*3UHGH
'6FKRO]
(OHFWURQHXPiWLFD 1LYHO%iVLFR
Nº de artículo. Descripción Denominación Edición Gráficos Editores Autores Traducción Layout
90 877 E.PNEUM.GS.LBH. D.LB-TP201-ES 01/2001 D. Schwarzenberger Dr. F. Ebel G. Prede, D. Scholz I. Sahun OCKER Ingenieurbüro
© Copyright by Festo Didactic GmbH & Co., D-73770 Denkendorf 1999 Sin nuestra expresa autorización, queda terminantemente prohibida la reproducción total o parcial de este documento, así como su uso indebido y/o su exhibición o comunicación a terceros. De los infractores se exigirá el correspondiente resarcimiento de daños y perjuicios. Quedan reservados todos los derechos inherentes, en especial los de patentes, de modelos registrados y estéticos Parte de esta publicación puede ser duplicada para fines exclusivamente didácticos. por personas autorizadas en este sentido.
73•)HVWR'LGDFWLF
&RQWHQLGR
&RQWHQLGR 3UHIDFLR
&DStWXOR± ,QWURGXFFLyQ 1.1
Aplicaciones de la neumática.................................................................... 6
1.2
Términos básicos de ingeniería de control ............................................... 8
1.3
Sistemas de control neumáticos y electroneumáticos ............................ 14
1.4
Ventajas de los controles electroneumáticos.......................................... 17
&DStWXOR± )XQGDPHQWRVGHODHOHFWULFLGDG 2.1
Corriente continua y corriente alterna ..................................................... 20
2.2
La ley de Ohm ......................................................................................... 22
2.3
Función de un solenoide ......................................................................... 24
2.4
Función de un condensador.................................................................... 26
2.5
Función de un diodo ................................................................................ 27
2.6
Mediciones en circuitos eléctricos........................................................... 28
&DStWXOR± &RPSRQHQWHV\FRQMXQWRVGHODVHFFLyQGH FRQWUROGHVHxDOHVHOpFWULFDV 3.1
Fuente de alimentación ........................................................................... 36
3.2
Pulsadores y selectores .......................................................................... 37
3.3
Sensores para medición del desplazamiento y la presión...................... 39
3.4
Relés y contactores ................................................................................. 49
3.5
Controles lógicos programables.............................................................. 55
3.6
Estructura global de la parte de procesamiento de señales ................... 56
)HVWR'LGDFWLF•73
&RQWHQLGR
&DStWXOR± 9iOYXODVGLVWULEXLGRUDVDFFLRQDGDVHOpFWULFDPHQWH 4.1
Funciones ................................................................................................ 60
4.2
Construcción y modo de funcionamiento ................................................ 62
4.3
Tipos de electroválvulas y datos de rendimiento .................................... 74
4.4
Datos característicos de las bobinas....................................................... 83
4.5
Conexión eléctrica de bobinas de solenoide........................................... 86
&DStWXOR± 'HVDUUROORGHXQVLVWHPDGH FRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR 5.1
Procedimiento para desarrollar un sistema de control............................ 90
5.2
Procedimiento para el diseño del proyecto ............................................. 92
5.3
Aplicación de ejemplo: proyecto de un dispositivo elevador................... 96
5.4
Procedimiento para instalar el sistema de control ................................ 109
&DStWXOR± 'RFXPHQWDFLyQGHXQVLVWHPD GHFRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR 6.1
Diagrama de desplazamiento................................................................ 115
6.2
Diagrama secuencial de funciones ....................................................... 119
6.3
Esquema del circuito neumático ........................................................... 127
6.4
Esquema del circuito eléctrico............................................................... 144
6.5
Esquema de conexiones de los terminales........................................... 158
&DStWXOR± 0HGLGDVGHVHJXULGDGHQORVVLVWHPDV GHFRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR 7.1
Peligros y medidas de protección ......................................................... 170
7.2
Efectos de la corriente eléctrica en el cuerpo humano ......................... 172
7.3
Medidas para protección contra accidentes con la corriente eléctrica . 175
7.4
Panel de control y elementos indicadores............................................. 176
7.5
Protección de equipos eléctricos contra influencias ambientales......... 181
73•)HVWR'LGDFWLF
&RQWHQLGR
&DStWXOR± 6LVWHPDVGHFRQWUROSRUUHOpV 8.1
Aplicaciones de sistemas de control por relés en electroneumática .... 186
8.2
Control directo e indirecto ..................................................................... 186
8.3
Operaciones lógicas .............................................................................. 189
8.4
Memorización de señales...................................................................... 192
8.5
Temporización ....................................................................................... 198
8.6
Control secuencial con memorización de señal por válvulas de doble solenoide ............................................................................................... 199
8.7
Circuito para evaluación de elementos de control ................................ 208
8.8
Ejemplo: Control secuencial para un dispositivo elevador.................... 211
&DStWXOR ± 'LVHxRGHORVPRGHUQRVVLVWHPDV GHFRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR 9.1
Tendencias y desarrollos en electroneumática..................................... 236
9.2
Actuadores neumáticos ......................................................................... 237
9.3
Sensores................................................................................................ 245
9.4
Procesamiento de señales .................................................................... 246
9.5
Válvulas distribuidoras........................................................................... 247
9.6
Modernos conceptos de instalación ...................................................... 251
9.7
Ahorro en la instalación de tubos .......................................................... 262
9.3
Ahorro en el cableado ........................................................................... 264
9.9
Neumática proporcional ........................................................................ 271
$SpQGLFH
Índice ................................................................................................... 281 Estándares .......................................................................................... 291
)HVWR'LGDFWLF•73
3UHIDFLR
3UHIDFLR La electroneumática se utiliza con éxito en muchas áreas de la automatización industrial. La mayoría de los sistemas de producción, montaje y embalaje de todo el mundo están accionados por sistemas de control electroneumático. Los cambios en los requerimientos, junto con los avances técnicos han tenido un impacto considerable en el aspecto de los controles. En la sección de control de las máquinas, los relés han ido sustituyéndose por controles lógicos programables para cumplir con la creciente demanda de una mayor flexibilidad. Los modernos controles electroneumáticos también plantean nuevos conceptos en la sección de potencia para cumplir con las necesidades de la práctica industrial actual. Ejemplos de esta tendencia son los terminales de válvulas, las redes con bus de campo y la neumática proporcional. En la introducción de este tema, este libro de texto presenta primero la estructura y el modo de funcionamiento de los componentes utilizados para desarrollar un sistema de control electroneumático. A continuación, los siguientes capítulos enfocan el aspecto de planificación del proyecto y la realización de controles electroneumáticos utilizando diversos ejemplos. Finalmente, el último capítulo trata de las tendencias y desarrollos en Electroneumática. Sus comentarios sobre este libro serán bien recibidos y nos comprometemos a considerar sus sugerencias, críticas e ideas de mejora. Noviembre del 2000 – Los Autores
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
&DStWXOR ,QWURGXFFLyQ
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
$SOLFDFLRQHVGHODQHXPiWLFD La neumática trata del uso del aire comprimido. En muchos casos, el aire comprimido se utiliza para realizar trabajos mecánicos, es decir, para producir movimiento y para generar fuerzas. Los accionamientos neumáticos tienen la tarea de convertir en movimiento la energía almacenada en el aire comprimido. Los cilindros (denominados también en ocasiones 'actuadores') son los accionamientos neumáticos más utilizados. Se caracterizan por su robusta construcción, una amplia gama de tipos, instalación sencilla y una buena relación precio/prestaciones. Por todas estas ventajas, la neumática se utiliza en un amplio campo de aplicaciones. )LJ &LOLQGUROLQHDOQHXPiWLFR\ DFWXDGRUJLUDWRULR QHXPiWLFR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Algunas de las muchas aplicaciones de la neumática son: n
Manipulación de piezas (operaciones de sujeción, posicionamiento, separación, apilado, rotación)
n
Envase y embalaje
n
Llenado
n
Apertura y cierre de puertas (p. ej. de autobuses y trenes)
n
Conformado de metales (embutido y prensado)
n
Estampación
En la estación de proceso de la Fig. 1.2, la mesa de indexación giratoria, los dispositivos de alimentación, sujeción y expulsión y los accionamientos para las diversas herramientas son neumáticos.
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ
)LJ (VWDFLyQGHSURFHVDPLHQWR
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
7pUPLQRVEiVLFRVGHLQJHQLHUtDGHFRQWURO Los accionamientos neumáticos sólo pueden realizar trabajo de forma útil si sus movimientos son precisos y se realizan en el momento adecuado y en la secuencia correcta. La coordinación de la secuencia de movimiento es la tarea que realiza el control. La ingeniería de control trata del diseño y estructura de los controles. La siguiente sección trata de los términos básicos utilizados en ingeniería de control. &RQWURO ',1 3DUWH
Control – control en bucle abierto – es el proceso que se realiza en un sistema en el que una o más variables en forma de variables de entrada ejercen su influencia sobre otras variables en forma de variables de salida, de acuerdo con las leyes que caracterizan al sistema. La característica que distingue al control en bucle abierto es la secuencia abierta de la acción, a través de los elementos de transferencia individuales o la cadena de control. El término 'control en bucle abierto' se utiliza ampliamente no tan sólo por el proceso de control, sino también para la planta como conjunto.
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ
Un dispositivo cierra botes metálicos con una tapa. El proceso de cierre se inicia accionando un pulsador en el puesto de trabajo. Al soltar el pulsador, el cilindro que ha efectuado el cierre regresa a su posición de origen. En este control, el estado del pulsador (accionado / no accionado) es la variable de entrada. La posición del cilindro de cierre es la variable de salida. El bucle de control es 'abierto' puesto que la variable de salida (posición del cilindro) no tiene influencia en la variable de entrada (posición del pulsador).
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJ 'LVSRVLWLYRGHPRQWDMHSDUD WDSDVHQERWHV
Los controles deben evaluar y procesar la información (por ejemplo, pulsador presionado/no presionado). La información se representa por señales. Una señal es una variable física, por ejemplo: n
La presión en un determinado punto de un sistema neumático
n
La tensión en un determinado punto de un circuito eléctrico
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
)LJ 6HxDOHLQIRUPDFLyQ
6HxDOYDULDEOHItVLFD Presión 7 bar 5 4 3 2 1 0
Tiempo
,QIRUPDFLyQ D $QDOyJLFD Posición de la aguja 7 6 5 4 3 2 1 0
23 45 1 6 0 7 8
Tiempo
E 'LJLWDO Indicación 7 6 5 4 3 2 1 0
3
Presión bar
Tiempo
F %LQDULD Presión Presión de alimentación
Sí 1
No 0
Tiempo
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Una señal es la representación de una información. La representación se hace por medio del valor o del recorrido del valor de la variable física. Una señal analógica es una señal en la cual la información está asignada punto a punto a un margen de valor continuo del parámetro de la señal (DIN 19226, Parte 5).
6HxDODQDOyJLFD
En el caso de un manómetro, cada valor de presión (parámetro de información) está asignado a un determinado valor mostrado (= información). Si la señal sube o baja, la información cambia continuamente.
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ
Una señal digital es una señal con un número finito de márgenes de valores del parámetro de información. Cada margen de valores está asignado a un elemento específico de información (DIN 19226, Parte 5).
6HxDOGLJLWDO
Un sistema de medición de presión con un display digital muestra la presión en incrementos de 1 bar. Para un margen de presión de 7 bar, hay 8 posibles indicaciones de valor (de 0 a 7 bar). Es decir, hay ocho posibles márgenes de valor para el parámetro de información. Si la señal sube o baja, la información cambia en incrementos.
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ
Una señal binaria es una señal digital con sólo dos márgenes de valores para el parámetro de información. Estos se denominan normalmente '0' y '1' (DIN 19226, Parte 5).
6HxDOELQDULD
Un piloto de control indica si un sistema neumático está correctamente alimentado con aire comprimido. Si la presión de alimentación (= señal) está por debajo de 5 bar, el piloto de control se apaga (estado 0). Si la presión está por encima de 5 bar, el piloto de control se enciende (estado 1).
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
&ODVLILFDFLyQGHORV FRQWUROHVSRUHOWLSRGH UHSUHVHQWDFLyQGHOD LQIRUPDFLyQ
Los controles pueden dividirse en diferentes categorías según el tipo de representación de la información en controles analógicos, digitales y binarios (DIN 19226, Parte 5).
)LJ &ODVLILFDFLyQGHORV FRQWUROHVSRUHOWLSRGH UHSUHVHQWDFLyQGHOD LQIRUPDFLyQ
Controles
Controles binarios
Controles analógicos
Controles digitales
&RQWUROOyJLFR
Un control lógico genera señales de salida a través de la asociación lógica de señales de entrada.
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ
El dispositivo de montaje de la Fig. 1.3 se amplía para que pueda ser accionado desde dos posiciones. Las dos señales de entrada se enlazan. El cilindro avanza tanto si se presiona el pulsador 1, el 2, o ambos.
&RQWUROVHFXHQFLDO
Un control secuencial se caracteriza por su funcionamiento paso a paso. Un paso sólo puede ejecutarse cuando se ha cumplido el anterior y además se cumplen ciertos criterios.
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ
Estación de taladrado. El primer paso es la sujeción de la pieza de trabajo. Así que el émbolo ha alcanzado la posición final delantera, este paso ha sido completado. El segundo paso es avanzar el taladro. Una vez completado este movimiento (vástago del cilindro de avance de la broca en posición final delantera), se ejecuta el tercer paso, y así sucesivamente.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Un control puede ser dividido en las funciones de entrada de señales, procesamiento de las señales, salida de la señal y ejecución de las órdenes. La influencia mutua de estas funciones se muestra en el diagrama de desplazamiento de las señales. Las señales de entrada se combinan con funciones lógicas (procesamiento de las señales). Las señales de entrada son de muy baja potencia, así como su procesamiento. Ambas funciones son parte de la sección de control de las señales.
n
En la etapa de salida de la señal, las señales se amplifican de baja a alta potencia. La salida de la señal forma el enlace entre la sección de señales de control y la sección de potencia.
n
La ejecución de la orden se realiza en nivel de potencia – es decir, para conseguir elevadas velocidades (por ejemplo, para la rápida expulsión de la pieza de una máquina) o para ejercer una elevada fuerza (por ejemplo, para un prensado). La ejecución de la orden pertenece a la sección de potencia de un sistema de control.
Señal de salida
Procesamiento de las señales
Entrada de señales
Sección de control de las señales
Ejecución de la orden
Sección de potencia
n
Los componentes en el esquema de un circuito de un control puramente neumático deben disponerse de forma que quede claro el flujo de las señales. De abajo hacia arriba: elementos de entrada (tales como las válvulas de accionamiento manual), elementos de enlace lógico (tales como válvulas de simultaneidad), elementos de salida de señal (válvulas de potencia, tales como válvulas de 5/2 vías) y finalmente la ejecución de las órdenes (tales como los cilindros y actuadores).
)HVWR'LGDFWLF•73
)OXMRGHVHxDOHVHQ XQVLVWHPDGHFRQWURO
)LJ )OXMRGHVHxDOHVHQ XQVLVWHPDGHFRQWURO
&DStWXOR
6LVWHPDVGHFRQWUROQHXPiWLFRV\HOHFWURQHXPiWLFRV Tanto los controles neumáticos como los electroneumáticos tienen una sección de potencia neumática (Véase Fig. 1.7 y 1.8). La sección de control de señales varía según el tipo. n
En un control neumático se utilizan componentes de mando neumáticos, es decir, varios tipos de válvulas, secuenciadores, barreras de aire, etc.
n
En un control electroneumático, la sección de control se realiza con componentes eléctricos, por ejemplo, con pulsadores de entrada eléctricos, detectores de proximidad, relés o con un control lógico programable.
Las válvulas distribuidoras forman el interface entre la sección de control de señales y la sección de potencia neumática en ambos tipos de control. )LJ )OXMRGHVHxDOHV\ FRPSRQHQWHVGHXQVLVWHPD GHFRQWUROQHXPiWLFR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJ )OXMRGHVHxDOHV\ FRPSRQHQWHVGHXQVLVWHPD GHFRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
A diferencia de los sistemas de control puramente neumáticos, los sistemas electroneumáticos no se representan en un sólo esquema del circuito, sino en dos circuitos separados – uno para la parte eléctrica y otro para la parte neumática. Por esta razón, el flujo de señales no se desprende inmediatamente de la disposición de los componentes en todo el esquema del circuito. (VWUXFWXUD\PRGR GHIXQFLRQDPLHQWR GHXQFRQWURO HOHFWURQHXPiWLFR
La Fig. 1.9 muestra la estructura y modo de funcionamiento de un control electroneumático. n
La sección de control de las señales eléctricas conmuta las electroválvulas distribuidoras.
n
Las válvulas distribuidoras controlan el avance y retroceso de un cilindro neumático.
n
La posición del émbolo se transmite en forma de señal eléctrica a la sección de control por medio de los detectores de proximidad.
)LJ (VWUXFWXUDGHXQPRGHUQR FRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
9HQWDMDVGHORVFRQWUROHVHOHFWURQHXPiWLFRV Los controles electroneumáticos tienen las siguientes ventajas frente a los sistemas de control neumáticos: n
Alta fiabilidad (menos piezas móviles sujetas a desgaste).
n
Menor esfuerzo de planificación y puesta a punto, en especial para controles complejos.
n
Menores costes de instalación, en especial cuando se utilizan componentes modernos, tales como los terminales de válvulas.
n
Fácil intercambio de información entre varios controles.
Los controles electroneumáticos se han afirmado en la práctica industrial moderna, con lo que la utilización de sistemas de control puramente neumáticos ha quedado limitada a aplicaciones de características específicas (p. ej. en entornos con riesgo de explosión o de incendio, etc.).
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
&DStWXOR )XQGDPHQWRVGHODHOHFWULFLGDG
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
&RUULHQWHFRQWLQXD\FRUULHQWHDOWHUQD Un circuito eléctrico simple consiste en una fuente de tensión, una carga y líneas de conexión. Físicamente, los portadores de carga – los electrones – se mueven a través del circuito eléctrico a través de los conductores eléctricos desde el polo negativo de la fuente de tensión hacia el polo positivo. Este movimiento de portadores de carga se denomina corriente eléctrica. La corriente sólo puede circular si el circuito está cerrado. Hay dos tipos de corriente – corriente continua y corriente alterna:
n
En el caso de un circuito de corriente alterna (CA en Español o AC como denominación universal en Inglés), la tensión y la intensidad cambian de sentido y de potencial a determinados períodos de tiempo.
&RUULHQWHFRQWLQXD
&RUULHQWHDOWHUQD Intensidad I
Si la fuerza electromotriz de un circuito eléctrico transcurre siempre en el mismo sentido, la corriente siempre fluye también en el mismo sentido. Esto se denomina corriente continua (CC en Español o DC como denominación universal en Inglés), o en general un circuito CC.
Intensidad I
)LJ &RUULHQWHFRQWLQXD\ FRUULHQWHDOWHUQDWUD]DGDV HQUHODFLyQDOWLHPSR
n
Tiempo t
Tiempo t
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La Fig. 2.2 muestra un circuito sencillo de CC consistente en una fuente de tensión, líneas eléctricas, un interruptor de control y una carga (aquí una lámpara piloto). )LJ &LUFXLWR&&
Cuando se cierra el circuito de control, la corriente fluye a través de la carga. Los electrones se mueven desde el polo negativo al positivo de la fuente de tensión. El sentido del flujo de “positivo” a “negativo” se planteó antes de que se descubriera la existencia de los electrones. Esta definición aún se utiliza en la práctica actualmente. Se denomina el VHQWLGRWpFQLFR del flujo de la corriente.
)HVWR'LGDFWLF•73
6HQWLGRWpFQLFRGHO IOXMRGHODFRUULHQWH
&DStWXOR
/DOH\GH2KP &RQGXFWRUHVHOpFWULFRV
La corriente eléctrica es el flujo de portadores de carga en un determinado sentido. La corriente sólo puede fluir en un material que disponga de un número suficiente de electrones libres. Los materiales que cumplen con estos criterios se denominan conductores eléctricos. Los materiales tales como el cobre, el aluminio y la plata son normalmente buenos conductores de la electricidad.
5HVLVWHQFLDHOpFWULFD
Todos los materiales ofrecen una resistencia a la corriente eléctrica. Esto lo produce cuando los electrones que se mueven libremente chocan con los átomos del material conductor, inhibiendo su movimiento. La resistencia es baja en los conductores eléctricos. Los materiales con una resistencia especialmente alta se denominan aislantes. Los materiales basados en la goma y los plásticos se utilizan para aislamiento de hilos y de cables eléctricos.
)XHU]DHOHFWURPRWUL]
El polo negativo de una fuente de tensión tiene un exceso de electrones. El polo positivo tiene déficit de electrones. Esta diferencia produce una fuente de IHP (fuerza electromotriz).
/DOH\GH2KP
La ley de Ohm expresa la relación entre la tensión (o Voltaje), la intensidad y la resistencia. Plantea que en un circuito de una determinada resistencia, la intensidad es proporcional a la tensión, es decir:
)LJ /H\GH2KP
n
Si aumenta la tensión, aumenta la intensidad.
n
Si disminuye la tensión, disminuye la intensidad.
V = RÂI
V = Voltaje;
Unidad: Volt (Voltio) (V)
R = Resistencia;
Unidad: Ohm (Ohmio) (Ω)
I = Intensidad
Unidad: Ampere (Amperio) (A)
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
En mecánica, la potencia puede definirse a través del trabajo. Cuando más rápido se hace un trabajo, mayor es la potencia necesaria. Así que la potencia es “el trabajo dividido por el tiempo”
3RWHQFLDHOpFWULFD
En el caso de una carga en un circuito eléctrico, la energía eléctrica se convierte en energía cinética (por ejemplo en un motor eléctrico), en luz (en una lámpara eléctrica) o en energía térmica (como en un calentador eléctrico, una lámpara eléctrica), Cuanto más rápidamente se convierte la energía, tanto mayor es la potencia eléctrica. Aquí también la potenbcia significa energía convertida por unidad de tiempo. La potencia aumenta con la intensidad y con el voltaje. La potencia eléctrica de una carga de denomina también la potencia eléctrica absorbida.
P = V ⋅I
P = Potencia;
Unidad: Watt (Watio) (W)
V = Voltaje;
Unidad: Volt (Voltio) (V)
I = Intensidad;
Unidad: Ampere (Amperio) (A)
Potencia de una bobina La bobina del solenoide de una electroválvula se alimenta con 24 V CC. La resistencia de la bobina es de 60 Ohm. ¿Cuál es la potencia? La intensidad se calcula por medio de la ley de Ohm:
I=
V 24 V = = 0.4 A R 60 Ω
La potencia eléctrica es el producto de la intensidad y el voltaje:
P = V ⋅ I = 24 V ⋅ 0.4 A = 9.6 W
)HVWR'LGDFWLF•73
)LJ 3RWHQFLDHOpFWULFD
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ
&DStWXOR
)XQFLyQGHXQVROHQRLGH Cuando una corriente eléctrica atraviesa un conductor, se induce un campo magnético. La fuerza del campo magnético es proporcional a la intensidad de la corriente. Los campos magnéticos atraen el hierro, el níquel y el cobalto. La atracción aumenta con la fuerza del campo magnético. )LJ %RELQDHOpFWULFD\OtQHDV GHIXHU]DPDJQpWLFDV
Bobina con núcleo de hierro y entrehierro de aire
Bobina con núcleo de aire
I
(VWUXFWXUDGHXQ VROHQRLGH
I
Un solenoide tiene la siguiente estructura: n
El conductor de corriente es devanado en forma de bobina. El solapamiento de las líneas de fuerza de todos los bucles, hace aumentar la fuerza del campo magnético resultante en el sentido principal del campo.
n
En el centro se sitúa un núcleo de hierro. Cuando fluye la corriente, el hierro se magnetiza también. Esto permite que se induzca un campo magnético significativamente mayor con la misma intensidad (en comparación con una bobina con núcleo de aire).
Estas dos medidas aseguran que un solenoide ejerce una gran fuerza en los materiales férricos (= que contienen hierro)
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
En los mandos electroneumáticos, los solenoides se utilizan preferentemente para controlar la conmutación de válvulas, relés y contactores. Una muestra de ello son las válvulas de control distribuidoras con muelle de retorno: n
Si fluye corriente a través de la bobina del solenoide, se activa el émbolo de la válvula.
n
Si se interrumpe la circulación de la corriente, un muelle devuelve el émbolo de la válvula a su posición inicial.
Si se aplica una tensión alterna a una bobina, circulará una corriente alterna (véase Fig. 2.1). Esto significa que la intensidad y el campo magnético están cambiando constantemente. El cambio en el campo magnético induce una corriente en la bobina. la corriente inducida se opone a la corriente que ha inducido el campo magnético. Por esta razón, una bobina ofrece una "resistencia" a una corriente alterna. Esta se denomina reactancia. La reactancia aumenta con la frecuencia de la tensión y la inductancia de la bobina. La inductancia se mide en Henrios (H):
1H = 1
$SOLFDFLRQHVGHORV VROHQRLGHV
5HDFWDQFLDHQ FLUFXLWRVGH&$
Vs = 1Ω s A
En el caso de circuitos de corriente continua, la intensidad, el voltaje y el campo magnético sólo cambian cuando se interrumpe la corriente. Por esta razón , la reactancia sólo se aplica cuando se cierra el circuito (se aplica tensión). Además de la reactancia, una bobina tiene resistencia óhmica. Esta resistencia se aplica tanto a los circuitos de CA como de CC.
)HVWR'LGDFWLF•73
5HDFWDQFLDHQ FLUFXLWRVGH&&
&DStWXOR
)XQFLyQGHXQFRQGHQVDGRU Un condensador consiste en dos placas metálicas con una capa aislante (dieléctrica) entre ellas. Si el condensador se conecta a una fuente de tensión CC (cerrando el interruptor S1 en la Fig. 2.6), fluye momentáneamente una corriente de carga. Por ello, se cargan eléctricamente ambas placas. Si entonces se interrumpe el circuito, la carga permanece almacenada en el condensador. Cuanto mayor es la capacitancia de un condensador , tanto mayor será la carga eléctrica que puede almacenar para una determinada tensión. La capacitancia de mide en Faradios (F):
1F = 1
As V
Si un condensador cargado se conecta a un consumidor (cerrando el interruptor S2 en la Fig. 2.6, el condensador se descarga. La corriente fluye a través de la carga hasta que el condensador se descarga totalmente. )LJ )XQFLyQGHXQFRQGHQVDGRU
Corriente de carga
Corriente de descarga
mA
mA
S1
S2
V
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)XQFLyQGHXQGLRGR Los diodos son componentes eléctricos que dejan fluir la corriente en un sólo sentido: n
En el sentido del flujo, la resistencia es tan baja, que la corriente puede circular sin resistencia alguna.
n
En el sentido inverso, la resistencia es tan alta que la corriente no puede circular.
Si se inserta un diodo en un circuito de CA, la corriente sólo puede circular en un sentido. la corriente se rectifica El efecto de un diodo en un circuito eléctrico es comparable al efecto de una válvula de antirretorno en un circuito neumático.
I
V R
Voltaje V
Tiempo t Intensidad I
Tiempo t
)HVWR'LGDFWLF•73
)LJ )XQFLyQGHXQGLRGR
&DStWXOR
0HGLFLRQHVHQFLUFXLWRVHOpFWULFRV Medir significa comparar una variable desconocida (por ejemplo, la posición del vástago de un cilindro) con una variable conocida (por ejemplo, la escala de una cinta métrica). Un dispositivo de medición (en el ejemplo, una regla) permite hacer tales mediciones. El resultado – el valor medido – consiste en un valor numérico y una unidad (por ejemplo, 30,4 cm). 0HGLFLyQ
La intensidad, la tensión y la resistencia se miden normalmente con multímetros. Estos instrumentos pueden ajustarse para diversas modalidades de medición: n
Intensidad y tensión CA, intensidad y tensión CC
n
Intensidad, tensión y resistencia
El multímetro sólo puede medir correctamente si se ajusta a la modalidad de medición adecuada. Los dispositivos para medir la tensión se denominan también voltímetros. Los dispositivos para medir la intensidad se denominan también amperímetros. )LJ 0XOWtPHWUR
V D C _ +
0
10
20
3 0
40
DC. . . . . .
D AT A H OL D
AUTO
A C
P EA K H OL D
RA NG E
TTL uA
m V
m A A
V
uF
OFF
nF
+ Cx _
10A
! A
TTL
u A/mA
COM !
V
!
400 m A
1 00 0V .. .. .
MA X
75 0V 5 0 0 V MA X
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
¡Antes de hacer ninguna medición, asegurarse de que el voltaje del equipo en el que se va a trabajar no sobrepasa los 24 V! Las mediciones en partes del equipo que funcionan a tensiones más elevadas (tales como 230 V) sólo deben ser realizadas por personas con la formación y conocimientos adecuados. Los métodos de medición incorrectos pueden poner en riesgo la vida humana. Por favor, léanse las precauciones de seguridad en los capítulos 3 y 7.
£3HOLJUR
Cuando haga mediciones en un circuito eléctrico, siga los siguientes pasos.
3URFHGLPLHQWRSDUD PHGLFLRQHVHQ FLUFXLWRVHOpFWULFRV
n
Desconecta la fuente de tensión del circuito.
n
Ajuste el multímetro a la modalidad deseada (Voltímetro o Amperímetro, CA o CC, Resistencia)
n
Verifique el punto cero en los instrumentos de aguja. Ajústelo si es necesario.
n
Cuando mida tensión o intensidad en CC, verifique la correcta polaridad. (La punta "+" del instrumento, debe unirse al polo positivo de la fuente de tensión).
n
Seleccione la escala mayor.
n
Conecte la fuente de tensión.
n
Observe la aguja o el display y vaya bajando a escalas inferiores.
n
Registre la medición para la mayor desviación de la aguja (margen de medición menor).
n
En los instrumentos de aguja, mire siempre perpendicularmente a la aguja para evitar los errores de paralaje.
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
0HGLFLyQGHWHQVLyQ
Para la medición de tensiones, el dispositivo medidor (voltímetro) se conecta en paralelo a la carga. La caída de tensión a través de la carga corresponde a la caída de tensión a través del dispositivo de medición. Todo voltímetro tiene una resistencia interna. Para evitar una medición poco precisa, la corriente que fluye a través del voltímetro debe ser lo más pequeña posible, así que la resistencia interna del voltímetro debe ser lo más alta posible
)LJ 0HGLFLyQGHODWHQVLyQ
Voltímetro V
0HGLFLyQGHOD LQWHQVLGDG
H
V
Para la medición de la intensidad, el dispositivo de medición (amperímetro), se conecta en serie con la carga. Toda la corriente fluye a través del dispositivo Cara amperímetro tienen su resistencia interna. Para minimizar el error de medición, la resistencia del amperímetro debe ser lo más pequeña posible.
)LJ 0HGLFLyQGHODLQWHQVLGDG
Amperímetro A
V
H
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La resistencias de una carga en un circuito CC puede medirse directamente o bien indirectamente. n
Las mediciones indirectas miden la intensidad que atraviesa la carga y la tensión entre los extremos de la carga (Fig. 2.11a). Las dos mediciones pueden hacerse simultáneamente o una tras otra. La resistencia en este caso se mide utilizando la ley de Ohm.
n
Para la medición directa, la carga se separa del resto del circuito (Fig. 2.11b). El dispositivo de medición (óhmetro) se ajusta al modo de medición de resistencias y se conecta a los terminales de la carga. El display indica el valor de la resistencia.
0HGLFLyQGHOD UHVLVWHQFLD
Si la carga es defectuosa (por ejemplo, la bobina magnética de una válvula está quemada), la medición de la resistencia o bien produce un valor cero (cortocircuito) o un valor infinito (circuito abierto). $WHQFLyQ Para las mediciones de la resistencia de una carga en circuitos de AC, debe usarse el método directo. )LJ 0HGLFLyQGHODUHVLVWHQFLD
Intensidad I A
Voltaje V
V
R=
)HVWR'LGDFWLF•73
V I
H
V
H
&DStWXOR
)XHQWHVGHHUURU
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ
Los instrumentos de medida no pueden medir voltaje, intensidad y resistencia con cualquier grado de precisión que se desee. El propio dispositivo de medición influye en el circuito que está midiendo, y ningún dispositivo de medición puede indicar un valor absolutamente preciso. El error de indicación permisible de un instrumento se da en porcentaje del límite superior del margen efectivo. Por ejemplo, para un instrumento con una precisión de 0,5, el error de indicación no puede exceder del 0,5% del valor superior del margen efectivo. Error de indicación Para medir la tensión de una pila, se utiliza un instrumento de medición de la Clase 1,5 . El margen de medición se establece una vez a 10 V y otra a 100 V. ¿Cuál es el error de indicación máximo permisible para los dos márgenes efectivos de medida?
7DEOD &iOFXORGHOHUURU GHLQGLFDFLyQ
Margen
Error de indicación permisible
Error en porcentaje
1,5 = 0,15 V 100
0,15 ⋅ 100 = 1,66% 9V
1,5 = 1,5V 100
1,5 ⋅ 100 = 16,6% 9V
10V
10 V ⋅
100V
100 V ⋅
El ejemplo muestra claramente que el error permisible es inferior para el margen menor. Además, el instrumento puede leerse con mayor precisión. Por esta razón, debe ajustarse a la escala menor posible.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Margen 10V
Margen 100V
9V
0 0
50 5
10V
)HVWR'LGDFWLF•73
9V
100 10
100V
0 0
10V
50 5
100 10
100V
)LJ 0HGLFLyQGHODWHQVLyQGH XQDSLOD DMXVWDQGR GLIHUHQWHVPiUJHQHV
&DStWXOR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
&DStWXOR &RPSRQHQWHV\FRQMXQWRVGHODVHFFLyQ GHFRQWUROGHVHxDOHVHOpFWULFDV
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
)XHQWHGHDOLPHQWDFLyQ La sección de control de señales en un mando electroneumático se alimenta de potencia a través de la red principal. Para ello, el control tiene una fuente de alimentación (véase Fig. 3.1). Los conjuntos individuales de la fuente de alimentación tienen las siguientes tareas: n
El transformador reduce la tensión de funcionamiento. La tensión de la red (p. ej. 230 V) se aplica a la entrada del transformador. En la salida del transformador se dispone de una tensión más baja (p. ej. 24 V).
n
El rectificador convierte la tensión de CA en tensión de CC. El condensador en la salida del rectificador alisa la tensión.
n
El regulador de tensión en la salida de la fuente de alimentación es necesario para asegurar que la tensión eléctrica permanece constante independientemente del flujo de corriente.
)LJ 3DUWHVTXHFRPSRQHQXQD IXHQWHGHDOLPHQWDFLyQ SDUDXQPDQGR HOHFWURQHXPiWLFR
Transformador
Rectificador
Estabilizador
Fuente de alimentación
3UHFDXFLRQHV GHVHJXULGDG
$WHQFLyQ Dada su elevada tensión de entrada, las fuentes de alimentación son parte de la instalación de potencia (según DIN/VDE 100). Deben observarse las normas de seguridad para las instalaciones de potencia. Las fuentes de alimentación sólo pueden ser manipuladas por personas autorizadas.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
3XOVDGRUHV\VHOHFWRUHV Para aplicar una corriente a una carga o para interrumpir un circuito se utilizan interruptores. Según su comportamiento, estos interruptores se dividen en pulsadores y selectores. n
Los selectores son interruptores que quedan mecánicamente enclavados en la posición seleccionada. La posición de conmutación permanece inalterable hasta que se selecciona la otra posición. Ejemplo: Selector de modo Automático/Manual.
n
Los pulsadores son interruptores que sólo mantienen la posición de accionamiento mientras el interruptor está activado (presionado). Ejemplo: Pulsador de Marcha.
En el caso de un interruptor normalmente abierto, el circuito se halla abierto mientras el interruptor se halle en su posición inicial (no accionado). El circuito se cierra presionando el pulsador – la corriente fluye hacia la carga. Cuando se libera la leva, el muelle devuelve el interruptor a su posición inicial, interrumpiendo el circuito.
Forma de accionamiento (pulsador)
3 4
Contacto interior Contacto exterior
)HVWR'LGDFWLF•73
,QWHUUXSWRU QRUPDOPHQWHDELHUWR
)LJ &RQWDFWRQRUPDOPHQWH DELHUWR ±VHFFLyQ\VtPEROR
&DStWXOR
,QWHUUXSWRU QRUPDOPHQWHFHUUDGR
En este caso, el circuito está cerrado cuando el interruptor se halla en su posición inicial. El circuito se interrumpe presionando el pulsador.
)LJ &RQWDFWR QRUPDOPHQWHFHUUDGR ±VHFFLyQ\VtPEROR
Forma de accionamiento (pulsador)
1 2
Contacto exterior
Contacto interior
,QWHUUXSWRU FRQPXWDGRU
)LJ ,QWHUUXSWRUFRQPXWDGRU ±VHFFLyQ\VtPEROR
El interruptor conmutador combina las funciones de los contactos normalmente abierto y normalmente cerrado en un sólo dispositivo. Los interruptores conmutadores se utilizan para cerrar un circuito y abrir otro en una sola operación. Ambos circuitos se abren o se cierran momentáneamente durante la conmutación (según el solapamiento).
