UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
Informe 5: Arranque estrella - triángulo con Siemens LOGO! Curso: Sistemas de accionamiento eléctrico Docente: Dorival Castillo Carlos Jesu Grupo horario: 90G Alumno: Fecha de entrega: 09/07/18
INDICE I.
OBJETIVOS .................................................................. ......................................................................................................................... ....................................................... 3
II.
MARCO TEÓRICO ................................................................... ............................................................................................................... ............................................ 3
III.
MATERIALES, INSTRUMENTOS INSTRUMENTOS Y EQUIPOS ............................................................ ....................................................................... ........... 8
IV.
DIAGRAMA (CADE SIMU) ................................................................. .................................................................................................. ................................. 9
V.
CABLEADO................................................................... CABLEADO........................................................................................................................ ..................................................... 10
VI.
DIAGRAMA LADDER, DE ESCALERA O DE CONTACTOS (KOP) ......................................... 11
VII.
DIAGRAMA DE FUNCIONES O BLOQUES (FUP) ............................................................... 12
VIII.
SIMULACIÓN.............................................................. .................................................................................................................... ...................................................... 13
IX.
DIAGRAMA DE FASES ........................................................... ...................................................................................................... ........................................... 19
X.
CONCLUSIONES CONCLUSIONES.......................................................... ................................................................................................................ ...................................................... 19
XI.
RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES ............................................................ ....................................................................................................... ........................................... 19
XII.
REFERENCIAS ............................................................. ................................................................................................................... ...................................................... 20
I.
OBJETIVOS
II.
Programar el dispositivo Siemens LOGO! para realizar el arranque por tensión reducida estrella - triángulo para un motor trifásico. Esquematizar el circuito de mando para realizar el arranque estrella - triángulo de un motor trifásico mediante los lenguajes KOP y FUP. Simular el arranque estrella - triángulo para un motor trifásico mediante el uso del Logo Soft Comfort V8 tanto en lenguaje KOP como FUP.
MARCO TEÓRICO
2.1. Siemens LOGO! LOGO! es el módulo lógico universal de Siemens que incorpora:
Controles Panel de mando y display retroiluminado Fuente de alimentación Interfaz para módulos de ampliación Interfaz para una tarjeta micro SD Interfaz para un visualizador de textos (TDE) opcional Funciones estándar preconfiguradas, p. ej. retardo a la conexión, retardo a l a desconexión, relé de impulsos e interruptor software Temporizadores Marcas digitales y analógicas Entradas y salidas en función del tipo de dispositivo
LOGO! ofrece soluciones para aplicaciones domésticas y de la ingeniería de instalación como, por ejemplo, alumbrado de escaleras, iluminación exterior, toldos, persianas, alumbrado de escaparates, etc. También puede ofrecer soluciones para ingeniería de armarios de distribución, así como para ingeniería mecánica y construcción de máquinas y aparatos como, por ejemplo, sistemas de control de puertas, sistemas de climatización, bombas para agua pluvial, etc.
2.2. LOGO! Soft Confort V8.1 Este software tiene dos lenguajes de programación y simulación que son el FUP y KOP, el que se utiliza con frecuencia es el FUP, debido a que es de mayor comprensión. El KOP se lo utiliza para realizar esquemas de contactos, es decir, lo utilizan aquellos que están familiarizados con el diseño de esquemas de circuitos. El FUP se lo utiliza para hacer con diagramas de funciones, utilizados por aquellos que están acostumbrados a los cuadros lógicos del algebra booleana.
Constantes “A esta herramienta se la selecciona cuando se desea utilizar, bloques de entrada, bloques de salida, marcas o constantes (high, low).” (SIEMENS, Ayuda de pantalla LOGO! Soft Confort, 2009) La siguiente imagen muestra las constantes/conectores programación que son FUP y KOP:
de los dos lenguajes de
Constantes y Conectores. Fuente: (SIEMENS, Ayuda de pantalla LOGO! Soft Confort, 2009)
Funciones básicas Las funciones básicas son elementos lógicos sencillos del álgebra de Boole (AND, OR, NOR, XOR, etc.), en todos los modelos son idénticos, y es solo para el editor FUP. Al introducir un programa encontrará los bloques de funciones básicas en la lista.
