aldakin.jpg https://www.tecnoplc.com/wp-content/uploads/2016/10/Componentes-software-utilizados-en-el-ejemplotemporizadores-comparaciones..jpg https://i.ytimg.com/vi/8tQFA6PDNBI/maxresdefault.jpg

https://www.autycom.com/wp-content/uploads/2019/07/contactor-siemensautycom.jpg https://i.ytimg.com/vi/xxfrKwa3tG0/maxresdefault.jpg http://www.automaticaeinstrumentacion.com/images/showid/4321082 https://www.electricalchile.cl/imgmainlogoaq.png https://1.bp.blogspot.com/-YGygLOFjHTE/W74W4rplFI/AAAAAAAACp8/YcbajIOaqn4Mfop2qUp5EadiKbOTeL0lwCLcBGAs/s1600/Slide2_Pic1_63 6151254643111286.jpeg https://admin.electrotec.pe/elements/images/image-articledc1a2b5a3983aa657ece9c952ca1245a.png https://admin.electrotec.pe/elements/images/image-article2497423f6781674eb28070b5af011d04.png

Página 305 de 313

https://admin.electrotec.pe/elements/images/image-articlec4b250281017bee03802d197c09c1524.jpg https://4.bp.blogspot.com/_vNFu_XRRH84/SSHLZTdLZHI/AAAAAAAAD84/ZnF5W3bOnQ/s400/resistencias+002.jpg https://4.bp.blogspot.com/_vNFu_XRRH84/SSHRZ5spykI/AAAAAAAADo/n0BsemDV9yw/s400/PTC.jpg https://2.bp.blogspot.com/_vNFu_XRRH84/SSHLIy6vhaI/AAAAAAAAD8o/beMUPE65G0/s400/35NTC_sub.gif https://www.edu.xunta.gal/centros/iesblancoamorculleredo/aulavirtual/pluginfile.p hp/7043/mod_imscp/content/1/resistenciasvariables.JPG https://comofunciona.co.com/wp-content/uploads/2016/09/Como-funciona-unatermocupla.jpg https://i.ytimg.com/vi/P4Y8lgWiUBA/hqdefault.jpg https://www.editoressrl.com.ar/sites/default/files/aa3_svs_consultores_termocuplas_1.JPG https://fundacioncarlosslim.org/wp-content/uploads/2020/06/fundamentoselectronica-digital-1.jpg http://www.aldakin.com/wp-content/uploads/2017/07/PLC-en-la-industriaAldakin.jpg https://imgv2-2f.scribdassets.com/img/document/37427188/original/f78c6848b4/1624249638?v=1 https://www.ingmecafenix.com/wp-content/uploads/2018/01/PLC-nano300x252.jpg https://www.ingmecafenix.com/wp-content/uploads/2018/01/compacto300x225.jpg

Página 306 de 313

https://www.ingmecafenix.com/wp-content/uploads/2018/01/modular.jpg https://rockwellautomation.scene7.com/is/image/rockwellautomation/ControlLogix 5580-CompactLogix5380-Micro870-MLX1400-CollageImages4.2560.png https://www.solerpalau.com/es-es/blog/wpcontent/uploads/2020/01/Small_variable-frequency_drive.jpg http://panamahitek.com/wpcontent/uploads/2015/12/FR2B8NPG0AMJ75C.MEDIUM.jpg?is-pending-load=1

http://panamahitek.com/wp-content/uploads/2015/12/entradas-y-salidasdigitales-768x559.jpg https://blogsaverroes.juntadeandalucia.es/sierramagina/files/2016/02/digital3.pdf https://blogsaverroes.juntadeandalucia.es/sierramagina/files/2016/02/digital3.pdf

Grupo 2: https://castelomega.com/Mantenimiento/Mantenimiento-Preventivo-de-MotoresElectricos.html https://es.slideshare.net/luiscercado/conexion-motores https://coparoman.blogspot.com/2016/11/terminales-del-motor-monofasico-de-fase.html

https://www.zuendo.com/smartblog/39_Como-conectar-un-motorel%C3%A9ctrico-monof%C3%A1sico-2.html https://unicrom.com/motor-universal-funcionamiento-velocidad/ https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continua#:~:text=El%20motor%20d e%20corriente%20continua,acci%C3%B3n%20de%20un%20campo%20magn%C3%A9tico https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_alterna