Contactos interiores
Tipo de accionamiento (Pulsador)
2 4 1
Contacto (cerrado en reposo)
Contacto (abierto en reposo)
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
6HQVRUHVSDUDPHGLFLyQGHOGHVSOD]DPLHQWR\ODSUHVLyQ Los sensores tienen la tarea de medir información y transferirla a la parte de procesamiento de las señales de forma que pueda ser fácilmente procesada. En los mandos electroneumáticos, los sensores se utilizan principalmente para las siguientes tareas: n
Para detectar la posición avanzada o retraída del vástago en cilindros neumáticos
n
Para detectar la presencia y posición de las piezas
n
Para medir y supervisar la presión
Los finales de carrera se activan cuando una parte de la máquina o una pieza se hallan en una determinada posición. Normalmente, el accionamiento se realiza por medio de una leva. Normalmente los finales de carrera son contactos conmutadores. Por esta razón pueden conectarse –según se necesite– como contactos normalmente abiertos, contactos normalmente cerrados o contactos conmutadores. 2
1
4
5
2
1
3 6 Contacto (normalmente abierto) 7 4
Contacto (normalmente cerrado)
Contacto conmutador
Contacto normalmente abierto
2 1
4
)HVWR'LGDFWLF•73
1 2 3 4 5 6 7
Muelle Cuerpo Leva de apertura positiva Pasador de guía Muelle de acción brusca Muelle de presión de contacto Contacto interno
Contacto normalmente cerrado
2 1
4
2 1
4
)LQDOHVGHFDUUHUD
)LJ )LQDOGHFDUUHUDPHFiQLFR FRQVWUXFFLyQ\SRVLELOLGDGHV GHFRQH[LyQ
&DStWXOR
'HWHFWRUHVGH SUR[LPLGDG
A diferencia de los finales de carrera mecánicos, los detectores de proximidad funcionan sin contactos internos y sin que haya una fuerza externa que los accione. Por ello, los detectores de proximidad tienen una larga vida útil y una elevada fiabilidad de conmutación. Hay que distinguir entro los siguientes tipos de detectores de proximidad:
'HWHFWRUHV5HHG
n
Detectores Reed (con contacto interno)
n
Detectores de proximidad inductivos
n
Detectores de proximidad capacitivos
n
Detectores de proximidad ópticos
Los detectores Reed son sensores de proximidad accionados magnéticamente. Consisten en dos contactos Reed dentro de un tubo de cristal con gas inerte. El campo de un imán hace que los contactos se cierren, permitiendo que fluya la corriente. En los detectores Reed que actúan como contactos normalmente cerrados los contactos Reed se cierran por pequeños imanes. Este campo magnético es anulado por el campo magnético considerablemente mayor de los imanes de conmutación. Los detectores Reed tienen una larga vida útil y tiempos de conmutación muy rápidos (aprox. 0,2 ms). Están libres de mantenimiento, y no deben utilizarse en entornos sujetos a potentes campos magnéticos (por ejemplo, en las cercanías de soldadores por resistencia).
)LJ 'HWHFWRU5HHG FRQWDFWRQRUPDOPHQWH DELHUWR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Los detectores de proximidad inductivos, capacitivos y ópticos son sensores electrónicos. Normalmente tienen tres hilos para su conexionado. n
Hilo para alimentación de tensión
n
Hilo para la masa
n
Hilo para la señal de salida
6HQVRUHVHOHFWUyQLFRV
En estos sensores, no hay contactos internos que se muevan físicamente. En lugar de esto, la salida queda unida a la tensión de la alimentación o a la masa (= tensión de salida 0V). Hay dos tipos de sensores electrónicos, en relación con la polaridad de la tensión de salida. n
En los sensores de conmutación a positivo (PNP), la tensión de salida es cero cuando no se detecta pieza. La proximidad de una pieza o de una parte de la máquina hace conmutar la salida, aplicándole el positivo de la tensión de alimentación. En estos sensores, la carga se conecta entre la salida y el negativo
n
En los sensores de conmutación a negativo (NPN) la tensión de salida también es cero cuando no se detecta pieza. La proximidad de una pieza o de una parte de la máquina hace conmutar la salida, aplicándole el negativo de la tensión de alimentación. En estos sensores, la carga se conecta entre la salida y el positivo.
En ambos tipos de sensores, pueden haber ejecuciones con función de contacto normalmente abierto (no hay tensión cuando no hay pieza cubriendo el sensor) o normalmente cerrado (hay tensión, positiva si es PNP y negativa si es NPN, cuando no hay pieza cubriendo el sensor).
)HVWR'LGDFWLF•73
6HQVRUHVGH FRQPXWDFLyQDSRVLWLYR \DQHJDWLYR
&DStWXOR
6HQVRUHVGH SUR[LPLGDGLQGXFWLYRV
Un sensor de proximidad inductivo consiste en un oscilador eléctrico (1), un flip-flop (2) y un amplificador (3). Cuando se aplica una tensión, el oscilador genera un campo magnético alterno de alta frecuencia que se emite en la parte frontal del sensor. Si una pieza conductora de electricidad (p. ej. metálica) entra en este campo, el oscilador se atenúa. Un circuito consistente en un flip-flop y un amplificador evalúan el comportamiento del oscilador y emiten una señal de salida. Los sensores de proximidad inductivos pueden utilizarse para la detección de materiales conductores. Además de metales, esto incluye p. ej. el grafito.
)LJ 6HQVRUGHSUR[LPLGDG LQGXFWLYR
Principio de funcionamiento Símbolo
Metal
Diagrama de bloques
1
2
3
1 Oscilador 2 Flip-Flop 3 Amplificador
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Un sensor de proximidad capacitivo consiste en un condensador y una resistencia eléctrica que forman en conjunto un oscilador RC, y un circuito para la evaluación de la frecuencia. Entre el ánodo y el cátodo del condensador se genera un campo electrostático. Se forma un campo de corrientes parásitas en el frente del sensor. Si se introduce un objeto en este campo, varía la capacidad del condensador. El oscilador se atenúa. El circuito que hay detrás conmuta la salida.
6HQVRUGH SUR[LPLGDGFDSDFLWLYR
Los sensores de proximidad capacitivos no sólo reaccionan a materiales conductores (como los metales), sino también ante aislantes de gran rigidez dieléctrica (como plásticos, vidrio, cerámica, fluidos y madera).
Principio de funcionamiento
Símbolo
Diagrama de bloques
1
2 1 Oscilador 2 Flip-flop 3 Amplificador
)HVWR'LGDFWLF•73
3
)LJ 6HQVRUGHSUR[LPLGDG FDSDFLWLYR
&DStWXOR
6HQVRUGH SUR[LPLGDGySWLFR
Los sensores de proximidad ópticos utilizan medios ópticos y electrónicos para la detección de objetos. Se utiliza luz roja o infrarroja. Los diodos semiconductores emisores de luz (LEDs) son fuentes de luz roja e infrarroja particularmente fiables. Son pequeños y robustos, tienen una larga vida útil y pueden modularse fácilmente. Los fotodiodos y fototransistores se utilizan como receptores. La luz roja tiene la ventaja que el rayo de luz puede verse durante el ajuste de los ejes ópticos del sensor de proximidad. También pueden utilizarse fibras ópticas de polímero dada la baja atenuación de la luz de su longitud de onda. Hay que distinguir tres tipos diferentes de sensores de proximidad:
%DUUHUDVGHOX]
n
Barreras de luz
n
Sensores ópticos de retroreflexión
n
Sensores ópticos de reflexión directa
La barrera de luz tiene el emisor y el receptor separados e independientes. Se disponen de forma tal que el rayo transmisor esté dirigido al receptor. La salida conmuta cuando se interrumpe el rayo de luz.
)LJ %DUUHUDGHOX]
Principio de funcionamiento
Emisor
Receptor
Emisor
Símbolo
Receptor
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
En el sensor de retroreflexión, el emisor y el receptor están dispuestos en el mismo cuerpo. Exteriormente se instala un reflector catadióptrico de tal forma, que el rayo de luz emitido por el emisor se refleja casi por completo en el receptor. La salida conmuta cuando se interrumpe el rayo de luz.
6HQVRUGH UHWURUHIOH[LyQ
)LJ 6HQVRUGHUHWURUHIOH[LyQ
Principio de funcionamiento Símbolo Receptor
Receptor
Emisor
Reflector catadióptrico
Emisor
Reflector catadióptrico
En el sensor de reflexión directa o sensor difuso, el emisor y el receptor están dispuestos en el mismo cuerpo. Si la luz del emisor choca contra un objeto mínimamente reflectante, es reflejada hacia el receptor que hace conmutar la salida. Por su principio de funcionamiento, los sensores de reflexión directa sólo pueden utilizarse con determinados materiales relativamente reflectantes (p. ej. superficies pulidas o pintadas).
)LJ 6HQVRUGHUHIOH[LyQGLUHFWD
Principio de funcionamiento Símbolo Receptor
Receptor
Emisor
Emisor
)HVWR'LGDFWLF•73
6HQVRUGHUHIOH[LyQ GLUHFWD
&DStWXOR
6HQVRUHVGHSUHVLyQ
3UHVRVWDWRV PHFiQLFRV
Hay varios tipos de sensores sensibles a la presión: n
Presostatos con contacto mecánico (señal de salida digital)
n
Presostatos con conmutación electrónica (señal de salida digital)
n
Sensores electrónicos de presión con señal de salida analógica
En el presostato accionado mecánicamente, la presión actúa en la superficie de un cilindro. Si la presión sobrepasa la fuerza del muelle, el émbolo avanza y acciona el juego de contactos
)LJ 3UHVRVWDWR DFFLRQDGRSRUpPEROR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Los presostatos de diafragma adquieren cada vez más importancia. En lugar de accionar un contacto mecánico, la salida es conmutada electrónicamente. Unidos al diafragma se disponen sensores sensibles a la presión a la fuerza. La señal del sensor es evaluada por un circuito electrónico. Así que la presión sobrepasa un cierto valor, la salida conmuta.
3UHVRVWDWRV HOHFWUyQLFRV
El diseño y el modo de funcionamiento de un sensor de presión de estas características se demuestra utilizando como ejemplo el sensor analógico de Festo SDE-10-10V/20mA .
6HQVRUHVGHSUHVLyQ DQDOyJLFRV
La Fig. 3.13a muestra la célula de medición piezorresistiva de un sensor de presión. la resistencia variable 1 cambia su valor cuando se aplica presión al diafragma. A través de los contactos 2, la resistencia se conecta al dispositivo de evaluación electrónico, que genera la señal de salida. La Fig. 3.13b representa el conjunto de la disposición constructiva del sensor. La Fig. 3.13c ilustra las características del sensor, representando la correlación entre la presión y la señal de salida eléctrica. Un aumento de la presión produce un aumento de la tensión en la salida del sensor. Una presión de 1 bar produce una tensión de 1 V, una presión de 2 bar una tensión de 2 V y así sucesivamente.
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
1
)LJ &RQVWUXFFLyQ\FXUYD FDUDFWHUtVWLFDGHXQVHQVRU DQDOyJLFRGHSUHVLyQ )HVWR6'(9P$
P 2
3 2
1
1 Resistencias 2 Contactos 3 Diafragma
1
2
1 2 3 4
3
3
4
Cuerpo Tapa Gel de silicona Junta tórica
5
6
7
5 Célula de medición 6 Amplificador 7 Conector
Voltaje V 10 V 8 6 4 2
2
4
6
bar
10
Presión p
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
5HOpV\FRQWDFWRUHV Un relé es un interruptor accionado electromagnéticamente. Cuando se aplica una tensión a la bobina del solenoide, se genera un campo magnético. Esto hace que la armadura sea atraída hacia el núcleo de la bobina. la armadura acciona los contactos del relé, abriéndolos o cerrándolos, según la ejecución. Un muelle de retorno devuelve la armadura a su posición cuando se interrumpe la corriente de la bobina.
Muelle de retorno
Bobina del relé
12 14 22 24 A1
Armadura A2
11
21
Aislamiento
Núcleo de la bobina Contacto A1 A2
4 2
1
La bobina de un relé puede conmutar uno a varios contactos. Además del tipo de relé descrito arriba, hay otros tipos de interruptores accionados electromagnéticamente, tales como los relés de remanencia, los temporizadores y, cuando se trata de soportar elevadas intensidades, los contactores.
)HVWR'LGDFWLF•73
&RQVWUXFFLyQ GHXQUHOp
)LJ &RQVWUXFFLyQGHXQUHOp
&DStWXOR
$SOLFDFLRQHV GHORVUHOpV
En los sistemas de control electroneumático, los relés se utilizan para las siguientes funciones: n
Multiplicación de señales
n
Retardo y conversión de señales
n
Asociación de información
n
Aislamiento del circuito de mando del principal
En controles puramente eléctricos, los relés se utilizan también para aislamiento de circuitos AC y DC. 5HOpGHUHPDQHQFLD
El relé de remanencia responde a pulsos de corriente: n
La armadura del relé se activa cuando se aplica un pulso positivo.
n
La armadura del relé se desactiva cuando se aplica un pulso negativo.
n
Si no se aplica ninguna señal de entrada, se mantiene la posición anterior (remanencia).
El comportamiento de un relé de remanencia es análogo al de una válvula neumática biestable o de doble pilotaje, que responde a los impulsos de la presión de mando.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Hay dos tipos de temporizadores: a la conexión y a la desconexión. El temporizador a la conexión se activa transcurrido un tiempo tras la aplicación de la tensión y se desactiva inmediatamente al cortarse la tensión. En el temporizador a la desconexión, el tiempo empieza a contar a partir del momento en que se corta la tensión. Véanse las Fig. 3.15, 3.16. El tiempo de retardo td es regulable. D
7HPSRUL]DGRU
)LJ 7HPSRUL]DGRUDODFRQH[LyQ
+24V S1
D &LUFXLWRGHWDOODGR E &LUFXLWRVLPSOLILFDGR F &RPSRUWDPLHQWRGH ODVHxDO
17
D1
R2
R1
C1
K1
18
0V
E
1
+24V
2
3
A1
17
27
A2
18
28
17
S1
K1 4
18
A1
K1
1Y1 A2
0V
F 7HQVLyQHQODERELQDGHOUHOp
Tiempo
&RQWDFWR Cerrado
Abierto
td
)HVWR'LGDFWLF•73
Tiempo
&DStWXOR
3ULQFLSLRGH IXQFLRQDPLHQWR
Cuando se cierra S1, la corriente fluye por la resistencia variable R1 hacia el condensador C1. El diodo D1 –conectado en paralelo– no permite que la corriente fluya en este sentido. La corriente también fluye a través de la resistencia de descarga R2 (que inicialmente no tiene importancia). Cuando el condensador C1 se ha cargado hasta la tensión de conmutación de K1, el relé se activa. Cuando se abre S1, el circuito se interrumpe y el condensador se descarga rápidamente a través del diodo D1 y la resistencia R2. Con ello, el relé regresa inmediatamente a su posición inicial. La resistencia variable permite ajustar la corriente de carga del condensador, permitiendo así ajustar el tiempo que tarda en alcanzarse la tensión de conmutación de K1. Si se ajusta una elevada resistencia, fluirá una pequeña corriente, con lo que aumentará el tiempo. Si la resistencia es baja, fluirá una elevada corriente y el tiempo de retardo será corto.
)LJ 7HPSRUL]DGRUDOD GHVFRQH[LyQ
D +24V S1
17
D &LUFXLWRGHWDOODGR E &LUFXLWRVLPSOLILFDGR F &RPSRUWDPLHQWRGHOD VHxDO
D1
R2
R1
C1
K1
18
0V
E
1
+24V
2
3
A1
17
27
A2
18
28
17
K1
S1 4
18
A1
K1
1Y1 A2
0V
F 7HQVLyQHQODERELQDGHOUHOp
Tiempo
&RQWDFWR Cerrado
Abierto
tV
Tiempo
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Los contactores funcionan de la misma forma que los relés. Las características típicas de un contactor son: n
Doble conmutación (contactos dobles)
n
Contactos de acción positiva
n
Cámaras cerradas (cámaras para protección del arco)
)RUPDFRQVWUXFWLYD GHXQFRQWDFWRU
Estas características constructivas permiten que los contactores puedan conmutar intensidades mucho más elevadas que los relés.
7
4 5
6 11
A1
11
21
A2
14
24
14 3
A2 A1
1
)HVWR'LGDFWLF•73
2
1 Bobina 2 Núcleo de hierro (imán) 3 Armadura 4 Elemento de conmutación móvil con contactos 5 Elemento de conmutación estático con contactos 6 Muelle de presión 7 Muelle de presión de contactos
)LJ )RUPDFRQVWUXFWLYD GHXQFRQWDFWRU
&DStWXOR
Un contactor tiene múltiples elementos de conmutación, normalmente entre cuatro y diez contactos. En contactores –al igual que en los relés– hay varios tipos con combinaciones contactos normalmente abiertos, normalmente cerrados, conmutadores, contactos retardados, etc. Los contactores que sólo conmutan contactos auxiliares (contactos de control) se denominan relés contactores. Los contactores con contactos principales y auxiliares se denominan contactores de potencia. $SOLFDFLRQHVGH ORVFRQWDFWRUHV
Los contactores se utilizan para las siguientes aplicaciones: n
Con contactores de potencia, en los contactos principales se interrumpen potencias entre 4 y 30 kW.
n
Las funciones de control y las relaciones lógicas se conmutan por medio de contactos auxiliares.
En los controles electroneumáticos, las intensidades eléctricas y la potencia son muy bajas. Por esta razón, pueden realizarse los mandos con relés auxiliares. En general, si no hay motores eléctricos no se necesitan contactores de potencia.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
&RQWUROHVOyJLFRVSURJUDPDEOHV Los controles lógicos programables (PLC) se utilizan para el procesamiento de señales en sistemas de control. Este PLC es particularmente adecuado para sistemas de control con varias entradas y salidas y que requiera una compleja combinación de señales. )LJ 3/& )HVWR
)LJ &RPSRQHQWHV GHXQVLVWHPD3/&
Programa del PLC
Módulo de entradas
Sensores
)HVWR'LGDFWLF•73
Unidad Central
Módulo de salidas
Actuadores
&DStWXOR
(VWUXFWXUD\PRGR GHIXQFLRQDPLHQWR GHXQ3/&
La Fig. 3.19 es un diagrama de bloques que ilustra los componentes de un sistema PLC. El elemento principal (la CPU) es un sistema microprocesador. El programa del microprocesador determina: n
Qué entradas son interrogadas (I1, I24 etc.)
n
Cómo están asociadas estas señales
n
Qué salidas (O1, O2 etc.) reciben los resultados de este procesamiento de señales.
De esta forma, el comportamiento del control, no viene determinado por el cableado (hardware), sino por el programa (software).
(VWUXFWXUDJOREDOGHODSDUWHGHSURFHVDPLHQWRGHVHxDOHV La parte de procesamiento de señales de un control electroneumático contra de tres bloques. Su estructura se muestra en la Fig. 3.20. n
Entrada de señales se realiza por medio de sensores, pulsadores o interruptores. La Fig. 3.20 muestra dos sensores de proximidad para las señales de entrada.
n
Procesamiento de señales normalmente se realiza por un sistema de relés o un control lógico programable. No son frecuentes otros tipos de control. En la Fig. 3.20 el control se realiza por un sistema de relés.
n
Salida de señales se realiza a través de electroválvulas distribuidoras para el control de los actuadores.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJ 6HFFLyQGHFRQWUROGH VHxDOHVHQXQVLVWHPDGH PDQGRSRUUHOpV FLUFXLWR HVTXHPiWLFRQR HVWDQGDUL]DGR
La Fig. 3.20 muestra una representación esquemática de una sección de control de señales en un sistema de control electroneumático, en el que se utilizan relés para el procesamiento de las señales. n
Los componentes para la entrada de señales (en la Fig. 3.20: los interruptores de proximidad inductivos 1B1 y 1B2) están conectados a través de las entradas del control (I1, I2 etc.) a las bobinas de los relés (K1, K2 etc.)
n
El procesamiento de las señales se realiza por medio del cableado adecuado de los diversos contactos de los relés.
n
Los componentes para la salida de señales (en la Fig. 3.20: los solenoides de electroválvulas distribuidoras 1Y1 y 1Y2) están conectadas a las salidas del control (O1, O2 etc.). Estas son accionadas a través de los contactos de los relés.
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
)LJ 6HFFLyQGHFRQWUROGH VHxDOHVFRQFRQWUROOyJLFR SURJUDPDEOH 3/&
La Fig. 3.21 muestra la sección de control de señales de un sistema de control electroneumático, en el que se utiliza un PLC para el procesamiento de las señales. n
Los componentes para la entrada de señales (en la Fig. 3.21 los interruptores de proximidad inductivos 1B1 y 1B2 están conectados a las entradas del PLC (I1, I2).
n
El sistema microprocesador programable del PCL realiza todas las tareas de procesamiento de las señales.
n
Los componentes de la salida de señales (en la Fig. 3.21: los solenoides de las electroválvulas distribuidoras 1Y1 y 1Y2) están conectadas a las salidas del PLC (O1, O2 etc.). Están accionadas por circuitos electrónicos que son la parte de potencia del sistema microprocesador.
Los sistemas de control electroneumático con relés se trata en el Capítulo 8 y los sistemas de control electroneumático con PLCs se trata en el Capítulo 9.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
&DStWXOR 9iOYXODVGLVWULEXLGRUDV DFFLRQDGDVHOpFWULFDPHQWH
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
)XQFLRQHV Un sistema de control electroneumático trabaja con dos formas de energía: n
Energía eléctrica en la sección de control de las señales
n
Aire comprimido en la sección de potencia
Las válvulas distribuidoras accionadas eléctricamente (electroválvulas) forman el interface entre las dos partes de un control electroneumático . Son activadas por las señales de salida de la sección de control y distribuyen el aire en la sección de potencia. Las tareas más importantes de las electroválvulas distribuidoras son:
$FFLRQDPLHQWR GHXQFLOLQGUR GHVLPSOHHIHFWR
n
Abrir y cerrar la alimentación del aire
n
Control de avance y retroceso de los cilindros
La Fig. 4.1a muestra una electroválvula que controla el movimiento de un cilindro de simple efecto. Tiene tres conexiones y dos posiciones de conmutación: n
Si no se aplica tensión a la bobina del solenoide de la electroválvula, la cámara posterior del cilindro permanece a descarga. El vástago del cilindro está retraído.
n
Si se aplica tensión al solenoide, la válvula distribuidora conmuta y la cámara recibe presión. El vástago del cilindro avanza.
n
Cuando se interrumpe la corriente, la válvula conmuta de nuevo. La cámara del cilindro se descarga y el vástago retrocede.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJ $FFLRQDPLHQWR GHXQFLOLQGURQHXPiWLFR D 6LPSOHHIHFWR E 'REOHHIHFWR
El cilindro de doble efecto de la Fig. 4.1b es accionado por una electroválvula distribuidora con cinco conexiones y dos posiciones. n
Si no hay tensión aplicada a la bobina del solenoide, la cámara izquierda del cilindro está a descarga y la cámara derecha bajo presión. el vástago está retraído.
n
Si se aplica tensión a la bobina del solenoide, la electroválvula distribuidora conmuta. La cámara izquierda queda a presión, mientras que la cámara derecha se descarga. El vástago avanza.
n
Cuando se interrumpe la corriente, la válvula conmuta de nuevo y el vástago retrocede.
)HVWR'LGDFWLF•73
$FFLRQDPLHQWRGHXQ FLOLQGURGHGREOHHIHFWR
&DStWXOR
&RQVWUXFFLyQ\PRGRGHIXQFLRQDPLHQWR Las electroválvulas distribuidoras se activan por medio de solenoides. Estas pueden dividirse en dos grupos : n
Las válvulas con retorno por muelle (monoestables) sólo están activadas mientras fluye corriente a través del solenoide.
n
las válvulas de doble bobina (biestables) mantienen la última posición aunque deje de fluir corriente por el solenoide.
3RVLFLyQLQLFLDO
En posición inicial, todos los solenoides de una electroválvula distribuidora están sin tensión y por lo tanto inactivos. Una válvula de doble solenoide no tiene una posición estable definida ya que no tiene muelle de retorno.
'HQRPLQDFLyQ GHODVFRQH[LRQHV
Las electroválvulas distribuidoras también se distinguen por el número de conexiones y el número de posiciones de conmutación. La denominación de la válvula resulta del número de conexiones y de posiciones, por ejemplo: n
Electroválvula de 3/2 vías con muelle de retorno (monoestable)
n
Electroválvula de 5/2 vías de doble bobina (biestable)
La sección siguiente explica la construcción y el modo de funcionamiento de los principales tipos de válvulas. (OHFWURYiOYXODGH YtDVFRQWURODGD GLUHFWDPHQWH
La Fig. 4.2 muestra dos secciones transversales de una electroválvula de 3/2 vías de accionamiento directo. n
En su posición inicial, la conexión de utilización 2 está unida a la conexión de descarga 3 por la ranura en el inducido (véase el detalle) (Fig. 4.2a.
n
Si se excita el solenoide, la fuerzas del campo magnético fuerzan al inducido hacia arriba contra la fuerza del muelle (Fig. 4.2b). La junta de asiento inferior abre y el aire de la conexión 1 puede fluir hacia la conexión de trabajo 2. La junta de asiento superior cierra, cerrando el paso entre las conexiones 1 y 3.
n
Si la bobina del solenoide se desexcita, el inducido regresa a su posición inicial por efecto del muelle de retorno (Fig. 4.2a). El paso entre las conexiones 2 y 3 se abre y el paso entre las conexiones 1 y 2 se cierra. El aire comprimido se descarga a través del tubo del inducido por la conexión 3.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
El accionamiento manual A, permite abrir el paso entre las conexiones 1 y 2 aunque el solenoide no esté excitado. Al girar el tornillo, la leva excéntrica acciona el inducido. Girando de nuevo el tornillo, el inducido regresa a su posición inicial.
$FFLRQDPLHQWRPDQXDO
)LJ (OHFWURYiOYXODGHYtDV FRQDFFLRQDPLHQWRPDQXDO QRUPDOPHQWHFHUUDGD
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
La Fig. 4.3 muestra una electroválvula de 3/2 vías normalmente abierta. La Fig. 4.3a muestra la válvula en su posición inicial y la Fig. 4.3b en posición accionada. En comparación con la posición inicial de la válvula cerrada (Fig. 4.2) las conexiones de alimentación y de escape están invertidas. )LJ 9iOYXODGHYtDVFRQ DFFLRQDPLHQWRPDQXDO QRUPDOPHQWHDELHUWD
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
En las electroválvulas pilotadas, el émbolo de la válvula es accionado indirectamente. n
El inducido del solenoide abre o cierra un conducto derivado de la conexión 1.
n
Si el inducido está abierto, el aire comprimido de la conexión 1 acciona el émbolo de la válvula.
(OHFWURYiOYXOD GLVWULEXLGRUDSLORWDGD
La Fig. 4.4 explica el modo de funcionamiento del control por pilotaje. n
Si la bobina se desactiva, el inducido es presionado contra el asiento inferior por el muelle. La cámara de la parte superior del émbolo queda a descarga (Fig. 4.4 a).
n
Si la bobina se excita, el solenoide tira del inducido hacia abajo. La cámara del lado superior del émbolo recibe presión (Fig. 4.4b). )LJ (OHFWURYiOYXODGLVWULEXLGRUD SLORWDGD
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
(OHFWURYiOYXOD La Fig. 4.5 muestra dos secciones transversales de una electroválvula GHYtDVSLORWDGD de 3/2 vías pilotada . n
En su posición inicial, la superficie del émbolo sólo está sujeta a la presión atmosférica, de forma que el muelle de retorno empuja el émbolo hacia arriba (Fig. 4.5a). Las conexiones 2 y 3 están unidas.
n
Si se excita la bobina del solenoide, la cámara inferior del émbolo de la válvula se une con la conexión de presión 1 (Fig. 4.5b). La fuerza en la superficie superior del émbolo de la válvula aumenta, presionando el émbolo hacia abajo. La unión entre las conexiones 2 y 3 se cierra, mientras que la unión entre 1 y 2 se abre. La válvula permanece en esta posición mientras esté excitada la bobina del solenoide.
n
Si la bobina del solenoide se desexcita, la válvula conmuta de nuevo a su posición inicial.
Se necesita una presión mínima de alimentación (presión de mando) para accionar una válvula pilotada contra la fuerza del muelle. Esta presión se indica en las especificaciones de la válvula y se halla – según el tipo – entre 2 y 3 bar. )LJ (OHFWURYiOYXODSLORWDGDGH YtDV QRUPDOPHQWH FHUUDGDFRQDFFLRQDPLHQWR PDQXDO
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Cuanto mayor sea el caudal nominal de una válvula distribuidora, mayor será el flujo de aire que puede suministrar. En el caso de una electroválvula accionada directamente, el caudal hacia el actuador debe pasar por el asiento del inducido (véase Fig. 4.2). Para asegurar un caudal suficiente, se necesita un inducido relativamente grande. Esto, a su vez, requiere un muelle de retroceso grande – contra el cual el solenoide debe ejercer su fuerza. Esto exige componentes de tamaños relativamente grandes y por lo tanto un elevado consumo de potencia . En una electroválvula pilotada, el caudal hacia el actuador pasa por la etapa principal (Fig. 4.5). El émbolo de la válvula recibe presión a través del conducto de aire. Es suficiente un pequeño caudal, así que el inducido también puede ser menor que el de una válvula de accionamiento directo. El consumo de potencia y la generación de calor son también menores. Las ventajas en relación con el consumo de potencia, tamaño de los solenoides y disipación de calor ha llevado al uso casi exclusivo de electroválvulas pilotadas en los sistemas de control electroneumático.
)HVWR'LGDFWLF•73
&RPSDUDFLyQHQWUH YiOYXODVSLORWDGDV\GH DFFLRQDPLHQWRGLUHFWR
&DStWXOR
(OHFWURYiOYXOD GHYtDVSLORWDGD
La Fig. 4.6 muestra las dos posiciones de conmutación de una electroválvula de 5/2 vías pilotada. n
En su posición inicial, el émbolo se halla en su tope izquierdo (Fig. 4.6a). Las conexiones 1 y 2, así como las 4 y 5 se hallan unidas.
n
Si se excita la bobina del solenoide, la corredera de la válvula se mueva hacia el tope derecho (Fig. 4.6b). En esta posición, las conexiones 1 y 4, así como las 2 y 3 se hallan unidas.
n
Si el solenoide se desexcita el muelle de retorno devuelve la corredera de la válvula a su posición inicial.
n
El aire de pilotaje es suministrado a través de la conexión 84.
)LJ (OHFWURYiOYXOD GHYtDVSLORWDGD
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La Fig. 4.7 muestra las tres posiciones de conmutación de una electroválvula distribuidora de 5/3 vías. n
En su posición inicial, las bobinas de los solenoides están desexcitadas y la corredera de la válvula se halla en posición media por la fuerza de dos muelles. Las conexiones 2 y 3, así como las 4 y 5 se hallan unidas. La conexión 1 se halla cerrada.
n
Si se excita el solenoide izquierdo, el émbolo de la válvula se desplaza a su tope derecho (Fig. 4.7b). Las conexiones 1 y 4, así como las 2 y 3 quedan unidas.
n
Si se excita la bobina del solenoide derecho, el émbolo se desplaza a su tope izquierdo (Fig. 4.7c). En esta posición, las conexiones 1 y 2, así como las 4 y 5 quedan unidas.
n
Cada posición se mantiene mientras esté excitada la correspondiente bobina. Si ninguna de las bobinas se halla excitada, la válvula regresa a su posición media inicial.
)HVWR'LGDFWLF•73
(OHFWURYiOYXODGH YtDVSLORWDGD FRQSRVLFLyQGH UHSRVRDGHVFDUJD
&DStWXOR
)LJ (OHFWURYiOYXODGHYtDVGREOHSLORWDMH SRVLFLyQPHGLDDGHVFDUJD
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Las electroválvulas distribuidoras con posiciones (tales como las de 3/2 o 5/2 vías) permiten hacer avanzar o retroceder un cilindro. Las electroválvulas distribuidoras con tres posiciones (tales como las de 5/3 vías) tienen una posición media que ofrece opciones adicionales para el accionamiento del cilindro. Esto puede explicarse utilizando el ejemplo de tres válvulas de 5/3 vías con diferentes posiciones medias. Observaremos el comportamiento del cilindro actuador cuando la válvula distribuidora se halle en posición media. n
Si se utiliza una válvula de 5/3 vías en la que las conexiones de trabajo estén a descarga (escape), el émbolo del cilindro no ejerce ninguna fuerza en el vástago del cilindro. El vástago puede moverse libremente.
n
Si se utiliza una válvula de 5/3 vías en la que las conexiones de trabajo estén cerradas (bloqueadas), el émbolo del cilindro se mantiene en su posición. Esto se aplica también si el vástago no se halla en uno de sus extremos (Fig. 4.8b)
n
Si se utiliza una válvula de 5/3 vías en la que las conexiones de trabajo se hallan bajo presión, el vástago avanzará con una fuerza reducida (Fig. 4.8c).
)HVWR'LGDFWLF•73
,QIOXHQFLDGHOD SRVLFLyQPHGLD
&DStWXOR
)LJ ,QIOXHQFLDGHODSRVLFLyQ PHGLDHQHOHFWURYiOYXODV GHYtDV
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La Fig. 4.9 muestra dos secciones transversales de una electroválvula pilotada de 5/2 vías de doble bobina. n
Si el émbolo de la válvula se halla en su tope izquierdo, las conexiones 1 y 2, así como las 4 y 5 están unidas (Fig. 4.9a).
n
Si se excita la bobina izquierda (14), el émbolo se desplaza hacia la derecha, con loa que las conexiones 1 y 4, así como las 2 y 3 se unen (Fig. 4.9b).
n
Si la válvula debe volver a su posición inicial, no es suficiente con desexcitar la bobina izquierda. Además, hay que excitar la bobina derecha (12).
(OHFWURYiOYXODSLORWDGD GHYtDVGH GREOHERELQD
Si ninguna de las dos bobinas está excitada, el rozamiento mantiene el émbolo de la válvula en la última posición seleccionada. Esto vale también si se excitan ambas bobinas al mismo tiempo, ya que se oponen una a otra con la misma fuerza. )LJ (OHFWURYiOYXODSLORWDGDGH YtDVGHGREOHERELQD
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
7LSRVGHHOHFWURYiOYXODV\GDWRVGHUHQGLPLHQWR Las electroválvulas distribuidoras se fabrican en una amplia gama de variantes y tamaños para cubrir diferentes necesidades de la práctica industrial. Cuando se selecciona la válvula adecuada, es útil tener en cuenta los dos siguientes puntos: n
Primero establecer el tipo de válvula que se necesita según la tarea y la reacción exigida en caso de fallo de tensión (por ejemplo, una electroválvula de 5/2 vías con muelle de retorno).
n
Segundo, utilizar el catálogo del fabricante para establecer qué válvula cumple con las prestaciones y rendimiento exigido. Además, hay que tener en cuenta no sólo el coste inicial de la válvula, sino también los costes de la instalación, mantenimiento, recambios, etc.
Las Tablas 4.1 y 4.2 resumen los tipos de electroválvulas más corrientemente utilizadas, con sus símbolos y aplicaciones.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
7LSRGHYiOYXOD
6tPEROR
$SOLFDFLRQHV
2
Electroválvula de 2/2 vías pilotada, retorno por muelle
Función de cierre
12 1 2
Electroválvula de 3/2 vías pilotada, retorno por muelle, normalmente cerrada
Cilindros de simple efecto
12 1
3 2
Electroválvula de 3/2 vías pilotada, retorno por muelle, normalmente abierta
Cilindros de simple efecto (bajo presión sin tensión)
10 1
3 2
4
14
Electroválvula de 4/2 vías pilotada, retorno por muelle
3
1
2
4
Electroválvula de 4/2 vías pilotada, retorno por muelle
Cilindros de doble efecto o actuadores giratorios
14 3
5 1 4
2
14
12 5
3 1
Electroválvula de 5/3 vías pilotada, con muelles de retorno (cerrada, a descarga o a presión en reposo)
4
2
14
12 5
3 1
4
2
14
12 5
3 1
)HVWR'LGDFWLF•73
Cilindros de doble efecto o actuadores giratorios con parada intermedia, con requerimientos especiales en el caso de un fallo de tensión.
7DEOD $SOLFDFLRQHV\VtPERORV SDUDHOHFWURYiOYXODV GLVWULEXLGRUDVFRQPXHOOHGH UHWRUQR PRQRHVWDEOHV
&DStWXOR
7DEOD $SOLFDFLRQHV\VtPERORSDUD YiOYXODVGHGREOHERELQD
7LSRGHYiOYXOD
6tPEROR
2
4 Electroválvula de 4/2 vías pilotada, doble bobina Electroválvula de 5/2 vías pilotada, doble bobina
$SOLFDFLRQHV
14
12 1
3
4
2
14
Cilindros de doble efecto o actuadores giratorios
12 5
3 1
Si no hay disponible una válvula con todas las propiedades requeridas, a menudo puede utilizarse una válvula con un número de conexiones diferente.
)DOORGHWHQVLyQ\ URWXUDGHFDEOH
n
Las electroválvulas de 4/2 vías y de 5/2 vías realizan casi la misma función (escape único o escapes separados). Son intercambiables.
n
Para realizar la función de una válvula de 3/2 vías de doble bobina, puede cerrarse con un tapón una de las conexiones de utilización de una válvula de 4/2 o de 5/2 vías.
Un sistema de control electroneumático debería diseñarse de forma que las piezas no se dañaran por un movimiento incontrolado en el caso de un fallo de tensión o de la rotura de un cable. El comportamiento de un cilindro neumático en tales circunstancias puede determinarse por la elección de una válvula distribuidora u otra: n
Una electroválvula distribuidora de 3/2 o de 5/2 vías conmuta a su posición inicial ante un fallo de tensión, con lo que el cilindro que controla regresa a su posición inicial.
n
Una válvula de 5/3 vías también conmuta a su posición inicial ante un fallo de tensión. Si las conexiones de trabajo están a escape en su posición inicial, el cilindro queda libre de esfuerzo. Si ambas conexiones quedan bajo presión, el cilindro avanza con una fuerza reducida. Si las conexiones quedan cerradas, se interrumpe el movimiento del cilindro.
n
Una válvula de doble solenoide retiene su posición actual. El vástago del cilindro termina el movimiento que estuviera realizando o permanece en la posición final en que se hallaba.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Las electroválvulas distribuidoras son generalmente de diseño modular. Se componen de los siguientes elementos: n
La electroválvula distribuidora propiamente dicha
n
Uno o dos solenoides para su accionamiento
n
Una o dos conectores para las señales de mando a las bobinas
'LVHxRPRGXODUGH HOHFWURYiOYXODV GLVWULEXLGRUDV
La Fig. 4.10 muestra un ejemplo de este diseño modular. )LJ 'LVHxRPRGXODUGHXQD HOHFWURYiOYXODGLVWULEXLGRUD )HVWR
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
Los datos característicos de una válvula vienen determinados por la combinación de los tres elementos (Fig. 4.11). Los componentes mecánicos de una válvula afectan principalmente a las características neumáticas, mientras que la bobina del solenoide y el conector del cable influyen en las características eléctricas. )LJ 'DWRVFDUDFWHUtVWLFRVGH XQDYiOYXODGLVWULEXLGRUD
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Para permitir adaptarse a las diferentes formas de instalación, las electroválvulas distribuidoras están disponibles con dos configuraciones diferentes de las conexiones. n
En una válvula de montaje directo (en línea) todas las conexiones neumáticas están roscadas, de forma que los racores y los silenciadores pueden montarse directamente en la válvula. Las válvulas pueden montarse individualmente, pero también pueden montarse varias válvulas en una placa base única.
n
En las válvulas para placa base, todas las conexiones se hallan en el mismo lado y los agujeros de las conexiones en el cuerpo de la válvula no están roscados. Las válvulas para placa base se montan individualmente o en grupo sobre placas base individuales o agrupadas.