Elementos que las funciones básicas. Fuente: (SIEMENS, Ayuda de pantalla LOGO! Soft Confort, 2009)
2.3. Arranque estrella – triángulo Este tipo de arranque sólo puede ser aplicado a los motores donde los extremos de los tres devanados del estator tengan salida sobre la placa de bornes y donde el acoplamiento en triangulo corresponda a la tensión de red.
Este procedimiento consiste en arrancar el motor conectando sus devanados en estrella; estos se encuentran entonces alimentados con una tensión de red dividida por √ 3, es decir, a una tensión de 58% de la nominal. El par se reduce con relación al cuadrado de la tensión de alimentación; viene a ser un tercio del par proporcionando en un arranque directo; la corriente en línea de alimentación se reduce en la misma proporción. La intensidad en cada devanado decrece únicamente en relación a 0.58. Los valores iniciales habituales son: para la corriente 2 In y para el par 0.5 C n. El arranque estrella – triangulo es el indicado para aquellas máquinas que arrancan en vacío o tengan un par resistente pequeño. Una vez comenzado el arranque con conexión en estrella, en el segundo tiempo, se suprime el acoplamiento en estrella y se acoplan los devanados en triangulo. Cada devanado ahora esta alimentado con la tensión de red y el motor adquiere sus características nominales. El par motor; durante todo el acoplamiento en estrella, es pequeño y la velocidad estabilizada al final de este tiempo, puede ser muy baja si el par resistente es elevado, al pasar de estrella a triangulo, aparecen puntas importantes de corriente y de par, lo que ocasiones puede conducir a renunciar a este tipo de arrancador en máquinas de elevado par resistente, sobre todo para potencias por encima de 30 KW. Por otra parte, es preciso señalar que la corriente que atraviesa los devanados del estator, es interrumpida al paso de estrella a triangulo y siendo las características de estos devanados muy inductivas, el paso a triángulo va acompañado de puntas de intensidades transitorias muy importantes por lo que a partir de ciertas potencias es aconsejable bien renunciar a este tipo de arrancados o bien utilizar una variante de este arrancador que permita limitar los fenómenos transitorios. No obstante, este tipo de arranque presenta un inconveniente; para una reducción de par dado, por ejemplo, en una relación con el nominal K, solamente reduce la pinta de intensidad en el arranque con una relación √ , mientras que en un arranque estrellatriangulo, esta punta de intensidad se reduce con una relación próxima a K. Sin embargo, la presencia de una importante resistencia prácticamente no inductiva reduce considerablemente la magnitud e la punta de corriente durante el régimen transitorio de puesta en tensión, lo que a menudo es determinante a la hora de decidir por este arrancador.
2.4. Diagrama de tiempo Un diagrama de tiempo es una representación esquemática que muestra los estados de conmutación de los elementos emisores de señales (elementos de entrada), de los elementos procesadores de señales (elementos de control: bobinas de los relevadores, temporizadores y contadores) y de los elementos actuadores (ele mentos de salida). Un diagrama de tiempo se emplea para describir en una forma concreta el funcionamiento del circuito de control. En un diagrama de tiempo se pueden apreciar con claridad qué condiciones se deben cumplir para hacer que un elemento de salida sea energizado o no, lográndose apreciar también, la relación que existe entre los elementos de entrada y salida en un tiempo determinado. Un diagrama de tiempo no implica tiempo real de los estados de conmutación de los elementos que intervienen en el circuito de control. Sin embargo, puede representarse una estimación, en tiempo, de los estados de conmutación de los elementos del circuito, pero solo para determinar la relación que existe entre los elementos de entrada, de control y de salida del circuito. Solo cuando es necesario (por ejemplo, en circuitos que emplean temporizadores), se especifican los tiempos que se requieren para comprender
de manera exacta el funcionamiento del circuito. Lo anterior puede ser ilustrado mediante el siguiente ejemplo:
Representación de un temporizador La interpretación de los diagramas de tiempo se realiza analizando los estados de conmutación de los elementos de entrada y elementos de control y determinar, mediante la observación, si hay una relación con uno o varios elementos de salida. Un elemento de salida puede estar relacionado con uno, con varios, o con todos los elementos de entrada y de control. Es importante mencionar también, que en ocasiones solo se representan en un diagrama de tiempo, los elementos de entrada y salida, lo que da al diseñador, una mayor libertad para poder diseñar el circuito de control, en donde pueden ser utilizados los elementos de control que se crea necesarios para lograr la solución del problema en cuestión. Lo anterior puede ilustrarse mediante el siguiente ejemplo:
Diagrama de tiempos con solo entradas y salidas Para la elaboración de un diagrama de tiempo, lo más importante, es entender perfectamente bien, cuál debe ser el funcionamiento del circuito, considerando los estados iniciales de cada uno de los elementos, por ejemplo, podrían existir sensores activados antes del inicio de la secuencia. Otro aspecto muy importante, es que se debe de considerar el tipo de contacto (N.A. o N.C.) de los elementos de entrada y de control, que se pretenden conectar físicamente en el circuito.