Página 307 de 313

https://coparoman.blogspot.com/2016/11/ https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continua#:~:text=El%20motor%20d e%20corriente%20continua,acci%C3%B3n%20de%20un%20campo%20magn%C3%A9tico

https://www.google.com/search?q=motores+bif%C3%A1sicos&client=firefox-bd&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwir78nukcHxAhWhk2oFHVjICdQQ_AUoAXo ECAEQAw&biw=1600&bih=796 https://www.google.com/search?q=+motor+bifasico https://www.google.com/search?q=tipos+de+motores+bifasicos https://www.google.com/search?q=conexion+scott

https://www.zuendo.com/smartblog/39_Como-conectar-un-motorel%C3%A9ctrico-monof%C3%A1sico-2.html https://sites.google.com/site/yoloswag5aml

https://www.ingmecafenix.com/electronica/el-capacitor/

https://static.weg.net/medias/downloadcenter

https://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_de_arranque

https://www.solucionesyservicios.biz/Condensadores-permanentes

https://www.e-guasch.com/onlinedocs/catalogue/appnotes/AN110627_c.pdf

Página 308 de 313

https://www.simbologia-electronica.com/simbolos-electricos-electronicos/simboloscondensadores-electricos.htm

MANTENIMIENTO DE MOTORES ELÉCTRICOS. – Solumant Conexión y arranque de los motores trifásico (inesem.es) Conexion y Diagramas Motores Electricos | Motor eléctrico | Relé (scribd.com) UNIDAD 2 (wordpress.com) Sensores en la automatización industrial: por qué son importantes (cursosaula21.com) Interpretación de esquemas de automatismos eléctricos (certicalia.com) (https://www.edrawsoft.com/, 2017) Diagrama Eléctrico Básico (edrawsoft.com) Funcionamiento de un motor mediante pulsadores, marcha-paro. | Formación para la Industria 4.0 (automatismoindustrial.com) https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Faprendeelectricidadyelectr onica.com%2Fautomatizacion-industrial%2Fcambio-de-giro-motortrifasico&psig=AOvVaw1N8iz4Eq0VzZJNOalbJ_w&ust=1625190806578000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwjUj 4LX4cDxAhVOQEIHHcY_CD0Qr4kDegQIARAR Motor Trifasico Aprende Facil (areatecnologia.com) 3.3.- Esquemas eléctricos. (xunta.gal) https://www.google.com/imgres?imgurl=https%3A%2F%2Fwww.editoressrl.com.ar%2Fsites%2Fdefault%2Ffiles%2Fie338_farina_motores_6.PNG&imgrefurl=https%3A% 2F%2Fwww.editoressrl.com.ar%2Frevistas%2Fie%2F338%2Fsi_farina_motores_trifasicos&tbnid=z-

Página 309 de 313

ixLlf3SYZhtM&vet=12ahUKEwimyMO7x8DxAhUPeTABHUrOChUQMygJegUIARDGAQ..i&doci d=oQ0LmV1MhwBx2M&w=689&h=400&q=pasos%20para%20instalar%20motor&ved=2ahU KEwimyMO7x8DxAhUPeTABHUrOChUQMygJegUIARDGAQ https://www.solerpalau.com/es-es/blog/variador-de-frecuencia/ https://techlandia.com/tipos-variadores-frecuencia-lista_392995/ http://www.electroclub.com.mx/2020/09/conexiones-basicas-para-el.html

Grupo 3: https://www.roydisa.es/wp-content/uploads/2015/01/Motor-weg.jpg https://www.roydisa.es/wp-content/uploads/2015/01/Placa-de-un-motorel%C3%A9ctrico.png https://revistadigital.inesem.es/gestion-integrada/files/2015/11/motor_jaula_ardilla223x146-custom.jpg https://revistadigital.inesem.es/gestion-integrada/files/2015/11/ScreenHunter_29Nov.-09-12.30.jpg https://www.monografias.com/trabajos102/los-mandos-electricos/img2.png https://www.monografias.com/trabajos102/los-mandos-electricos/img5.png https://www.monografias.com/trabajos102/los-mandos-electricos/img4.png https://www.monografias.com/trabajos102/los-mandos-electricos/img5.png https://unlp.edu.ar/frontend/media/29/33729/08e425f5255f47f7fd9e7dbc92ee7dfe. pdf https://blog.reparacion-vehiculos.es/hsfs/hubfs/PORTADA_MONOF%C3%81SICOS_iStock1278402486.jpg?width=787&name=PORTADA_MONOF%C3%81SICOS_iStock1278402486.jpg