)HVWR'LGDFWLF•73
'LVSRVLFLyQGHODV FRQH[LRQHVGHXQD YiOYXOD
&DStWXOR
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ
La Fig. 4.12 muestra un bloque distribuidor con placas base agrupadas. En primer plano aparece una electroválvula de doble bobina, detrás de la cual hay dos electroválvulas de simple bobina. La primera posición es de reserva y está sellada con una placa ciega. Las conexiones de los actuadores son visibles en la cara lateral derecha de la placa base. Las conexiones comunes de alimentación y escape se hallan en la cara frontal de la placa final (en la parte posterior, no visibles en la foto).
)LJ 0RQWDMHGHHOHFWURYiOYXODV GLVWULEXLGRUDVHQSODFDEDVH )HVWR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Algunas placas base están estandarizadas según ISO. Tienen dimensiones estándar, permitiendo con ello que en una misma placa base ISO puedan montarse válvulas de diferentes fabricantes.
9iOYXODV,62
A menudo es ventajoso utilizar válvulas no estandarizadas y específicas de un fabricante. Este es especialmente el caso si las válvulas específicas son más compactas que las válvulas equivalentes ISO y pueden instalarse con costos inferiores. En la Tabla 4.3 se resumen los datos característicos y condiciones de funcionamiento de tres válvulas de 5/2 vías.
'DWRVFDUDFWHUtVWLFRV GHODVHOHFWURYiOYXODV GHYtDV 7DEOD 'DWRVFDUDFWHUtVWLFRV QHXPiWLFRVGH HOHFWURYiOYXODV GLVWULEXLGRUDV )HVWR
7LSRGHYiOYXOD
Distribución de las conexiones
(OHFWURYiOYXODSLORWDGDGH YtDVFRQUHWRUQRSRU PXHOOH
(OHFWURYiOYXODSLORWDGDGH YtDVFRQUHWRUQRSRU PXHOOH\DOLPHQWDFLyQ DX[LOLDUGHOSLORWDMH
(OHFWURYiOYXODSLORWDGDGH YtDVFRQUHWRUQRSRU PXHOOH
Válvula en placa base
Válvula en placa base con aire de pilotaje auxiliar
Válvula individual
2
4 Símbolo gráfico
14
2
4
14 3
5
14 3
5
1
1
1
4,0 mm
4,0 mm
14,0 mm
Caudal nominal
500 l/min
500 l/min
2000 l/min
Tiempo de respuesta Activación/Desactivación
)HVWR'LGDFWLF•73
2,5 a 8 bar 20/30 ms
0,9 a 8 bar (aire de pilotaje auxiliar: 2,5 a 8 bar) 20/30 ms
3
5
Tamaño nominal
Margen de presión
2
4
2,5 a 10 bar 30/55 ms
&DStWXOR
7DPDxRQRPLQDO \FDXGDOQRPLQDO
Si hay que utilizar una válvula de gran caudal o de pequeño caudal, depende el tamaño del cilindro que se controla. Un cilindro con una gran superficie de émbolo o con movimientos de alta velocidad, exige la utilización de una válvula con un elevado caudal. Un cilindro con un émbolo pequeño o que tenga que desplazarse lentamente puede ser controlado con una válvula de poco caudal. El tamaño nominal y el caudal nominal de una válvula son medidas de las características de caudal de una válvula. Para determinar el caudal nominal de una válvula, hay que hallar la sección transversal más pequeña que tiene que atravesar el aire. La correspondiente sección transversal se convierte en un área circular. El diámetro de este área es el tamaño nominal de la válvula. Un gran tamaño nominal produce un elevado caudal y un pequeño tamaño nominal un reducido caudal. El caudal nominal de una válvula se mide bajo condiciones especificadas. Durante la medición hay que mantener una presión de 6 bar en la entrada de la válvula y una presión de 5 bar en la salida. Teniendo en cuenta sus caudales, las válvulas descritas en la Tabla 4.3 con un tamaño nominal de 4 mm son las más utilizadas para cilindros con un diámetro de émbolo de hasta 50 mm. Por otro lado, las válvulas con tamaño nominal de 14 mm son adecuadas para cilindros con grandes diámetros de émbolo, en los que se espera que el vástago alcance elevadas velocidades de avance y retroceso.
0DUJHQGHSUHVLyQ
El margen de presión es el margen de la presión de alimentación en el que la válvula puede funcionar, el límite superior de presión viene determinado por la resistencia del cuerpo de la válvula y el límite inferior por la etapa de pilotaje (véase la sección 4.2). Si la válvula acciona un actuador que sólo funciona a baja presión (por ejemplo, un generador de vacío, la presión no será suficiente para accionar la etapa de pilotaje de una válvula distribuidora. Por ello la válvula distribuidora deberá tener una alimentación aparte para el pilotaje.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Los tiempos de respuesta indican el lapso de tiempo que transcurre entre el accionamiento del contacto y la conmutación de la válvula.
7LHPSRVGHUHVSXHVWD
Con válvulas de retorno por muelle, el tiempo de respuesta desde la posición inicial a la posición de accionamiento, es generalmente más corto que el tiempo de conmutación en sentido inverso. Un tiempo de respuesta largo ralentiza el rendimiento de un sistema electroneumático, ya que se tarda más en aplicar presión y en descargar el aire de los cilindros neumáticos. 'DWRVFDUDFWHUtVWLFRVGHODVERELQDV Una electroválvula distribuidora puede ser dotada con diferentes tipos de bobinas de solenoides. El fabricante de la válvula a menudo ofrece una o más series de válvulas para cada tipo de válvula distribuidora, con dimensiones adecuadas al tamaño de la válvula. La elección de una bobina se hace basándose en sus datos eléctricos característicos (Tabla 4.4). 7LSRGHERELQD
&RUULHQWHFRQWLQXD '&
&RUULHQWHDOWHUQD $&
12, 24, 42, 48 V
24, 42, 110, 230 V, 50 Hz
Bajo demanda
Bajo demanda
Variaciones de tensión
máx. ± 10 %
máx. ± 10 %
Fluctuación de la frecuencia
–
máx. ± 5 % a la tensión nominal
Consumo a tensiones normales
4,1 W a 12 V 4,5 W a 24 V
Llamada: 7.5 VA Sostenimiento: 6 VA
Factor de potencia
–
0,7
Ciclo de trabajo
100 %
100 %
Grado de protección
IP 65
IP 65
Pasamuros del cable
PG9
PG9
Temperatura ambiente
de – 5 a + 40 °C
de – 5 + 40 °C
Temperatura del fluido
de –10 a + 60 °C
de –10 a + 60 °C
Tiempo promedio de llamada
10 ms
10 ms
Tensiones
Normal Especial
)HVWR'LGDFWLF•73
7DEOD GDWRVFDUDFWHUtVWLFRV GHERELQDVGHVROHQRLGH HQ$&\'& )HVWR
&DStWXOR
(VSHFLILFDFLyQ GHODWHQVLyQGH IXQFLRQDPLHQWR
La especificación de tensión en la Tabla 4.4 indica la tensión a la que hay que alimentar las bobinas. Las bobinas se eligen según la tensión de las señales de la sección de control del sistema electroneumático. Si la sección de control funciona a 24 V DC, por ejemplo, deberá elegirse el correspondiente tipo de bobina. Para asegurar el correcto funcionamiento de la bobina, la tensión suministrada por la sección de control de las señales deberá hallarse entre ciertos límites. Para una bobina del tipo 24 V, los límites son los siguientes: Tensión mínima:
Vmin = 24 V ⋅ (100% - 10%)
= 24 V ⋅ 0.9 = 21,6 V
Tensión máxima:
Vmax = 24 V ⋅ (100% + 10%) = 24 V ⋅ 1,1 = 26,4 V
Si la sección de señales de control funciona con corriente alterna y por lo tanto se utilizan bobinas de tensión alterna, la frecuencia de la corriente alterna deben hallarse dentro de un margen especificado. Para las bobinas de corriente alterna (AC) descritas en la tabla se permiten variaciones del 5% por encima o por debajo de los 50 Hz; en otras palabras, el margen de frecuencia permitido se halla entre 47,5 y 52,5 Hz. 'DWRVGH SRWHQFLDHOpFWULFD
Cuando se determina la potencia que debe tener la fuente de alimentación de la sección de control de señales, deben tenerse en cuenta los datos de potencia (consumo y factor de potencia) de las bobinas. Es aconsejable elegir una fuente de alimentación que no se sobrecargue incluso en el caso de que todas las bobinas se activen simultáneamente.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Cuando se activa un solenoide, fluye una corriente a través de la bobina. La temperatura de la bobina aumenta debido a la resistencia óhmica. El ciclo de trabajo indica en porcentaje máximo de tiempo de funcionamiento que puede soportar la bobina. Una bobina de un solenoide con un ciclo de trabajo del 100% puede estar permanentemente activada.
&LFORGHWUDEDMR 9'(
Si el ciclo de trabajo es inferior al 100%, la bobina se calentaría demasiado en funcionamiento continuo. El aislamiento se fundiría y la bobina se destruiría. El ciclo de trabajo se especifica en relación con un tiempo de funcionamiento de 10 minutos. Si, por ejemplo, el ciclo de trabajo de una bobina es del 60%, esta no puede estar excitada más de 6 minutos para un tiempo de funcionamiento de 10 minutos. La clase de protección indica hasta qué grado está protegida la bobina ante la entrada de polvo y agua. Las bobinas descritas en la Tabla 4.4 tienen una clase de protección IP 65, es decir, están protegidas contra la entrada de polvo y pueden funcionar en un entorno en el que estén expuestos a chorros de agua. Los diferentes grados de protección están explicados con detalle en el capítulo 7.
&ODVHGHSURWHFFLyQ \PRQWDMHGHOFDEOH
La especificación del montaje de los cables se refiere a las conexiones eléctricas de las bobinas de los solenoides (véase sección 4.5). El funcionamiento fiable de la bobina de un solenoide sólo puede garantizarse si la temperatura ambiente y la temperatura del medio, es decir, la temperatura del aire comprimido se halle dentro de límites especificados.
'DWRVGHWHPSHUDWXUD
Cuando se excita la bobina de un solenoide, se genera su campo magnético y por lo tanto la potencia del solenoide, pero con un retardo. El tiempo de llamada promedio indica el lapso de tiempo entre el instante en que la corriente fluye por la bobina y el momento que se levanta el inducido. El tiempo promedio de llamada es típicamente entre 10 y 30 milisegundos.
7LHPSRGHOODPDGD SURPHGLR
Cuanto más largo es el tiempo de llamada, mayor será el tiempo de respuesta de la válvula distribuidora accionada.
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
&RQH[LyQHOpFWULFDGHERELQDVGHVROHQRLGH La bobina de una electroválvula distribuidora se conecta a la sección de control de señales de un sistema electroneumático a través de cables bifilares. Normalmente hay un conector entre el cable y el solenoide. Cuando se inserta el conector hay que atornillarlo para proteger los contactos de la entrada de polvo y agua. El tipo de conector, de zócalo y de cable están especificados en la documentación técnica de la bobina (como el PG9 en la Tabla 4.4). &LUFXLWRGHSURWHFFLyQ GHXQDERELQD
El circuito eléctrico que activa una bobina se abre o se cierra por un contacto en la sección de control. Cuando el contacto se abre, la corriente que fluye por la bobina disminuye bruscamente. Como resultado del rápido cambio en la intensidad de la corriente, junto con la inductancia de la bobina se induce brevemente una tensión muy alta en la bobina. Al abrir el contacto puede producirse un arco. Incluso tras un período de tiempo relativamente corto, puede deteriorarse el contacto. Por ello es necesario un circuito de protección La Fig. 4.13 muestra un circuito de protección de una bobina DC. Mientras el contacto está cerrado, fluye una corriente I1 a través del solenoide y ninguna corriente a través del diodo (Fig. 4.13a). Cuando se abre el contacto, el flujo de corriente en el circuito principal se interrumpe (Fig, 4.13b). El diodo ahora conduce, con lo cual se disipa la energía almacenada en la bobina. Como resultado del circuito de protección, la corriente IM ya no está sujeta a un descenso brusco, sino que se ve reducida de forma continuada durante un cierto período de tiempo. El pico de tensión inducido es considerablemente inferior, asegurando que ni el contacto ni la bobina resultarán dañados.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
D
)LJ &LUFXLWRGHSURWHFFLyQGH ODERELQDGHXQVROHQRLGH
I1
IM= I
1
ID= 0
+24V 0V
E
I1= 0
IM
ID= I
M
+24V 0V
Además del circuito de protección necesario para el funcionamiento de la válvula, pueden integrarse otras funciones auxiliares en la conexión del cable, por ejemplo: n
Piloto indicador (luce cuando la bobina del solenoide está activada)
n
Retardo a la conmutación (para poder hacer temporizaciones)
)HVWR'LGDFWLF•73
)XQFLRQHVDX[LOLDUHV
&DStWXOR
$GDSWDGRUHV\]yFDORV SDUDFDEOHV
El circuito de protección y las funciones auxiliares se integran en el zócalo del cable o en forma de piezas intercaladas, por ejemplo, la junta iluminada (Fig. 4.14). Hay que elegir los cables y zócalos adaptadores adecuados para ajustarse a la tensión a la que funciona la sección de control (por ejemplo 24 V DC).
)LJ %RELQDGHOVROHQRLGH DGDSWDGRU\]yFDOR
&ODVHGHSURWHFFLyQ
Las clavijas, los zócalos y adaptadores se sellan para evitar que entre polvo o humedad a través del conector. Si el adaptador, la bobina y el cable de la válvula tienen diferentes clases de protección, se considera que la válvula en su conjunto tiene la menor de las tres clases de protección.
3URWHFFLyQDQWH H[SORVLRQHV
Si está previsto utilizar electroválvulas distribuidoras en entornos sometidos a riesgo de explosión, será necesario utilizar bobinas especiales antideflagrantes, aprobadas para estas aplicaciones. Estas bobinas generalmente tiene cables embebidos sin conector.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
&DStWXOR 'HVDUUROORGHXQVLVWHPD GHFRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
3URFHGLPLHQWRSDUDGHVDUUROODUXQVLVWHPDGHFRQWURO El campo de aplicación para controles electroneumáticos va desde estaciones de trabajo parcialmente automatizadas hasta instalaciones de producción completamente automatizadas con varias estaciones. Consecuentemente, el diseño y el margen de funciones de tales sistemas de control varía mucho. Por ello, los sistemas de control electroneumáticos se desarrollas individualmente, ajustándose a cada proyecto en particular. El desarrollo de un sistema de control comprende: n
Diseño del proyecto (preparación de los planos y documentos necesarios)
n
Selección y configuración del equipamiento neumático y eléctrico
n
Implementación (ajuste y puesta a punto)
Un procedimiento sistemático, paso a paso, evita que se produzcan errores. También facilita ajustarse al presupuesto y respetar los plazos de entrega. La Fig. 5.1 ofrece una panorámica de las etapas individuales en desarrollo de sistemas de control.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJ 3URFHGLPLHQWRSDUD LPSOHPHQWDU\GHVDUUROODU XQVLVWHPDGHFRQWURO HOHFWURQHXPiWLFR
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
3URFHGLPLHQWRSDUDHOGLVHxRGHOSUR\HFWR El diseño de un proyecto para un control electroneumático incluye lo siguiente (véase Fig. 5.1): n
Formulación de la tarea de control y estipulación de los requerimientos que debe cumplir el sistema de control
n
Diseño conceptual del sistema de control y selección de los componentes necesarios
n
Representación gráfica de las tareas de control
n
Planificación del sistema de control y preparación de esquemas y listas de piezas
Las diversas etapas en el diseño de un proyecto se explican a continuación, ilustradas con ayuda de un ejemplo.
)RUPXODFLyQGHOD GHILQLFLyQGHODWDUHD\ UHTXHULPLHQWRV
El diseño de un proyecto de control empieza con una formulación por escrito de la tarea a realizar. Todos los requerimientos deben definirse con cuidado, precisión y claridad. En esta tareas, han demostrado ser útiles las siguientes ayudas: n
Las listas de especificaciones ayudan a registrar rápida y completamente todos los requerimientos (Tabla 5.1)
n
Tablas relacionando actuadores, válvulas y sensores
n
Un croquis de situación mostrando la disposición de los actuadores en el espacio
Los requerimientos que debe cumplir un sistema de control deben ser acordados conjuntamente por el desarrollado y el operador. Es también ventajoso si la persona que desarrolla el sistema de control se familiariza con las condiciones ambientales y las circunstancias de la instalación en el propio lugar.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Elementos de control necesarios Control del operador
Modos de funcionamiento necesarios Indicadores, displays y pilotos de advertencia Número de actuadores
Actuadores
Para cada actuador - Función - Fuerza necesaria - Carrera necesaria - ¿De qué velocidades hay que disponer? - Frenado de los movimientos - Disposición espacial - Funciones adicionales (tales como guías lineales) - Posición inicial Orden de los movimientos de actuadores Número de etapas en la secuencia de movimientos
Secuencia de movimientos
Condiciones de habilitación de los pasos Tiempos de espera necesarios Tiempos de ciclo necesarios Comunicación con otros sistemas de control Sensores de proximidad necesarios Sensores de presión y presostatos necesarios
Sensores / señales Otros sensores Otras señales de entrada y salida Espacio de la instalación Reacción ante un fallo de tensión Comportamiento ante una parada de emergencia Limitaciones
Comportamiento en respuesta a otros fallos Condiciones ambientales (temperatura, polvo, humedad) Medidas protectoras necesarias Otros requerimientos
)HVWR'LGDFWLF•73
7DEOD /LVWDSDUDHVSHFLILFDUORV UHTXHULPLHQWRVDFXPSOLU SRUXQVLVWHPDGHFRQWURO HOHFWURQHXPiWLFR
&DStWXOR
'LVHxRFRQFHSWXDOGH XQVLVWHPDGHFRQWURO HOHFWURQHXPiWLFR
Los sistemas de control electroneumático pueden diseñarse de acuerdo con conceptos ampliamente diferenciados. Los ejemplos incluyen: n
Con un PLC o con relés para el procesamiento de señales
n
Con electroválvulas distribuidoras independientes o con las válvulas montadas en un terminal con placa base
n
Con cilindros estándar o con cilindros que incluyan prestaciones adicionales (tales como guías lineales, amortiguación incorporada, ranuras para fijación de sensores)
El diseño conceptual de un sistema de control tiene una influencia decisiva en los costos de futuros desarrollos, por ejemplo, el coste de la planificación, el ajuste y la puesta a punto de un sistema de control. Las medidas para reducir costes, incluyen:
6HOHFFLyQGH FRPSRQHQWHV
n
Diseño de un sistema de control Modular (utilización de circuitos y módulos de programa idénticos para diferentes configuraciones del control)
n
Utilización de componentes y montajes actuales, tales como sistemas de bus de campo y terminales de válvulas (véase Capítulo 9)
Una vez establecido todo el concepto del sistema de control, pueden elegirse los componentes necesarios. Estos incluyen: n
Unidades de accionamiento neumáticas
n
Válvulas neumáticas
n
Elementos de control
n
Sensores de proximidad, presostatos, etc.
n
PLC o tipos de relés a utilizar
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Antes de empezar a trabajar en el dibujo de los esquemas de los circuitos, hay que aclarar ciertos puntos: n
¿Cuántos pasos se necesitan en la secuencia?
n
¿Qué actuadores se activan en cada paso?
n
¿Qué señales de qué sensores o qué tiempos de espera habilitan el siguiente paso en la secuencia?
5HSUHVHQWDFLyQ JUiILFDGHXQD WDUHDGHFRQWURO
La secuencias pueden ilustrarse más claramente utilizando métodos gráficos, por ejemplo, con un diagrama de desplazamiento-fase, un diagrama de desplazamiento-tiempo, un diagrama de desplazamiento o un diagrama secuencial de funciones. Los diferentes métodos se explican en las secciones 6.1 y 6.2 La última etapa de la ingeniería del proyecto supone recopilar todos los documentos que son necesarios para poner en marcha el sistema de control. Estos incluyen: n
Lista de piezas
n
Esquema del circuito neumático
n
Esquema del circuito eléctrico
n
Esquema de bornes
La presentación del circuito y los esquemas de los bornes o terminales según los correspondientes estándares se explican en las secciones 6.3 y 6.7. El capítulo 8 trata del diseño de esquemas de circuitos para sistemas de control por relés.
)HVWR'LGDFWLF•73
3ODQLILFDFLyQGHXQ VLVWHPDGHFRQWURO GLDJUDPDV\ OLVWDVGHSLH]DV
&DStWXOR
$SOLFDFLyQGHHMHPSOR SUR\HFWRGHXQGLVSRVLWLYRHOHYDGRU Un dispositivo elevador transfiere piezas desde un transportador de rodillos a otro de diferente altura. La tarea es realizar el proyecto de ingeniería para el sistema de control electroneumático. En la Fig. 5.2 se muestra un croquis de posición del dispositivo elevador. Hay tres cilindros neumáticos: n
El cilindro 1A eleva la pieza.
n
El cilindro 2A empuja la pieza hacia la parte superior del transportador.
n
El cilindro 3A se utiliza como tope, para liberar e interrumpir el suministro de piezas.
)LJ &URTXLVGHVLWXDFLyQGHO GLVSRVLWLYRHOHYDGRU
Primero hay que separar los paquetes para alimentarlos unitariamente; esto se hace en un dispositivo anterior de la línea. El sensor óptico de proximidad B6 no se tiene en cuenta para los fines de este proyecto de dispositivo elevador.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
El cilindro 1A necesita una carrera de 500 mm y una fuerza de por lo menos 600 N, el cilindro 2A una carera de 250 mm y una fuerza de 400 N por lo menos. El cilindro 3A requiere una carrera de 20 mm y una fuerza de 40 N. En los cilindros 1A y 2A, hay que poder regular las velocidades de avance y de retroceso. En los cilindros 1A y 2A hay que amortiguar los finales de carrera.
&LOLQGURVSDUDHO GLVSRVLWLYRHOHYDGRU
Para evitar daños secundarios en el caso de un fallo de tensión, los vástagos de los cilindros 1A y 2A deben detenerse inmediatamente y permanecer quietos en su posición. El vástago del cilindro de tope 3A debe quedar extendido ante estas circunstancias. El ciclo de movimientos del dispositivo elevador se describe en la Tabla 5.2 (Véase croquis de situación Fig. 5.2). Consta de cuatro pasos.
&LFORGHPRYLPLHQWRV GHOGLVSRVLWLYR HOHYDGRU 7DEOD &LFORGHPRYLPLHQWRVGHO GLVSRVLWLYRHOHYDGRU
3DVR 0RYLPLHQWRGHO YiVWDJRHQ &LOLQGUR$
0RYLPLHQWRGHO YiVWDJRHQ &LOLQGUR$
0RYLPLHQWRGHO YiVWDJRHQ &LOLQGUR$
)LQDOGHOSDVR FRQGLFLyQGH KDELOLWDFyQ
&RPHQWDULRV
1
Ninguno
Ninguno
Retroceso
B5 activado (paquete presente)
Dejar paso
2
Avance
Ninguno
Avance
1B2 activado
Elevar paquete
3
Ninguno
Avance
Ninguno
2B2 activado
Empujar paquete
4
Retroceso
Retroceso
Ninguno
1B1, 2B1 activados
)HVWR'LGDFWLF•73
Retroceso a posición inicial
&DStWXOR
&RQWUROGHORSHUDGRU
El sistema de control del dispositivo elevador debe poder funcionar en modo continuo. También es necesario un modo de funcionamiento de ciclo único en el que la secuencia se realice una sola vez. El equipamiento del sistema de control de operador debe ajustarse a las normas correspondientes (véase sección 7.4). El panel de control del operador se muestra en la Fig. 5.3. Las siguientes funciones operativas se especifican con más detalle en relación con el dispositivo elevador:
)LJ 3DQHOGHRSHUDGRUGHO VLVWHPDGHFRQWUROSDUD GLVSRVLWLYRHOHYDGRU
n
"PARO DE EMERGENCIA": Cuando se activa, no sólo debe cortarse la alimentación eléctrica, sino que también debe interrumpirse la alimentación neumática.
n
"Inicialización": Esto devuelve el sistema a su posición inicial, es decir, los vástagos de los cilindros 1A y 2A retroceden y el vástago del cilindro 3A avanza
n
"Marcha/Paro del Ciclo continuo": Activa o desactiva el ciclo continuo. Al parar el ciclo, si hay pieza en el dispositivo, es transferida al transportador superior. Los vástagos de los cilindros 1A y 2A retroceden. El dispositivo queda en su posición inicial.
Interruptor principal
Automático
PARO DE EMERGENCIA
Ciclo continuo Marcha
Ciclo único Marcha
Ciclo continuo Paro
Manual
Inicialización
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
El dispositivo elevador se utiliza en una planta de producción en la que la temperatura fluctúa entre 15 y 35 Û& /RV FRPSRQHQWHV QHXPiWLFRV de la sección de potencia y las conexiones eléctricas de las válvulas deben estar a prueba de polvo y de salpicaduras. Los componentes eléctricos de la sección de control de señales estarán instalados en un armario de maniobra y deben cumplir con las correspondientes normas de seguridad (véase Capítulo 7).
&RQGLFLRQHV DPELHQWDOHV
Debe disponerse de las siguientes fuentes de alimentación:
)XHQWHGH DOLPHQWDFLyQ
n
Red de aire comprimido (p = 0,6 MPa = 6 bar)
n
Red eléctrica (V = 230 V AC)
La sección de control de señales y el circuito principal deben funcionar a 24 V DC. Por lo tanto se necesita una fuente de alimentación que suministre esta tensión. La parte de procesamiento de señales del dispositivo elevador se realizará como sistema de relés. Tratándose de un reducido número de actuadores, las válvulas se montarán por separado. Como sea que las guías lineales de la plataforma de elevación y del dispositivo empujador ya son parte de la estación, se utilizarán cilindros sin guías integradas. Se utilizarán cilindros de doble efecto para 1A y 2A. El cilindro 3A tomará la forma de un cilindro de tope de simple efecto.
)HVWR'LGDFWLF•73
'LVHxRJOREDOGHO VLVWHPDGHFRQWURO
&DStWXOR
6HOHFFLyQGH ORVFLOLQGURV
Los cilindros se seleccionarán basándose en los requerimientos en términos de fuerza y carrera, utilizando catálogos obtenidos de los fabricantes de neumática. Teniendo en cuenta la fuerza de accionamiento requerida, el cilindro 1A debe tener un diámetro de émbolo de 40 mm y el cilindro 2A un diámetro de 32 mm. Para asegurar una parada suave, se elegirán cilindros con amortiguación regulable para 1A y 2A. A modo de ejemplo, los siguientes cilindros serían adecuados: n
Cilindro 1A: Festo DNGUL-40-500-PPV-A
n
Cilindro 2A: Festo DNGUL-32-250-PPV-A
Para el cilindro 3A se utilizará un cilindro de tope; avanza si falla la alimentación de aire comprimido. Este requerimiento lo cumple, por ejemplo, el cilindro Festo tipo STA-32-20-P-A. 6HOHFFLyQGHODV YiOYXODVGLVWULEXLGRUDV SDUDODFDGHQD GHFRQWURO
Para obtener el comportamiento requerido de los actuadores 1A y 2A en el caso de un fallo de tensión, se utilizarán válvulas centradas por muelle de 5/3 vías con posición central cerrada. Como sea que los movimientos de los cilindros son relativamente lentos, es suficiente con válvulas de tamaño nominal comparativamente pequeño. Se utilizarán válvulas de 1/8 de pulgada coincidiendo con el más pequeño de los dos cilindros. Serían adecuadas, por ejemplo, electroválvulas distribuidoras Festo del tipo MEH-5/3G-1/8. Para el accionamiento del cilindro de tope 3A, se utilizará una electroválvula de 3/2 vías Festo tipo MEH-3/2-1/8.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La alimentación del aire comprimido para las tres cadenas de control debe cerrarse cuando falle la tensión o cuando se accione el PARO DE EMERGENCIA. Para ello es necesaria una electroválvula adicional de 3/2 vías que permita la alimentación de aire sólo cuando la alimentación eléctrica esté funcionando correctamente y no se haya accionado el PARO DE EMERGENCIA. Para asegurar que hay un caudal adecuado, se propone utilizar una válvula Festo CPE14-M1H-3GL-1/8.
9iOYXODGHFLHUUH
El avance y retroceso de los cilindros 1A y 2A está controlado por medio de reguladores de caudal en el escape. Los racores con regulador incorporado reducen el trabajo de instalación ya que se montan directamente sobre la conexión del cilindro. El tipo de racores necesario son los que restringen el paso del aire en un sólo sentido, por ejemplo, Festo GRLA-1/4 (cilindro 1A) o GFLA-1/8 (cilindro 2A).
5HJXODFLyQGH YHORFLGDG
Los sensores de proximidad deberán ser adecuados para los cilindros. es usual utilizar sensores de conmutación a positivo (PNP). Por ejemplo, para los cilindros 1A y 2A son adecuados los sensores del tipo SMTO-1-PS-K-LED-24 y para el cilindro 3A, es adecuado el tipo SMT-8PS-KL-LED-24.
6HOHFFLyQGHVHQVRUHV GHSUR[LPLGDG
Para controlar el dispositivo (véase la secuencia de movimientos) se necesitan dos sensores de proximidad para los cilindros 1A y 2A para detectar las posiciones extremas delantera y trasera. En el caso del cilindro 3A es suficiente usar un sensor para detectar la posición final delantera. Se utilizará un sensor de proximidad óptico, por ejemplo Festo tipo SOEG-RT-M18-PS-K, para detectar si hay pieza más allá del cilindro de tope, en la plataforma de elevación.
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
7DEODGHDVLJQDFLRQHV SDUDHOGLVSRVLWLYR HOHYDGRU
Los siguientes pasos en el proceso de diseño del proyecto se facilita listando los cilindros, solenoides de las válvulas, sensores, elementos de control e indicadores (Tabla 5.3). Los componentes que pertenecen a una determinada cadena de control aparecen en la misma fila en la tabla.
7DEOD 7DEODGHDVLJQDFLRQHVSDUD HOGLVSRVLWLYRHOHYDGRU $FWXDGRU IXQFLyQ
6ROHQRLGHDFFLRQDGR
6HQVRUGHSUR[LPLGDG
(OHPHQWR GHFRQWURO
&RPHQWDULRV
Avance
Retroceso
Otros
Avance
Retroceso
Otros
Cil. 1A
1Y1
1Y2
–
1B2
1B1
Cadena de control 1
Cil. 2A
2Y1
2Y2
–
2B2
2B1
Cadena de control 2
Cil. 3A
–
3B1
Aire comprimido
0Y1
Cadena de control 3 Válvula de cierre Paquete en la plataforma
B5 S1
Interruptor principal
S2
PARO DE EMERGENCIA (cerrado en reposo)
S3
Manual (MAN)
S4
Automático (AUT)
S5
Inicialización
S6
Ciclo continuo Marcha
S7
Ciclo único Marcha
S8
Ciclo continuo Paro
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La Fig. 5.4 muestra el diagrama desplazamiento-paso para el dispositivo elevador. Muestra los pasos en los que los vástagos de los tres cilindros avanzan y retroceden, y cuando se activan los finales de carrera.
)LJ 'LDJUDPDGH GHVSOD]DPLHQWRSDVRSDUD HOGLVSRVLWLYRHOHYDGRU
S4 (AUT) S6 S7 B5 1 1
2
3
4
5=1
1B2
Cilindro 1A 1B1
0 1
2B2
Cilindro 2A 2B1
0 1
Cilindro 3A 0
)HVWR'LGDFWLF•73
'LDJUDPD GHVSOD]DPLHQWRSDVR SDUDHOGLVSRVLWLYR HOHYDGRU
3B1
&DStWXOR
(VTXHPDVGHOFLUFXLWR SDUDHOGLVSRVLWLYR HOHYDGRU
Los esquemas eléctrico y neumático para el dispositivo elevador se muestran en las Figs. 5.5 y 5.6. Cada actuador es controlado por una electroválvula distribuidora. La electroválvula adicional, accionada por la bobina 0Y1, abre y cierra el aire comprimido.
)LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWR QHXPiWLFRGHOGLVSRVLWLYR HOHYDGRU 1B1
1
1A
1B2
2B1
1
1V2
1
1V3 2
4
2
1Y1
5
3
3B1
1
2V3 2
1Y2
3A
2B2
2V2
2
1V1
2A
2
2V1
4
2
2Y1
5
3
1
3V 2Y2
3Y1
2
1
3
1
0V 0Z
2
0Y1 1
3
El procedimiento para dibujar el esquema del circuito neumático para el sistema de control del dispositivo elevador se explica en la sección 8.8. El esquema del circuito eléctrico se muestra en las Figs. 8.22, 8.25 a 8.27, 8.29 y 8.30.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJD (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRGHOGLVSRVLWLYR HOHYDGRUHOHPHQWRVGH FRQWURO +24V
1
2
K1 S1 (Interuptor principal)
3
4
S2 (PARO DE EMERGENCIA)
ALIMENTACIÓN AL SISTEMA K2 PARO DE EMERGENCIA 6 DESACTIVADO 5
7
8
9
10
11
12
13
+24V Fig. 5.6b
S3 (MAN)
K4
S4 (AUT)
K4
K3
K3
MANUAL
AUTOMÁTICO Fig. 5.6c
K3
S5 (INICIALIZACIÓN)
K12
K6
K1
K2
K4
K8
K12
K4
S6 (Ciclo continuo MARCHA)
K11
K5
S86 (Ciclo continuo PARO)
K3
K5 Fig. 5.6b
0V
0V 2
)HVWR'LGDFWLF•73
4
10 6 7
8 39 42
5 11 12
13 27
&DStWXOR
)LJE (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRGHOGLVSRVLWLYR HOHYDGRUHYDOXDFLyQGH VHQVRUHV
PARO DE EMERGENCIA +24V DESACTIVADO14 15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
+24V Fig. 5.6d
de Fig. 5.6a
1B1
1B2
K6
2B1
K7
2B2
K8
B5
K9
3B1
K10
K11 Fig. 5.6c
de Fig. 5.6a
0V
0V 7 26
31
8 26
33
29
9 26
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJF (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRGHOGLVSRVLWLYR HOHYDGRUFRQPXWDFLyQGH ORVSDVRVGHODVHFXHQFLD
+24V AUTOMÁTICO
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
de Fig. 5.6a
S7 (Ciclo único MARCHA)
K5
K6
K13
K10
K14
K13
K7
K15
K14
K9
K16
K17
K16
K17
K15
K8 K11 K16
K14
K15
K13
K14
K16
K15
K13
K16
K17 Fig. 5.6d
de Fig. 5.6b
0V
0V 28 29 44
)HVWR'LGDFWLF•73
26 30 31 38
29 32 33 41
34 36 40 43
35 37
&DStWXOR
)LJG (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRGHOGLVSRVLWLYR HOHYDGRUFRQH[LRQDGRGH ODVERELQDVGHORV VROHQRLGHV
PARO DE EMERGENCIA +24V DESACTIVADO 38
39
40
41
42
43
44
45
46
de Fig. 5.6b
K14
K12
1Y1
1Y2
K16
K15
K12
2Y1
2Y2
K16
K13
3Y1
K18
K18
0Y1
de Fig. 5.6c
0V 46
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
3URFHGLPLHQWRSDUDLQVWDODUHOVLVWHPDGHFRQWURO La instalación de un sistema de control electroneumático implica: n
Acopio de los componentes necesarios
n
Instalación del sistema de control
n
Programación (si se utiliza un PLC)
n
Puesta a punto del sistema de control
Antes de instalar el sistema de control hay que disponer de los siguientes elementos: n
Todos los esquemas de los circuitos y distribución de los terminales de bornes
n
Todos los componentes neumáticos y eléctricos, según la lista de piezas
3URFHGLPLHQWRSDUD LQVWDODUHOVLVWHPD GHFRQWURO
Para evitar errores durante el montaje, el conexionado de tubos y el cableado, el trabajo se realiza en una secuencia fija e invariable. Una posibilidad, por ejemplo, es conectar siempre los tubos en la sección de neumática de potencia empezando desde la fuente de alimentación a través de las válvulas y hacia los cilindros. Si se utiliza un control lógico programable (PLC), la secuencia de movimientos de los actuadores neumáticos viene determinada por el programa. La base para desarrollar el programa del PLC la facilita o bien un diagrama de desplazamiento o un diagrama secuencial de funciones. El desarrollo del programa puede llevarse a cabo conjuntamente con la puesta a punto del sistema de control.