III.
MATERIALES, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS
2 interruptores termomagnéticos (1 interruptor termomagnético de 2 polos para el circuito de mando y el otro de 3 polos para el circuito de fuerza)
3 contactores
3 bloques de contactos auxiliares
1 relé térmico.
8
IV.
2 pulsadores (1 NC y el otro NA)
1 Siemens LOGO!
DIAGRAMA (CADE SIMU)
Diagrama de fuerza
9
V.
CABLEADO
DESCRIPCIÓN
DESIGNACIÓN
LOGO! SALIDAS ENTRADAS
Contactor principal
KM1
-
Q1
-
Contactor estrella
KM2
-
Q2
-
Contactor triangulo
KM3
-
Q3
-
Pulsador STOP
-
S1
-
I1
Pulsador START
-
S2
-
I2
Contacto NC rele térmico
-
F1 (95-96)
-
I3
10
VI.
DIAGRAMA LADDER, DE ESCALERA O DE CONTACTOS (KOP)
11
VII.
DIAGRAMA DE FUNCIONES O BLOQUES (FUP)
12
VIII.
SIMULACIÓN
Diagrama de escalera 1. Inicio
2. Pulsando S2 (Contactor principal y estrella)
13
3. Pasando 5 segundos (Desconexión estrella)
4. Pasando 6 segundos (Contactor principal y triángulo)
14
Diagrama de funciones 1. Inicio
15
2. Pulsando S2 (Contactor principal y estrella)
16
3. Pasando 5 segundos (Desconexión estrella)
17
4. Pasando 6 segundos (Contactor principal y triángulo)
18
IX.
DIAGRAMA DE FASES START S2
Contactor principal KM1 Contactor estrella KM2
Contactor triángulo KM3
Temporizador 1
Tem orizador 2
STOP S1
X.
XI.
CONCLUSIONES El LOGO! es un equipo que nos permite realizar grandes y complejos circuitos sin realizar mucho cableado. El LOGO! nos permite realizar cambios en cualquier momento ya que es más fácil realizar modificaciones en la programación que realizar estos cambios en lógica cableada. La implementación del LOGO! solo reemplaza al circuito de mando más no el de fuerza. El arranque estrella – triángulo tiene como objetivo reducir el valor de la corriente en el momento de arranque, de esta forma se protege a los conductores de la sobreintensidad en el momento de arranque y también evitamos caídas de tensión y perturbaciones en la red eléctrica. Se utilizan dos temporizadores debido a que la rapidez de los contactos virtuales con respecto a los contactores.
RECOMENDACIONES
Realizar la programación de forma organizada y lógica.
19
XII.
De igual manera se debe conocer bien la forma correcta de conectar los diferentes componentes.
REFERENCIAS
José C. Ganuza, Iñaki U. Irizar (2003) Dibujo eléctrico. Esquemas de instalaciones eléctricas en baja tensión. Problemas resueltos (1ra ed.). Navarra: Idazluma. José R. Viloria (1999) Cálculo y construcción de circuitos con contactores (1ra ed.). Madrid: Paraninfo. Vicent Lladonosa (1993) Circuitos básicos de contactores y temporizadores (1ra ed.). Barcelona: Marcombo Boixareu Editores. SIEMENS. Manual LOGO! Siemens. Madrid. 2005 Borderías, A. P. (2011). PLC Programming LOGO! by SIEMENS: LOGO! Soft V3. 0. Universidad Politécnica de Madrid, Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola. SIEMENS, Ayuda de pantalla LOGO! Soft Confort, 2009
20