Página 310 de 313

https://unicrom.com/conversion-estrella-delta-y-delta-estrella/ https://areatecnologia.com/electricidad/rele-temporizador.html https://www.areatecnologia.com/electricidad/contactor.html https://bricos.com/2012/11/temporizadores-clases-y-funcionamiento/ file:///C:/Users/pc/Desktop/DOCUMENTOS%206TO%20ELECTRICIDAD/TEMARIO%20TE CNICO/Manual_es_ES.pdf https://www.electricalchile.cl/plclogosiemens7.php https://siemenslogo.com/module/ph_simpleblog/module-ph_simpleblogsingle?sb_category=general&rewrite=que-son-fup-y-kop-en-siemens-logo https://www.areatecnologia.com/electricidad/plc-logo.html http://logicaycontrol.blogspot.com/2013/01/semaforo-para-control-de-trafico.html https://3.bp.blogspot.com/ykxg3P7dyUk/XOQa_ILDjQI/AAAAAAAAHxw/rbN4S754Hvgv6Dsgh0UqtH4HGAdQBiAXgCLc BGAs/s1600/Figura%2B2.jpg https://4.bp.blogspot.com/joUGYJ3XTYs/XOQfNzHWa3I/AAAAAAAAHx8/n2af5nT1BQY6Bm8jNws_IWEwg9DZ4T0wCLcBGAs/s1600/Figura%2B3.jpg https://3.bp.blogspot.com/-FkbwB7sri0Y/XOQwXYBa8I/AAAAAAAAHyI/dx5q6KFtQhI6Awzw4Zc9niA9H5kSYU_CwCLcBGAs/s1600/Figura%2B4.jpg https://sites.google.com/site/microcontroladoreselec/proyecto/cambio-de-girode-un-motor-dc/listado%20de%20materiales.jpg?attredirects=0 https://sites.google.com/site/microcontroladoreselec/proyecto/cambio-de-girode-un-motor-dc/cdgdmbjt.png?attredirects=0

Página 311 de 313

https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/diodos-o-rectificadores1194317051645541-4-thumbnail-4.jpg?cb=1194288253 https://www.planetaelectronico.com/images/productos/diodo-rectificador-bb1121-10325.jpeg https://www.areatecnologia.com/electronica/imagenes/rectificador-trifasico.jpg https://www.areatecnologia.com/electricidad/imagenes/reles.jpg https://www.areatecnologia.com/electricidad/imagenes/releelectromagnetico.jpg https://image.slidesharecdn.com/elrelevador-120627001025-phpapp01/95/elrelevador-18-728.jpg?cb=1340756772 https://www.electricalchile.cl/imgtimerlogo21.png https://www.electrical4u.net/wp-content/uploads/2018/11/off-delay-timer-1.png https://unicrom.com/wp-content/uploads/xndrx2.jpg https://image.slidesharecdn.com/cursodeintroduccinaarduino-131205082525phpapp02-151029031611-lva1-app6892/95/diferentes-tipos-de-arduino-5638.jpg?cb=1446088705 https://lh4.ggpht.com/-wfDZqHfRC4g/VRdz2lISKI/AAAAAAAAAOI/kCs0cutum7w/s1600/CYMERA_20150328_223459.jpg https://www.logicbus.com.mx/imagenes/articulo/NOT_.jpg https://www.logicbus.com.mx/imagenes/articulo/NAND_.jpg https://www.logicbus.com.mx/imagenes/articulo/NORC.png https://www.logicbus.com.mx/imagenes/articulo/IF_.jpg https://1.bp.blogspot.com/j4nqy8965Ac/VRhEA9M7wvI/AAAAAAAAAPM/YJCTW6ZG5Gg/s1600/UNOOOOO.jpg

Página 312 de 313

https://1.bp.blogspot.com/j4nqy8965Ac/VRhEA9M7wvI/AAAAAAAAAPM/YJCTW6ZG5Gg/s1600/UNOOOOO.jpg https://3.bp.blogspot.com/na5o_7mjvYw/VRhEOvqtMbI/AAAAAAAAAPc/SFP7ABhrXWU/s1600/TRESSSSSSSSSSS.jpg https://www.logicbus.com.mx/imagenes/articulo/form7.jpg https://www.logicbus.com.mx/imagenes/articulo/XNOR_.jpg

Grupo 4: https://srcsl.com/que-es-un-plc/ https://repositorio.pucesa.edu.ec/bitstream/123456789/206/1/75331.pdf https://www.ecured.cu/Circuitos_de_fuerza_y_de_mando_de_un_motor_trif%C3%A 1sico https://gtecnologica.com/la-automatizacion-funciones-y-claves-para-el-desarrollotecnologico/ https://vidmargroup.com/2018/01/la-automatizacion-de-procesos-industriales/ https://masvoltaje.com/simatic-s7-1200/1199-simatic-s7-1200-cpu-1214c-cpucompacta-dc-dc-rele-6940408101319.html https://www.euautomation.com/cl/automated/article/plc-pac-o-ipc http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/7573/1/04%20MEL%20010%20TRA BAJO%20GRADO.pdf http://www.electroclub.com.mx/2020/07/programa-1-basico-en-un-plc-arranquey.html http://www.electroclub.com.mx/2020/07/programa-1-basico-en-un-plc-arranquey.html

Página 313 de 313

http://www.sc.ehu.es/sbweb/webcentro/automatica/Step7/paginas/contenido/st ep7/7/2.9.1.1.htm https://www.killmybill.es/redes-plc-internet-toma-electrica/ https://www.west-l.com/uploads/tdpdf/s7-200_esp_man.pdf