)HVWR'LGDFWLF•73
3URJUDPDFLyQGHO3/&
&DStWXOR
Como herramienta para el desarrollo del programa puede utilizarse una unidad programadora específica o un ordenador personal. El procedimiento comprende los siguientes pasos (Fig. 5.7): n
Diseño del programa
n
Introducción del programa en el ordenador o en el equipo programador
n
Traducción del programa a código máquina
n
Verificación del programa (inicialmente en modo de simulación si es posible, es decir, en el ordenador o en la unidad de programación)
Cualquier error de programación que aparezca en la traducción o durante las pruebas debe ser corregido. Deben realizarse de nuevo completamente todos los pasos del desarrollo del programa que se indican a continuación. Este proceso debe repetirse hasta que hayan sido eliminados todos los errores detectables (Fig. 5.7). )LJ 'HVDUUROORGH XQSURJUDPDGH3/&
INICIO
Modificar
Diseño
Introducción
Compilado
¿Sin errores? No
Sí Carga
Prueba
¿Sin errores? No
Sí FIN
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La verificación final del funcionamiento del programa no puede realizarse hasta que el sistema de control electroneumático haya sido puesto a punto en su totalidad. Una vez se ha completado la instalación del sistema de control y el desarrollo del programa, hay que cargar el programa en la memoria principal del PLC. Entonces el sistema de control electroneumático está preparado para la puesta a punto. La puesta a punto tiene tres finalidades principales: n
Verificación del funcionamiento del sistema de control bajo todas las condiciones que puedan aparecer en la práctica
n
Realización de los ajustes necesarios en el sistema de control (ajuste de los sensores de proximidad, ajuste de los reguladores, etc.)
n
Corrección de errores en el sistema de control
La sección de potencia neumática debería hacerse funcionar inicialmente con una presión de alimentación reducida. Esto reduce el riesgo de que se produzcan lesiones a las personas y/o que se dañe la instalación (por ejemplo, si chocan dos émbolos) si se produjeran fallos en el sistema de control. Para completar el procedimiento de puesta a punto, hay que actualizar la documentación. Esto significa: n
Introducción de los valores actuales de los ajustes
n
Corrección de los esquemas de los circuitos y terminales de bornes si es necesario
n
Impresión actualizada del programa del PLC
)HVWR'LGDFWLF•73
3XHVWDDSXQWR
&DStWXOR
)DPLOLDUL]DFLyQGHO SHUVRQDOGH PDQWHQLPLHQWR\ DFHSWDFLyQGHO FHUWLILFDGRGHSUXHED
Una vez que el sistema de control funciona sin fallos y el operador del sistema de control está convencido de que funciona correctamente, el desarrollo ha finalizado. La entrega del sistema de control por parte del desarrollador al operador implica lo siguiente: n
La declaración de conformidad
n
Familiarización del personal operador y de mantenimiento
n
Entrega al personal de mantenimiento de los documentos necesarios para el mantenimiento, servicio y reparaciones (Fig. 5.8)
n
Preparación de un certificado de aceptación de los ensayos para ser firmado por el desarrollador responsable y el operador del sistema de control
)LJ 'RFXPHQWDFLyQSDUD PDQWHQLPLHQWRVHUYLFLR\ UHSDUDFLyQGHXQVLVWHPDGH FRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR
0DQWHQLPLHQWR VHUYLFLR\UHSDUDFLyQ
Los fallos en un sistema de control son muy costosos ya que a menudo suponen la parada del proceso de producción durante el fallo. Para prevenir fallos, debe realizarse una revisión y un mantenimiento a intervalos regulares. Los componentes susceptibles de sufrir desgaste deben reemplazarse como medida preventiva. Si a pesar de ello se producen fallos, los componentes que hubieran fallado deben repararse o reemplazarse. El mantenimiento, el servicio, la localización de averías y las reparaciones se facilitan si todos los componentes del sistema de control están dispuestos de forma clara y fácilmente accesible.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
&DStWXOR 'RFXPHQWDFLyQGHXQVLVWHPD GHFRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
Conseguir tiempos mínimos de parada es un requisito básico para un funcionamiento rentable de un sistema de control electroneumático. Por ello, los componentes se diseñan para que tengan una elevada fiabilidad y una larga vida útil. No obstante, es necesario realizar trabajos de mantenimiento, servicio y reparaciones, y estos deben realizarse lo más rápidamente posible. Para ello, el personal de mantenimiento debe disponer de una documentación completa y precisa de todo el sistema de control. En el trabajo de diseño también es necesaria una información detallada para poder elegir qué componentes deberán utilizarse. La documentación que acompaña un proyecto también juega un papel importante en la reducción de costos de desarrollo de un sistema de control. Esto se aplica en particular a la verificación e instalacíón del sistema de control. El juego de documentación para un sistema de control electroneumático comprende determinados documentos: n
Diagrama de desplazamiento o diagrama secuencial de funciones (representación de la secuencia de control, secciones 6.1 y 6.2)
n
Esquemas de los circuitos neumático y eléctrico (representación de la interacción de todos los componentes, secciones 6.3 y 6.4)
n
Lista de asignación de terminales (representación de la asignación del cableado a las regletas de bornes en los armarios de maniobra y en las cajas de distribución, sección 6.5)
n
Listas de piezas
n
Croquis de situación
Es esencial que los esquemas de los circuitos y de los terminales estén a disposición del personal de mantenimiento para que puedan localizar y corregir rápidamente los fallos y errores del sistema. En muchos casos, la localización de averías se facilita si se dispone de un diagrama de desplazamiento o un diagrama secuencial de funciones. Por ello, deben incluirse estos diagramas en la documentación de cada sistema de control. Toda la documentación debe dibujarse siguiendo las directrices y estándares correspondientes. Esta es la única forma que los documentos sean claros, sin ambigüedades y fácilmente interpretables.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
'LDJUDPDGHGHVSOD]DPLHQWR Los movimientos de un sistema de control electroneumático puede representarse de forma gráfica con diagramas de desplazamiento. Un dispositivo para doblar planchas metálicas (croquis de situación: Fig. 6.1) consta de dos cilindros actuadores de doble efecto accionados por válvulas de 5/2 vías con muelle de retorno. n
El cilindro 1A se utiliza para sujetar la pieza. Los sensores de proximidad 1B2 (posición final delantera) y 1B1 (posición final trasera) y una válvula de 5/2 vías con el solenoide 1Y1 están asignados a este cilindro.
n
El cilindro 2A realiza el proceso de doblado (posición final delantera: sensor de proximidad 2B2, posición final trasera: sensor de proximidad 2B1 y una válvula de 5/2 vías con el solenoide 2Y1).
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ
Se necesitan cuatro pasos para la operación de doblado: n
Paso 1: Avance del vástago del cilindro 1A (sujeción de la pieza)
n
Paso 2: Avance del vástago del cilindro 2A (doblado de la pieza)
n
Paso 3: Retroceso del vástago del cilindro 2A (retroceso del doblador)
n
Paso 4: Retroceso del vástago del cilindro 1A (liberación de la pieza) )LJ &URTXLVGHVLWXDFLyQGHXQ GLVSRVLWLYRGREODGRUGH SODQFKDVPHWiOLFDV
1A 1B1 1B2 2B1 2B2
2A
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
'LDJUDPDGH GHVSOD]DPLHQWRSDVR
)LJ 'LDJUDPDGH GHVSOD]DPLHQWRSDVRGHXQ GLVSRVLWLYRGREODGRUGH SODQFKDVPHWiOLFDV
Los movimientos de los vástagos se indican en un diagrama de desplazamiento-paso. Los pasos se numeran consecutivamente de izquierda a derecha. Si hay más de un componente de potencia, los movimientos de los vástagos se trazan uno debajo de otro (Fig. 6.2). Este diagrama de desplazamientos ilustra cómo se suceden los diversos movimientos unos a otros. 1
2
3
4
5=1
1
Cilindro 1A 0 1
Cilindro 2A 0 Desplazamiento
Pasos
Esta representación, según el estándar VDI 3260 "Diagramas de recorrido de máquinas e instalaciones" ya casi no se utiliza en la práctica. En este libro de texto se utiliza aún para ilustrar algunas secuencias de control.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
En un diagrama desplazamiento-tiempo, los movimientos de los vástagos se trazan en función del tiempo. Esta forma de representación destaca los tiempos necesarios en cada paso individual. El diagrama de desplazamiento-tiempo del dispositivo de doblado de planchas metálicas (Fig. 6.3) muestra que el avance el vástago del cilindro 2A (paso 2), ocupa bastante más tiempo que su retroceso (paso 3). 1
2
3
1
Cilindro 1A 0 1
Cilindro 2A 0 Desplazamiento
)HVWR'LGDFWLF•73
Tiempo t
4
5=1
'LDJUDPD GHVSOD]DPLHQWR WLHPSR
)LJ 'LDJUDPDGHVSOD]DPLHQWR WLHPSRGHOGLVSRVLWLYR GREODGRUGHSODQFKDV PHWiOLFDV
&DStWXOR
9HQWDMDV\GHVYHQWDMDV GHORVGLDJUDPDGH GHVSOD]DPLHQWR
El modo de funcionamiento de un sistema de control electroneumático puede representarse de forma muy clara con un diagrama de desplazamiento. Aunque estos diagramas no estén estandarizados, a veces se utilizan en la práctica cuando se trata de pequeños sistemas de control con pocos sensores y actuadores Las asociaciones lógicas y la influencia mutua de las diversas señales puede representarse con líneas de señales en el diagrama de desplazamientos. Para la aplicación que hemos mostrado como ejemplo, es más adecuado representar sólo los movimientos de los actuadores en un diagrama desplazamiento-paso o desplazamiento-tiempo. La secuencia y los enlaces lógicos de las señales se documenta mejor con otros métodos, como por ejemplo el diagrama secuencial de funciones (sección 6.2) conocido también como Grafcet
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
'LDJUDPDVHFXHQFLDOGHIXQFLRQHV Para representar gráficamente un sistema de control, independientemente de la tecnología a utilizar, puede utilizarse un diagrama secuencial de funciones según DIN/EN 40719/6. Los diagramas secuenciales de funciones se utilizan en muchos campos de la automatización para planificar y documentar controles secuenciales. También se le conoce como Grafcet (Gráfico de Etapas y Transiciones). Los diagramas secuenciales de funciones tienen una estructura orientada a secuencias. Están formados pos los siguientes elementos (Fig. 6.4): n
Representación de las etapas de una secuencia por campos de paso y campos de órdenes
n
Representación de las transiciones por medio de líneas de conexión y condiciones de transición )LJ (VWUXFWXUDGHXQGLDJUDPD VHFXHQFLDOGHIXQFLRQHV
0 Transición Condición de transición
Campo de paso 1
Campo de órdenes
)HVWR'LGDFWLF•73
(VWUXFWXUDGHXQ GLDJUDPDVHFXHQFLDO GHIXQFLRQHV
&DStWXOR
&DPSRGHOSDVR
Cada campo de paso está numerado de acuerdo con la secuencia. El estado inicial de la secuencia (posición básica del sistema) se identifica con un campo de paso con un doble marco.
&DPSRGHyUGHQHV
Cada campo de órdenes identifica una operación que es ejecutada en un determinado paso y se divide en tres partes (Fig. 6.5): n
La naturaleza de la orden se muestra en el lado izquierdo del campo. Una N (no retentivo), por ejemplo, significa que la salida sólo permanece activa durante la ejecución del paso. La Tabla 6.1 proporciona un resumen de los principales tipos de órdenes.
n
El efecto que produce la orden, por ejemplo, el avance de un cilindro, se indica en la parte central.
n
La señal de retorno, confirmando la ejecución de la orden se introduce en la parte derecha del campo (por ejemplo, en forma de un número o especificando el correspondiente sensor).
Si en un paso se ejecuta más de una operación, habrá más de una orden asociada con el paso. )LJ (MHPSORGHXQ FDPSRGHyUGHQHV
Efecto de la orden
N
Avanza cilindro 1A
Tipo de orden
1B1
Acuse de recibo
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
S
Stored (con retención)
D
Delayed (Retardado)
L
Time-Limited (limitado en el tiempo
P
Pulse-type (Tipo pulso)
C
Condicional
N
Non-stored, non-conditional (sin retención, no-condicional)
F
Enable-dependent (según habilitación)
Ejemplo: DP
7DEOD ,QGLFDFLyQGHORVWLSRVGH yUGHQHVHQXQGLDJUDPD VHFXHQFLDOGHIXQFLRQHV
Orden retardada, tipo pulso
La transición de un paso o etapa al siguiente no se realiza hasta que no se cumpla la condición de transición asociada. Para mejorar la claridad general del diagrama secuencial de funciones, las condiciones de transición se numeran. La numeración se refiera al paso y a la orden cuya confirmación se evalúa (Fig. 6.6).
2
N
Avanza cilindro 1A
1B2
3
N
Avanza cilindro 2A
2B2
2.1: 1B2
)HVWR'LGDFWLF•73
&RQGLFLRQHVGH WUDQVLFLyQ
)LJ 5HSUHVHQWDFLyQGHXQD FRQGLFLyQGHWUDQVLFLyQHQ XQGLDJUDPDVHFXHQFLDOGH IXQFLRQHV
&DStWXOR
$VRFLDFLyQOyJLFD GHFRQGLFLRQHV GHWUDQVLFLyQ )LJ 0HGLRVGHUHSUHVHQWDFLyQ GHFRQGLFLRQHVGHWUDQVLFLyQ HQXQGLDJUDPDVHFXHQFLDO GHIXQFLRQHV
Las asociaciones lógicas entre las condiciones de transición pueden representarse por medio de texto, expresiones Booleanas, símbolos lógicos o símbolos de circuitos estandarizados (Fig. 6.7).
(Contacto K2 OR Contacto K3 cerrados) AND Contacto K1 cerrado
K1 · (K2 + K3)
K1 K2
&
Descripción textual
Descripción por ecuación Booleana
Descripción por símbolo lógico
≥1
K3 K2 K1 K3
Descripción por circuito eléctrico
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La derivación y la unión en paralelo se utilizan en los diagramas secuenciales de función cuando dos o más partes de la secuencia deben ejecutarse en paralelo. La Fig. 6.8 muestra una derivación con dos secuencias paralelas. Cuando se cumple la condición de transición 1, ambas partes de la secuencia se ponen en marcha simultáneamente. El paso tras la reunión de la derivación sólo se activa cuando ambas partes de la secuencia han sido completadas y cuando se ha cumplido la condición de transición 2.
)LJ 'HULYDFLyQ\XQLyQHQ SDUDOHORHQXQGLDJUDPD VHFXHQFLDOGHIXQFLRQHV
9 Condición de transición 1 11
21
17
26
Condición de transición 2 30
)HVWR'LGDFWLF•73
'HULYDFLyQHQSDUDOHOR \XQLyQHQSDUDOHOR
&DStWXOR
6HOHFFLyQ\ Si es necesario procesar diferentes secuencias dependiendo del estado FRQYHUJHQFLDGHOD del sistema de control, se representa en el diagrama secuencial de funVHFXHQFLD ciones por selección y convergencia de la secuencia. En la Fig. 6.9 hay dos derivaciones disponibles para la selección. Si tras la ejecución del paso 36 se cumple la condición 2, sólo se ejecutará el ramal de la derecha. Una vez procesado el paso 57 y si se cumple la condición de transición 4, la secuencia continuará con el paso 60 siguiendo la convergencia de las derivaciones. )LJ 6HOHFFLyQ\FRQYHUJHQFLD GHXQDVHFXHQFLD HQXQGLDJUDPD VHFXHQFLDOGHIXQFLRQHV
36 Condición de transición 1
Condición de transición 2
37
45
40
57
Condición de transición 3
Condición de transición 4 60
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La Fig. 6.10 muestra el diagrama secuencial de funciones para el dispositivo de doblado de planchas metálicas (croquis de situación: Fig. 6.1). Se ejecutan cuatro pasos durante un ciclo (véase sección 6.1, diagrama secuencial de funciones Fig. 6.2)
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ
)LJ 'LDJUDPDVHFXHQFLDOGH IXQFLRQHVSDUDHOGLVSRVLWLYR GHGREODGR
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
9HQWDMDVH LQFRQYHQLHQWHVGHO GLDJUDPDVHFXHQFLDO GHIXQFLRQHV
Como ayuda a la planificación y localización de averías, el diagrama secuencial de funciones tiene las siguientes ventajas: n
El modo de funcionamiento de la sección de control de señales puede documentarse hasta el más mínimo detalle.
n
Las características clave de un sistema de control pueden verse en forma gráfica (especialmente importante cuando se planifican y documentan grandes sistemas de control).
n
La estructura orientada a secuencias facilita determinar cuando y qué condiciones de habilitación son necesarias y cuando y qué salidas se activan.
n
El sistema de control final puede implementarse a un coste relativamente bajo basándose en un diagrama secuencial de funciones detallado.
En relación con los sistemas de control electroneumáticos, el principal inconveniente de los diagramas secuenciales de funciones es que no se representan de forma gráfica los movimientos de los cilindros. Como resultado, un diagrama secuencial de funciones es menos claro visualmente que un diagrama de desplazamiento. En algunas ocasiones será útil preparar un diagrama de desplazamiento-paso o de desplazamientotiempo como complemento del diagrama secuencial de funciones.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
(VTXHPDGHOFLUFXLWRQHXPiWLFR El esquema del circuito neumático de un sistema de control muestra cómo están conectados los componentes neumáticos entre sí y cómo interaccionan. Los símbolos gráficos representando los componentes, están dispuestos de tal forma que permitan obtener un esquema del circuito lo más claro posible y con el mínimo número de líneas cruzadas posible. Sin embargo, el esquema de un circuito neumático no representa la verdadera disposición de los componentes en el espacio. En el esquema de un circuito neumático los componentes se representan por medio de símbolos gráficos estandarizados según DIN/ISO 1219-1. Debe ser posible reconocer las siguientes características a partir de un símbolo gráfico: n
Tipo de accionamiento
n
Número de conexiones y su denominación
n
Número de posiciones de conmutación
Los símbolos que aparecen en las siguientes páginas son solamente los de los componentes que se utilizan con mayor frecuencia en los sistemas de control electroneumáticos.
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
6tPERORVJUiILFRVSDUD DOLPHQWDFLyQGHDLUH FRPSULPLGR )LJ 6tPERORVJUiILFRV GHODVHFFLyQGH DOLPHQWDFLyQGHDLUH
El sistema de alimentación del aire comprimido puede representarse por medio de los símbolos gráficos de sus componentes individuales, por un símbolo combinado o por un símbolo simplificado (Fig. 6.11).
$OLPHQWDFLyQ – Compresor con desplazamiento constante – Acumulador, depósito de aire – Fuente de presión
0DQWHQLPLHQWR Filtración de partículas de suciedad
– Filtro
– Separador de agua, purga manual
– Separador de agua, purga automática
– Lubricador
Se añade una neblina de aceite al flujo de aire
2(A) – Válvula reguladora de presión
Regulable, con escape
1(P)
3(R)
6tPERORVFRPELQDGRV – Unidad de Consistente en filtro, mantenimiento separador de agua, regulador de presión, lubricador y manómetro
Representación simplificada de la unidad de mantenimiento Representación simplificada de la unidad de mantenimiento sin el lubricador.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Los símbolos para las válvulas neumáticas se componen de uno o más cuadrados (Fig. 6.12).
6tPERORVJUiILFRV SDUDYiOYXODV )LJ &XDGURVFRQVWUXFWLYRVGH ORVVtPERORVGHODVYiOYXODV
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
6tPERORVJUiILFRVSDUD YiOYXODVGLVWULEXLGRUDV
En el símbolo gráfico de una válvula distribuidora se representan las conexiones, posiciones de conmutación y el paso del fluido (Fig. 6.13). En el caso de una electroválvula distribuidora, las conexiones se dibujan en la posición de conmutación que asumirá la válvula cuando se desconecte la alimentación de la corriente.
)LJ (OHFWURYiOYXODV GLVWULEXLGRUDV FRQH[LRQHV\ SRVLFLRQHV GHFRQPXWDFLyQ
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La siguiente información se necesita para representar completamente una válvula distribuidora en el esquema de un circuito neumático: n
Tipo de accionamiento básico de la válvula
n
Método de reposición
n
Control del pilotaje (si existe)
n
Formas adicionales de accionamiento (tales como accionamiento manual, si está disponible)
7LSRVGH DFFLRQDPLHQWRHQ YiOYXODVGLVWULEXLGRUDV
Cada accionamiento del símbolo se dibuja a un lado de la posición de conmutación, correspondiendo con el sentido de la acción.
$FFLRQDPLHQWRPDQXDO – General – Por pulsador
5HWRUQRPHFiQLFR – Por muelle – Centrada por muelle
$FFLRQDPLHQWRHOpFWULFR – Por un solenoide – Por dos solenoides
$FFLRQDPLHQWRFRPELQDGR – Válvula pilotada, doble bobina, accionamiento manual
)HVWR'LGDFWLF•73
)LJ 7LSRVGHDFFLRQDPLHQWR SDUDHOHFWURYiOYXODV GLVWULEXLGRUDV
&DStWXOR
'HQRPLQDFLyQGHODV FRQH[LRQHVGH XWLOL]DFLyQ\SLORWDMHGH ODVYiOYXODV GLVWULEXLGRUDV
7DEOD 'HQRPLQDFLyQGHODVOtQHDV GHWUDEDMR\GHSLORWDMHHQ YiOYXODVGLVWULEXLGRUDV
Para evitar conexionados incorrectos de los tubos en las electroválvulas distribuidoras, las conexiones de las válvulas están identificadas según ISO 5599-3, tanto en la propia válvula como en el esquema del circuito. Allí donde el accionamiento es por aire comprimido, el efecto del accionamiento está representado en el esquema del circuito, sea en la correspondiente línea de pilotaje o, en los casos de válvulas con alimentación interna del pilotaje, junto al símbolo del accionamiento. En la tabla 6.2 se muestra un resumen de los detalles más significativos. &RQH[LyQ
)XQFLyQ
'HQRPLQDFLyQ
Líneas de utilización (todos los tipos de válvulas)
Alimentación Utilización Escapes
1 2, 4 3, 5
Líneas de pilotaje / accionamiento para válvulas distribuidoras accionadas neumáticamente o pilotadas
Cierra la alimentación Conecta 1 con 2 Conecta 1 con 4 Aire de pilotaje auxiliar
10 12 14 81, 91
En las Figs. 4.2, 4.3, 4.5 a 4.7 y 4.9, y en las Tablas 4.1 a 4.3 se muestran ejemplos de símbolos gráficos de válvulas distribuidoras.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Las válvulas de antirretorno controlan el sentido del flujo y las válvulas reguladoras de caudal regulan el caudal de aire en los circuitos neumáticos. Con las válvulas de escape rápido, es posible conseguir elevadas velocidades en los actuadores neumáticos, ya que el aire comprimido puede escapar rápidamente y sin ninguna restricción. Los símbolos gráficos correspondientes se indican en la Fig. 6.15.
Válvula de antirretorno Válvula de antirretorno, precargada por muelle Regulador de flujo, ajustable Regulador de flujo, ajustable, acción en un sólo sentido Válvula de escape rápido
)HVWR'LGDFWLF•73
6tPERORVJUiILFRV SDUDYiOYXODVGH DQWLUUHWRUQR UHJXODGRUHVGHFDXGDO \HVFDSHVUiSLGRV
)LJ 6tPERORVJUiILFRVSDUD YiOYXODVGHDQWLUUHWRUQR UHJXODGRUHVGHIOXMR\ HVFDSHVUiSLGRV
&DStWXOR
6tPERORVJUiILFRVSDUD YiOYXODVUHJXODGRUDV GHSUHVLyQ
Las válvulas reguladoras de presión se utilizan para las siguientes funciones: n
Mantener una presión constante (válvula reguladora de presión)
n
Emitir una señal en función de la presión (válvula de secuencia)
Los símbolos gráficos de las válvulas reguladoras de presión se muestran en la Fig. 6.16. En un sistema de control electroneumático, como alternativa a la válvula de secuencia también es posible utilizar una válvula distribuidora que sea accionada por una señal eléctrica procedente de un presostato o de un sensor de presión. )LJ 6tPERORVJUiILFRVSDUD YiOYXODVUHJXODGRUDVGH SUHVLyQ
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Las válvulas proporcionales sirven para ajustar la presión o el caudal con rapidez y precisión a un determinado valor, tomando como referencia una señal eléctrica variable. Las aplicaciones y el modo de funcionamiento se explican en la sección 9.9. Los símbolos gráficos de las válvulas proporcionales se muestran en la Fig. 6.17.
4
)LJ 6tPERORVJUiILFRVGHODV YiOYXODVSURSRUFLRQDOHV
2
Válvula proporcional de 5/3 vías 3
5 1 4
Válvula proporcional de 5/3 vías con motor lineal de doble efecto y regulación de la posición de la corredera de la válvula
Válvula proporcional reguladora de presión, pilotada
3 1
ACTUAL CONSIGNA
3 1
)HVWR'LGDFWLF•73
2
5
6tPERORVJUiILFRV SDUDYiOYXODV SURSRUFLRQDOHV
E
P
2
&DStWXOR
6tPERORVJUiILFRVGH ORVFRPSRQHQWHVGH SRWHQFLD
En los sistemas electroneumáticos se utilizan los siguientes componentes de potencia o actuadores: n
Cilindros neumáticos para movimientos lineales (cilindros de doble efecto, de simple efecto, cilindros sin vástago (unidades de accionamiento lineal) etc.; véase sección 9.2)
n
Cilindros giratorios y basculantes
n
Motores neumáticos para los movimientos rotativos (tales como los motores de paletas para atornilladores neumáticos)
n
Unidades generadoras de vacío
Los símbolos gráficos para los componentes de potencia neumáticos se muestran en la Fig. 6.18.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJ 6tPERORVJUiILFRVSDUDFRPSRQHQWHVQHXPiWLFRVGHSRWHQFLD
)XQFLyQ
'HVFULSFLyQ
Cilindro de simple efecto
Avance por aire comprimido Retroceso por muelle
Cilindro de doble efecto
Avance y retroceso por aire comprimido
Cilindro de doble efecto
Amortiguación en los finales de los recorridos de avance y retroceso
Cilindro de doble efecto con bloqueo del vástago
Unidad de bloqueo mecánica con desbloqueo neumático.
Cilindro de doble efecto con freno hidráulico
El cilindro se controla neumáticamente El freno hidráulico sirve para regular la velocidad con precisión
Cilindro sin vástago con amortiguación en los finales de recorrido
Generalmente para carreras largas Transmisión de la fuerza por medio de un imán permanente.
Cilindro sin vástago con amortiguación en los finales de recorrido
Transmisión de la fuerza por medio de una unión mecánica.
Actuador giratorio neumático
Actuador giratorio con giro limitado.
Motor de aire comprimido
Motor de aire comprimido de caudal constante y giro en un sólo sentido
Motor de aire comprimido
Motor de aire comprimido de caudal constante y giro en ambos sentidos
Generador de vacío
Generador de vacío por eyector.
)HVWR'LGDFWLF•73
6tPERORV
&DStWXOR
)LJ 2WURVVtPERORVJUiILFRV SDUDFRPSRQHQWHV QHXPiWLFRV\ HOHFWURQHXPiWLFRV
Escape sin posibilidad de conexión Escape con posibilidad de conexión Silenciador Conexión de líneas Cruce de líneas Manómetro Indicador óptico Presostato - convertidor P/E Presostato regulable con contacto conmutado Sensor de presión (señal de salida analógica)
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La disposición del esquema de un circuito neumático, la distribución de los símbolos gráficos y la identificación y numeración de los componentes está estandarizada según ISO 1219/2. En el caso de un sistema de control electroneumático, los símbolos están dispuestos en el esquema del circuito como sigue: n
Componentes de potencia en la parte superior
n
Debajo de estos, las válvulas que influyen en la velocidad (tales como reguladores de caudal, válvulas de antirretorno)
n
Debajo de estos, los elementos de control (válvulas distribuidoras)
n
La alimentación en la parte inferior izquierda
'LVWULEXFLyQGHORV VtPERORVJUiILFRVHQ XQHVTXHPD QHXPiWLFR
Para sistemas de control con varios componentes de potencia, los símbolos de las diversas unidades se dibujan unos junto a otros. Los símbolos de las válvulas asociadas están dispuestos debajo de cada símbolo del elemento actuador (Fig. 6.20) Todos los componentes de un circuito neumático se representan en el esquema como si la sección de control de señales estuviera sin tensión. Esto significa: n
Las bobinas de los solenoides de las válvulas distribuidoras no están activadas.
n
Los actuadores y cilindros están en su posición inicial.
)HVWR'LGDFWLF•73
3RVLFLyQGHORV FLOLQGURV\GHODV YiOYXODVGLVWULEXLGRUDV
940 l/min p=0,7 min. MPa p=1,4 MPa max.
1
40 µm
0,6 MPa
0Z
1,0 MPa
2
1
3
1
3
2
1V2
Ø8x1
2
5
1Y1
0V1
4
1V1
Ø6x1
1A
Ø32x80
Ø6x1
Ø6x1
1Y2
2
1
1S1
Ø8x1
,QVHUFLyQ)LMDFLyQ
2Y1
2A
2S1
5
4
Ø6x1
2S3
Ø40x100
2V1
1S2
2S2
1
2
3
2
2V2
3V1
Ø6x1
2Y2 3Y1
1
7DODGUDGR
5
4
Ø6x1
3V2
Ø6x1
3A
1
2
1
3
2
Ø32x40
3Y2
Ø6x1
3S1
0HVDGHVOL]DQWH
3S2
&DStWXOR
)LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWRQHXPiWLFR GHXQVLVWHPDGHFRQWURO HOHFWURQHXPiWLFRFRQWUHV FDGHQDVGHFRQWURO
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Cada componente (aparte de las líneas y tubos de conexión) se identifica según la Fig. 6.21. El código identificador contiene la siguiente información: n
Número de la unidad (este dígito puede omitirse si la instalación tiene una sola unidad)
n
Número del circuito (dígito obligatorio)
n
Identificación del componente (letra, obligatoria)
n
Número del componente (dígito obligatorio)
&yGLJRLGHQWLILFDGRU GHORVFRPSRQHQWHV
El código identificador debe encerrarse en un marco.
6
)LJ &yGLJRLGHQWLILFDGRUGH FRPSRQHQWHVHQHVTXHPDV GHFLUFXLWRVQHXPiWLFRV
Número de la unidad Número del circuito Identificación del componente Número del componente
Si en una determinada instalación hay varias unidades y varios sistemas de control electroneumático, el número de la unidad ayuda a clarificar la asignación entre los esquemas de los circuitos y los sistemas de control. Todos los componentes de un sistema de control (unidad) se identifican con el mismo número. En el esquema del circuito de ejemplo (Fig. 6.20), el número de unidad no aparece en el código identificador.
1~PHURGHODXQLGDG
Preferiblemente, todos los componentes pertenecientes a la fuente de alimentación deberían estar identificados con el número de circuito 0. Los demás números de circuito se asignan entonces a las diferentes cadenas de control (= circuitos). Al sistema de control mostrado en la Fig. 6.20 se le aplican las siguientes asignaciones.
1~PHURGHOFLUFXLWR
n
Fuente de alimentación a interruptor general, número 0
n
Cadena de control "Inserción/sujeción ": circuito número 1
n
Cadena de control "Taladrado": circuito número 2
n
Cadena de control "Mesa deslizante": circuito número 3
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
,GHQWLILFDFLyQ\ QXPHUDFLyQGH FRPSRQHQWHV
7DEOD &yGLJRVGHLGHQWLILFDFLyQGH FRPSRQHQWHVHQXQFLUFXLWR QHXPiWLFR
Cada uno de los componentes de un sistema de control electroneumático tiene asignado un identificador (ver códigos de identificación en la Tabla 6.3) y un número de componente en el esquema del circuito. Con cada circuito, los componentes con el mismo identificador están numerados de forma consecutiva desde abajo hacia arriba y de izquierda a derecha. Por lo tanto, las válvulas en la cadena de control "Inserción/sujeción" (circuito 1 en el esquema de la Fig. 6.26) están identificadas como sigue: n
Válvula distribuidora: 1V1 (circuito número 1, identificador de componente V, componente número 1)
n
Válvula reguladora de caudal en un sólo sentido: (circuito número 1, identificador de componente V, componente número 2)
&RPSRQHQWHV
,GHQWLILFDFLyQ
Compresores
P
Componentes de potencia, actuadores
A
Motores
M
Sensores, detectores
S
Válvulas
V
Bobinas de las válvulas
Y*
Otros componentes
Z**
* suplemento nacional en el estándar Alemán ** o cualquier otra letra no incluida en la lista
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Para facilitar el montaje del sistema de control y la sustitución de componentes cuando se realiza el mantenimiento, ciertos componentes del esquema del circuito neumático deben identificarse con una información adicional (véase Fig. 6.20): n
Cilindros: diámetro del émbolo, carrera y función (p. ej. "inserción/sujeción")
n
Alimentación del aire comprimido: margen de presión de alimentación en MPa o en bar, caudal nominal en l/min
n
Filtros: tamaño nominal o porosidad en micras
n
Tubos: diámetro interior nominal en mm
n
Manómetros: margen de presión en MPa o en bar
)HVWR'LGDFWLF•73
,QIRUPDFLyQWpFQLFD
&DStWXOR
(VTXHPDGHOFLUFXLWRHOpFWULFR El esquema del circuito eléctrico de un sistema de control muestra cómo están interconectados los componentes eléctricos y cómo interactuan. dependiendo de la definición de la tarea, se utilizan los siguientes tipos de esquemas de circuito según DIN/EN 61082-2: n
Esquema general
n
Esquema de funciones
n
Esquema del circuito
(VTXHPDJHQHUDO
El esquema general ofrece una vista global de los aparatos eléctricos de un sistema relativamente grande, por ejemplo, el de una máquina empaquetadora o una unidad de montaje. Muestra sólo las interdependiencias más importantes. Los diversos subsistemas se muestran con mayor detalle en otros esquemas.
(VTXHPDGHIXQFLRQHV
Un esquema de funciones ilustra las funciones individuales de un sistema. No se tiene en cuenta cómo se ejecutan estas funciones.
(VTXHPDGHOFLUFXLWR
El esquema del circuito muestra los detalles de diseño de los sistemas, instalaciones, aparatos, etc. Contiene lo siguiente: n
Símbolos gráficos de los elementos del equipo
n
Conexiones entre estos elementos
n
Identificadores del equipo
n
Identificadores de los terminales
n
Otros detalles necesarios para el trazado de los recorridos (identificadores de señales, notas sobre la posición de la representación).
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Si se utiliza una representación consolidada para el esquema de un circuito, cada dispositivo es representado por un sólo símbolo coherente, es decir, incluso si un relé tiene más de un contacto normalmente abierto y uno normalmente cerrado.
5HSUHVHQWDFLyQ FRQVROLGDGD\ GLVWULEXLGDHQHO HVTXHPDGHOFLUFXLWR
Si se utiliza una representación distribuida en el esquema de un circuito, los diversos componentes de un dispositivo pueden dibujarse en diferentes lugares. Se disponen de forma tal que permitan obtener una representación clara con líneas rectas y con las mínimas intersecciones. Los contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados de un relé, por ejemplo, pueden distribuirse a través de todo el esquema del circuito en la forma más adecuada. En electroneumática, para representar la sección de control de señales se utiliza normalmente el esquema del circuito con representación distribuida. Solamente si el sistema de control es muy grande se utiliza adicionalmente el esquema general o el esquema de funciones. En la práctica, el término "esquema del circuito de un sistema de control electroneumático" se refiere siempre al esquema del circuito con el significado que determina DIN/EN 61082-2.
)HVWR'LGDFWLF•73
(VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRGHXQVLVWHPD GHFRQWURO HOHFWURQHXPiWLFR
&DStWXOR
6tPERORVHOpFWULFRV
)LJ 6tPERORVHOpFWULFRV IXQFLRQHVEiVLFDV
En un esquema de circuito, los componentes se representan con símbolos gráficos que están estandarizados según DIN 40900. Los símbolos utilizados para representar componentes eléctricos que se encuentran frecuentemente en los sistemas de control electroneumáticos se muestran en las Figs. 6.22 a 6.27.
Corriente continua, DC Corriente alterna, AC Rectificador (fuente de alimentación) Imán permanente Resistencia, general Bobina (inductancia) Piloto indicador Condensador Masa, tierra (general)
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)XQFLyQEiVLFD
&RQUHWRUQR DXWRPiWLFR
6LQUHWRUQR DXWRPiWLFR
Contacto normalmente abierto Contacto normalmente cerrado Contacto conmutador
5HWDUGRDOD DFWLYDFLyQ Contacto normalmente abierto Contacto normalmente cerrado
)HVWR'LGDFWLF•73
5HWDUGRDOD GHVDFWLYDFLyQ
5HWDUGRDODDFWLYDFLyQ \DODGHVDFWLYDFLyQ
)LJ 6tPERORVJUiILFRVSDUD FRQWDFWRV IXQFLRQHV EiVLFDV\GHDFFLyQ UHWDUGDGD
&DStWXOR
)LJ 6tPERORVJUiILFRVSDUD GLVSRVLWLYRVFRQPXWDGRUHV DFFLRQDGRVPDQXDOPHQWH
)LJ 6tPERORVJUiILFRVSDUD GLVSRVLWLYRV HOHFWURPHFiQLFRV
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJ 6tPERORVJUiILFRVSDUD UHOpV\FRQWDFWRUHV UHSUHVHQWDFLyQ FRQVROLGDGD
Cuando se aplica tensión a la terminación del bobinado marcada con *, las etiquetas de los contactos se colocan en las posiciones de los elementos de contacto marcados con *.
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
)LJ 6tPERORVJUiILFRVSDUD LQWHUUXSWRUHV\VHQVRUHV
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
En el esquema del circuito de un sistema de control electroneumático, los símbolos gráficos de los componentes necesarios para implementar circuitos lógicos y secuencias se introducen consecutivamente desde arriba hacia abajo y de izquierda a derecha. Las bobinas de los relés y de las válvulas se dibujan siempre debajo de los contactos (Fig. 6.28).
(VTXHPDGHOFLUFXLWR GHXQVLVWHPD GHFRQWURO HOHFWURQHXPiWLFR
Otras medidas para asegurar que el esquema de un circuito se fácil de leer incluyen: n
División en líneas individuales de contactos
n
Identificación de dispositivos y contactos por letras y números
n
Subdivisión en circuito de mando y circuito de potencia
n
Preparación de tablas de elementos de contacto
Las líneas de contactos individuales de un sistema de control electroneumático se dibujan una junto a otra y se numeran correlativamente. El esquema del circuito del sistema de control electroneumático mostrado en la Fig. 6.28 tiene 10 líneas de contactos. Las líneas 1 a 8 pertenecen al circuito de control, mientras que las líneas 9 y 10 son del circuito de potencia.
)HVWR'LGDFWLF•73
/tQHDVGHFRQWDFWRV
&DStWXOR
)LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRGHXQVLVWHPDGH FRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR
1
+24V
3
S1 4
2
3 3
4
5
11
S2
K1 4
3
1S1
6
1B1
11
8 3
9
K4
14
4
10 31
11
1S2
K3
>p 4
14
7
K3
21
K1 34
14
24
11
K2 14
21
K3
22
2
A1
K1
A1
K2 A2
32
1
S3
32
31
K2
22
31
K4
21
K4
A1
K3 A2
A1
K4 A2
H1
1Y1
A2
0V 3 10
7 2
2 6 9
2 8 5
S1 = Interruptor principal 1S1/1S2 = Final de carrera S2 = Pulsador de marcha 1B1 = Presostato S3 = Pulsador de acuse de recibo Todos los contactos de los relés son conmutadores.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Los componentes en el esquema del circuito de un sistema de control están identificados por una letra, según la Tabla 6.4. A los componentes con letras identificadoras idénticas se les asignan números consecutivos (por ejemplo, 1S1 1S2, etc.)
