DIPLOMADO MANTENCIÓN ELECTROMECÁNICA DE EQUIPOS MINEROS KOMATSU PALAS Y CAMIONES
Preparado Preparado por: Pablo Pablo Monsalves Monsalves C.
Nombre de la Unidad Temática Duración Objetivo de :
Contenidos
ELECTRÓNICA DE SENSORES APLICADOS A PALAS Y CAMIONES MINEROS KOMATSU KOMATSU (CÓDIGO: MECA-09-056) Total Horas Cronológicas: 8
Teóricas: 4 Pr P rácticas: 4
- Aplic plicar ar los funda ndament entos de ele electró ctróni nicca, para ara expl explic icar ar el funcio ncion namie amien nto y de los los senso ensorres de los los sist istema emas de contr ontrol ol ele electró trónic nico, util utiliz izad ados os en Pala Palass y Cami amiones ones Mine Minero ross KOMA KOMATS TSU, U, cum cumplie pliend ndo o rigu riguro rosa same ment nte e las las norm normas as de cali calida dad d y segu seguri rida dad d exigid exigidas as por el fabric fabrican ante. te. NÚCLEOS TEMÁTICOS
CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS Y ESPECIFICACIONES ESPECIFICACIONES DE LOS SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE PALAS Y CAMIONES DE MINERÍA KOMATSU Objetivo de los Sistemas Electrónicos de Control, aplicados a Palas y Camiones Mineros KOMATSU. Características Características de los sistemas de control electrónicos, aplicados en Palas y Camiones Mineros KOMATSU. Elementos de un Sistema de control electrónico Clasificación de los tipos de Sensores (presión, temperatura, posición, velocidad de MT, RPM, nivel, etc. ) Principios físicos de funcionamiento de los sensores Códigos de fallas Mediciones de magnitudes eléctricas para el diagnóstico de sensores. DIAGNOSTICO BÁSICO DE LOS SENSORES Ubicación y reconocimiento de los sensores en un sistema de control electrónico de Palas y Camiones Mineros KOMATSU Interpretación de los códigos de falla de los sensores, utilizados en sistemas de control electrónico de Palas y Camiones Mineros KOMATSU. Medición de magnitudes eléctricas con instrumentos para verificar el estado de funcionamiento de los sensores utilizados en sistemas de control electrónico de Palas y Camiones Mineros KOMATSU Utilización de protocolos de diagnóstico de los sensores, indicados en los Manuales de Servicio de Palas y Camiones Mineros KOMATSU. Uso de luces de tableros de instrumentos e información de pantallas de diagnóstico del equipo. Actividades de Aprendizaje. Evaluación.
H. T. 4
H. P. 4
Nombre de la Unidad Temática Duración Objetivo de :
Contenidos
ELECTRÓNICA DE SENSORES APLICADOS A PALAS Y CAMIONES MINEROS KOMATSU KOMATSU (CÓDIGO: MECA-09-056) Total Horas Cronológicas: 8
Teóricas: 4 Pr P rácticas: 4
- Aplic plicar ar los funda ndament entos de ele electró ctróni nicca, para ara expl explic icar ar el funcio ncion namie amien nto y de los los senso ensorres de los los sist istema emas de contr ontrol ol ele electró trónic nico, util utiliz izad ados os en Pala Palass y Cami amiones ones Mine Minero ross KOMA KOMATS TSU, U, cum cumplie pliend ndo o rigu riguro rosa same ment nte e las las norm normas as de cali calida dad d y segu seguri rida dad d exigid exigidas as por el fabric fabrican ante. te. NÚCLEOS TEMÁTICOS
CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS Y ESPECIFICACIONES ESPECIFICACIONES DE LOS SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE PALAS Y CAMIONES DE MINERÍA KOMATSU Objetivo de los Sistemas Electrónicos de Control, aplicados a Palas y Camiones Mineros KOMATSU. Características Características de los sistemas de control electrónicos, aplicados en Palas y Camiones Mineros KOMATSU. Elementos de un Sistema de control electrónico Clasificación de los tipos de Sensores (presión, temperatura, posición, velocidad de MT, RPM, nivel, etc. ) Principios físicos de funcionamiento de los sensores Códigos de fallas Mediciones de magnitudes eléctricas para el diagnóstico de sensores. DIAGNOSTICO BÁSICO DE LOS SENSORES Ubicación y reconocimiento de los sensores en un sistema de control electrónico de Palas y Camiones Mineros KOMATSU Interpretación de los códigos de falla de los sensores, utilizados en sistemas de control electrónico de Palas y Camiones Mineros KOMATSU. Medición de magnitudes eléctricas con instrumentos para verificar el estado de funcionamiento de los sensores utilizados en sistemas de control electrónico de Palas y Camiones Mineros KOMATSU Utilización de protocolos de diagnóstico de los sensores, indicados en los Manuales de Servicio de Palas y Camiones Mineros KOMATSU. Uso de luces de tableros de instrumentos e información de pantallas de diagnóstico del equipo. Actividades de Aprendizaje. Evaluación.
