Capitulo I: Sistemas Eléctricos 1.1 Introducción Hoy Hoy día día estamo estamoss rodea rodeados dos por tod todas as parte partess de máqui máquinas nas autom automát ática icass que realizan procesos industriales. En este capítulo se tratan las maniobras que se suceden una después de otra, generalmente en función de finales de carrera, presostatos, etc. En este Texto se dedica exclusivamente al funcionamiento de los circuitos y las nociones de la construcción de los circuitos de fuerza y control de un Sistema Eléctrico, mediante la utilización del Software Automation Studio 5.0. 5.0. El estudiante no solo tiene que montar montar los circui circuitos tos en este este Softwar Software, e, si no que se puede puede provoc provocar ar averías averías y localizarlas por los síntomas que se presentan en los circuitos construidos.
1.2 Clasificación de los “Sistemas Secuenciales”
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1.3 Automatización Eléctrica Basado en el empleo de relés o contactores. Relé: Actúa como intermediario para alimentar un determinado circuito en función de una señal externa. Se compone de: bobina, conjunto magnético y contactos. Cuando la bobina recibe tensión, el conjunto magnético bascula consiguiendo que los contactos cambien de posición. Contactor: funcionalmente equivalente a un réle, pero más robusto para soportar mayores tensiones y corrientes de cara a su aplicación industrial
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Circuito electromagnético de un relé: Puede trabajar en corriente continua o corriente alterna Estructura: - Núcleo: chapa magnética aislada - Armadura: chapa magnética aislada - Bobina: En alterna se coloca una espira de sombras para evitar la vibración por los pasos por cero de la corriente alterna • Los contactos pueden esta normalmente abierto o normalmente cerrados.
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Componentes de la Automatización
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1.4 Símbolos de Controles Eléctricos (JIC Standard)
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1.5 Símbolos de Controles Eléctricos (IEC Standard)
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1.6 Álgebra de Boole Automatismos cableados
Introducción • • • • •
Se ha modelado la realidad como 0’s y 1’s La salida es una función de las entradas ¿Cómo se forma la función? Álgebra de Boole ¿Cómo se simplifica? Álgebra de Boole ¿Cómo se implanta? Depende de la tecnología elegida
Álgebra de Boole -
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Un álgebra está definida por: Un conjunto de elementos K - Un conjunto de operaciones Ø que actúan los miembros de K y que cumplen unas ciertas propiedades. •
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El Álgebra de Boole (caso más simple) se define por:
Un conjunto B con sólo dos elementos { 0, 1} Un conjunto de operaciones (lógicas) {+, . , ‘} definidas sobre B * 2 operaciones binarias ( f(x,y) ): (+) función suma, función O, función OR
.
( ) función multiplicación, función Y, función AND * 1 Operación monaria ( f(x) ): ( ‘ ó ) función negación, función NO, función NOT - tales que para X, Y, Z B se cumplen las siguientes propiedades: Postulados de Huntington
Postulados (aximas) de Huntington •
Conjunto cerrado:
- x .y
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Ley conmutativa:
-x+y=y+x - x. y =y. x
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Ley asociativa:
- (x + y) + z = x + ( y + z) - (x . y ). z = x . ( y . z )
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Ley distributiva:
- (x + y) . z = x . z + y . z - x + y . z = (x + y) . (x + z)
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Identidad:
-x+0=x - x. 1 =x
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Complemento:
- x + x’ = 1 - x . x’ = 0
B,
x+y
Definición operaciones básicas / tablas de verdad
B,
x’
B
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•
Función suma lógica, O o OR Para activar la salida, a o b tienen que estar activas
•
Función producto lógico, Y o AND Para activar la salida, a y b tienen que estar activas
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Función complemento, NO o NOT
Variables, expresiones lógicas, tablas de verdad -
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Variable lógica (booleana) Variable perteneciente a B. Por tanto, sólo puede tener dos valores: 0 y 1 •
Expresión (función) lógica (booleana) Combinación de variables lógicas pertenecientes a B y de operaciones lógicas (+ paréntesis): f = x.y + x.y’z + x’y.z Formas estándar de representación: Producto de sumas y Suma de productos Tabla equivalente. x y z f 0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 1 0 1 1 1
Equivalencia entre expresiones -
•
Dos expresiones son equivalentes si sus tablas de verdad son iguales f1 = a + b.c - f2 = ( a + b )( a + c) • O si se puede llegar de la una a la otra (ambas direcciones) f2 = (a+b)(a+c) = aa + ac + ba + bc = a + ac + ba + bc = a(1+ c + b ) + bc = a + bc a
b
c
a+b+c
(a+b)(a+c)
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 1 1 1 1 1
0 0 0 1 1 1 1 1
1.7 Simplificación mediante el método de Karnaugh
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-
•
Método gráfico muy útil para funciones de a 4 variables lógicas. Se basa en buscar términos adyacentes en la tabla de la verdad. - Los términos adyacentes son aquellos que tienen las mismas variables con el mismo estado de complemento, excepto una. xyz’ y xyz son adyacentes Los términos adyacentes se pueden simplificar fácilmente xyz’ + xyz = xy ( z’ + z ) = xy - Para buscar fácilmente los términos adyacentes se dispone la tabla de la verdad de tal forma que los valores de las variables de entrada vecinos resultan adyacentes. Esta tabla recibe el nombre de Tabla o mapa de Karnaugh. Ejemplo de simplificación por el método de Karnaugh • • •
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Construir el mapa de Karnaugh Colocar los ceros y unos de la tabla de verdad sobre el mapa de Karnaugh. Formar grupos (paralelogramos) con casillas que tienen 1, de tal forma que contengan el máximo número de elementos y éstos sea potencia de 2.
Casillas de un grupo pueden formar parte de otro. Cada grupo representa un producto. Éste está formado por las variables que no cambian de valor en dicho grupo. Si está a 1 la variable se escribe tal cual, y si está a 0, se complementa.
Ejemplo de simplificación por el método de Karnaugh
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• •
Combinación de entradas que nunca se dan. Pueden ser utilizadas para simplificar las funciones lógicas: se toma su valor como 1 o como 0, en función de lo que más interese.
1.8 Flujo-grama
14 1.9 Ejemplos de Arranque de motores - Aplicando el Sofware Automation Studio - Se incluye archivos realizados de cada ejemplo
Ejemplo 1
Ejemplo 2
15 Ejemplo 3
Ejemplo 4
16 Ejemplo 5
Ejemplo 6
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