,GHQWLILFDFLyQGH FRPSRQHQWHV
Los sensores y las bobinas de las válvulas deben representarse en el esquema del circuito neumático y en el esquema del circuito eléctrico. Para asegurar que no hay ambigüedad y que los esquemas son fáciles de leer, los símbolos en ambos tipos de esquema deben identificare y numerarse de la misma forma. Por ejemplo, si un determinado final de carrera está indicado con 1S1 en el esquema neumático, hay que utilizar la misma denominación en el circuito eléctrico. 7LSRGHFRPSRQHQWH
,GHQWLILFDFLyQ
Final de carrera
S
Pulsador de accionamiento manual, elementos de entrada
S
Interruptor Reed
B
Sensor de proximidad electrónico
B
Presostato o interruptor de presión
B
Indicador
H
Relé
K
Contactor
K
Bobina del solenoide de una válvula
Y
Los componentes mostrados en el esquema del circuito (Fig. 6.28) se identifican como sigue: n
Interruptores de accionamiento manual S1, S2 y S3
n
Finales de carrera 1S1 y 1S2
n
Interruptor de presión 1B1
n
Relés K1, K2, K3 y K4
n
Bobina del solenoide 1Y1
n
Lámpara piloto H1
)HVWR'LGDFWLF•73
7DEOD 'HQRPLQDFLyQGHORV FRPSRQHQWHVHQHO HVTXHPDGHXQFLUFXLWR HOpFWULFR ',1 3DUWH
(MHPSORGH LGHQWLILFDFLyQGH FRPSRQHQWHV
&DStWXOR
'HQRPLQDFLyQGHORV WHUPLQDOHVGH FRQWDFWRV\UHOpV
Para asegurar un cableado sin errores, todas las conexiones de un componente y en el esquema del circuito están identificados de la misma forma. La conexión de cada contacto tiene asignado un número de función. Los números de función de los diferentes tipos de contacto están relacionados en la Tabla 6.5. Si un interruptor, relé o contactor tiene más de un contacto, estos se numeran por medio de una secuencia de números anteponiéndoles el número de la función (Fig. 6.29). La Fig. 6.30 muestra una vista en sección de un relé con las denominaciones de los terminales de contactos asociada. Los terminales de la bobina de un relé están indicadas con A1 y A2.
7DEOD 1~PHURGHIXQFLyQ SDUDFRQWDFWRV
)LJ 'HQRPLQDFLyQGHORV FRQWDFWRVSRUPHGLRGH Q~PHURVGHIXQFLyQ\ Q~PHURVGHVHFXHQFLD
7LSRGHFRQWDFWR
1~PHURGHIXQFLyQ
Contacto normalmente cerrado
1, 2
Contacto normalmente abierto
3, 4
Contacto normalmente cerrado, retardado
5, 6
Contacto normalmente abierto, retardado
7, 8
Contacto conmutador (inversor)
1, 2, 4
Contacto conmutador, retardado
5, 6, 8
1 Sentido de accionamiento
3
2
4
Contacto normalmente cerrado 11 12
2
1
Contacto normalmente abierto 21
22
4
Contacto conmutador
33 34
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJ 6tPERORVJUiILFRV \GHQRPLQDFLyQGH WHUPLQDOHVSDUDXQUHOp
13 23 31 41
A1 A2
14 24 32 42
1
+24V
2 3
S1 4 A1
13
23
31
41
K1 A2
A1
13
A2
14
K1 14
24 32
42
1Y1
0V
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
(MHPSORGH GHQRPLQDFLyQGH WHUPLQDOHVSDUDXQUHOp
7DEODGHHOHPHQWRV GHFRQWDFWR
En el esquema del circuito de la Fig. 6.28, los terminales del relé K1 se identifican como sigue: n
Bobina (línea de contactos 2): A1, A2
n
Contacto normalmente abierto (línea de contactos 3): 11, 14
n
Contacto normalmente abierto (línea de contactos 10): 21, 24
Todos los contactos accionados por la bobina de un relé o de un contactor se relacionan en una tabla de elementos de contacto. La tabla de elementos de contacto se coloca debajo de la línea de contactos que contiene la bobina del relé. Las tablas de elementos de contacto pueden mostrarse en forma simplificada (la más usual) o en forma detallada (Fig. 6.31).
6LPSOLILFDGR
)LJ 7DEODGHHOHPHQWRVGH FRQWDFWRSDUDXQUHOpHQ IRUPDVLPSOLILFDGD\ GHWDOODGD
'HWDOODGR 7
7 Contacto normalmente cerrado en línea de contactos 7
3 4 6
3 11
Contacto normalmente cerrado en línea de contactos 4
12
4
6
23
33
43
24
34
44
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
En el esquema de la Fig. 6.28 hay un total de 4 tablas de elementos de contacto: n
Línea de contactos 2: tabla de elementos de contacto para el relé K1
n
Línea de contactos 4: tabla de elementos de contacto para el relé K2
n
Línea de contactos 5: tabla de elementos de contacto para el relé K3
n
Línea de contactos 8: tabla de elementos de contacto para el relé K4
El esquema del circuito eléctrico se muestra en su estado desactivado (fuente de alimentación apagada). Si en esta posición hay finales de carrera que quedan físicamente accionados, se identifican por una flecha junto al símbolo (Fig, 6.32). Los contactos asociados también se muestran en posición accionada.
1
2 3
Contacto normalmente abierto, accionado
)HVWR'LGDFWLF•73
6HQVRUHV\FRQWDFWRV DFFLRQDGRV
)LJ 5HSUHVHQWDFLyQGH FRQWDFWRVDFFLRQDGRVHQHO HVTXHPDGHXQFLUFXLWR
6tPEROR Contacto normalmente cerrado, accionado
(MHPSORVGHWDEODVGH HOHPHQWRVGHFRQWDFWR
4
&DStWXOR
(VTXHPDGHFRQH[LRQHVGHORVWHUPLQDOHV En un sistema de control electroneumático, los sensores, los elementos de control, las unidades de procesamiento de señales y las bobinas de electroválvulas deben cablearse entre sí. Hay que prestar especial atención a la disposición de los componentes del control: n
Los sensores a menudo se hallan montados en partes de la instalación que son de difícil acceso.
n
El equipo de procesamiento de señales (relés, control lógico programable) se colocan generalmente en un armario de maniobra. Sin embargo, cada vez más, también los PLC se integran en los terminales de válvulas.
n
Los elementos de control pueden montarse o bien en la parte frontal del armario de maniobra o en una consola de operador dispuesta aparte del armario.
n
Las electroválvulas distribuidoras se montan en bloques en el armario de maniobra, agrupadas en terminales de válvulas o individualmente, cerca de los correspondientes actuadores.
El gran número de componentes y las distancias entre ellos hace que el cableado sea un factor de coste significativo en un sistema de control electroneumático. 5HTXHULPLHQWRV GHFDEOHDGR
El cableado de un sistema de control electroneumático debe satisfacer los siguientes requerimientos: n
Diseño económico (utilización de componentes que permitan un rápido cableado manteniendo al mismo tiempo una buena relación precio/prestaciones, optimización del circuito en términos de costes de cableado, utilización de componentes con reducido número de bornes
n
Fácil localización de averías (cableado claro, documentado con precisión y fácil de seguir)
n
Reparaciones rápidas (fácil sustitución de componentes por medio de conectores, sin componentes soldados)
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
En electroneumática, se utilizan cada vez más los sistemas de bus de campo para la transmisión de señales. Estos sistemas tienen las siguientes características: n
Especialmente claro, distribución del circuito de control fácil de mantener
n
Trabajos y coste de cableado reducidos a la mínima expresión (conexiones por conector)
n
Aumento de los costes del hardware (electrónica más compleja)
6LVWHPDVGH EXVGHFDPSR
La decisión sobre la utilización de un sistema de bus de campo o un sistema de cableado convencional, depende de cada caso concreto de aplicación (véase el Capítulo 9).
D
$UPDULRGHPDQLREUD Procesamiento de señales
)XHQWHGH DOLPHQWDFLyQ
Regleta de bornes
Solenoides Sensores
0iTXLQD
E
Armario de maniobra Procesamiento de señales
)XHQWHGH DOLPHQWDFLyQ
Regleta de bornes
Regleta de bornes
Solenoides Sensores
0iTXLQD
)HVWR'LGDFWLF•73
)LJ (VWUXFWXUDGHXQVLVWHPDGH FRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR XWLOL]DQGRUHJOHWDVGH ERUQHV
&DStWXOR
&DEOHDGRFRQ UHJOHWDVGHERUQHV
En los sistemas de control donde los componentes se cablean individualmente, se utilizan regletas de bornes (o terminales) para cumplir con los requerimientos de bajo coste de cableado, fácil localización de averías y distribución fácil de reparar. Todos los cables que entran o salen del armario de maniobra lo hacen a través de una regleta de bornes (Fig. 6.33a). Los componentes defectuosos pueden desconectarse fácilmente de la regleta y reemplazarse. Si se montan regletas de bornes adicionales directamente en la instalación o la máquina, las líneas de alimentación utilizadas para conectar los componentes situados fuera del armario de maniobra pueden ser considerablemente más cortas (Fig. 6.33b). Esto facilita aún más la instalación y sustitución de componentes. Cada regleta de bornes se monta dentro de una caja de distribución para protegerla del entorno.
'LVHxRGHERUQHV\ UHJOHWDVGHERUQHV
Un borne tiene dos receptáculos para los cables eléctricos; estos se hallan dispuestos uno debajo del otro y poseen una unión conductora (Fig. 6.34). Todos los bornes se hallan sujetos, unos junto a otros, sobre un raíl de montaje. Pueden establecerse uniones conductoras entre bornes adyacentes por medio de puentes adecuados.
)LJ %RUQH
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Los dos objetivos de conseguir que el cableado de un sistema de control sea lo más económico posible, manteniendo al mimo tiempo una estructura clara son casi imposibles de conseguir al mismo tiempo. Considerando el mantenimiento del sistema de control, es preferible si los bornes de la regleta están asignados de forma que el cableado sea fácil de seguir (Tabla 6.6). En la práctica se encuentran los siguientes tipos: n
Circuitos de control con asignación sistemática de bornes, de gran ayuda para el mantenimiento
n
Circuitos de control en los que el número de bornes se ha minimizado a costa de la claridad
n
Híbridos de ambas variantes
$VLJQDFLyQ GHERUQHV
Bajo ninguna circunstancia deben asignarse varios cables a un mismo borne de conexión. &ODUDDVLJQDFLyQGHERUQHV
0tQLPRQ~PHURGHERUQHV
Ventajas
- Rápida localiz. de averías - Fácil seguimiento - Fácil reparación
- Ahorro (espacio en el armario de maniobra, bornes) - Menos cableado - Menos errores al cablear
Inconvenientes
- Costes del material - Tiempo de cableado
- Menos claridad, más tiempo especialmente para los no conocedores del sistema
)HVWR'LGDFWLF•73
7DEOD (QIRTXHVGHODDVLJQDFLyQ GHWHUPLQDOHV
&DStWXOR
(VWUXFWXUDGHXQ HVTXHPDGHERUQHV
La asignación de los bornes está documentada en un esquema de bornes. Esta consta de dos partes: un esquema del circuito y una lista de asignación de bornes. En el esquema del circuito, cada borne se representa por un círculo (Fig. 6.37). Los bornes se identifican con la letra X y están numerados de manera consecutiva en secuencia en la regleta de bornes (denominación de los bornes X1, X2, etc., por ejemplo). Si hay más de una regleta de bornes (o bornero), a cada regleta se le asigna también un número secuencial (denominación del borne X2.6, por ejemplo, para el 6º borne de la regleta 2). La lista de asignación de bornes detalla ordenadamente las asignaciones de todos los bornes de una regleta. Si el sistema de control tiene más de una regleta, se crea una lista aparte para cada regleta. Las listas de asignación de bornes se utiliza como ayuda a la instalación del sistema de control, localización de averías (midiendo las señales en los bornes) y en las reparaciones.
3UHSDUDFLyQ GHXQHVTXHPD GHFRQH[LRQDGR GHERUQHV
La base sobre la cual producir el esquema de conexión de bornes es el esquema del circuito en el que no se muestran las asignaciones de los bornes. El esquema de conexión de bornes se dibuja en dos etapas: 1. Asignación de números de bornes y dibujo de los bornes en el esquema del circuito. 2. Recopilación de la(s) lista(s) de asignación de bornes.
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ
A continuación se da una explicación sobre un procedimiento de asignación de bornes con el cual puede obtenerse un cableado claro y fácil de seguir. El punto de partida para la preparación del esquema de conexionado de bornes viene dado por: n
El esquema del circuito de un sistema de control sin las marcas de los bornes (Fig. 6.35)
n
Un formulario impreso de la lista de asignación de bornes (Fig. 6.36)
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
1B1
)LJ (VTXHPDVGHORVFLUFXLWRV QHXPiWLFR\HOpFWULFRGHXQ VLVWHPDGHFRQWURO HOHFWURQHXPiWLFR
1S2
1A 1V
4
2
1Y1 5
3 1
+24V
1
3
2
4 3
S1
A1
11 14
A1
K2
1Y1
A2
A2
3
4 5
0V
)HVWR'LGDFWLF•73
24
K2 14
K1
K2 2
11
K1
21
1
1S2
4
1B1
5
&DStWXOR
)LJ )RUPXODULRLPSUHVR SDUDXQDOLVWDGH DVLJQDFLyQGHERUQHV
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Los números de bornes están asignados en orden ascendente y marcados en el esquema del circuito. El procedimiento de asignación entre el esquema del circuito y los bornes comprende tres etapas:
$VLJQDFLyQGH Q~PHURVGHERUQHV
1. Alimentación para todas las líneas de contactos (bornes X1-1 a X114 en el esquema del circuito de la Fig. 6.37) 2. Conexiones 0V de todas las líneas de contactos (bornes X1-5 a X1-8 en el esquema del circuito en la Fig. 6.37) 3. Conexión de todos los componentes situados fuera del armario de maniobra, según el siguiente sistema: n
En el orden de las líneas de contactos
n
De arriba a abajo dentro de cada línea de contactos
n
En cada contacto, en el orden de los números de función
n
En cada componente electrónico, en el orden de la conexión de alimentación de tensión, conexión de la señal (si es aplicable), conexión a 0V
En el esquema del circuito de la Fig. 6.37, los componentes están asignados a los bornes X1-9 a X1-17.
+24V
1
3
2
X1-1 X1-9
4
X1-2 X1-12
X1-3 X1-14 3
S1
X1-13
24
11
K2 14
X1-10
K2 2
11
X1-11
21
1
X1-15
K1
14
X1-16 A1
K1
A1
K2 A2
1Y1 A2
X1-17 X1-5
X1-6
X1-7
X1-8
0V 3
)HVWR'LGDFWLF•73
4 5
)LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWRFRQ ORVERUQHVLQWURGXFLGRV
X1-4
1S2
4
1B1
5
&DStWXOR
7HUPLQDFLyQGHOD OLVWDGHDVLJQDFLyQ GHERUQHV
Las introducciones se realizan en la lista de asignación de bornes en los siguientes pasos: 1. Introducir el componente y las designaciones de la conexión de los componentes fuera del armario de maniobra (en el lado izquierdo de la lista de asignación de bornes. 2. Introducir el componente y las designaciones de la conexión de los componentes dentro del armario de maniobra (en el lado derecho de la lista de asignación de bornes 3. Dibujar todos los puentes que haga falta (en el ejemplo: bornes X1-1 a X1-4 para alimentación de 24 V, X1-5 a X1-8 para alimentación de 0V 4. Introducir las conexiones borne-borne que no pueden realizarse con puentes.
1B1 1B1 1B1 S1 S1 1S2 1S2 1Y1 1Y1
+ 3 4 1 2
Destino
Borne Nº X . . .
Denominación de la conexión
0V
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Denominación del componente
+24V
$UPDULRGHPDQLREUD Puente de conexión
Denominación de la conexión
Destino
0iTXLQD
Denominación del componente
)LJ /LVWDGHDVLJQDFLyQGH ERUQHVSDUDHOVLVWHPDGH FRQWUROGHOHMHPSOR
X1 X1 X1 K2 X1 K1 K2 X1 X1 K1 X1 X1 K1 X1 K2 K2 X1
9 12 14 21 11 A2 A2 17 1 A1 5 2 11 3 11 24 8
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La estructura de una lista de asignación de bornes está basada en el diseño de la regleta de bornes. Consecuentemente, un sistema de control electroneumático pude ser en su mayoría cableado basándose en la lista de asignación de bornes (Fig. 6.38): n
Todas las líneas que se dirigen a componentes externos al armario de maniobra se conectan de acuerdo con la lista del lado izquierdo de la regleta de bornes.
n
Todas las líneas que se dirigen a componentes internos al armario de maniobra se conectan de acuerdo con la lista del lado derecho de la regleta de bornes.
n
Los bornes adyacentes en los que se ha dibujado un puente en la lista de asignación de bornes están conectadas entre sí.
Las líneas que unen dos componentes dentro de un armario de maniobra no están redirigidas a través de la regleta de bornes. Por ello, no están incluidas en la lista de asignación de terminales y tienen que ser cableadas de acuerdo con el esquema del circuito
)HVWR'LGDFWLF•73
&DEOHDGRGHXQ VLVWHPDGHFRQWURO
&DStWXOR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
&DStWXOR 0HGLGDVGHVHJXULGDGHQORV VLVWHPDVGHFRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
3HOLJURV\PHGLGDVGHSURWHFFLyQ Son necesarias numerosas medidas de protección para asegurar que un sistema de control electroneumático pueda funcionar con seguridad. Una fuente de riesgo son las partes móviles de las máquinas y los equipos. En una prensa neumática, por ejemplo, hay que tomar medidas para evitar que queden atrapados los dedos o las manos del operador. La Fig. 7.1 proporciona un resumen de las fuentes potenciales de riesgo y las medidas de protección adecuadas. )LJ 3DUWHVPyYLOHVGHPiTXLQDV \HTXLSRV IXHQWHVGHULHVJR \PHGLGDVGHSURWHFFLyQ
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La corriente eléctrica es otra fuente de riesgo. Los riesgos y medidas de protección relacionadas con la corriente eléctrica están resumidas en la Fig. 7.2 )LJ &RUULHQWHHOpFWULFD IXHQWHV GHULHVJR\PHGLGDVGH SURWHFFLyQ
Para proporcionar la mejor protección posible al personal operador, deben observarse varias normas y estándares de seguridad cuando se diseña un sistema de control electroneumático. Los estándares clave que tratan de la protección ante los riesgos de la corriente eléctrica están relacionados a continuación n
Medidas de protección para instalaciones eléctricas de potencia, de hasta 1000V (DIN VDE 0100)
n
Especificaciones para equipamiento eléctrico y seguridad de máquinas (DIN/EN 60204)
n
Grados de protección del equipamiento eléctrico (DIN-VDE 470-1)
)HVWR'LGDFWLF•73
1RUPDVGHVHJXULGDG
&DStWXOR
(IHFWRVGHODFRUULHQWHHOpFWULFDHQHOFXHUSRKXPDQR Cuando una persona toca una pieza que está bajo tensión, cierra el circuito eléctrico (Fig. 7.3a). Una corriente eléctrica I, fluye a través del cuerpo de la persona. (IHFWRGHOD FRUULHQWHHOpFWULFD
El efecto de la corriente eléctrica en el cuerpo humano aumenta con la intensidad de la corriente. Los efectos se agrupan consecuentemente según los siguientes umbrales de valores: n
Por debajo del umbral de percepción, la corriente eléctrica no tiene ningún efecto en el cuerpo humano.
n
Hasta el umbral del calambre, la corriente eléctrica se percibe, pero no hay riesgo para la salud humana.
n
Por encima del umbral del calambre, los músculos se contraen y se ve afectado el funcionamiento del corazón.
n
Por encima del umbral de no-fibrilación, los efectos son la parada cardíaca o fibrilación ventricular, parada respiratoria y pérdida del conocimiento. Existe un elevado peligro de muerte.
Los umbrales de percepción, de calambre y de no-fibrilación están trazados en la Fig. 7.4 para la corriente alterna con una frecuencia de 50 Hz. Esta frecuencia corresponde a la de la red eléctrica. Para la corriente continua, el umbral de los valores con riesgo para el cuerpo humano son ligeramente superiores. 5HVLVWHQFLDHOpFWULFD GHOFXHUSRKXPDQR
El cuerpo humano ofrece una resistencia al paso de la corriente. La corriente eléctrica puede entrar en el cuerpo, por ejemplo, a través de la mano; a continuación fluye por el cuerpo y vuelve a emerger en otro punto (como los pies – ver Fig. 7.3a). Consecuentemente, la resistencia eléctrica RM del cuerpo humano (Fig. 7.3c) está formada por un circuito serie que comprende la resistencia de entrada RÜ1, la resistencias interna RI y la resistencia de salida RÜ2 (Fig. 7.3b). Se calcula utilizando la siguiente fórmula: RM = RÜ1 + RI + RÜ2
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Las resistencias de contacto RÜ1 y RÜ2 varían mucho según la superficie de contacto y la humedad y grueso de la piel. Esto afecta a la resistencia total RM. Puede variar entre los siguientes extremos: n
Menos de 1000 Ohmios (gran superficie de contacto, humedad, piel fina)
n
Varios millones de Ohmios (contacto puntual, muy seco, piel gruesa)
D
E
I
)LJ &RQWDFWRFRQODHOHFWULFLGDG
RÜ1
G I G
RI
RÜ2
F
G
I
I
RL
G
RM
U
RM RE
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
9DULDEOHVTXH LQIOX\HQHQHO ULHVJRGHDFFLGHQWH
La intensidad I que atraviesa el cuerpo humano depende de la fuente de tensión V, de la resistencia RL de la línea eléctrica, la resistencia RM de la persona y la resistencia RE de la masa (Fig. 7.3d). Se calcula como sigue:
I=
V RL + RM + RE
Según esta fórmula, una elevada corriente, es decir, un alto riesgo, acontece en las siguientes circunstancias: n
Cuando se toca un conductor eléctrico que transporta alta tensión U (tal como un conductor de la red de alimentación a 230 V AC)
n
Cuando se toca un conductor con una baja resistencia de contacto RÜ y consecuentemente una baja resistencia RM (como con grandes superficies de contacto, piel fina, ropas húmedas)
)LJ =RQDVGHULHVJRFRQWHQVLyQ DOWHUQD IUHFXHQFLD+]
10 000 Umbral de no-fibrilación
5 000 ms 2 000
Umbral de percepción
1 000 500
Tiempo t
1
2
Umbral de calambre
200
3
4
100 50 20 10 0 0.1 0.2 0.5 1
2
5
10 20
50 100 200 500 mA 2000
Intensidad I
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
0HGLGDVSDUDSURWHFFLyQFRQWUDDFFLGHQWHVFRQODFRUULHQWH HOpFWULFD Hay una amplia variedad de medidas de protección que evitan que el operador de un sistema de control electroneumático se exponga a los riesgos de la corriente eléctrica. La protección contra el contacto de piezas bajo tensión está recomendada tanto para altas tensiones como para bajas tensiones, Esta protección puede asegurarse de las siguientes formas: n
Aislamiento
n
Cubrimiento
n
Espacio suficiente
Los componentes que sean susceptibles de ser tocados por cualquier persona deben ponerse a tierra. Si una carcasa puesta a tierra recibe tensión, se produce un cortocircuito y se disparan los dispositivos de protección por sobreintensidad, interrumpiendo la alimentación de la tensión. Se utilizan varios dispositivos para la protección de sobreintensidad: n
Fusibles
n
Disyuntores de potencia, magnetotérmicos
n
Interruptores accionados por corriente de defecto
n
Interruptores accionados por tensión de defecto
No hay riesgo para las personas cuando se toca un conductor eléctrico que tenga una tensión inferior a unos 30 V, ya que fluye una corriente muy baja a través del cuerpo. Por esta razón, los sistemas de control electroneumático normalmente no se hacen funcionar a la tensión de la red eléctrica (tal como 230 V AC), sino que se hacen funcionar a 24 V DC. La tensión de alimentación es reducida por una fuente de alimentación con un transformador de aislamiento (véase Sección 3.1).
$WHQFLyQ A pesar de esta precaución, el cableado eléctrico de la entrada a la fuente de alimentación lleva alta tensión.
)HVWR'LGDFWLF•73
3URWHFFLyQFRQWUD HOFRQWDFWRGLUHFWR
3XHVWDDWLHUUD
7HQVLyQH[WUDEDMD GHVHJXULGDG
&DStWXOR
3DQHOGHFRQWURO\HOHPHQWRVLQGLFDGRUHV Los elementos de control y los elementos indicadores deben estar diseñados de tal forma que se garantice un funcionamiento rápido y seguro del sistema de control. Las funciones, la disposición y el código de colores de los elementos de control y de los pilotos indicadores están estandarizados. Esto permite el uso de procedimientos de funcionamiento uniformes para diferentes sistema de control y se evitan en lo posible los errores de funcionamiento. ,QWHUUXSWRUSULQFLSDO
Todas las máquinas e instalaciones deben tener un interruptor principal. Este interruptor se utiliza para desconectar la potencia eléctrica durante los trabajos de limpieza, mantenimiento o reparación, o si se prevén largos períodos de inactividad. El interruptor principal debe ser accionado manualmente y debe tener tan sólo dos posiciones: "0" (Desconectado/Off) y "1" (Conectado/On). La posición de "Desconectado" debe ser bloqueable para evitar un arranque no autorizado o una reposición automática. Si hay más de una alimentación de entrada, los interruptores principales deben estar enclavados de forma que no pueda haber riesgo para el personal de mantenimiento.
3$52'( (0(5*(1&,$
El interruptor de PARO DE EMERGENCIA debe poder ser accionado por el operador en situaciones de peligro. El PARO DE EMERGENCIA debe tener un pulsador de seta si es accionado directamente con la mano. También es permisible el accionamiento indirecto por tensión de un hilo o por pedal. Si hay más de una estación de trabajo o panel operador, cada una debe tener su propio dispositivo de PARO DE EMERGENCIA. El color del elemento de accionamiento del PARO DE EMERGENCIA deberá ser rojo intenso. La zona debajo del pulsador debe estar contrastada en color amarillo. Una vez se ha accionado PARO DE EMERGENCIA, los actuadores deben detenerse lo antes posible y el sistema de control debe quedar aislado de las alimentaciones eléctrica y neumática cuando sea posible. Sin embargo, hay que observar las siguientes limitaciones: n
Si es necesaria una alimentación, ésta no deberá ser desconectada.
n
Las unidades auxiliares y los dispositivos de freno que contribuyan a una parada rápida no deben quedar inutilizados.
n
Las piezas que se hallen sujetadas no deben liberarse.
n
Si es necesario, al accionar el PARO DE EMERGENCIA deben iniciarse movimientos de retracción. Sin embargo, tales movimientos sólo deben iniciarse si pueden hacerse sin riesgo.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Un sistema de control electroneumático tiene otros elementos de control además del interruptor principal y el PARO DE EMERGENCIA. Un ejemplo de un panel de control lo muestra la Fig. 7.5. Interruptor principal
PARO DE EMERGENCIA EMERGENCIA
Automático
Ciclo continuo Marcha
Ciclo único Marcha
Ciclo continuo Paro
Manual
)HVWR'LGDFWLF•73
Inicialización
Abrir pinza
Paso a Paso
Cerrar pinza
(OHPHQWRVGHFRQWURO HQXQVLVWHPD HOHFWURQHXPiWLFR )LJ 3DQHOGHFRQWUROHQXQ VLVWHPDGHFRQWURO HOHFWURQHXPiWLFR HMHPSOR
&DStWXOR
Hay que distinguir entre dos tipos diferentes de funcionamiento de los sistemas de control electroneumático:
)XQFLRQDPLHQWR PDQXDO
)XQFLRQDPLHQWR DXWRPiWLFR
n
Funcionamiento en modo manual, controlado por el operador
n
Funcionamiento en modo automático, controlado por el programa
En funcionamiento manual están habilitados los siguientes elementos de control: n
"Inicialización": El sistema se desplaza a su posición inicial.
n
"Paso a paso": Cada vez que se presiona este pulsador, la secuencia avanza un único paso.
n
"Movimientos individuales": El actuador se mueve cuando se acciona el correspondiente pulsador o interruptor (ejemplo en la Fig. 7.5 "Abrir pinza" o "Cerrar pinza")
Los siguientes modos de funcionamiento sólo son posibles en el modo de funcionamiento automático: n
Ciclo único: La secuencia se ejecuta una sola vez.
n
Ciclo continuo: La secuencia se ejecuta continuamente.
Presionando el pulsador "Ciclo continuo - Paro" o el pulsador de "Paro") se interrumpe la secuencia. La interrupción se produce al final de la secuencia o al final del paso en curso. El interruptor del PARO DE EMERGENCIA y naturalmente, el Interruptor principal, son efectivos en todos los modos de funcionamiento. Estos interruptores deben estar disponibles en todos los sistemas de control electroneumáticos, junto con los elementos de control para "Manual" y "Automático", "Marcha", "Paro" e "Inicialización". Los elementos de control adicionales que habrá que prever, dependerán en cada caso de la aplicación.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La Tabla 7.1 proporciona un resumen de los colores de los elementos de control y el significado de estos colores, según EN 60204. &RORU
2UGHQ
Paro, Desconexión, Off Rojo
(VWDGRGHIXQFLRQDPLHQWRUHTXHULGR Parada de uno o más motores. Parada de unidades una máquina. Parada de dispositivos de sujeción magnéticos. Paro del ciclo (si el operador presiona el pulsador durante un ciclo, la máquina se detiene una vez ha finalizado el ciclo en curso)
PARO DE EMERGENCIA
Paro en caso de peligro (p. ej. parada por calentamiento peligroso).
Verde o negro
Marcha, On, Paso a paso
Activa circuitos de control (listos para func.) Marcha de motores para funciones auxiliares Marcha de unidades de la máquina Conexión de dispositivos de sujeción magnéticos Funcionamiento paso a paso
Amarillo
Inicia un movimiento de retroceso fuera de la secuencia normal, o inicia un movimiento para contrarrestar condiciones peligrosas.
Devuelve la máquina al punto de origen del ciclo, si el ciclo no se ha completado. El accionamiento del pulsador amarillo puede desactivar otras funciones previamente seleccionadas.
Blanco o negro
Cualquier función que no utilice ninguno de los colores mencionados arriba.
Funciones auxiliares de control que no esté directamente enlazadas con el ciclo de funcionamiento.
)HVWR'LGDFWLF•73
&yGLJRGHFRORUHVGH ORVHOHPHQWRVGH FRQWURO 7DEOD &RGLILFDFLyQSRUFRORUHVGH ORVHOHPHQWRVGHFRQWUROHQ VLVWHPDVGHFRQWUROGH PiTXLQDV
&DStWXOR
&yGLJRGHFRORUHVGH OiPSDUDVSLORWR
7DEOD &yGLJRVGHFRORUHVGHORV SLORWRVLQGLFDGRUHVHQ VLVWHPDVGHFRQWUROGH PiTXLQDV
Para que el personal de mantenimiento pueda identificar inmediatamente el estado de un sistema, especialmente los fallos y las situaciones peligrosas, los pilotos indicadores se codifican por colores según EN 60204. El significado de los diferentes colores se indica en la Tabla 7.2. &RORU
Rojo
Amarillo
Verde
(VWDGRRSHUDWLYR
(MHPSORVGHDSOLFDFLyQ
Estado anormal
Indicación de que la máquina se ha detenido por un dispositivo de protección (p. ej. debido a una sobrecarga, sobrecarrera o algún otro fallo). Indicación para detener la máquina (p. ej. debido a una sobrecarga).
Atención o precaución
Un valor (intensidad, temperatura) se está acercando a su límite permisible, o bien, Señal de ciclo automático.
Máquina preparada para arrancar
Máquina preparada para arrancar: Dispositivos auxiliares operativos. Las unidades se hallan en sus posiciones iniciales, la presión del aire y la tensión del transformador han alcanzado los valores prescritos. El ciclo de funcionamiento ha finalizado y la máquina está lista para volver a arrancar.
Circuitos eléctricos activados Blanco Estado normal en funciona(incoloro) miento
Azul
Interruptor principal en posición CONECTADO/ON Selección de velocidad o sentido de giro. Actuadores individuales y dispositivos auxiliares en funcionamiento. Máquina en funcionamiento.
Cualquier función que no utilice los colores citados arriba
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
3URWHFFLyQGHHTXLSRVHOpFWULFRVFRQWUDLQIOXHQFLDV DPELHQWDOHV Los equipos eléctricos, tales como los sensores o los controles lógicos programables pueden estar expuestos a una gran variedad de influencias ambientales. Los factores que pueden dificultar el funcionamiento de estos equipos pueden ser el polvo, la humedad y los cuerpos extraños. Dependiendo de las circunstancias de la instalación y de las condiciones ambientales, el equipamiento eléctrico puede estar protegido por cajas y juntas. Tales medidas previenen también riesgos para el personal que maneja los equipos. El identificador para el grado de protección según DIN-VDE 470-1 consta de dos letras IP (que significan "International Protection") y dos dígitos. El primer dígito indica el grado de protección contra la entrada de polvo y cuerpos extraños, y el segundo dígito el grado de protección contra la entrada de humedad y agua. Las Tablas 7.3 y 7.4 explican el significado de los dígitos que determinan el grado de protección.
)HVWR'LGDFWLF•73
,GHQWLILFDFLyQGHO JUDGRGHSURWHFFLyQ
&DStWXOR
7DEOD 3URWHFFLyQFRQWUDFRQWDFWR SROYR\FXHUSRVH[WUDxRV
3ULPHU GtJLWR
*UDGRGHSURWHFFLyQ 'HQRPLQDFLyQ
([SOLFDFLyQ
0
Sin protección
Sin protección especial para las personas ante contacto accidental de piezas bajo tensión o en movimiento. Sin protección del equipo contra la entrada de cuerpos extraños sólidos.
1
Protección contra la entrada de cuerpos extraños grandes
Protección de grandes superficies contra el contacto accidental de piezas internas bajo tensión o en movimiento, tal como contacto con la mano, pero no protección contra acceso intencionado a estas partes. Protección contra la entrada de cuerpos extraños sólidos con un diámetro mayor de 50 mm.
2
Protección contra la entrada de cuerpos extraños medianos
Protección de piezas internas bajo tensión o en movimiento contra el contacto con los dedos. Protección contra la entrada de cuerpos extraños sólidos con un diámetro mayor de 12 mm.
3
Protección contra la entrada de cuerpos extraños pequeños
Protección de piezas internas bajo tensión o en movimiento contra el contacto con herramientas, hilos u objetos similares con un grosor mayor de 2,5 mm. Protección contra la entrada de cuerpos extraños sólidos con un diámetro mayor de 2.5 mm.
4
Protección contra partículas extrañas granulares
Protección contra la entrada de cuerpos extraños sólidos con un diámetro mayor de 1 mm.
5
Protección contra la acumulación de polvo
Protección completa contra el contacto de piezas bajo tensión o partes móviles internas. Protección contra la acumulación de polvo. La entrada de polvo no está completamente impedida, pero el polvo no puede entrar en cantidades suficientes como para afectar el funcionamiento.
6
Protección contra la entrada de polvo
Protección completa contra el contacto de piezas bajo tensión o partes móviles internas. Protección contra la entrada de polvo.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
*UDGRGHSURWHFFLyQ
6HJXQGR GtJLWR
'HQRPLQDFLyQ
([SOLFDFLyQ
0
Sin protección
Sin protección especial.
1
Protección contra el goteo de agua que caiga verticalmente
Las gotas de agua que caigan verticalmente no deben tener efectos adversos.
2
Protección contra el goteo de agua que caiga inclinada
Las gotas de agua que caigan con un ángulo de 15Û respecto a la vertical no deben tener efectos adversos.
3
Protección contra caída de agua
El agua que caiga con un ángulo de 60ÛUHVSHFWRD la vertical no debe tener efectos adversos.
4
Protección contra salpicaduras
El agua dirigida desde cualquier ángulo no debe tener efectos adversos.
5
Protección contra chorro de agua
Un chorro de agua dirigido desde una boquilla directamente el equipo no debe tener efectos adversos.
6
Protección contra los efectos de la inmersión
El agua no debe penetrar en cantidades que afecten el funcionamiento cuando el equipo se sumerge en agua bajo las condiciones especificadas de presión y tiempo.
7
Protección contra los efectos de la inmersión continuada
El agua no debe penetrar en cantidades que afecten el funcionamiento cuando el equipo se sumerge en agua bajo las condiciones especificadas de presión por un tiempo indefinido.
)HVWR'LGDFWLF•73
7DEOD 3URWHFFLyQFRQWUDODHQWUDGD GHKXPHGDG\DJXD
&DStWXOR
(MHPSOR 3/&
(MHPSOR 6HQVRUGH SUR[LPLGDGLQGXFWLYR
Un control lógico programable está alojado en una caja metálica que tiene hendiduras para refrigeración. Como grado de protección se ha especificado IP 20. Esto significa: n
Primer dígito 2: Protección de piezas internas bajo tensión o en movimiento contra el contacto con los dedos. Protección contra la entrada de cuerpos extraños sólidos con un diámetro mayor de 12 mm.
n
Segundo dígito 0: sin protección ante la entrada de agua o humedad
La electrónica de un sensor de proximidad inductivo se halla alojada dentro de un cuerpo cerrado y el cable de conexión está sellado. El grado de protección del sensor es IP 65. Esto significa: n
Primer dígito 6: A prueba de polvo
n
Segundo dígito 5: Estanco a chorros de agua
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
&DStWXOR 6LVWHPDVGHFRQWUROSRUUHOpV
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
$SOLFDFLRQHVGHVLVWHPDVGHFRQWUROSRUUHOpVHQ HOHFWURQHXPiWLFD Todo el procesamiento de señales necesario para un sistema de control electroneumático puede ser realizado con relés. Los sistemas con relés solían utilizarse mucho. Muchos de estos sistemas se hallan aún funcionando en la industria. En la actualidad se utilizan generalmente los Controles Lógicos Programables para el procesamiento de señales en lugar de los sistemas de control por relés. Sin embargo, actualmente siguen utilizándose aún los relés, por ejemplo, en los dispositivos de PARO DE EMERGENCIA. La principal ventaja de los sistemas de control por relés es la claridad de su diseño y la facilidad de comprender su modo de funcionamiento. &RQWUROGLUHFWRHLQGLUHFWR El vástago de un cilindro neumático de simple efecto debe avanzar cuando se presione un pulsador S1 y retroceder cuando se libere el pulsador. La Fig. 8.1a muestra el correspondiente esquema del circuito electroneumático. &RQWUROGLUHFWR GHXQFLOLQGUR GHVLPSOHHIHFWR
El esquema del circuito para el control de un cilindro de simple efecto se muestran en la Fig. 8.1b. Cuando se presiona el pulsador, la corriente fluye a través de la bobina del solenoide 1Y1 de la válvula de 3/2 vías. El solenoide se excita, la válvula conmuta a la posición de activación y el émbolo del cilindro avanza. Al liberar el pulsador se interrumpe el flujo de corriente. El solenoide se desexcita, la válvula distribuidora conmuta de nuevo a su posición normal y el vástago del cilindro retrocede.