H. T. 4
H. P. 4
Objetivos Objetivo General: Identificar los tipos de sensores utilizados en el equipo, el principio de trabajo, especificaciones técnicas y diagnóstico de fallas f allas en camiones y palas Komatsu. Objetivos Particulares: Identificar componentes electrónicos: Pasivos Activos. Explicar el principio de trabajo de los sensores: Inductivos. Efecto Hall. Resistivos. Potenciometros. •
•
Objetivos •
Ubicar y reconocer los sensores en un diagrama de un sistema de control electrónico de palas y camiones: Sistema básico de control electrónico en camiones y palas.
¿ Que es un componente Pasivo?
Son dispositivos electrónicos que no aportan una ganancia o control de las señales eléctricas que los atraviesan, sino que su desempeño se reduce a la puesta en práctica de una propiedad eléctrica, como puede ser almacenar carga (condensadores) o presentar una determinada oposición al paso de la corriente, resistores, etc.
Componentes Pasivos
Componentes Pasivos
¿ Que es un componente Activo?
Son dispositivos electrónicos capaces de aportar una ganancia, amplificación o conmutación de las señales eléctricas. Los transistores, diodos y circuitos integrados, entre otros, son ejemplos de este tipo de dispositivos. Aunque en un vehículo estos componentes integran la parte interna de la unidad electrónica central (ECM), es importante reconocer sus símbolos.
ECM
COMPONENTES ACTIVOS
Introducción a los elementos electrónicos utilizados en camiones y palas INTERRUPTORES MANUALES 1 DE ARRANQUE 2 DE NEUTRALIZACIÓN DE LA TRANSMISIÓN 3 DE FRENO 4 DE EN MARCHA •
Aplicación de interruptores Manuales
Detención de 5 minutos (Opcional) Llave de contacto
Introducción a los elementos electrónicos utilizados en camiones y palas •
• • • • •
INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS POR PRESIÓN POR TEMPERATURA POR FLUJO POR NIVEL POR CAMPOS MAGNÉTICOS
Introducción a los elementos electrónicos utilizados en camiones y palas
Interruptores de Presión sistema de Frenos Camión 930 E Interruptor de Presión
Transductor o sensor de Presión
Tipos de Señales Señal Digital
Señal que toma sólo 2 estados: On / Off, sin valores intermedios.
Señal Analógica
Señal que toma distintos valores dentro de un rango definido de medición.