&RQWUROLQGLUHFWR GHXQFLOLQGUR GHVLPSOHHIHFWR
En un sistema de control indirecto (Fig. 8.1c), al presionar el pulsador la corriente fluye a través de la bobina del solenoide. El contacto K1 del relé se cierra y la válvula distribuidora conmuta. El émbolo del cilindro avanza. Al liberar el pulsador, se interrumpe el flujo de corriente a través de la bobina del relé. El relé se desexcita y la válvula distribuidora conmuta de nuevo a su posición normal. El vástago del cilindro retrocede.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
El tipo de control indirecto, se utiliza siempre que se cumplan las siguientes condiciones: n
El circuito de control y el circuito principal funcionan con diferentes tensiones (tales como 24 V DC y 230 V AC).
n
La intensidad que circula por la bobina de la válvula distribuidora sobrepasa la intensidad permisible para el pulsador (p. ej. si la intensidad máxima que soporta el pulsador es de 0,1A y la que necesita la bobina es de 0,5 A.
n
Si hay que accionar varias válvulas con un sólo pulsador o interruptor de control.
n
Si se necesitan enlaces complejos entre las señales de diversos pulsadores.
D
)LJ (VTXHPDVGHORVFLUFXLWRV SDUDXQFLOLQGURGHVLPSOH HIHFWR
1A
1V
D (VTXHPDGHOFLUFXLWR QHXPiWLFR
2
E (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRSDUDFRQWUROGLUHFWR
1Y1 1
E
1
+24V
3
F (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRSDUDFRQWURO LQGLUHFWR
F
S1
S1
1Y1
0V
)HVWR'LGDFWLF•73
1
+24V
K1
0V
2
K1
1Y1
&DStWXOR
&RQWUROGHXQFLOLQGUR GHGREOHHIHFWR )LJ (VTXHPDVGHORVFLUFXLWRV SDUDXQFLOLQGUR GHGREOHHIHFWR
El vástago de un cilindro de doble efecto debe avanzar cuando se presiona el pulsador S1 y debe retroceder cuando se libera el pulsador.
D
E
1A
D (VTXHPDQHXPiWLFRFRQ YiOYXODGHYtDV
1V
E (VTXHPDQHXPiWLFRFRQ YiOYXODGHYtDV
1Y1
2
1
3
1V
4
2
1Y1
F (VTXHPDHOpFWULFRFRQ FRQWUROGLUHFWR G (VTXHPDHOpFWULFRFRQ FRQWUROLQGLUHFWR
4
1A
5
3 1
F
1
+24V
G
S1
S1
1Y1
0V
1
+24V
K1
2
K1
1Y1
0V
La sección de control de señales eléctricas no cambia respecto al sistema de control de un cilindro de simple efecto. Como sea que hay dos cámaras que hay que presurizar o descargar, puede utilizarse una válvula de 4/2 o de 5/2 vías (Figs. 8.2 a y 8.2b respectivamente).
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
2SHUDFLRQHVOyJLFDV Para producir los movimientos requeridos por los cilindros neumáticos, a menudo es necesario combinar señales de varios elementos de control por medio de operaciones lógicas. El objetivo es hacer avanzar el vástago de un cilindro desde dos elementos de entrada diferentes, los pulsadores S1 y S2.
&RQH[LyQHQSDUDOHOR &LUFXLWR25
Los contactos de los dos pulsadores S1 y S2, se disponen en paralelo en el esquema del circuito (Las Figs. 8.3c y 8.3d). n
Mientras no se presione ningún pulsador, la válvula distribuidora permanece en posición normal. El vástago se mantiene retraído.
n
Si se presiona por lo menos uno de los dos pulsadores, la válvula distribuidora conmuta a la posición activada. El vástago avanza.
n
Cuando se liberan ambos pulsadores, la válvula asume su posición normal. El vástago del cilindro retrocede.
D
E
1A
1V
)LJ &RQH[LyQHQSDUDOHORGH GRVFRQWDFWRV FLUFXLWRHQ 25
1A 1V
2
1Y1
4
2
D (VTXHPDGHOFLUFXLWRFRQ FLOLQGURGHVLPSOHHIHFWR
3
E (VTXHPDGHOFLUFXLWRFRQ FLOLQGURGHGREOHHIHFWR
1Y1 1
3
5
F (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQFRQWUROGLUHFWR
1
F
1
+24V
S1
2
G
S2
S1
1Y1
0V
)HVWR'LGDFWLF•73
1
+24V
K1
0V
2
S2
3
K1
1Y1
G (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQFRQWURO LQGLUHFWR
&DStWXOR
&RQH[LyQHQVHULH &LUFXLWR$1'
En este caso, el vástago de un cilindro sólo debe avanzar si se presionan al mismo tiempo ambos pulsadores S1 y S2. Los contactos de los dos pulsadores se disponen en serie en el esquema del circuito (Figs. 8.4c y 8.4d)
)LJ &RQH[LyQHQVHULH GHGRVFRQWDFWRV FLUFXLWR$1'
n
Mientras ninguno de los pulsadores esté presionado, la válvula distribuidora permanece en su posición normal. El vástago se mantiene retraído.
n
Si se presionan ambos pulsadores al mismo tiempo, la válvula distribuidora conmuta. El émbolo del cilindro avanza.
n
Cuando se libera por lo menos uno de los pulsadores, la válvula conmuta a su posición normal. El vástago retrocede.
D
D (VTXHPDGHOFLUFXLWR QHXPiWLFRFRQFLOLQGURGH VLPSOHHIHFWR
1V
G (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQ FRQWUROLQGLUHFWR
1A 1V
2
1Y1
E (VTXHPDGHOFLUFXLWR QHXPiWLFRFRQ FLOLQGURGHGREOHHIHFWR F (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQ FRQWUROGLUHFWR
E
1A
4
2
5
3
1Y1 1
3
1
F
1
+24V
G
S1
S1
S2
S2
1Y1
0V
1
+24V
K1
2
K1
1Y1
0V
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Las operaciones OR y AND se muestran de forma resumida en las Tablas 8.1 y 8.2. Los siguientes valores están asignados a las señales en las tres columnas de la derecha:
5HSUHVHQWDFLyQGH RSHUDFLRQHVOyJLFDV HQIRUPDWDEXODU
– 0: Pulsador no presionado o vástago que no avanza – 1: Pulsador presionado o vástago que avanza 3XOVDGRU6 SUHVLRQDGR
3XOVDGRU6 SUHVLRQDGR
9iVWDJRDYDQ]D
6
6
<
No
No
No
0
0
0
Sí
No
Sí
1
0
1
No
Sí
Sí
0
1
1
Sí
Sí
Sí
1
1
1
3XOVDGRU6 SUHVLRQDGR
3XOVDGRU6 SUHVLRQDGR
9iVWDJRDYDQ]D
6
6
<
No
No
No
0
0
0
Sí
No
No
1
0
0
No
Sí
No
0
1
0
Sí
Sí
Sí
1
1
1
)HVWR'LGDFWLF•73
7DEOD 2SHUDFLyQ25
7DEOD 2SHUDFLyQ$1'
&DStWXOR
0HPRUL]DFLyQGHVHxDOHV En los circuitos que hemos visto hasta ahora, el vástago sólo avanzaba mientras estaba accionado el vástago del cilindro. Si se libera el pulsador durante el movimiento de avance, el vástago retrocede sin haber alcanzado el movimiento final delantero. En la práctica, a veces es necesario que el vástago avance completamente incluso cuando el pulsador se presiona sólo brevemente. Para conseguirlo, la válvula distribuidora debe permanecer en posición accionada aunque se libere el pulsador; en otras palabras, hay que memorizar el accionamiento del pulsador 0HPRUL]DFLyQGHOD VHxDOFRQYiOYXODGH GREOHVROHQRLGH
Una válvula de doble solenoide mantiene su posición de conmutación incluso aunque la bobina del solenoide deje de estar excitada. Se utiliza como elemento de memorización.
&RQWUROPDQXDOGHO DYDQFH\UHWURFHVRGH XQFLOLQGURFRQYiOYXOD GHGREOHVROHQRLGH
El movimiento del vástago de un cilindro debe controlarse por el breve accionamiento de dos pulsadores (S1: avance, S2: retroceso).
)LJ &RQWUROPDQXDOGHODYDQFH \UHWURFHVRGHXQFLOLQGUR FRQYiOYXODGHGREOH VROHQRLGH
D
E
1A 1V
D (VTXHPDGHOFLUFXLWR QHXPiWLFRFRQ FLOLQGURGHVLPSOHHIHFWR
F (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQ FRQWUROGLUHFWR G (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQ FRQWUROLQGLUHFWR
1V
2
1Y1
1Y2 1
E (VTXHPDGHOFLUFXLWR QHXPiWLFRFRQ FLOLQGURGHGREOHHIHFWR
1A
4
2
5
3
1Y1
1Y2
3
1
F
+24V
1
2
S1
S2
1Y1
1Y2
0V
G
+24V
S1
K1
1
2
S2
K2
3
4
K1
K2
1Y1
1Y2
0V
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Los dos pulsadores actúan directa e indirectamente en las bobinas de una válvula de doble solenoide (Figs. 8.5c y 8.5d). Cuando se presiona el pulsador S1, la bobina del solenoide 1Y1 se activa. La válvula de doble solenoide conmuta y el vástago del cilindro avanza. Si se libera el pulsador durante el movimiento de avance, el vástago continua avanzando ya que la válvula ha memorizado su posición de conmutación. Cuando se presiona el pulsador S2, la bobina del solenoide 1Y2 se excita. la válvula de doble solenoide conmuta de nuevo y el vástago retrocede. La liberación del pulsador S2 no tiene ningún efecto en el movimiento de retroceso. Un cilindro de doble efecto debe avanzar cuando se presiona brevemente el pulsador S1. Al alcanzar la posición final delantera, el vástago debe retroceder automáticamente.
)LJ &RQWUROGHUHWURFHVR DXWRPiWLFRFRQ PHPRUL]DFLyQGHODVHxDO FRQHOHFWURYiOYXODGHGREOH VROHQRLGH
1S2
D
1A 1V
D (VTXHPDGHOFLUFXLWR QHXPiWLFR
4
2
5
3
1Y1
1Y2
E (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQFRQWUROGLUHFWR
1
E
+24V
1
2
S1
1S2
1Y1
1Y2
0V
)HVWR'LGDFWLF•73
F
+24V
S1
K1
0V
&RQWURODXWRPiWLFRGHO UHWURFHVRFRQYiOYXOD GHGREOHVROHQRLGH
F (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQFRQWURO LQGLUHFWR
1
2
3
4
1S2
K1
K2
K2
1Y1
1Y2
&DStWXOR
El esquema del circuito para la carrera de retroceso se muestra en las Figs. 8.6b y 8.6c. Cuando se presiona el pulsador S1, el vástago avanza (véase ejemplo anterior). Cuando el vástago alcanza la posición final delantera, se aplica tensión a la bobina del solenoide 1Y2 a través del final de carrera 1S2 y el vástago retrocede. El requisito previo para el movimiento de retroceso es que el pulsador S1 debe haber sido liberado antes. 0RYLPLHQWRGHYDLYpQ FRQYiOYXODGH GREOHVROHQRLGH
El vástago de un cilindro debe avanzar y retroceder automáticamente mientras un interruptor de control S1 se halle accionado. Al desactivar el interruptor de control, el vástago debe ocupar la posición final retraída.
)LJ &RQWURODXWRPiWLFRGHO DYDQFH\UHWURFHVRFRQ HOHFWURYiOYXODGHGREOH VROHQRLGH
1S1
D
1A
D (VTXHPDGHOFLUFXLWR QHXPiWLFR
1V
E (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQ FRQWUROGLUHFWR
1Y1
F (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQ FRQWUROLQGLUHFWR
1S2
4
2
5
3
1Y2 1
E
+24V
S1
1
2
1S2
F
+24V
S1
1S1
1Y1
0V
1
2
3
4
1S2
K1
K2
K2
1Y1
1Y2
1S1
1Y2
K1
0V
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Inicialmente, el sistema de control se halla en su posición inicial. El vástago se halla en posición retraída y el final de carrera S1 se halla accionado (Figs. 8.7b y 8.7c). Cuando se cierra el contacto S1, el vástago avanza. Cuando alcanza la posición final delantera, se acciona el final de carrera 1S2 y el vástago retrocede. Suponiendo que el contacto S1 permanece cerrado, empieza otro ciclo de movimiento cuando el vástago alcanza la posición final retraída. Si mientras tanto, el contacto del interruptor S1 ha sido abierto, el vástago permanecerá en posición final retraída. Cuando se presiona el pulsador "MARCHA" en el circuito de la Fig. 8.8a, se excita la bobina del relé. El relé se activa y el contacto K1 se cierra. Una vez se ha soltado el pulsador "MARCHA", la corriente sigue fluyendo a través del contacto K1 a través de la bobina y el relé permanece en posición activa. La señal de "MARCHA" ha sido memorizada. Por ello a este circuito se le denomina de autorretención o de autoenclavamiento.
D
1
+24V
2
E
1
+24V
2
&LUFXLWRGH DXWRUUHWHQFLyQFRQUHOp
)LJ &LUFXLWRGHDXWRUUHWHQFLyQ D 0$5&+$SULRULWDULD
ON
K1
ON
OFF
OFF
K1
0V
MARCHA prioritaria
K1
K1
0V
PARO prioritario
Cuando se presiona el pulsador de "PARO", se interrumpe el flujo de corriente y el relé se desexcita. Si los pulsadores de "MARCHA" y "PARO" se presionan al mismo tiempo, la bobina del relé se activa. este circuito se conoce como circuito con autorretención de MARCHA prioritaria.
)HVWR'LGDFWLF•73
E 3$52SULRULWDULR
&DStWXOR
El circuito de la Fig. 8.8b tiene el mismo comportamiento que el circuito de la Fig. 8.8a, cuando se presiona sólo el pulsador "MARCHA" o el pulsador "PARO". El comportamiento es diferente cuando se presionan ambos pulsadores: La bobina del relé no se activa. El circuito se conoce como circuito con autorretención de PARO prioritario. &RQWURODXWRPiWLFRGHO DYDQFH\UHWURFHVR FRQUHOpFRQ DXWRUUHWHQFLyQ
)LJ &RQWURODXWRPiWLFRGHO DYDQFH\UHWURFHVRFRQ PHPRUL]DFLyQGHODVHxDO SRUUHOpFRQDXWRUUHWHQFLyQ
En este caso el vástago del cilindro avanza cuando se presiona el pulsador S1 y retrocede cuando se presiona el pulsador S2. Hay que utilizar un relé con función de retención para el almacenamiento de las señales.
D
D (VTXHPDGHOFLUFXLWR QHXPiWLFRFRQ FLOLQGURGHVLPSOHHIHFWR
E
1A
1V
1V
2
1Y1
4
2
1Y1 1
E (VTXHPDGHOFLUFXLWR QHXPiWLFRFRQ FLOLQGURGHVLPSOHHIHFWR F (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFR
1A
5
3
3 1
F
1
+24V
S1 (MARCHA)
2
K1
3
K1
S2 (PARO)
K1
1Y1
0V
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Cuando se presiona el pulsador S1, el relé se autorretiene (Fig. 8.9c). la válvula distribuidora es accionada través de otro contacto del relé. Cuando se interrumpe la autorretención accionando el pulsador S2, el vástago retrocede. Como sea que este es un circuito por relé de PARO prioritario, el accionamiento de ambos pulsadores hace retroceder el cilindro o lo deja en posición retraída si ya lo estaba. La memorización de señal puede realizarse en la sección de potencia por medio de una válvula de doble solenoide, o alternativamente en la sección de control por medio de un relé con función de autorretención. Ambos circuitos se comportan de forma diferente ante la presencia simultánea de las señales de activación y desactivación y en el caso de un fallo de tensión o de una rotura del cable (Tabla 8.3; véase Sección 4.3). 6LWXDFLyQ
0HPRUL]DFLyQGH VHxDOFRQYiOYXODGH GREOHVROHQRLGH
0HPRUL]DFLyQGHVHxDOFRQ DXWRUUHWHQFLyQHOpFWULFDFRPELQDGDFRQ YiOYXODGHUHWRUQRSRUPXHOOH 0$5&+$SULRULWDULD
3$52SULRULWDULR
Coincidencia de las señales de marcha y paro
La posición de la válvula no cambia
Válvula accionada
La válvula va a su posición inicial
Fallo de tensión
La posición de la válvula no cambia
La válvula va a su posición inicial
La válvula va a su posición inicial
)HVWR'LGDFWLF•73
&RPSDUDFLyQGHOD PHPRUL]DFLyQGHVHxDO SRUGREOHVROHQRLGHR SRUUHOpFRQ DXWRUUHWHQFLyQ
7DEOD &RPSDUDFLyQGHOD PHPRUL]DFLyQGHVHxDOSRU FLUFXLWRGHDXWRUUHWHQFLyQR SRUYiOYXODGHGREOH VROHQRLGH
&DStWXOR
7HPSRUL]DFLyQ En muchas aplicaciones, es necesario que el vástago de un cilindro neumático permanezca en cierta posición durante un determinado tiempo. Este es el caso del actuador de un dispositivo de prensado, por ejemplo, que presiona dos piezas hasta que se seca el adhesivo. Para este tipo de tareas se utilizan temporizadores a la conexión y a la desconexión. &RQWUROGHXQFLOLQGUR FRQXQWHPSRUL]DGRU
Cuando se presione brevemente el pulsador S1, el vástago de un cilindro debe avanzar y permanecer en posición final delantera durante diez segundos. Transcurrido este tiempo debe retroceder automáticamente.
)LJ 5HWURFHVR UHWDUGDGR WHPSRUL]DGRUDOD FRQH[LyQPHPRUL]DFLyQSRU YiOYXODGH GREOHVROHQRLGH
1S2
D
1A
D (VTXHPDGHO FLUFXLWRQHXPiWLFR
1V
E (VTXHPDGHO FLUFXLWRHOpFWULFR
4
2
5
3
1Y1
1Y2 1
E
+24V
S1 (MARCHA)
K1
1
2
1S2
K2
3
K1
1Y1
4
K2
1Y2
0V
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La Fig. 8.10b muestra el esquema del circuito eléctrico para el retroceso retardado. Cuando se acciona el pulsador S1, el vástago avanza. Cuando alanza la posición final delantera, el final de carrera 1S2 cierra. La corriente fluye a través de la bobina del relé K2. El contacto K2 permanece abierto hasta que haya transcurrido el tiempo variable de retardo (en este caso 10 segundos). entonces se cierra el contacto y el vástago del cilindro retrocede. &RQWUROVHFXHQFLDOFRQPHPRUL]DFLyQGHVHxDOSRUYiOYXODVGH GREOHVROHQRLGH En sistemas de control secuencial, la memorización de las señales es una característica esencial. Puede conseguirse por medio de relés con autorretención o con válvulas de doble solenoide. El diseño de un circuito con memorización de señales por válvulas de doble solenoide se explica a continuación. La Fig. 8.11 muestra el croquis de situación de un dispositivo de alimentación. Las posiciones finales de los dos cilindros 1A y 1B son detectadas por los interruptores de proximidad inductivos 1B1 y 2B2.
(MHPSOR 'LVSRVLWLYRGH DOLPHQWDFLyQ )LJ &URTXLVGHVLWXDFLyQGHXQ GLVSRVLWLYRDOLPHQWDGRU
1B1 1B2
&LOLQGUR$
2B1 2B2
&LOLQGUR$
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
'LDJUDPDGH GHVSOD]DPLHQWRSDVR SDUDXQGLVSRVLWLYRGH DOLPHQWDFLyQ
La secuencia controlada por programa se activa cuando el operador presiona el pulsador de "MARCHA". la secuencia comprende los siguientes pasos: n
Paso 1: El vástago del cilindro 1A avanza. La pieza es extraída del almacén.
n
Paso 2: El vástago del cilindro 2A avanza. La pieza es alimentada a la estación de mecanizado.
n
Paso 3: El vástago del cilindro 1A.
n
Paso 4: El vástago del cilindro 2A retrocede.
Para realizar otra operación de alimentación, hay que presionar de nuevo el pulsador de "MARCHA" La secuencia de movimientos controlada por el programa de dispositivo de alimentación se muestra en el diagrama de desplazamiento-paso (Fig. 8.12). )LJ 'LDJUDPDGH GHVSOD]DPLHQWRSDVRSDUD XQGLVSRVLWLYRGH DOLPHQWDFLyQ
2B1
1 1
MARCHA ∧ 1B1 3
2
4
5=1
1B2
Cilindro 1A 0 1
1B1 2B2
Cilindro 2A 0
2B1
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
El sistema de control se realiza utilizando cilindros de doble efecto y electroválvulas de 5/2 vías de doble solenoide. El esquema del circuito neumático se muestra en la Fig. 8.13. 1B1
1B2
2B1
1A 1V
2B2
2A
4
2V
2
1Y1
1Y2 5
3 1
)HVWR'LGDFWLF•73
4
2
2Y1
2Y2 5
3 1
(VTXHPDQHXPiWLFR GHXQGLVSRVLWLYRGH DOLPHQWDFLyQ )LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWR QHXPiWLFRGHOGLVSRVLWLYRGH DOLPHQWDFLyQ
&DStWXOR
'LVHxRGHOHVTXHPD GHOFLUFXLWRSRUUHOpV
Cuando se diseña un circuito por relés, debería utilizarse un enfoque sistemático. Es recomendable planear primero el esquema del circuito para la evaluación de los sensores y el pulsador de "MARCHA". Entonces pueden añadirse los pasos individuales en la secuencia. Las etapas del diseño se muestran en la Fig. 8.14.
)LJ 3URFHGLPLHQWRSDUDGLVHxDU HOHVTXHPDGHOFLUFXLWRSRU UHOpVSDUDHOGLVSRVLWLYRGH DOLPHQWDFLyQ
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
En un circuito de relés, las señales se combinan entre sí por los contactos de los interruptores, pulsadores y relés. Los sensores electrónicos de proximidad no tienen contactos; generan una señal de salida por medio de un circuito electrónico. Por ello, cada señal de salida de un sensor actúa sobre la bobina de un relé que, a su vez, conmuta el contacto o contactos necesarios (Fig. 8.15). Por ejemplo, si se activa el sensor de proximidad 1B1, fluye corriente a través de la bobina del relé K1. Los contactos asociados, conmutan a la posición de activados.
)LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQHYDOXDFLyQ GHVHQVRUHV
+24V 1B1
1B2
2B1
2B2 S5 (MARCHA)
K1
0V
)HVWR'LGDFWLF•73
K2
K3
(YDOXDFLyQ GHVHQVRUHV
K4
K5
&DStWXOR
3ULPHUSDVR GHODVHFXHQFLD
Debe cumplirse las siguientes condiciones previas antes de poder iniciar la secuencia: n
Vástago del cilindro 1A en posición retraída (sensor de proximidad 1B1 y relé K1 accionados)
n
Vástago del cilindro 2A en posición retraída (sensor de proximidad 2B1 y relé K3 accionados)
n
Pulsador de MARCHA (S5) accionado
Si se cumplen todas las condiciones, la bobina del relé K6 se activa. la bobina del solenoide 1Y1 también se activa y el vástago del cilindro 1A avanza. )LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQHYDOXDFLyQGH VHQVRUHV\SULPHUSDVRGH ODVHFXHQFLD
+24V 1B1
1B2
2B1
2B2 K1
K6
K3
K5
1Y1 K1
K2
K3
K4
K5
K6
0V
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
6HJXQGRSDVR GHODVHFXHQFLD
Cuando el vástago del cilindro 1A alcanza la posición final delantera, el sensor 1B2 responde. Se activa el segundo paso de la secuencia. La bobina del solenoide 2Y1 se activa y el vástago del cilindro 2A avanza.
)LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQHYDOXDFLyQGH VHQVRUHVSULPHU\VHJXQGR SDVRGHODVHFXHQFLD
+24V 1B1
1B2
2B1
2B2 S5 (MARCHA)
K1
K6
K2
1Y1
2Y1
K3
K5
K1
0V
)HVWR'LGDFWLF•73
K2
K3
K4
K5
K6
&DStWXOR
7HUFHUSDVR GHODVHFXHQFLD
Cuando el vástago del cilindro 2A alcanza la posición final delantera, el sensor 2B2 responde. Se activa el tercer paso de la secuencia. La válvula de solenoide 1Y2 se activa y el vástago del cilindro 1A retrocede.
)LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRFRQHYDOXDFLyQGH VHQVRUHVSULPHURVHJXQGR \WHUFHUSDVRGHOD VHFXHQFLD
+24V 1B1
1B2
2B1
2B2
(MARCHA) S5
K1
K6
K2
K4
1Y1
2Y1
1Y2
K3
K5
K1
K2
K3
K4
K5
K6
0V
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
&XDUWRSDVRGH ODVHFXHQFLD
Cuando el vástago del cilindro 1A alcanza la posición final retraída, el sensor 1B1 responde. Se activa el cuarto paso de la secuencia. La bobina del solenoide 2Y2 se activa y el vástago del cilindro 2A retrocede. La Fig. 8.19 muestra el esquema completo del circuito eléctrico del dispositivo alimentador, incluyendo las tablas de los elementos de contacto y las denominaciones de las líneas de contactos.
)LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRGHOGLVSRVLWLYR DOLPHQWDGRU
+24V 1
2
1B1
3
4
1B2
5
6
2B1
7
8
9
(MARCHA) S5
2B2
10
K1
11
12
13
14
K6
K2
K4
K1
1Y1
2Y1
1Y2
2Y2
K3
K5
K1
K2
K3
K4
K5
K6
0V 10 14
)HVWR'LGDFWLF•73
12
10
13
10
11
&DStWXOR
&LUFXLWRSDUDHYDOXDFLyQGHHOHPHQWRVGHFRQWURO Los sistemas de control electroneumático explicados en las secciones 8.2 a 8.6 cumplen con las funciones que se les exigen. No obstante, faltan importantes elementos de control, tales como el interruptor principal y el interruptor de PARO DE EMERGENCIA (véase Sección 7.4). 3URFHGLPLHQWR SDUDGLVHxDUXQ FLUFXLWRGHFRQWURO
Un circuito estándar para evaluación de elementos de control generalmente proporciona la base para el diseño de un circuito por relés. El circuito estándar se amplía con funciones específicas del control, tales como la secuencia y las funciones lógicas.
&LUFXLWRGHUHOpVSDUD HYDOXDFLyQGH HOHPHQWRVGHFRQWURO
Esta estipulado que deben utilizarse interruptores de control (interruptores con enclavamiento) para la conexión de la potencia eléctrica y el PARO DE EMERGENCIA. Todos los demás elementos de control, pueden ser o bien del tipo pulsador (interruptores de contacto mientras se acciona) o del tipo selector (con retención o enclavamiento). En el circuito mostrado en la Fig. 8.20, los elementos de control para "Manual", "Inicialización", "Automático", "Ciclo continuo, MARCHA", Ciclo continuo, PARO" y Ciclo único "MARCHA" se han elegido como pulsadores, ya que son elementos para movimientos individuales.
73•)HVWR'LGDFWLF
)HVWR'LGDFWLF•73
0V
K1
Interruptor principal MARCHA/PARO
+24V
1
K2
PARO DE EMERGENCIA
K1
2
3
K2
4
AUTO
K2
5
K3
K4
6 K3
7
K3
K4
MAN
8 K3
K5
Ciclo continuo PARO
Ciclo continuo MARCHA
K4
9
10
K6
Condición de MARCHA
K5
Ciclo único MARCHA
15
1A+ 16
K5
17
AUTOMÁTICO
MANUAL
K6 = Primera etapa Unidad de control
14
Inicialización
3A+
13
PARO DE EMERGENCIA LIBERADO
2A+
12
AJUSTE/ MOVIMIENTOS MANUALES
K4
11
PARO DE EMERGENCIA
ALIMENTACIÓN DEL SISTEMA
DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN
&DStWXOR
)LJ 'LVHxRGHXQVLVWHPDGHFRQWUROSRUUHOpV FRQVHOHFFLyQGHPRGRVGHIXQFLRQDPLHQWR SRUSXOVDGRUHV
&DStWXOR
,QWHUUXSWRUSULQFLSDO
Cuando se cierra el interruptor principal, el relé K1 se activa. Se suministra tensión a la sección de control de señales y a todo el sistema a través del contacto de K1.
3$52'( (0(5*(1&,$
Si se acciona el interruptor del PARO DE EMERGENCIA, el relé K2 se desactiva y los contactos asociados regresan a su posición normal. La línea del PARO DE EMERGENCIA está conectada a la tensión de alimentación a través del contacto normalmente cerrado de K2. Pueden accionarse, por ejemplo, pilotos de advertencia a través de esta línea. La línea "PARO DE EMERGENCIA liberado" se desactiva, interrumpiéndose con ello la alimentación de tensión a la sección de control de señales. Mientras esté aplicado el PARO DE EMERGENCIA, todos los elementos de control, excepto el interruptor principal son inoperantes.
)XQFLRQDPLHQWR PDQXDO
Cuando se acciona el pulsador "Manual", el relé K4 se excita y se autorretiene. La línea marcada con "Manual" en el esquema del circuito se conecta a la tensión de alimentación. Si el relé K3 estuviera autorretenido, se libera la autorretención. La línea marcada con "Automático" se desconecta de la tensión de alimentación.
,QLFLDOL]DFLyQDMXVWH PRYLPLHQWRVPDQXDOHV
Estas funciones sólo pueden ejecutarse en modo manual. Por ello, la alimentación sólo se suministra a los contactos asociados y relés, a través de la línea marcada con "Manual".
)XQFLRQDPLHQWR DXWRPiWLFR
Cuando se presiona el pulsador "Automático", el relé K3 se activa y se autorretiene. La línea marcada con "Automático" en el esquema del circuito se conecta a la tensión de alimentación. Si el relé K4 está autorretenido, se corta la autorretención y la línea marcada "Manual" se desconecta de la tensión de alimentación.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Estas funciones sólo son posibles en modo automático. Por ello sólo se suministra tensión a los contactos y relés asociados, a través de la línea "Automático". Si se selecciona el modo "Automático" (relé K3 autorretenido) y está activo el "Ciclo continuo MARCHA" (relé K5 autorretenido). el sistema de control funciona en modo continuo. Esto significa que cuando ha finalizado un ciclo de movimientos, el siguiente se inicia automáticamente. Presionando el pulsador "Ciclo continuo, PARO" se libera la autorretención del relé K5. La secuencia se interrumpe así que se completa el último paso de la secuencia. Cuando se acciona el pulsador "Ciclo único, MARCHA" la secuencia (ciclo de movimientos) se ejecuta una sola vez.
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ &RQWUROVHFXHQFLDOSDUDXQGLVSRVLWLYR HOHYDGRU Esta sección explica el diseño de un sistema de control con requerimientos claramente definidos, tales como el control del operador, prestaciones de funcionamiento y comportamiento en caso de fallo. Como ejemplo se utiliza el sistema de control para un dispositivo elevador. Todos los requerimientos que debe cumplir este sistema de control se describen en la Sección 5.3. El sistema de control por relés está diseñado en el siguiente orden: n
Fuente de alimentación
n
Evaluación de sensores
n
Control del operador
n
Secuencia controlada por programa
n
Cableado de solenoides
El diagrama de flujo (Fig. 8.21) ilustra los diversos pasos involucrados en el diseño del esquema del circuito. Dadas las grandes dimensiones del esquema, se muestra en un total de 6 esquemas parciales (Figs. 8.22, 8.25 a 8.27, 8.29 y 8.30).
)HVWR'LGDFWLF•73
&LFORFRQWLQXR 0$5&+$ &LFORFRQWLQXR3$52 &LFOR~QLFR0$5&+$
&DStWXOR
)LJ 3URFHGLPLHQWRSDUDHO GLVHxRGHOHVTXHPDGHO FLUFXLWRSDUDXQGLVSRVLWLYR HOHYDGRU
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
En comparación con el circuito estándar de la Fig. 8.20, la evaluación de los elementos de control interruptor principal y PARO DE EMERGENCIA, pueden simplificarse puesto que la señal de PARO DE EMERGENCIA sólo se necesita en forma inversa. El esquema del circuito asociado se muestra en la Fig. 8.22.
(OHPHQWRVGHFRQWURO ,QWHUUXSWRUSULQFLSDO 6 \3$52'( (0(5*(1&,$ 6
)LJ &LUFXLWRGHUHOpVSDUDORV HOHPHQWRVGHFRQWURO LQWHUUXSWRUSULQFLSDO\3$52 '((0(5*(1&,$
+24V
S1 (Interruptor principal)
K1
ALIMENTACIÓN AL SISTEMA
S2 (PARO DE EMERGENCIA)
K1
0V
)HVWR'LGDFWLF•73
K2
K2
PARO DE EMERGENCIA LIBERADO
&DStWXOR
)LJ 'LDJUDPD GHVSOD]DPLHQWRSDVRGHO GLVSRVLWLYRHOHYDGRU
S4 (AUT) S6 S7 B5 1
3
2
1
5=1
4
1B2
Cilindro 1A 1B1
0
2B2
1
Cilindro 2A 2B1
0 1
3B1
Cilindro 3A 0 )LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWR QHXPiWLFRGHOGLVSRVLWLYR HOHYDGRU 1B1
1
1A
1B2
2B1
1
1V2
1
1V3 2
1V1
4
1Y1
5
1Y2
3B1
1
2V3 2
2
3A
2B2
2V2
2
3
2A
2V1
4
2Y1
5
2
3V
2
2Y2
3
1
3Y1
2
1
3
1
0V 0Z
2
0Y1 1
3
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La alimentación eléctrica se suministra a los sensores mientras el dispositivo de PARO DE EMERGENCIA no esté accionado. Los relés K6 a K11 están asignados a los sensores 1B1 a 3B1 y B5 (Fig. 8.25).
(YDOXDFLyQ GHVHQVRUHV
)LJ (VTXHPDGHO FLUFXLWRGHUHOpVSDUD HYDOXDFLyQGHVHQVRUHV
+24V PARO DE EMERGENCIA LIBERADO 1B1
1B2
K6
0V
)HVWR'LGDFWLF•73
2B1
K7
2B2
K8
B5
K9
3B1
K10
K11
&DStWXOR
(OHPHQWRVGHFRQWURO 0DQXDO 6 H,QLFLDOL]DFLyQ 6
El esquema del circuito para evaluación de los elementos de control Manual e inicialización, se muestra en la Fig. 8.26. La evaluación del pulsador "Manual" se realiza según el circuito estándar (Fig. 8.20). Cuando se presiona el pulsador S3, el relé K4 se autorretiene (Fig. 8.26). Cuando se presiona el pulsador de PARO DE EMERGENCIA, los vástagos de los cilindros 1A y 2A permanecen en cualquier posición intermedia en la que hallaren. Para restablecer el sistema de control a un estado conocido, los actuadores deben devolverse a sus posiciones iniciales. Esta es la finalidad del proceso de inicialización. Si se selecciona el modo "Manual" (relé K4 autorretenido) y se presiona el pulsador "Inicialización" (S5), el relé K12 se autorretiene. El proceso de inicialización termina cuando los vástagos de los cilindros asumen las siguientes posiciones: n
Cilindro 1A: posición final retraída (sensor 1B1 accionado, relé K6 excitado)
n
Cilindro 2A: posición final retraída (sensor 2B1 accionado, relé K8 excitado)
n
Cilindro 3A: posición final extendida (sensor 3B1 accionado, relé K11 excitado)
Cuando se cumplen estas tres condiciones, la autorretención del relé K12 se libera a través de los contactos normalmente cerrados K6, K8 y K11.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRSDUDORVHOHPHQWRV GHFRQWURO0DQXDOH ,QLFLDOL]DFLyQ
+24V PARO DE EMERGENCIA LIBERADO
S3 (MAN)
K4
K4
MANUAL
S5 (INICIALIZACIÓN)
K3
K4
0V
)HVWR'LGDFWLF•73
K6
K12
K12
K8
K11
&DStWXOR
(OHPHQWRVGHFRQWURO $XWRPiWLFR 6 &LFOR FRQWLQXR0$5&+$ 6 \&LFORFRQWLQXR 3$52 6
)LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRGHORVHOHPHQWRV GHFRQWURO$XWRPiWLFR &LFORFRQWLQXR0$5&+$\ &LFORFRQWLQXR3$52
La evaluación de los pulsadores "Automático", Ciclo continuo MARCHA" y "Ciclo continuo PARO" se realiza de acuerdo con el circuito estándar (Fig. 8.20). "Ciclo continuo MARCHA" se memoriza autorretienendo el relé K5 (Fig. 8.27)
+24V PARO DE EMERGENCIA LIBERADO
S4 (AUT)
K3
K3
AUTOMÁTICO
S6 (Ciclo continuo MARCHA)
K4
K3
K5
S8 (Ciclo continuo PARO)
K5
0V
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Hay diferentes formas de realizar una secuencia de pasos en un sistema de control por relés. En este caso, se utiliza un secuenciador de pasos con relés.
6HFXHQFLDGRU FRQUHOpV
El proceso se desarrolla en cuatro pasos (véase Tabla 8.4). Estos cuatro pasos tienen asignados los relés K13 (paso 1) a K16 (paso 4). El esquema del secuenciador de pasos con memorización de señales por relés con autorretención se muestra en la Fig. 8.28. 7DEOD 3URFHVRGHORV PRYLPLHQWRVGHXQ GLVSRVLWLYRHOHYDGRU 3DVR
0RYLPLHQWRHO YiVWDJRGHO FLOLQGUR$
0RYLPLHQWRHO YiVWDJRGHO FLOLQGUR$
0RYLPLHQWRHO YiVWDJRGHO FLOLQGUR$
1
Ninguno
Ninguno
Retroceso
B5 activado (hay caja)
Dispositivo abierto
2
Avance
Ninguno
Avance
1B2 activado
Elevar caja
3
Ninguno
Avance
Ninguno
2B2 activado
Empujar caja
4
Retroceso
Retroceso
Ninguno
1B1, 2B1 activado
Retroceder actuadores a posición inicial
)LQGHOSDVR FRQGLFLyQGH KDELOLWDFLyQGHO VLJXLHQWHSDVR
La forma en que trabaja el secuenciador de pasos puede explicarse utilizando el ejemplo del segundo paso de la secuencia. Si el paso anterior está activado (en este caso: paso 1, el contacto normalmente abierto del relé K13 está cerrado) y se cumplen las demás condiciones de activación del paso 2, el relé K14 se excita y se autorretiene. La autorretención del relé K13 se libera a través del contacto normalmente cerrado del relé K14. Ahora se activa el segundo paso de la secuencia y se desactiva el primero. Como sea que el paso 4 es seguido por el paso 1 en funcionamiento continuo, se utiliza el contacto normalmente cerrado K13 para liberar la autorretención del relé K16.
)HVWR'LGDFWLF•73
&RPHQWDULRV
(QFODYDPLHQWR GHORVSDVRV
&DStWXOR
&RQGLFLyQLQLFLDOGHXQ VHFXHQFLDGRUGHSDVRV
Para que la secuencia pueda arrancar, el cuarto paso de la secuencia (relé K16) debe estar activado. Para ello, cuando el sistema para a modo automático, la bobina del relé K16 se activa a través de la línea "Automático" y el contacto normalmente cerrado K17. El relé K16 se autorretiene. La corriente fluye a través de la bobina del relé K17 a través de un contacto normalmente abierto de K16, y el relé K17 también se autorretiene. Ya no fluye corriente a través del contacto normalmente cerrado de K17 y el relé K16 cae. Los relés K1 a K12 ya están utilizados por los elementos de control y evaluación de sensores.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJ 'LVHxRHVTXHPiWLFRGHXQ VHFXHQFLDGRUGHSDVRVSDUD HOGLVSRVLWLYRHOHYDGRU
+24V AUTOMÁTICO
Condición de activación del paso 1
Condición de activación del paso 2
Condición de activación del paso 3
Condición de activación del paso 4
K16
K13
K14
K15
K13
K14
K13
0V
)HVWR'LGDFWLF•73
K15
K14
K14
K16
K15
K15
K16
K17
K16
K13
K16
K17
K17
&DStWXOR
&RQGLFLRQHVGH KDELOLWDFLyQ GHORVSDVRV
7DEOD &RQGLFLRQHVGHKDELOLWDFLyQ SDUDORVFXDWURSDVRVGHOD VHFXHQFLD
Las condiciones de habilitación para los cuatro pasos de la secuencia se muestran en la Tabla 8.5. Para asegurarse de que se obtiene la secuencia requerida, no puede activarse ninguno de los pasos a no ser que se haya activado el relé del paso anterior. 3URJUHVLyQ
0RGRGHIXQFLRQD PLHQWRHOHPHQWR GHFRQWURO
6HQVRU HV DFFLRQD GR V FRQHOUHOpDVR FLDGR
Inicio del primer paso
S7 o K5
1B1 (K6) y 2B1 (K8) y 3B1 (K11)
4 (K16)
Paso 1 a paso 2
Sin condición
B5 (K10)
1 (K13)
Paso 2 a paso 3
Sin condición
1B2 (K7)
2 (K14)
Paso 3 a paso 4
Sin condición
2B2 (K9)
3 (K15)
3DVRDFWLYRFRQHO UHOpDVRFLDGR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
El circuito de relés para realizar los cuatro pasos de la secuencia (Fig. 8.29) se obtiene transfiriendo las condiciones de habilitación del paso al secuenciador de pasos (Fig. 8.28). La forma en que trabaja este circuito de relés se explica a continuación.
(VTXHPDHOpFWULFRGHO VHFXHQFLDGRUGHSDVRV
)LJ (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRSDUDORVFXDWUR SDVRVGHODVHFXHQFLD
+24V AUTOMÁTICO
S7 (Ciclo único MARCHA)
K5
K6
K13
K10
K13
K14
K7
K14
K15
K9
K16
K17
K16
K15
K8
K11
K16
K14
K13
0V
)HVWR'LGDFWLF•73
K15
K14
K16
K15
K13
K16
K17
K17
&DStWXOR
,QLFLRGHOSULPHUSDVR
Para permitir que pueda activarse el primer paso, deben cumplirse las siguientes condiciones: n
Vástago del cilindro 1A en posición retraída (relé K6 accionado)
n
Vástago del cilindro 2A en posición retraída (relé K8 accionado)
n
Vástago del cilindro 3A en posición extendida (relé K11 accionado)
n
Paso 4 activo (relé K16 accionado)
n
Ciclo continuo activado (relé K5 autorretenido) o "Ciclo único MARCHA" (pulsador S7) accionado.
Si se cumplen todas estas condiciones, el relé K13 activa y se autorretiene y se activa el primer paso. 3URJUHVLyQGHOSULPHU DOVHJXQGRSDVR
Si el sensor óptico B5 responde mientras está activo el primer paso, se cumple la condición para el segundo paso. El paso se activa por la activación del relé K14. El relé K14 se autorretiene y la autorretención del relé K13 se interrumpe por el contacto normalmente cerrado K14.
3URJUHVLyQGHO VHJXQGRDOWHUFHUSDVR
Si el sensor de proximidad 1B2 responde mientras está activo el segundo paso, el relé K15 se autorretiene. La autorretención del relé K14 se libera.
3URJUHVLyQGHOWHUFHU DOFXDUWRSDVR
Si el sensor de proximidad 2B2 responde mientras esté activo el tercer paso, el relé K16 se autorretiene. La autorretención del relé K15 se libera.
3URJUHVLyQGHOFXDUWR DOSULPHUSDVR
En la progresión desde el cuarto al primer paso se aplican las mismas condiciones que en el inicio del primer paso.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Las bobinas de las electroválvulas distribuidoras son accionadas con circuitos específicos. Hay seis bobinas en total. Para que las bobinas puedan recibir potencia, el interruptor principal debe estar en posición de accionado y no debe haber sido activado el PARO DE EMERGENCIA. Las demás condiciones para la activación de las bobinas de los solenoides están resumidas en la tabla 8.6. %RELQDGHO VROHQRLGH
(IHFWR
&RQGLFLyQ FRQHOUHOpDF FLRQDGR
1Y1
Cilindro 1A: avanza
Paso 2 (K14)
1Y2
Cilindro 1A: retrocede
Paso 4 (K16) o Inicializ. (K12)
2Y1
Cilindro 2A: avanza
Paso 3 (K15)
2Y2
Cilindro 2A: retrocede
Paso 4 (K16) o Inicializ. (K12)
3Y1
Cilindro 3A: retrocede
Paso 1 (K13)
0Y1
Alimentación de aire comprimido
K18
&RPHQWDULRV
Conecta el aire comprimido
El aire comprimido se conecta a través del relé K18 para evitar que los actuadores neumáticos se muevan antes de que los relés hayan asumido una posición definida.
)HVWR'LGDFWLF•73
&LUFXLWRVGH ODVERELQDV
7DEOD &RQGLFLRQHVSDUDOD DFWLYDFLyQGHODVERELQDVGH ORVVROHQRLGHV
&DStWXOR
El cableado de las bobinas se muestra en la Fig. 8.30. )LJ &DEOHDGRGHODVERELQDV GHODVHOHFWURYiOYXODV GLVWULEXLGRUDV
+24V PARO DE EMERGENCIA LIBERADO
K14
K12
1Y1
1Y2
K16
K15
K12
2Y1
2Y2
K16
K13
3Y1
K18
K18
0Y1
0V
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Todos los relés utilizados en el control del dispositivo elevador están relacionados en la tabla 8.7, con sus funciones asociadas. 1~PHURGHOUHOpHQHO HVTXHPDGHOFLUFXLWR
5HOpFRQ DXWRUUHWHQFLyQ
K1
No
Circuito de alimentación (interruptor principal, S1)
K2
No
PARO DE EMERGENCIA, S2
K3
Sí
Modo automático, S4
K4
Sí
Modo manual, S3
K5
Sí
Ciclo continuo, S6
K6
No
Sensor de proximidad 1B1
K7
No
Sensor de proximidad 1B2
K8
No
Sensor de proximidad 2B1
K9
No
Sensor de proximidad 2B2
K10
No
Sensor de proximidad B5
K11
No
Sensor de proximidad 3B1
K12
Sí
Inicialización, S5
K13
Sí
Paso 1
K14
Sí
Paso 2
K15
Sí
Paso 3
K16
Sí
Paso 4
K17
Sí
Condición de marcha, secuenciador
K18
No
Conectar el aire comprimido
)HVWR'LGDFWLF•73
)XQFLyQ
/LVWDGHUHOpV
7DEOD )XQFLRQHVGHORVUHOpV
&DStWXOR
/LVWDGHHOHPHQWRV GHFRQWURO
Todos los interruptores y pulsadores utilizados para controlar el dispositivo elevador están relacionados en la Tabla 8.8. Tabla 8.8: Funciones de los elementos de control 5HIHUHQFLDGHO LQWHUUXSWRU
7LSR
&RPHQWDULRV
S1
Selector
S2
Pulsador con retención
S3
Pulsador
Manual (MAN)
S4
Pulsador
Automático (AUT)
S5
Pulsador
Inicialización
S6
Pulsador
Ciclo continuo MARCHA
S7
Pulsador
Ciclo único MARCHA
S8
Pulsador
Ciclo continuo PARO
Interruptor principal PARO DE EMERGENCIA (contacto normalmente cerrado)
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
El esquema completo del circuito eléctrico para el dispositivo elevador se muestra en las Figs. 8.31a a 8.31d. )LJD (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRGHOGLVSRVLWLYR HOHYDGRUHOHPHQWRVGH FRQWURO +24V
1
2
S1 K1 (Interruptor principal)
3
4
S2 (PARO DE EMERGENCIA)
ALIMENTACIÓN DEL SISTEMA K2 PARO DE EMERGENCIA 5 6 LIBERADO
7
8
9
10
11
12
13
+24V Fig. 8.31b
S3 (MAN)
K4
S4 (AUT)
K4
K3
K3
AUTOMÁTICO
MANUAL
Fig. 8.31c
K3
S5 (INICIALIZACIÓN)
K12
K6
K1
K2
K4
K8
K12
K4
K11
S6 K5 (Ciclo continuo MARCHA) S6 (Ciclo continuo PARO
K3
K5 Fig. 8.31b
0V
0V 2
)HVWR'LGDFWLF•73
4
10 6 7
8 39 42
5 11 12
13 27
&DStWXOR
)LJE (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRGHO GLVSRVLWLYRHOHYDGRU HYDOXDFLyQGHVHQVRUHV
PARO DE EMERGENCIA +24V LIBERADO 14 15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
+24V Fig. 8.31d
from Fig. 8.31a
1B1
1B2
K6
2B1
K7
2B2
K8
B5
K9
3B1
K10
K11 Fig. 8.31c
de la Fig. 8.31a
0V
0V 7 26
31
8 26
33
29
9 26
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJF (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRGHOGLVSRVLWLYR HOHYDGRUSDVRVGHO VHFXHQFLDGRU
+24V AUTOMÁTICO
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
de la Fig. 8.31a
S7 (Ciclo único MARCHA)
K5
K6
K13
K10
K14
K13
K7
K15
K14
K9
K16
K17
K16
K17
K15
K8 K11 K16
K14
K15
K13
K14
K16
K15
K13
K16
K17 Fig. 8.31d
de la Fig. 8.31b
0V
0V 28 29 44
)HVWR'LGDFWLF•73
26 30 31 38
29 32 33 41
34 36 40 43
35 37
&DStWXOR
)LJG (VTXHPDGHOFLUFXLWR HOpFWULFRGHOGLVSRVLWLYR HOHYDGRUFLUFXLWRGHODV ERELQDV
PARO DE EMERGENCIA +24V LIBERADO 38
39
40
41
42
43
44
45
46
de la Fig. 8.31b
K14
K12
1Y1
1Y2
K16
K15
K12
2Y1
2Y2
K16
K13
3Y1
K18
K18
0Y1
de la Fig. 8.31c
0V 46
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Hay varias medidas que pueden tomarse para reducir el número de relés y contactos en comparación con el ejemplo anterior (Tabla 8.9), Esto reduce los costes de inversión y los costes de instalación. Si embargo, ello puede provocar consecuencias no deseables en el caso de un fallo. Dependerá de cada aplicación es o no aconsejable tomar medidas para reducir el número de componentes y, si es así, cómo debe hacerse. 0HGLGDV
9HQWDMDV
'HVYHQWDMDV Comportamiento a menudo no deseable en caso de un fallo
Memorización de señales por válvulas de doble bobina
Menos relés
Ámbito limitado para uso en muchos sistemas de control Localización de averías más difícil
Simplificación de las condiciones de ajuste
Menos contactos y conexiones
Comportamiento desfavorable en caso de fallos
Interruptores Reed en lugar de sensores electrónicos de proximidad
Menos relés. Sensores más asequibles
Menor vida útil de los sensores
)HVWR'LGDFWLF•73
0HGLGDVSDUDUHGXFLU ORVFRVWHVGHO HTXLSDPLHQWR\OD LQVWDODFLyQ
7DEOD 3RVLELOLGDGHVGHDKRUURGH FRPSRQHQWHVHQORV VLVWHPDVGHFRQWURO
&DStWXOR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
&DStWXOR 'LVHxRGHORVPRGHUQRVVLVWHPDV GHFRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
7HQGHQFLDV\GHVDUUROORVHQHOHFWURQHXPiWLFD Los componentes de los sistemas de control, electroneumáticos han mejorado constantemente en los últimos años. Han aparecido en el mercado muchos productos nuevos, tales como los terminales de válvulas. Esta tendencia continuará en el futuro. Los objetivos más importantes en todos los desarrollos en electroneumática, tanto si se trata de productos nuevos como existentes, son:
5HGXFFLyQGHFRVWRV
n
Reducción de los costos globales de un sistema de control electroneumático
n
Mejora del rendimiento de los sistemas
n
Apertura de nuevos campos de aplicación
Los costos totales de un sistema de control electroneumático están afectados por muchos factores. Consecuentemente, las oportunidades para la reducción de costos con muy diversas (Fig. 9.1). El diseño de los actuales sistemas de control electroneumáticos está principalmente orientado a la reducción de los costos de planificación del proyecto, instalación, puesta a punto y mantenimiento.
)LJ 5HGXFFLyQGHFRVWRVGH VLVWHPDVGHFRQWURO HOHFWURQHXPiWLFR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
He aquí algunos ejemplos de cómo puede mejorar el rendimiento de algunos componentes neumáticos: n
Reducción de tiempos de ciclo, aumentando la velocidad de los movimientos
n
Reducción del espacio de montaje y del peso
n
Integración de funciones adicionales, tales como guías lineales
Las aplicaciones en las que las velocidades, posiciones y fuerzas están continuamente supervisadas por un sistema de control eléctrico han sido hasta ahora un campo reservado a actuadores eléctricos e hidráulicos. El desarrollo de válvulas proporcionales de bajo coste y de sensores de presión permiten actualmente la utilización de actuadores neumáticos en muchas aplicaciones. Como resultado de ello, emerge un nuevo mercado para la neumática. Aunque este mercado es pequeño en comparación con el de los sistemas de control electroneumático, se caracteriza por su fuerte crecimiento.
$FWXDGRUHVQHXPiWLFRV Juntamente con los cilindros estándar, que mantienen su importancia como elementos actuadores económicos y versátiles, los cilindros con funciones especiales están creciendo significativamente. Cuando se utilizan estos cilindros, los componentes adicionales tales como las guías y soportes están a menudo incorporados directamente en el cuerpo del cilindro. Esto ofrece ventajas, tales como un menor espacio de instalación y menores masa desplazadas. La reducción en el desembolso para los materiales, la planificación del proyecto y el montaje, produce una considerable reducción de los costos.
)HVWR'LGDFWLF•73
0HMRUDGHUHQGLPLHQWR
$SHUWXUDGHQXHYRV FDPSRVGHDSOLFDFLyQ SDUDODQHXPiWLFD
&DStWXOR
&LOLQGURV PXOWLSRVLFLRQDOHV
Los cilindros multiposicionales se utilizan en aplicaciones en las que se un elemento accionado neumáticamente debe situarse en más de dos posiciones. La Fig. 9.2 ilustra el modo de funcionamiento de un cilindro multiposicional. Uno de los vástagos se une al cuerpo del cilindro cuyo vástago está unido a la carga. Pueden obtenerse cuatro posiciones precisas.
)LJ &LOLQGURPXOWLSRVLFLRQDOFRQ FXDWURSRVLFLRQHVGLIHUHQWHV
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Para operaciones de manipulación y montaje, a menudo es necesario utilizar componentes que sean capaces de ejecutar movimientos en varias direcciones. Este campo solía estar dominado por ejecuciones especiales. Actualmente se utilizan cada vez más los módulos de manipulación estándar, disponibles comercialmente, que pueden combinarse para que se ajusten a la aplicación. El enfoque modular tiene las siguientes ventajas: n
Montaje sencillo
n
Unidades y guías mecánicas compatibles entre sí
n
Líneas de alimentación integradas, por ejemplo, para pinzas o ventosas
)HVWR'LGDFWLF•73
5REyWLFD
&DStWXOR
$FWXDGRUOLQHDO JLUDWRULR
El actuador lineal/giratorio (Fig. 9.3a) puede utilizarse, por ejemplo, para desplazar e insertar piezas (Fig. 0.3b). La disposición del cojinete del vástago está diseñada para soportar cargas transversales. El conjunto puede montarse de diferentes formas, por ejemplo, con una brida en la cara extrema o por medio de tuercas deslizantes insertadas en el perfil longitudinal. Si es necesario, la alimentación del vacío a la pinza de ventosa puede realizarse a través del vástago hueco.
)LJ $FWXDGRU OLQHDOJLUDWRULR )HVWR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Las pinzas accionadas neumáticamente se utilizan para la manipulación de piezas. En la Fig. 9.4 se muestran diversos tipos de pinzas.
D
3LQ]DVQHXPiWLFDV
)LJ 3LQ]DVQHXPiWLFDV
E
D 3LQ]DSDUDOHOD E 3LQ]DDQJXODU F 3LQ]DUDGLDO G 3LQ]DGHGHGRV
20R
F
G
90R
)HVWR'LGDFWLF•73
90R
20R
&DStWXOR
La Fig. 9.5a muestra una sección transversal de la pinza que aparece en la Fig. 9.4b. Esta accionada por un cilindro de doble efecto. La Fig. 9.5b ilustra cómo están sujetos a la pinza los dedos (en este caso para piezas cilíndricas) y los sensores de posición. La elección del tipo de pinza, tamaño y dedos depende mucho de la forma y peso de las piezas. )LJ 3LQ]DDQJXODU SULQFLSLRGHDFFLRQDPLHQWR GHGRVGHSLQ]DGR\VHQVRU GHSUR[LPLGDG
9HQWRVDVGH DVSLUDFLyQ
Las ventosas de aspiración se utilizan para la manipulación de piezas grandes y ligeras (por ejemplo cajas de cartón), piezas flexibles (tales como hojas) o para piezas con superficies sensibles (tales como las lentes ópticas).
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La Fig. 9.6a ilustra el principio de la generación de vacío utilizando un eyector. El aire comprimido fluye a través de una boquilla, en la que es acelerado a alta velocidad. En la salida de la boquilla, la presión es inferior a la presión ambiental. Como resultado, el aire es aspirado de la conexión U, creando aquí también un vacío parcial. La ventosa de aspiración está unida a la conexión U. )LJ 0RGRGHIXQFLRQDPLHQWRGH XQJHQHUDGRUGHYDFtR HOHFWURQHXPiWLFR D 3ULQFLSLRGHOH\HFWRU E 0RGR6XMHFLyQ F 0RGR([SXOVLyQ
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
*HQHUDGRUGHYDFtR
El modo de funcionamiento de un generador de vacío basado en el principio del eyector se muestra en las Figs, 9.6b y 9.6c. La Fig. 9.6b muestra el modo "Sujeción" La electroválvula de 2/2 vías 1 está abierta. El aire comprimido fluye desde la conexión 1 a través de la boquilla hacia el silenciador 3. Como resultado, se genera un vacío parcial en la ventosa de aspiración 2 y la pieza queda sujetada. La Fig. 9.6c muestra el modo "Expulsión". La electroválvula 2 abre y el aire comprimido se alimenta directamente a la ventosa. La pieza sujetada por la ventosa es rápidamente expulsada por el pico de presión de la conexión 1 a través de la válvula 2.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
6HQVRUHV En electroneumática se utilizan cada vez más los sensores electrónicos como emisores de señales todo/nada. Entre ellos destacan: n
Sensores de proximidad inductivos en lugar de interruptores Reed o de contacto mecánico
n
Convertidores neumático-electrónicos en lugar de presostatos
La ausencia de piezas móviles significa que estos sensores tienen una larga vida útil y mayor fiabilidad. Además, el punto de conmutación a menudo puede establecerse con mayor precisión y de forma más fácil. La Tabla 9.1 ofrece un resumen de los sensores binarios (todo/nada) que se utilizan para detectar posiciones. Los finales de carrera aún se utilizan en algunas aplicaciones por su robusta ejecución. 7LSRGHVHQVRU
'LVSDUR
&RQPXWDFLyQ
Final de carrera
Con contacto
Contacto móvil
Interruptor Reed
Sin contacto
Contacto móvil
Inductivo
Sin contacto
Electrónica
Capacitivo
Sin contacto
Electrónica
Ultrasónico
Sin contacto
Electrónica
Óptico (barrera de aire, de reflexión)
Sin contacto
Electrónica
)HVWR'LGDFWLF•73
'HWHFFLyQGHSRVLFLyQ
7DEOD 6HQVRUHVGHSUR[LPLGDG VHQVRUHV\ ILQDOHVGHFDUUHUD
&DStWXOR
3URFHVDPLHQWRGHVHxDOHV La sección de control de señales de un sistema de control electroneumático puede diseñarse dos formas: programación por cableado (por ejemplo, utilizando relés) o programación en memoria (PLC). 9HQWDMDVGHORV FRQWUROHVOyJLFRV SURJUDPDEOHV
En comparación con los sistemas de control por relés, los controles lógicos programables ofrecen toda una serie de ventajas: n
Mayor fiabilidad y mayor vida útil ya que funcionan sin contactos móviles
n
Menor trabajo de planificación del proyecto ya que pueden utilizarse estructuras verificadas de programas y subprogramas para diversas formas de control, mientras que en los circuitos por relés generalmente hay que partir de cero
n
Desarrollo más rápido del control ya que la programación y el cableado puede pueden realizarse en paralelo
n
Fácil supervisión de las estaciones por un ordenador de nivel superior, ya que un PLC puede intercambiar datos fácilmente con un ordenador.
Si se considera no tan sólo los costes de hardware sino también los de planificación del proyecto, ajustes, puesta a punto y mantenimiento, el PLC es actualmente la solución más económica para la realización de un sistema de procesamiento de señales a partir de una cierta complejidad. Por ello, actualmente la mayoría de sistemas de control electroneumático está equipados con un PLC.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
9iOYXODVGLVWULEXLGRUDV Los recientes desarrollos en electroválvulas distribuidoras se refieren a válvulas de montaje individual y a combinaciones de válvulas, tales como bloques o terminales de válvulas. Los objetivos en el desarrollo de las electroválvulas son la minimización del tamaño y el peso, la reducción de los tiempos de respuesta y la reducción del consumo de corriente. Estos objetivos se consiguen de las siguientes formas: n
Las bobinas de los solenoides está provistas de diferentes bobinados con baja inductancia. Como resultado, la intensidad a través de la bobina aumenta más rápidamente cuando se activa la válvula, y la fuerza para conmutar la etapa preliminar se crea más rápidamente. Tras la conmutación, se reduce electrónicamente la intensidad justo para mantenerla accionada contra la fuerza del muelle antagonista. De esta forma, el consumo eléctrico se reduce notablemente en esta fase. Como sea que la fase de sostenimiento es considerablemente más larga que la de conmutación, se requiere bastante menos potencia para la excitación del solenoide y se reduce el calor generado.
n
Las electroválvulas distribuidoras se optimizan también en relación al volumen muerto, fuerza de accionamiento y masas desplazadas, consiguiendo así una conmutación más rápida.
n
Para conseguir un elevado caudal, se diseña el interior del cuerpo para facilitar el paso del fluido.
n
El grueso de las paredes del cuerpo se reduce al máximo posible para minimizar el tamaño y el peso.
Una electroválvula distribuidora optimizada, ofrece las siguientes ventajas: n
Mejor respuesta dinámica (por tener menores tiempos de conmutación y elevado caudal)
n
Menor consumo de aire (gracias al reducido volumen interno)
n
Menores costes de la fuente de alimentación (debido al menor consumo de potencia eléctrica)
n
Menos espacio de montaje y mínimo peso
)HVWR'LGDFWLF•73
2SWLPL]DFLyQ GHYiOYXODV
9HQWDMDVGHODV YiOYXODVRSWLPL]DGDV
&DStWXOR
9iOYXODVRSWLPL]DGDV SDUDPRQWDMHHQ EORTXH
Los bloques de electroválvulas de diseño modular mostrados en las Figs. 9.7b y 9.7c ofrecen una conducción de aire de bajas pérdidas, dimensiones muy compactas y una buena relación precio-prestaciones. Un bloque puede consistir en lo siguiente: n
Módulos de válvulas distribuidoras
n
Módulos para conexión neumática
n
Módulos para conexión eléctrica
La Fig. 9.7a muestra un módulo de válvula distribuidora optimizado para montaje en bloque. Se montan varios de estos módulos entre dos placas finales. El aire comprimido se alimenta a través de una o de ambas placas extremas (Fig. 9.7b) o a través de un módulo de conexión en la parte inferior (Fig. 9.7c). )LJ 'LVHxRPRGXODUGHXQ EORTXHGHYiOYXODV D 0yGXORGHYiOYXOD E 0RQWDMHGHOD DOLPHQWDFLyQ\HOHVFDSH FRPXQHVHQXQRGHORV H[WUHPRV F $OLPHQWDFLyQ\HVFDSH FRP~QSRUODSDUWHLQIHULRU
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Los contactos eléctricos de las bobinas en los bloques de la Fig. 9.7 se llevan a la parte superior. Esto permite cablear de forma diferente las bobinas utilizando los correspondientes módulos de conexión eléctricos (Fig. 9.8): 1. Sin módulo de conexión adicional, cada bobina se conecta individualmente a través de un conector aparte (Fig. 9.8a). 2. Módulo para conexión Multipin: todas las bobinas se conectan a un único conector Multipin (Fig. 9.8b, véase Sección 9.6) 3. Módulo para conexión a bus de campo: todas las bobinas se conectan a un interface con un bus de campo, como en el terminal de válvulas (Fig. 9.8c, véase Sección 9.6). 4. Módulo para conexión AS-i (Actuator-Sensor interface): todas las bobinas de los solenoides se conectan con un cable bifilar al bus de conexión de sensores y actuadores como en el terminal de válvulas (Fig. 9.8d, véase sección 9.6).
)HVWR'LGDFWLF•73
&RQH[LyQHOpFWULFDGH EORTXHVGHYiOYXODV
&DStWXOR
)LJ &RQH[LyQHOpFWULFDGH EORTXHVGHYiOYXODV\ WHUPLQDOHVGHYiOYXODV D &RQH[LyQLQGLYLGXDOFRQ FRQHFWRUDSDUWHSDUDFDGD ERELQDGHVROHQRLGH E &RQHFWRU0XOWLSLQ F &RQH[LyQDEXVGH FDPSR G ,QWHUIDFHGHVHQVRUHV\ DFWXDGRUHV
7HUPLQDOHVGHYiOYXODV
Los bloques de válvulas en los que las líneas de alimentación y de señales eléctricas están agrupadas (por conector multipin, bus de campo o conexión AS-i) se conocen también como terminales de válvulas.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
0RGHUQRVFRQFHSWRVGHLQVWDODFLyQ Las técnicas de cableado convencionales suponen establecer la conexión de todos los componentes de un control electroneumático a través de regletas de bornes. Se necesitan cajas de distribución con regletas de bornes para la conexión de los sensores y las bobinas (Fig. 9.15a). Consecuentemente, la instalación eléctrica es compleja. La utilización de componentes avanzados en electroneumática permite combinar válvulas en terminales de válvulas. Las bobinas están directamente enlazadas con los bornes del conector del terminal de válvulas (Fig. 9.8). Los sensores están conectados al módulo de entradas a través de conectores; los módulos de entradas y salidas quedan integrados en el terminal de válvulas. Ello tiene varias ventajas: n
No se necesitan cajas de distribución con sus regletas de bornes (Fig. 9.15b y 9.15c).
n
Las válvulas y sensores pueden reemplazarse sin tener que desconectar y volver a conectar los bornes.
n
Hay menos trabajo de cableado.
Dos ejemplos de componentes modernos se muestran en la Fig. 9.9. n
La Fig. 9.9a muestra un terminal de válvulas y un módulo de entradas en el que los sensores están conectados por medio de conectores. Los dos componentes se hallan conectados entre sí por medio de una línea de bus de campo.
n
La Fig. 9.9b muestra un terminal de válvulas en el que están combinados un terminal de válvulas, un PLC y varios módulos de entradas y salidas.
)HVWR'LGDFWLF•73
9HQWDMDVGHORV PRGHUQRVFRQFHSWRV GHLQVWDODFLyQ
&RPSRQHQWHVGHO FRQWUROSDUDUHGXFLU WUDEDMRGHLQVWDODFLyQ
&DStWXOR
7HUPLQDOGH YiOYXODV\VHQVRUHV
Un terminal de válvulas con integrado o con módulos de mo un "Terminal de válvulas término común "terminal de terminales.
funciones adicionales (tales como un PLC entradas y salidas) se conoce también coy sensores". En lo que sigue, se utilizará el válvulas" para designar todos los tipos de
)LJ &RPSRQHQWHVGHXQFRQWURO SDUDUHGXFLUHOWUDEDMRGH LQVWDODFLyQ D 7HUPLQDOGHYiOYXODVFRQ PyGXORDSDUWHSDUD FRQH[LyQGHVHQVRUHV E 7HUPLQDOGHYiOYXODVFRQ XQLGDGGHFRQH[LyQGH VHQVRUHV\3/&LQWHJUDGR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
En un terminal de válvulas con conexiones múltiples, todas las conexiones eléctricas están enlazadas en el terminal en una base de enchufe o zócalo multipin (Fig. 9.8b). Se utiliza un conector para unir todos los cables con la regleta de bornes del armario de maniobra (Fig. 9.15b). Pueden conectarse varios terminales de válvulas con conexiones multipin a la regleta de bornes del armario de maniobra con el PLC (Fig. 9.15b).
&DEOHDGRFRQ FRQHFWRU0XOWLSLQ
La Fig. 9.10 ilustra la distribución de un sistema de bus de campo en electroneumática.
'LVWULEXFLyQGHXQ VLVWHPDGHEXVGH FDPSR
n
Tanto el control lógico programable como los terminales de válvulas poseen un interface por medio del cual se conectan al bus de campo. cada interface consiste en un circuito transmisor y un circuito receptor.
n
El bus de campo transfiere información entre el PLC y los terminales de válvulas. )LJ 'LVWULEXFLyQGHXQVLVWHPD GHEXVGHFDPSRHQ HOHFWURQHXPiWLFD
,QWHUIDFHDOEXVGHFDPSR
3/&
Transmisor
,QWHUIDFHDOEXVGHFDPSR
7HUPLQDOGH YiOYXODV
Transmisor Receptor
Flujo de información
Receptor
,QWHUIDFHDOEXVGHFDPSR
7HUPLQDOGH YiOYXODV
Transmisor Receptor
Todas las señales de entrada y salida del PLC se transmiten a los terminales de válvulas y sensores a través de un sólo cable bifilar.
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
0RGRGH IXQFLRQDPLHQWR GHXQVLVWHPD GHEXVGHFDPSR
El intercambio de información entre el PLC y el terminal de válvulas funciona como sigue: n
Si, por ejemplo, hay que activar una bobina de un solenoide en una electroválvula, el PLC envía una secuencia de señales binarias a través del bus. Decodificando estas señales, el terminal detecta cuál de las bobinas debe activar y ejecuta la orden.
n
Si el estado de la señal en un sensor de proximidad cambia, el módulo de entradas en el terminal de válvulas envía una secuencia de señales al control lógico programable. El PLC reconoce el cambio y considera en nuevo estado al procesar el programa.
Aparte de los estados de entrada/salida, se intercambia otra información en el bus de campo, por ejemplo, información de diagnosis y control de la correcta transmisión de la información. También es posible enlazar en red los PLC de dos o más controles electroneumáticos, de forma que los PLC sean capaces de intercambiar información entre ellos. 7LSRVGH EXVGHFDPSR
Existen varios tipos de bus de campo. Difieren generalmente en las siguientes características: n
Forma de codificar y decodificar la información (protocolo)
n
Conexión eléctrica
n
Velocidad de transmisión
Los sistemas de bus de campo pueden dividirse en sistemas específicos de una determinada empresa (propietarios) y sistemas abiertos, los cuales son utilizados por varios fabricantes de PLC (por ejemplo Profibus). Los terminales de válvulas con módulos de entradas y salidas están disponibles para la mayoría de sistemas de bus de campo. Sólo pueden combinarse entre sí los controles y terminales que estén diseñados para el mismo sistema de bus de campo.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Los trabajos involucrados en la instalación eléctrica de un sistema de bus de campo se limitan a montar conectores de cables entre dos componentes de un sistema de control electroneumático. Si hay más de dos estaciones de bus de campo, todos los dispositivos se conectan entre sí en cadena. n
&DEOHDGRGHXQ VLVWHPDGHEXVGH FDPSR
La Fig. 9.9a muestra una conexión entre un terminal de válvulas y un módulo de conexión de sensores. El cable desde el PLC al terminal de válvulas sólo se muestra parcialmente.
Cuando se utiliza un bus de campo, no hay necesidad de utilizar cajas de distribución ni regletas de bornes(véase Fig. 9.15c). El interface de actuadores y sensores (AS Interface) es un sistema de bus de campo que fue desarrollado para facilitar el cableado de electroválvulas, sensores y unidades actuadoras eléctricas de baja potencia. La Fig. 9.11 muestra una válvula distribuidora que está conectada al interface AS con un zócalo combi. Los dos solenoides de la válvula son accionados a través del interface. Además, pueden alimentarse de potencia dos sensores binarios y evaluarse a través del mismo interface. Un sistema de control, electroneumático con Interface AS está diseñado como sigue: n
Un cable continuo de dos hilos (amarillo, es decir, el cable más claro en la Fig. 9.11) conecta el PLC a todos los sensores y válvulas. Este cable bifilar suministra la potencia a las estaciones en el bus y al mismo tiempo sirve para transmitir las señales.
n
Las estaciones se conectan directamente por perforación del cable bifilar; no se necesitan conectores ni bornes (Fig. 9.11).
Si las estaciones del bus tiene que seguir estando alimentadas con potencia eléctrica tras la aparición de un PARO DE EMERGENCIA, o si hay válvulas de elevado consumo conectadas al bus, se necesita una alimentación adicional. Esta se realiza a través del cable plano negro que muestra la Fig. 9.11. La alimentación que lleva el cable amarillo es desconectada en caso de PARO DE EMERGENCIA.
)HVWR'LGDFWLF•73
&DEOHDGRFRQLQWHUIDFH GHDFWXDGRUHV\ VHQVRUHV $6L
&DStWXOR
)LJ 9iOYXODGLVWULEXLGRUD FRQLQWHUIDFH$6
El Interface AS está diseñado para conectar unidades pequeñas. Puede haber hasta cuatro señales de entrada o salida por conexión AS-i. En la Tabla 9.2 se indican varios tipos de terminales de válvulas, zócalos combi y módulos de entrada/salida con conexiones AS-i. 7DEOD (MHPSORVGHWHUPLQDOHVGH YiOYXODV]yFDORVFRPEL\ PyGXORVGHHQWUDGDVDOLGD FRQFRQH[LyQ$6L
a) 4 válvulas de una sola bobina (como válvulas de 3/2 o 5/2 vías con retorno por muelle) Terminales de válvulas con Conexión AS-i
b) 2 válvulas de doble bobina (como válvulas de 5/3 o de doble bobina biestables) c) 1 válvula distribuidora con 2 bobinas + 2 válvulas de una sola bobina, con muelle de retorno a) 1 conexión de bobina, 2 conexiones de sensores
Zócalos combi con Conexión AS-i
b) 2 conexiones de bobina, 2 conexiones de sensores c) 4 conexiones de bobina
Módulos de entrada/salida con conexión AS-i
a) 2 conexiones de sensores + 2 salidas b) 2 conexiones de sensores
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
El interface AS-i tiene varias ventajas sobre otros sistemas de bus de campo, principalmente: n
La información puede transmitirse muy rápidamente, ya que el bus no está sobrecargado, incluso cuando hay muchas estaciones conectadas.
n
La electrónica para la conversión de señales, el cable del bus y la conexión entre el bus y los componentes son en general más económicos.
Gracias al amplio trabajo de desarrollo en el campo de los terminales de válvulas y sistemas de bus, hay muchas formas diferentes de disponer y conectar los componentes en un sistema de control electroneumático. la Fig. 9.12 muestra un resumen de las opciones.
9HQWDMDVGHO,QWHUIDFH GHVHQVRUHV\ DFWXDGRUHV
'LVSRVLFLyQ\FRQH[LyQ GHFRPSRQHQWHVGH FRQWURO
)LJ 2SFLRQHVSDUDOD GLVSRVLFLyQ\FRQH[LyQGH FRPSRQHQWHVGHFRQWURO
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
6HOHFFLyQGH FRPSRQHQWHV\ FRQFHSWRGH LQVWDODFLyQ
Los componentes de un sistema de control, electroneumático deben seleccionarse de tal forma que el coste total del equipamiento, instalación y mantenimiento se reduzca al mínimo (Fig. 9.13). La disposición de los componentes, la conexión de los tubos y el cableado que se elija depende de la influencia de muchos factores (Fig. 9.14). Como sea que los controles electroneumáticos difieren mucho en términos de su disposición y número de unidades, no es posible ofrecer una recomendación general; la decisión debe tomarse individualmente para cada sistema de control.