Son señales de voltaje y continuidad (ej: 0 / 5 Volts, 0 / 10 Volts )
Ej: de 4 a 20 mA, 0 a 10 Volts, 500 Ohms a 1.5 kOhms
Tipos de Sensores Utilizados en los camiones y Palas
Sensores Resistivos - De temperatura utilizados para medir: - Tº del aire . - Tº del aceite en el PTO (Pala) Señal característica
Sensores Inductivos - De velocidad
Señal Característica
señal análoga
Tipos de Sensores Utilizados en los camiones y Palas • •
•
Sensor de Velocidad de efecto Hall Utilizados para Captar la velocidad de las ruedas traseras del camión y detectar slide y spin. (Camiones) Utilizados en el camión para medir el paso de la corriente AC O DC. (Camiones) Señal característica digital
Tipos de Sensores Utilizados en los camiones y Palas
Potenciómetro - Utilizado para pedales de retardo y freno en camiones. - Señal Característica Señal analógica
Plano Control Electrónico de límite de carga Pala PC 5500 D Sistema de regulación electrónica de la bomba –
Sensor Nº 1 de velocidad Motor Diesel Nº1
Sensor Nº 2 de velocidad Motor Diesel Nº 2
Señales de entradas sensor Nº 1
Unidad de Control
Señales de salida
Señales de entradas sensor Nº 2
Actuadores (bombas)
Sensores Inductivos •
Los sensores inductivos se utilizan en los automóviles para medir velocidades de rotación o detectar la posición angular de un determinado elemento. Su principal ventaja es su reducido costo y simplicidad, mientras que su mayor inconveniente es la falta de precisión.
Componentes de un Sensor Inductivo •
• •
•
El sensor inductivo empleado en automoción está formado por: Un imán permanente. Una bobina envolviendo el imán permanente, y de cuyos extremos se obtiene la tensión. Una pieza de material ferromagnético que se coloca en el elemento en movimiento y sirve para detectar su paso cerca del sensor. Esta pieza puede tener varios dientes formando una corona.
Sensor Inductivo ●
Este sensor, genera una señal sinusoidal que es interpretada por el sistema de control.
Ubicación de sensores Inductivos en el sistema de propulsión y retardo Camión 830DC
Sensores de velocidad del motor de tracción
Sensores de velocidad del motor de combustión
Otras Aplicaciones de los sensores inductivos en los Camiones Sensores de velocidad
Pickup
Sensor de velocidad induc
En los camiones con motores DC se emplea un solo Rueda tipo dedentada sensor, que es el de dos hilos. En los camiones con motores AC se emplean en las ruedas posteriores los sensores de velocidad de siete hilos. (efecto Hall)
Otras Aplicaciones de los sensores inductivos en los Camiones Anillo rozante
El sensor de dos hilos Este sensor solamente envía información de la velocidad de la rueda. Posee tres hilos que corresponden: dos a la alimentación, y el tercero a la señal. Es llamado de dos hilos, pero debemos incluir el blindaje del cable como el conductor de tierra.
Sensor de velocidad Porta escobillas
Sensor de velocidad del alternador del camión 930E-4
Ubicación en el plano Eléctrico
Sensor de velocidad del alternador, camión 930E-4
Puntos de testeo (TB)
Sensores de velocidad de las ruedas DE delanteras, camión 830E AC SENSOR VELOCIDAD
RUEDA DENTADA
SENSOR DE VELOCIDAD
Sensores de efecto Hall •
Los sensores de efecto Hall se utilizan para medir velocidades de rotación o detectar la posición de un determinado elemento. Su principal ventaja es que pueden ofrecer datos fiables a cualquier velocidad de rotación. Y sus inconvenientes son la mayor complejidad y precio con respecto a un sensor inductivo.
Efecto Hall
Este efecto consiste en el descubrimiento que hizo en 1879 el físico Edwin Hall, de la desviación de la corriente en una placa atravesada transversalmente por un campo magnético. •
Esto significa un incremento de la resistencia entre los terminales de alimentación, y la aparición de una diferencia de potencial (de Hall) a los costados. •
Aplicaciones en camiones eléctricos Circuitos sensor Hall
Medición de corriente en los camiones AC Se emplean sensores de corriente tanto para medir corriente alterna (AC), o continua (DC). Son parecidos a los transformadores de corriente empleados en tableros eléctricos. Dispositivo LEM LINK-, camión 930E-4
Aplicaciones en camiones +
M
Es un dispositivo que requiere voltaje de alimentación DC de ±24V, por lo que emplea un procedimiento de medida distinto al de los transformadores de corriente. Tienen también una dirección de corriente marcada por una flecha. Estos dispositivos son llamados LEM o sensores de corriente.