)LJ )DFWRUHVTXH LQIOX\HQHQHOFRVWHGHO HTXLSDPLHQWRLQVWDODFLyQ\ PDQWHQLPLHQWRGHXQ VLVWHPDGHFRQWURO HOHFWURQHXPiWLFR
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJ &ULWHULRVGHGHFLVLyQSDUDOD GHWHUPLQDFLyQGHOD GLVSRVLFLyQySWLPDGH FRPSRQHQWHVFRQH[LRQDGR GHWXERV\FDEOHDGR
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
(MHPSORGHXQFRQWURO
7DEOD &RPSRQHQWHVGHOVLVWHPD GHFRQWUROGHOHMHPSOR
Para ilustrar las ventajas de las técnicas de instalación avanzadas y el procedimiento para la selección de componentes, en las siguientes páginas se comparan entre sí diversos conceptos utilizando como ejemplo el control, de un dispositivo paletizador. La disposición del control comprende un total de 12 cadenas de control neumáticas, 10 de las cuales son cilindros de doble efecto y 2 son cilindros de simple efecto. Los componentes del sistema de control del ejemplo están relacionados en la Tabla 9.3. &RPSRQHQWHV Cilindros
Electroválvulas distribuidoras de control
Componentes eléctricos
&DQWLGDG Doble efecto
10
Simple efecto
2
Electroválvula de 3/2 vías con muelle de retorno para la alimentación del aire comprimido (válvula de cierre)
1
Electroválvulas de 5/2 vías con muelle de retorno (para cilindros de doble efecto)
5
Electroválvulas de 5/2 vías con doble bobina (para cilindros de doble efecto)
5
Electroválvulas de 3/2 vías con muelle de retorno (para cilindros de simple efecto)
2
Interruptores de proximidad
24
PLC
1
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
$KRUURHQODLQVWDODFLyQGHWXERV Si las válvulas distribuidoras de todas las cedas de control se montan juntas en una placa o en un terminal de válvulas, es suficiente con un sólo tubo para alimentar el aire comprimido a todas las cadenas de control y con dos silenciadores instalados en los canales de escape. Como consecuencia, se ahorran muchos racores y silenciadores, así como distribuidores de aire comprimido en comparación con el montaje individual. La cantidad de trabajo necesaria para la instalación de los tubos también se reduce consecuentemente. La Tabla 9.4 indica cuántos componentes se ahorran en el sistema de control del ejemplo utilizando el montaje de válvulas en forma de bloque. &RPSRQHQWHV
0RQWDMH LQGLYLGXDOGH ODVYiOYXODV GLVWULEXLGRUDV
0RQWDMHHQ EORTXHGH YiOYXODV GLVWULEXLGRUDV SODFDEDVHR WHUPLQDOGH YiOYXODV
$KRUURFRQ PRQWDMHHQ EORTXH
Número de tubos para alimentar de aire a la válvula de cierre
1
1
–
Número de distribuidores de aire comprimido
1
0
1
Número de tubos para alimentar a los distribuidores de aire comprimido
1
0
1
Número de tubos para alimentar de aire comprimido a las cadenas de control
12
1
11
Número de tubos entre válvulas distribuidoras y cilindros de las cadenas de control
22
22
–
Número de silenciadores para la válvula de cierre
1
1
–
Número de silenciadores para las cadenas de control
22
2
20
Conexionado de tubos
Silenciadores
)HVWR'LGDFWLF•73
7DEOD $KRUURHQHOFRQH[LRQDGR GHORVWXERVHQHOVLVWHPD GHFRQWUROGHOHMHPSOR XWLOL]DQGRHOPRQWDMHGH YiOYXODVHQEORTXH
&DStWXOR
&RQH[LRQDGRGHWXERV SDUDVLVWHPDVGH FRQWUROGLVSHUVRV
A pesar de sus innegables ventajas, el montaje de válvulas en bloque es poco práctico cuando los actuadores está dispuestos muy alejados entre sí. n
Se necesitan tubos más largos entre las válvulas distribuidoras y los cilindros. De ello resultan tiempos de propagación más largos (con una longitud de tubo de 10 m, por ejemplo, unos 30 ms). La respuesta del cilindro se retrasa. En consecuencia, la respuesta del sistema de control electroneumático es más lenta.
n
El mayor volumen de los tubos entre las válvulas y los cilindros produce un mayor consumo de aire.
n
La presencia de numerosos tubos largos dificulta la claridad del tendido. En el caso de una avería, la sustitución de tubos es costosa.
Por lo tanto, las válvulas distribuidoras sólo deberían montarse en bloques si los cilindros actuadores asociados están relativamente cerca entre ellos, o si pueden tolerarse las desventajas citadas anteriormente.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
$KRUURHQHOFDEOHDGR Cuando se utilizan técnicas de cableado clásicas, los componentes de un sistema de control electroneumático se cablean a través de bornes (Fig. 9.15a). la Tabla 9.5 muestra la cantidad de cableado necesaria para el sistema de control del ejemplo, utilizando la tecnología de cableado convencional. )LJ (VWUXFWXUDGHXQ VLVWHPDGHFRQWURO HOHFWURQHXPiWLFR
D %ORTXHVGHYiOYXODVFRQ FDEOHDGRFRQYHQFLRQDO FRQFHSWRGHFDEOHDGR
)HVWR'LGDFWLF•73
E 7HUPLQDOGHYiOYXODVFRQ FRQH[LyQPXOWLSLQ FRQFHSWRGHFDEOHDGR
F 7HUPLQDOGHYiOYXODVFRQFRQH[LyQ DEXVGHFDPSR FRQFHSWRGHFDEOHDGR
&DStWXOR
&DEOHDGRGHODUPDULR GHPDQLREUD
La alimentación de tensión y las entradas y salidas del PLC están conectadas en un lado de la regleta de bornes 1 (= regleta de bornes en el armario de maniobra). El cable de conexión a la caja de bornes está conectado en el otro lado.
&RQH[LyQHQWUHHO DUPDULRGHPDQLREUD\ ODFDMDGHERUQHV
Hay tendidas las siguientes líneas desde el armario de maniobra a la caja de bornes:
&DEOHDGRGHOD FDMDGHERUQHV
n
Una línea por cada señal de entrada del PLC (evaluación de sensores).
n
Una línea por cada señal de salida del PLC (activación de válvulas).
n
Un cable de masa.
n
Una línea para alimentar de corriente a los interruptores de proximidad.
Las líneas que van desde la regleta de bornes en el armario de maniobra están conectadas en un lado de la regleta de bornes 2 (= regleta de bornes en la caja de bornes). Los cables de las bobinas, interruptores de proximidad y salidas adicionales están conectadas en el otro lado. Se necesitan tres bornes por cada sensor y dos bornes para cada bobina de solenoide.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Regleta de bornes 1 (en el armario de maniobra)
Cable de masa
1 borne
Alimentación (24 V)
1 borne
18 salidas de PLC (accionamiento de bobinas)
18 bornes
24 entradas de PLC (evaluación de interruptores de proximidad)
24 bornes
Regleta de bornes 1, total
44 bornes
Cable desde el armario de maniobra a la caja de bornes
Cable entre regletas de bornes 1 y2
1 cable o 1 mazo de cables con 44 hilos
Regleta de bornes 2 (en el armario de maniobra)
24 interr. de proximidad x 3 hilos por sensor de proximidad
72 bornes
18 solenoides x 2 hilos por solenoide
36 bornes
Regleta de bornes 2, total
Cable a las válvulas distribuidoras y sensores
)HVWR'LGDFWLF•73
108 bornes
Conexión de bobinas de solenoides
18 cables, cada uno con 2 hilos
Conexión de sensores
24 cables, cada uno con 3 hilos
7DEOD &DEOHDGRQHFHVDULRSDUDHO VLVWHPDGHFRQWUROGHO HMHPSOR FDEOHDGR FRQYHQFLRQDO
&DStWXOR
0RGHUQRVFRQFHSWRV GHFDEOHDGR
Compararemos 5 conceptos de cableado diferentes para el sistema de control del ejemplo (Tabla 9.4): n
Concepto de cableado 1: Cableado convencional (Fig. 9.15a)
n
Concepto de cableado 2: Terminal de válvulas con conector multipin (Fig. 9.15b)
n
Concepto de cableado 3: Terminal de válvulas con conexión a bus de campo (Fig. 9.15c)
n
Concepto de cableado 4: Terminal de válvulas con PLC integrado
n
Concepto de cableado 5: Cableado con bus AS-i (Interface de Sensores y Actuadores)
La cantidad de cableado necesaria para los 5 diferentes conceptos se muestra en la Tabla 9.6. 7DEOD &RPSDUDFLyQGHODFDQWLGDG GHFDEOHDGRQHFHVDULRSDUD HOVLVWHPDGHFRQWUROGHO HMHPSOR
ER ERUQHV KL KLORV
&RPSRQHQWHV Armario de maniobra
&RQFHSWR &RQFHSWR &RQFHSWR &RQFHSWR &RQFHSWR 1
1
1
–
1
1 (44 bo*)
1 (44 bo*)
–
–
–
1
–
–
–
–
Regleta de bornes 2
1 (108 bo*)
–
–
–
–
Cables a bobinas
17 (34 hi*)
–
–
–
–
Cables a bobinas
24 (72 hi*)
24 (72 hi*)
24 (72 hi*)
24 (72 hi*)
24 (72 hi*)
Regleta de bornes 1
Caja de bornes
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Todas las conexiones de las válvulas y los sensores del sistema de control están dispuestos en el terminal de válvulas. Si el terminal de válvulas está conectado a través de un conector multipin, el elemento que no se necesita , en comparación con el cableado convencional, el la caja de bornes, la regleta de bornes 2 y los cables a las bobinas de los solenoides (Tabla 9.6).
&RQFHSWRGHFDEOHDGR &RQHFWRU0XOWLSLQ
Si se utiliza un sistema de bus de campo, el esfuerzo de cableado se reduce considerablemente en comparación con el método de conexión con clavija multipin (Tabla 9.6). La regleta de bornes en el armario de maniobra ya no es necesaria.
&RQFHSWRGHFDEOHDGR %XVGHFDPSR
Cuando se utiliza un terminal de válvulas con PLC integrado, el ahorro consiste en eliminar el armario de maniobra. Los gastos de cableado son muy bajos (Tabla 9.6). Los sistemas de control pueden hacerse de forma muy económica, especialmente los sistemas en los que las válvulas y los sensores están combinados en un sólo terminal de válvulas.
&RQFHSWRGHFDEOHDGR 7HUPLQDOGHYiOYXODV FRQ3/&LQWHJUDGR
Un terminal de válvulas con PLC integrado se conoce también como 'terminal de válvulas programable'. Si las unidades de accionamiento de un sistema de control electroneumático se hallan distanciadas entre sí, las válvulas distribuidoras generalmente sólo pueden combinarse en pequeños grupos de terminales de válvulas, o bien deben instalarse individualmente. Bajo tales condiciones a menudo es preferible utilizar el sistema de Interface de Actuadores y Sensores (AS-i). En comparación con otros sistemas de bus de campo, es más fácil trabajar con los cables, ya que todas las estaciones están directamente unidas por penetración a una línea continua.
&RQFHSWRGHFDEOHDGR ,QWHUIDFHGH $FWXDGRUHV\VHQVRUHV
Las características y áreas principales de aplicación de los diversos conceptos de cableado están contrastados entre sí en la Tabla 9.7. Para conseguir un solución optimizada en costes para una determinada aplicación, hay que considerar los costes totales del sistema de control utilizando diferentes conceptos de cableado y compararlos entre sí.
&DPSRVGHDSOLFDFLyQ GHORVGLYHUVRV FRQFHSWRVGHFDEOHDGR
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
7DEOD &DUDFWHUtVWLFDV\ SULQFLSDOHViUHDVGH DSOLFDFLyQGHORVGLYHUVRV FRQFHSWRVGHFDEOHDGR Concepto 1: Cableado convencional
9HQWDMDV
,QFRQYHQLHQWHV
Costes de componentes bajos
Mucho cableado
3ULQFLSDOHViUHDVGH DSOLFDFLyQ Está siendo reemplazado por conceptos modernos
Costoso y con mucho mantenimiento Concepto 2: Terminal de válvulas con conexión Multipin
Menor esfuerzo de cableado
Costes más elevados de los componentes
Tiende a ser utilizado en sistemas de control con pocas válvulas y sensores
Incremento considerable en el coste de los componentes
Sistemas de control con muchas válvulas y sensores, especialmente si estos pueden agruparse en un pequeño número de terminales
Mínimo esfuerzo de cableado
Si se necesitan varios terminales, incremento considerable en el coste de los componentes
Sistema de control para los cuales un sólo terminal de válvulas es suficiente: preferiblemente el concepto 3; de lo contrario, hay que ponderarlo con cuidado
Mantenimiento sencillo
Sólo disponibles para determinados tipos de PLC
Mantenimiento simplificado Concepto 3: Terminal de válvulas con conexión a bus de campo
Muy poco esfuerzo de cableado
Mantenimiento sencillo Concepto 4: Terminal de válvulas con PLC integrado
Ahorro del armario de maniobra Concepto 5: Interface de Actuadores y Sensores
Mínimo esfuerzo de cableado
Sólo un máximo 4 entradas o salidas binarias por conexión al bus
Mantenimiento sencillo
Elevado coste de los componentes
Sistemas de control con actuadores dispersados, adecuado tanto para sistemas simples como complejos
Interface al sistema bus, especialmente económico
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
En las disposiciones con muchas cadenas de control situadas cerca entre sí, junto con componentes adicionales a gran distancia, tiene sentido combinar las diferentes técnicas de conexión. Un ejemplo de una situación así la muestra la Fig. 9.16. Las válvulas distribuidoras y las conexiones de sensores de las cadenas de control dispuestas unas cerca de otras se agrupan en un terminal de válvulas. Los demás componentes se conectan a través del sistema Interface AS-i.
&RPELQDFLyQGH GLIHUHQWHVFRQFHSWRV GHFDEOHDGR
)LJ 'LVHxRGHXQVLVWHPDGH FRQWUROHOHFWURQHXPiWLFR XWLOL]DQGRHOLQWHUIDFH$6L
)HVWR'LGDFWLF•73
&DStWXOR
1HXPiWLFDSURSRUFLRQDO La neumática proporcional se utiliza principalmente en los siguientes campos de aplicación:
)XQFLyQGHXQDYiOYXOD UHJXODGRUDGHSUHVLyQ SURSRUFLRQDO
n
Ajuste continuo de presiones y fuerzas
n
Ajuste continuo de caudales y velocidades
n
Posicionado con actuadores de control numérico, como en robótica
Una válvula reguladora de presión proporcional, convierte una tensión, su señal de entrada y en una presión, su señal de salida. La presión en la salida hacia un dispositivo consumidor puede ajustarse continuamente desde 0 bar a un máximo de, por ejemplo, 6 bar. La Fig. 9.18a muestra válvulas reguladoras de presión proporcionales de varios tamaños nominales.
8WLOL]DFLyQGHXQD YiOYXODUHJXODGRUDGH SUHVLyQSURSRUFLRQDO
La Fig. 9.17a es una ilustración de un dispositivo para verificar sillas de oficina. Para verificar la duración a largo plazo del muelle del respaldo, se le aplica una fuerza que cambia periódicamente. La fuerza máxima y las características de la fuerza en función del tiempo, pueden variarse de tal forma que puedan hacerse diferentes ensayos. Dos posibles características de la fuerza en función del tiempo, se muestran en la Fig. 9.17b.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
)LJ $SDUDWRGHHQVD\RSDUD VLOODVGHRILFLQD D &RQILJXUDFLyQGHO DSDUDWRGHHQVD\R E &DUDFWHUtVWLFDGHOD IXHU]DHQIXQFLyQGHO WLHPSR
El sistema de control electroneumático para el aparato de ensayo, funciona según los siguientes principios: n
Un control lógico programable, que también es capaz de procesar señales analógicas, emite un punto de consigna de presión en forma de una tensión.
n
La válvula reguladora de presión proporcional genera una presión en su salida de consumo, que es proporcional a la tensión (baja tensión = baja presión, alta tensión = alta presión).
n
La salida de consumo de la válvula reguladora de presión proporcional se conecta a la cámara del cilindro. Una elevada presión en la salida de la válvula proporcional, significa una elevada fuerza del émbolo del cilindro, mientras que una baja presión significa una baja fuerza del émbolo.
)HVWR'LGDFWLF•73
&RQWUROGHODSDUDWR GHHQVD\RV
&DStWXOR
Cuando la tensión en la salida del PLC aumenta, la válvula proporcional hace aumentar la presión en la cámara del cilindro. La fuerza del émbolo aumenta. Cuando la tensión en la salida del PLC desciende, la válvula proporcional reduce la presión en la cámara del cilindro. La fuerza del cilindro disminuye. )LJ 9iOYXODVUHJXODGRUDVGH SUHVLyQSURSRUFLRQDOHV
D 9iOYXODVGHGLIHUHQWHVWDPDxRVQRPLQDOHV E (VTXHPDGHOFLUFXLWRHTXLYDOHQWH F &DUDFWHUtVWLFDVSUHVLyQFDXGDO
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
La Fig. 9.18b muestra el esquema del circuito equivalente de una válvula reguladora de presión proporcional. La válvula tiene una conexión de alimentación de aire comprimido, una conexión de utilización y una de escape. Las dos conexiones eléctricas tienen las siguientes funciones: n
La entrada de la señal en la válvula se conecta a la salida analógica del sistema de control eléctrico.
n
En la salida de señal de la válvula, la presión existente en el dispositivo consumidor puede interrogarse en forma de una señal eléctrica analógica. La conexión de esta salida no es esencial para el funcionamiento de la válvula.
La presión en la conexión de utilización (consumidor) se mide con un sensor de presión. El valor medido se compara con el punto de consigna de la presión. n
Si el punto de consigna de la presión es mayor que el valor real, se abre la válvula A (Fig. 9.18b). La presión en el lado superior del equilibrador de presión aumenta. Como resultado, la utilización se conecta con la alimentación. El aire comprimido fluye hacia el dispositivo consumidor. La presión en el dispositivo consumidor aumenta. La presión en ambas superficies del equilibrador de presión se iguala y el equilibrador regresa a su posición inicial. Cuando se alcanza la presión requerida, la válvula cierra.
n
Si el punto de consigna de la presión es menor que el valor real de la presión, la válvula conmutadora B se abre. La presión en el lado superior del equilibrador de presión desciende. La conexión de salida (consumidor) se conecta al escape. La presión en el lado del consumidor desciende y el equilibrador de presión se desplaza a su posición inicial.
La Fig. 9.18c muestra la característica de la presión en la conexión de utilización para tres presiones diferentes pero constantes. La presión se mantiene constante dentro de amplios márgenes, independientemente del caudal que atraviese la válvula. Es sólo a muy elevados caudales que la presión desciende.
)HVWR'LGDFWLF•73
(VTXHPDGHOFLUFXLWR HTXLYDOHQWHGHXQD YiOYXODUHJXODGRUDGH SUHVLyQSURSRUFLRQDO
0RGRGH IXQFLRQDPLHQWRGHXQD YiOYXODUHJXODGRUDGH SUHVLyQSURSRUFLRQDO
&DStWXOR
7DUHDVGHXQDYiOYXOD GLVWULEXLGRUDGHFDXGDO SURSRUFLRQDO
Una válvula distribuidora de caudal proporcional combina las propiedades de una electroválvula distribuidora y un regulador de caudal ajustable. Las conexiones entre la entrada y las salidas de utilización de la válvula pueden abrirse o cerrarse. El caudal puede variarse entre cero y el valor máximo que permite la válvula. La Fig. 9.19a muestra una válvula distribuidora proporcional de varios tamaños nominales.
$SOLFDFLyQGHXQD YiOYXODGLVWULEXLGRUD SURSRUFLRQDO
Una válvula distribuidora de control proporcional permite el ajuste continuo de la válvula reguladora y por lo tanto de la velocidad del vástago de un cilindro neumático. Esto significa que las características de velocidad pueden optimizarse, permitiendo conseguir altas velocidades con aceleraciones y frenadas suaves (Fig. 9.19d). Pueden hallarse aplicaciones en el transporte de materiales sensibles (por ejemplo en la industria alimentaria).
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
D E F G
9iOYXODVGHGLYHUVRVWDPDxRVQRPLQDOHV (VTXHPDGHOFLUFXLWRHTXLYDOHQWH &DUDFWHUtVWLFDGHOFDXGDO IXQFLyQFDXGDOVHxDO (MHPSORVGHFDUDFWHUtVWLFDVGHYHORFLGDG
)HVWR'LGDFWLF•73
)LJ 9iOYXODVGLVWULEXLGRUDVGH FRQWUROSURSRUFLRQDO
&DStWXOR
(VTXHPDGHOFLUFXLWR HTXLYDOHQWHGHXQD YiOYXODGLVWULEXLGRUDGH FRQWUROSURSRUFLRQDO
)XQFLyQFDXGDOVHxDO GHXQDYiOYXOD GLVWULEXLGRUDGHFRQWURO SURSRUFLRQDO
$FWXDGRUQHXPiWLFR FRQSRVLFLRQDPLHQWR
La Fig. 9.19b muestra el esquema del circuito equivalente de una válvula proporcional de 5/3 vías. La válvula adopta diferentes posiciones de conmutación, según la señal de entrada eléctrica analógica aplicada (= variable manipulada)): n
Señal de entrada inferior a 5 V: conexiones 1 y 2 unidas, así como las conexiones 4 y 5
n
Señal de entrada de 5V: válvula cerrada (posición intermedia)
n
Señal de entrada por encima de 5 V: conexiones 1 y 4 unidas, así como las conexiones 2 y 3
La apertura de la válvula se ajusta también como una función de la variable manipulada. La relación entre la variable manipulada y el caudal se describe en la función caudal/señal (Fig. 9.19c): n
Señal de entrada 0 V: Conexiones 1 y 2 unidas, caudal máximo
n
Señal de entrada 2.5 V: Conexiones 1 y 2 unidas, caudal reducido
n
Señal de entrada 5 V: Válvula cerrada
n
Señal de entrada 7.5 V: Conexiones 1 y 4 unidas, caudal reducido
n
Señal de entrada 10 V: Conexiones 1 y 4 unidas, caudal máximo
Los sistemas neumáticos de posicionamiento se utilizan para que un cilindro neumático puede detenerse con cierta precisión en cualquier punto de su carrera. El émbolo queda sujeto entre las cámaras de aire del cilindro. Según el tipo de actuador, puede conseguirse una precisión del orden de 0,1 décimas. Gracias al sistema de control de la posición, esta se recupera aunque una fuerza externa sobre el vástago desplace temporalmente la posición alcanzada.
73•)HVWR'LGDFWLF
&DStWXOR
Los actuadores neumáticos con posicionado se utilizan en manipulación, por ejemplo, o para paletización o ensamblado. La Fig. 9.20 muestra una instalación en la que unos envases de zumos en envase de cartón son clasificados y agrupados para su embalado con ayuda de un sistema posicionador neumático.
(MHPSORGHDSOLFDFLyQ GHXQVLVWHPDGH SRVLFLRQDGRQHXPiWLFR
)LJ $SOLFDFLyQGHXQVLVWHPDGH SRVLFLRQDGRQHXPiWLFR
Un sistema de posicionado neumático consta de los siguientes componentes: n
Un sistema de control numérico adaptado
n
Una válvula distribuidora de control proporcional
n
Un cilindro neumático de doble efecto sin vástago
n
Un transductor de la posición
)HVWR'LGDFWLF•73
'LVHxRGHXQVLVWHPD GHSRVLFLRQDGR QHXPiWLFR
&DStWXOR
73•)HVWR'LGDFWLF
$SpQGLFH
$SpQGLFH
)HVWR'LGDFWLF•73
$SpQGLFH
73•)HVWR'LGDFWLF
ËQGLFH
ËQGLFH accionamiento manual....................................................................................... 63
$
actuador lineal-giratorio ................................................................................... 240 actuador neumático con posicionamiento ....................................................... 277 actuadores neumáticos.................................................................................... 237 alimentación, esquema del circuito por relés .................................................. 202 aplicación de muestra proyecto de un dispositivo elevador .............................................................. 96 aplicaciones apertura de nuevos campos ........................................................................ 236 aplicaciones de la neumática............................................................................... 7 asignación de terminales ................................................................................. 161
barreras de luz ................................................................................................... 44
%
bobinas .............................................................................................................. 83 bobinas antideflagrantes.................................................................................... 88 bobinas de solenoide, tiempo de llamada promedio ......................................... 85 bobinas clase de protección.................................................................................. 85, 88 datos de temperatura..................................................................................... 85 funciones auxiliares ....................................................................................... 87 potencia ......................................................................................................... 84 bus de campo .................................................................................................. 253 bus de campo, cableado de un ....................................................................... 256
cableado con regletas de bornes .................................................................... 160 cableado de un bus de campo ........................................................................ 256 cableado de un sistema de control.................................................................. 167 cableado ahorro en el.................................................................................................. 264 conceptos de................................................................................................ 267 campo de órdenes ........................................................................................... 120 campo del paso................................................................................................ 120
)HVWR'LGDFWLF•73
&
ËQGLFH
capacitancia ....................................................................................................... 26 caudal nominal................................................................................................... 82 ciclo continuo MARCHA/PARO ....................................................................... 211 ciclo único ........................................................................................................ 211 cilindro de doble efecto ...................................................................................... 61 cilindro de simple efecto .................................................................................... 60 cilindros multiposicionales ............................................................................... 237 circuito AND ..................................................................................................... 190 circuito de autorretención ................................................................................ 195 circuito de protección ......................................................................................... 86 circuito OR ....................................................................................................... 189 circuito para evaluación de elementos de control ........................................... 208 código identificador de componentes .............................................................. 141 colores de los elementos de control ................................................................ 179 colores de los pilotos indicadores.................................................................... 180 componentes, código identificador .................................................................. 141 conceptos de instalación ................................................................................. 251 condensador ...................................................................................................... 26 condiciones de transición ................................................................................ 121 condiciones de transición, asociación lógica................................................... 122 conductor ........................................................................................................... 22 conexión de componentes de control.............................................................. 258 conexiones de la válvula.................................................................................... 79 contacto conmutador ......................................................................................... 38 contactor ............................................................................................................ 53 control .................................................................................................................. 8 control de un cilindro de doble efecto .............................................................. 188 control de un cilindro de simple efecto ............................................................ 186 control lógico...................................................................................................... 12 control secuencial ...................................................................................... 12, 199 controles lógicos programables ......................................................................... 55
73•)HVWR'LGDFWLF
ËQGLFH
corriente alterna ................................................................................................. 20 corriente eléctrica en el cuerpo humano ......................................................... 172
datos característicos.......................................................................................... 78
'
datos característicos de las válvulas de 5/2 vías .............................................. 81 denominación de las conexiones ...................................................................... 62 denominación de los terminales de contactos y relés..................................... 154 derivación en paralelo...................................................................................... 123 desarrollo de un sistema de control................................................................... 90 desarrollos en electroneumática...................................................................... 236 detección de posición ...................................................................................... 245 detectores de proximidad .................................................................................. 40 detectores reed .................................................................................................. 40 diagrama de desplazamiento........................................................................... 115 diagrama de desplazamiento-paso ................................................................. 116 diagrama de desplazamiento-tiempo .............................................................. 117 diagrama secuencial de funciones .................................................................. 119 diodo .................................................................................................................. 27 diseño de un proyecto ....................................................................................... 92 diseño modular de electroválvulas .................................................................... 77 disposición de componentes de control .......................................................... 258 dispositivo de alimentación evaluación de sensores ............................................................................... 203 ejemplo de aplicación .................................................................................. 199 esquema del circuito.................................................................................... 201 pasos de la secuencia ................................................................................. 204 documentación......................................................................................... 112, 113
ejemplo de aplicación control secuencial para un dispositivo elevador.......................................... 211 dispositivo de alimentación.......................................................................... 199 electroválvula de 3/2 vías .................................................................................. 66 electroválvula de 3/2 vías controlada directamente .......................................... 62
)HVWR'LGDFWLF•73
(
ËQGLFH
electroválvula de 5/2 vías pilotada..................................................................... 68 electroválvula de 5/3 vías pilotada..................................................................... 69 electroválvula pilotada de 5/2 vías de doble bobina.......................................... 73 electroválvulas ................................................................................................... 60 electroválvulas distribuidoras............................................................................. 62 elementos de control........................................................................................ 218 elementos de control, circuito para evaluación ............................................... 208 entrada de señales ............................................................................................ 56 error de indicación ............................................................................................. 32 esquema de conexiones de los terminales ..................................................... 158 esquema de funciones..................................................................................... 144 esquema del circuito ........................................................................................ 144 esquema del circuito eléctrico ......................................................................... 144 esquema del circuito neumático ...................................................................... 127 esquema general ............................................................................................. 144 estructura de un esquema de bornes.............................................................. 162 evaluación de sensores ................................................................................... 215 eyector ............................................................................................................. 243
)
fallo de tensión................................................................................................... 76 final de carrera ................................................................................................... 39 flujo de corriente, sentido técnico ...................................................................... 21 fuente de alimentación....................................................................................... 36 fuentes de error de medición ............................................................................. 32 funcionamiento automático...................................................................... 178, 210 funcionamiento manual............................................................................ 178, 210
*
generación de vacío......................................................................................... 243 generador de vacío .......................................................................................... 244 grado de protección ......................................................................................... 181 grafcet .............................................................................................................. 119
73•)HVWR'LGDFWLF
ËQGLFH
identificación de componentes eléctricos ........................................................ 153
,
identificación de componentes neumáticos..................................................... 142 identificación del grado de protección ............................................................. 181 implementación del sistema de control ........................................................... 109 inductancia......................................................................................................... 25 influencias ambientales ................................................................................... 181 información técnica.......................................................................................... 143 inicialización..................................................................................................... 210 instalación, ahorro en la................................................................................... 262 instalación, reducción de la ............................................................................. 251 interface de actuadores y sensores, cableado con ......................................... 256 interruptor principal .................................................................................. 176, 210
líneas de contactos.......................................................................................... 151
/
lista de asignación de bornes .......................................................................... 166
marcha/paro prioritarios (circuito de retención)............................................... 195 margen de presión............................................................................................. 82 medición............................................................................................................. 28 medición de la intensidad .................................................................................. 30 medición de resistencia ..................................................................................... 31 medición de tensión........................................................................................... 30 mediciones en circuitos eléctricos ..................................................................... 28 medidas de protección..................................................................................... 170 mejora de rendimiento ..................................................................................... 237 memorización de la señal con válvula de doble solenoide ............................. 192 memorización de señales ................................................................................ 192 memorización de señales con circuito de autorretención ............................... 195 movimientos individuales................................................................................. 210 multipin, conector............................................................................................. 253
)HVWR'LGDFWLF•73
0
ËQGLFH
1
neumática proporcional ................................................................................... 271 normas de seguridad ....................................................................................... 171 número de la unidad ........................................................................................ 141 número del circuito........................................................................................... 141 números de bornes .......................................................................................... 165 números de los componentes.......................................................................... 142
2
operaciones lógicas ......................................................................................... 189 conexión en paralelo........................................................................................ 189 conexión en serie............................................................................................. 190
3
panel de control ............................................................................................... 176 PARO DE EMERGENCIA........................................................................ 176, 210 parte de procesamiento de señales .................................................................. 56 pilotaje.......................................................................................................... 65, 66 pinzas neumáticas ........................................................................................... 241 posición inicial.................................................................................................... 62 posición media ................................................................................................... 71 Potencia ............................................................................................................. 23 presostatos, sensores de presión...................................................................... 46 procesamiento de señales......................................................................... 56, 246 protección contra el contacto directo............................................................... 175 protección de bobinas, circuito de ..................................................................... 86 proyecto de un dispositivo elevador fuente de alimentación................................................................................... 99 aplicación de muestra .................................................................................... 96 condiciones ambientales ............................................................................... 99 control del operador ....................................................................................... 98 diagrama desplazamiento-paso................................................................... 103 esquema del circuito neumático .................................................................. 104 regulación de velocidad ............................................................................... 101 selección de la válvula distribuidora ............................................................ 100 selección de los cilindros ............................................................................. 100
73•)HVWR'LGDFWLF
ËQGLFH
selección de sensores de proximidad ......................................................... 101 válvula de cierre........................................................................................... 101 puesta a punto ................................................................................................. 111 puesta a tierra .................................................................................................. 175 pulsadores ......................................................................................................... 37
reactancia .......................................................................................................... 25
5
reducción de costos......................................................................................... 236 regulador de presión proporcional................................................................... 271 relé ..................................................................................................................... 49 relé de remanencia ............................................................................................ 50 requerimientos de cableado ............................................................................ 158 resistencia.......................................................................................................... 22 robótica ............................................................................................................ 239 rotura de cable ................................................................................................... 76
salida de señales ............................................................................................... 56 secuenciador circuitos de las bobinas ............................................................................... 225 condición inicial............................................................................................ 220 condiciones de habilitación de paso........................................................... 222 enclavamiento de pasos .............................................................................. 219 esquema eléctrico........................................................................................ 223 funciones de los relés .................................................................................. 227 secuenciador con relés.................................................................................... 219 selección de componentes .............................................................................. 259 selección de la secuencia................................................................................ 124 selección del concepto de instalación ............................................................. 259 selectores........................................................................................................... 37 sensor de proximidad capacitivo ....................................................................... 43 sensor de proximidad inductivo ......................................................................... 42 sensor de proximidad óptico.............................................................................. 44 sensor de reflexión directa................................................................................. 45 sensor de retroreflexión ..................................................................................... 45
)HVWR'LGDFWLF•73
6
ËQGLFH
sensores .................................................................................................... 39, 245 sensores electrónicos ........................................................................................ 41 sensores y contactos accionados.................................................................... 157 sentido técnico de la corriente ........................................................................... 21 señales - analógicas - digitales, binarias........................................................... 11 símbolos gráficos ............................................................................................. 127 actuadores electromecánicos ...................................................................... 148 alimentación de aire comprimido ................................................................. 128 componentes de potencia............................................................................ 136 contactos...................................................................................................... 147 convertidores ............................................................................................... 138 eléctricos ...................................................................................................... 146 escapes rápidos........................................................................................... 133 neumática .................................................................................................... 127 reguladores de caudal ................................................................................. 133 reguladores de presión ................................................................................ 134 relés y contactores....................................................................................... 149 sensores ...................................................................................................... 150 válvulas ........................................................................................................ 129 válvulas antirretorno..................................................................................... 133 válvulas distribuidoras ................................................................................. 130 válvulas proporcionales ............................................................................... 135 sistema de control por relés............................................................................. 186 sistema de control, desarrollo de un.................................................................. 90 sistema de control, implementación ................................................................ 109 sistemas de bus de campo .............................................................................. 159 solenoides, aplicaciones.................................................................................... 25
7
tabla de elementos de contacto....................................................................... 156 temporización................................................................................................... 198 temporizador ...................................................................................................... 51 tendencias en electroneumática ...................................................................... 236 tensión de funcionamiento de las bobinas ........................................................ 84 tensión extra baja de seguridad....................................................................... 175 terminales de válvulas ..................................................................................... 250 tiempos de respuesta ........................................................................................ 83 tipos de accionamiento .................................................................................... 131
73•)HVWR'LGDFWLF
ËQGLFH
tipos de bus de campo..................................................................................... 255 tipos de válvulas ................................................................................................ 74
unidad indicadora ............................................................................................ 176
8
unión de la secuencia ...................................................................................... 124 unión en paralelo ............................................................................................. 123
válvula de 5/3 vías, posición media ................................................................... 71
9
válvula distribuidora de caudal proporcional ................................................... 275 válvulas distribuidoras ..................................................................................... 247 válvulas distribuidoras, identificación de las conexiones ................................ 132 válvulas distribuidoras, tipos de accionamiento .............................................. 131 válvulas ISO....................................................................................................... 81 válvulas para montaje en bloque ..................................................................... 248
zonas de riesgo con tensión alterna................................................................ 174
)HVWR'LGDFWLF•73
=
ËQGLFH
73•)HVWR'LGDFWLF
(VWiQGDUHV
(VWiQGDUHV
(VWiQGDUHV
'HVFULSFLyQ
DIN/EN 292-1
Seguridad en maquinaria; terminología básica, directrices generales de diseño, Parte 1: Terminología básica, metodología
DIN/EN 292-2
Seguridad en maquinaria; terminología básica, directrices generales de diseño, Parte 2: Directrices técnicas y especificaciones
DIN/EN 418
Seguridad en maquinaria; dispositivos de paro de emergencia, aspectos funcionales
DIN/VDE 0470 (EN 60 529)
Grados de protección a través de las cajas (Código IP)
DIN/VDE 0611-1 (EN 60 947-7-1)
Aparellaje de baja tensión, bornes para conductores de cobre
DIN/VDE 0660-200
Aparellaje de baja tensión, Parte 5-1: Controladores y elementos de conmutación; controles electromecánicos
DIN/VDE 0660-210
Aparellaje de baja tensión; seguridad en maquinaria, dispositivos de paro de emergencia eléctricos: normas de construcción relacionadas con la seguridad
DIN/EN 983
Requerimientos de seguridad para sistemas con fluidos a presión y sus componentes; neumática
DIN/ISO 1219-1
Fluidos a presión; símbolos gráficos y esquemas de los circuitos, Parte 1 y Parte 2
ISO/DIS 11727
Neumática - Identificación de conexiones y mecanismos de control de válvulas y otros componentes (identificación de conexiones para dispositivos neumáticos)
DIN 19226
Tecnología de regulación en bucle abierto y en bucle cerrado, Parte 1 a Parte 6
DIN 24558
Sistemas neumáticos, fundamentos de diseño
DIN 40719
Documentación de circuitos, Parte 2: Identificación de equipamiento eléctrico
DIN 40719 (IEC 848 modified)
Documentación de circuitos, Parte 6: Diagramas de flujo para especificaciones estándar
DIN/EN 50005
Aparellaje de maniobra industrial de baja tensión; identificación de conexiones y códigos de referencia: Reglas generales.
)HVWR'LGDFWLF•73
(VWiQGDUHV
(VWiQGDUHV
'HVFULSFLyQ
DIN/EN 50011
Aparellaje de maniobra industrial de baja tensión; identificación de conexiones, letras y códigos de referencia
DIN/EN 50044
Sensores de proximidad inductivos, identificación de conexiones
DIN/EN 60073 (VDE 0199)
Código de indicación y unidades operativas por medio de color y medios auxiliares
DIN/EN 60204 (VDE 0113)
Equipamiento eléctrico de maquinaria, Part 1: Requerimientos generales
DIN/EN 60617-2 (IEC 617-2)
Símbolos gráficos para esquemas de circuitos, Parte 2: Elemento de símbolo, designaciones y otros símbolos de circuito para uso general
DIN/EN 60617-4 (IEC 617-4)
Símbolos gráficos para esquemas de circuitos, Parte 4: Símbolos para componentes pasivos
DIN/EN 60617-5 (IEC 617-5)
Símbolos gráficos para esquemas de circuitos, Parte 5: Símbolos para semiconductores y tubos electrónicos
DIN/EN 60617-7 (IEC 617-7)
Símbolos gráficos para esquemas de circuitos Parte 5: Símbolos para circuitos y dispositivos de seguridad
DIN/EN 60617-8 (IEC 617-8)
Símbolos gráficos para esquemas de circuitos, Parte 5: Símbolos para dispositivos de señalización y medición
DIN/EN 61082-1 (IEC 1082-1)
Documentación para ingeniería eléctrica, Parte 1: Reglas generales
DIN/EN 61082-2 (IEC 1082-2)
Documentación para ingeniería eléctrica, Parte 2: Esquemas de circuitos relacionados con su función
DIN/EN 61082-3 (IEC 1082)
Documentación para ingeniería eléctrica, Parte 3: Esquemas de conexionado, tablas y listas de conexionado
73•)HVWR'LGDFWLF