Aplicaciones en camiones
Funcionamiento del dispositivo de medición de corriente por efecto hall Los LEM trabajan con un sistema electrónico y pueden medir corrientes AC y DC. Por ello el nombre mas apropiado es transductor de corriente. Lo que si tienen en común con los transformadores de corriente es que nos aíslan (Aislamiento Galvánico ) del circuito de potencia. El LEM LTC 1000 SF/SP4, de los camiones; usa como principio de medición el efecto Hall.
Circuito del sensor de corriente de efecto Hall o transductor de corriente
Sensores en Ruedas Traseras
Aplicación como sensor de velocidad para ruedas traseras del camión • •
Estos sensores son sensibles a las descargas electrostáticas por lo que debe tenerse cuidado en su manipulación. •
Sensor de siete hilos, camión 830E AC
El sensor de siete hilos Estos sensores son del tipo Hall, pueden trabajar con velocidades muy lentas, son inmunes a las interferencias electromagnéticas y condiciones adversas.
Permiten: a) El control de la tracción b) Prevenir el deslizamiento de rueda c) Controlar la velocidad del motor
Sensor de velocidad rueda posterior, camión 930E
Sensor de Velocidad Hall
Detección del movimiento por efecto Hall El sensor de velocidad Hall tiene un imán permanente, y su funcionamiento está basado en la variación de la corriente por efecto del campo magnético.
Sensor de velocidad y plato ranurado de la rueda Trasera, camión 930E-4
En el caso del camión, la rueda dentada modifica el campo magnético y genera la señal al sistema de control. Los canales deben estar desplazados físicamente dentro del sensor, así puede identificarse por ejemplo, el sentido en que gira la rueda.
Esta característica además permitirá detectar la diferencia de velocidad entre ruedas, que son los casos conocidos en el camión como Slide ( cuando ambas ruedas traseras se deslizan) y Spin (Patinazo cuando una rueda supera 1/3 de velocidad con respecto a la otra). •
Ambos casos de patinamiento son resueltos automáticamente por el software del camión 930E 1/4 •
Conectores al sensor
Sensor de velocidad
Ondas de salida de los dos canales del sensor de velocidad
Evaluación de algunos sensores de velocidad
Evaluación de un sensor de velocidad
Sensores Resistivos Estamos acostumbrados que prácticamente en todos los vehículos el Sensor de Temperatura de Motor es un componente resistivo de características NTC, es decir se trata de una resistencia (también llamada termistancia) que varia su magnitud en función de la temperatura a la que se encuentra expuesta. Como este componente se encuentra inmerso en el líquido refrigerante del motor "a medida que aumenta la temperatura de motor disminuye la resistencia del sensor". Existen dos tipos: PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo) A medida que aumenta la Temperatura también aumenta la resistencia y el voltaje NTC ( Coeficiente de Temperatura Negativo) A medida que aumenta la temperatura diminuye la resistencia y el voltaje •
•
Aplicación en camiones Sensores de Temperatura Los sensores de temperatura monitorean la temperatura del aire ambiente y la temperatura del aceite hidráulico. El sensor de temperatura del aire ambiente se encuentra ubicado en el lado izquierdo del ducto de entrada del soplador de aire para el alternador de tracción. •
Sensor de temperatura del Aire
UBICADO EN EL LADO IZQUIERDO DEL DUCTO DE ENTRADA DEL SOPLADOR DE AIRE PARA EL ALTERNADOR DE TRACCIÓN.
Aplicación en los Camiones Sensores de Presión Cuatro sensores de presión se han agregado al camión para monitorear los diversos circuitos hidráulicos. Los cuatro circuitos son: • • •
ambas entradas a la válvula de elevación circuito de suministro de la dirección circuito de aplicación de freno delantero
Sensor de Presión El rango de presión del sensor es 4000 psi (281 Kg/cm2) y el límite de sobrecarga es 10.000 psi (700 Kg/cm2). •
•
•
El rango de 0 a 4000 PSI es convertido a corriente de 4 a 20 mA. Los cables son apantallados y reforzados. Tiene dos conductores uno es de la fuente de voltaje 18 VDC y el otro es la señal.
Aplicación Sensores de presión en el sistema de suspensión del camión 930 E
Aplicación Sensores de presión en el sistema de suspensión del camión 930 E
Potenciómetros El potenciómetro utilizado en los vehículos está constituido por una placa de carbón resistivo que varía su resistencia paulatinamente de un extremo a otro en forma constante, una leva o cursor se desplaza por dicha pista, chocando con distintas resistencias, por lo tanto tomando una tensión variable. Para detectar la ubicación física de un dispositivo en movimiento, se utilizan normalmente 10 v de tensión, aplicados a una resistencia variable y de acuerdo a la posición del cursor, está tensión varía entre 0.6v y 9.8v aproximadamente. 1. Abrazadera del cable 2. Arnés eléctrico 3. Potenciómetro
PEDALES ELECTRONICOS DEL ACELERADOR Y RETARDO •
•
El pedal del acelerador envía una señal a la Interface de Control del camión (TCI) cuando el operador solicita potencia. El pedal de retardo envía una señal al Controlador del Sistema de Propulsión (PSC), cuando el operador solicita retardo. Las señales del pedal son procesadas por la tarjeta análoga en el panel respectivo a ser usadas por los controladores del sistema para proporcionar el modo de operación deseado. A medida que el operador presiona el pedal, una palanca hace rotar los contactos deslizantes internos del potenciómetro. La señal de voltaje de salida aumenta en proporción con el ángulo de presión del pedal.
PEDALES ELECTRONICOS DEL ACELERADOR Y RETARDO
Sensores en Palas KOMATSU
Sensor: Transforma magnitudes físicas o químicas en magnitudes eléctricas Magnitud física: Temperatura Presión Desplazamiento
Magnitud eléctrica: Tensión Corriente
Par araa qu quéé ut utililiz izar areemo moss se sens nsor ores es
Advertir Corregir Prevenir Controlar
Advertir posición de la escalera principal de acceso
Dos Dos sens senso ores, res, en este este cas caso inte interr rrup upto tore ress monit onitor ore ean la pos posició ición n de la esca scalera lera de acce acceso so,, evita evitand ndo o así así accio accione ness o cond condici icion ones es inse insegu gura rass de oper operac ació ión n
(S22) Sensor de control: Corta el sistema de control de operación piloto y la acción del freno de giro con la escale escalera ra abajo. abajo. (S91) Sensor de monitoreo y control: Este sensor monitorea la posición y controla la velocidad de movimiento de la escalera. Si el sensor (S22) falla, el sensor (S91) sensor (S91) evit evita a que que la esca escale lera ra se muev mueva. a.
Si
la escal scaler era a no está stá tota totalm lme ente nte arri arriba ba,, el inte interr rrup upttor de control piloto se apaga y la válvula solenoide Y120 activa el freno hidráulico de giro. El ETM de la cabina mues muestra tra un mens mensaje aje..
Sensor de temperatura de aceite en el PTO
La temperatura del aceite de engranaje se monitorea con una unidad de sensores (B49-1) (B49-2). Con una temperatura de aceite muy alta aparecerá un mensaje de falla en un monitor en el tablero de instrumentos.
Sistema Electrónico de monitoreo y Controles ECS en la Pala
Interruptores de apagado de emergencia de los motores
Interruptor de seguridad de Mantenimiento
Plano Control Electrónico de límite de carga Pala PC 5500 D Sistema de regulación electrónica de la bomba –
Sensor Nº 1 de velocidad Motor Diesel Nº1
Sensor Nº 2 de velocidad Motor Diesel Nº 2
Señales de entradas sensor Nº 1
Unidad de Control
Señales de salida
Señales de entradas sensor Nº 2
Actuadores (bombas)
Sensores ubicado en la escalera hidráulica de acceso a la pala
Escalera Hidráulica de Acceso
