Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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DETECCIÓN DE FALLAS EN CIRCUITOS NEUMÁTICOS

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Automación Micromecánica s.a.i.c

M. Moreno 6546 B1875BLR B1875BLR Wilde . Buenos Aires . Argentina [email protected] . www.micro.com.ar Tel. Ventas: 011 4227 0595 y líneas lí neas rotativas . Fax: 011 4206 6281 Conmutador: 0114206 6285 y líneas rotativas . Fax: 011 4206 0228

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PREFACIO

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Los estándares actuales de producción nos obligan a ser cada vez más eficaces y eficientes en el uso de los activos de nuestras plantas. Es por eso, que el mantenimiento de éstos está cobrando mayor importancia a la hora de realizar mejoras en el proceso productivo. Por lo tanto, conocer las estrategias adecuadas para el mantenimiento de los equipos es vital. En MICRO, a través de los cursos de capacitación, pretendemos crear un espacio de formación y entrenamiento en el área de la automatización industrial, para estudiantes, profesores, operadores, técnicos e ingenieros que decidan completar la propia formación. El diseño del manual está elaborado con criterios eminentemente prácticos, para facilitar un estudio ágil y actualizado de cada uno de los temas. El objetivo del curso de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos , busca dar a los participantes un alto nivel de conocimientos de gestión y competencias tecnológicas para el mantenimiento de equipos industriales. Lo que les permitirá tomar decisiones adecuadas al momento de optimizar los procesos de mantenimiento y analizar las causas de las fallas frecuentes y cotidianas en equipos industriales. Esperamos haber construido una herramienta que les permita apropiarse significativamente del nuevo saber. Para contribuir al logro de los objetivos reseñados, sus comentarios al final del curso serán de inestimable utilidad.

Departamento de Capacitación [email protected] www.micro.com.ar

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INDICE

CURSO 033 Detección de fallas en Circuitos Neumático Neumático 1

Conceptos básicos

1.1 1.2 1.3 1.4

Estructura de las máquinas El concepto de mando Las señales de mando La cadena de mando

2

Tipos de mandos

2.1

Clasificación de los mandos

3

Representación de las fases operativas de una máquina

3.1

Formas de representación representación de las fases operativas de una máquina

4

Esquemas circuitales de mando

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

Definición Simbología de los elementos Disposición de elementos en el esquema circuital Denominación de los elementos en el esquema Designación de las líneas de conexionado

5

Documentación técnica

5.1 5.2

Lista de materiales Croquis de instalación

6

Interpretación de esquemas de mando

6.1 6.2 6.3

Interpretación de esquemas circuitales de mando Temporizaciones neumáticas Mandos adicionales para marcha, operación y emergencia

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Detección de fallas

7. 1 7. 2 7. 3

Detección sistemática de fallas en circuitos neumáticos Procedimiento Procedimiento para detección de fallas Ejercicios de detección de fallas

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MICRO Capacitación

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Conceptos básicos Introducción

El mantenimiento de los equipos neumáticos de producción abarca dos aspectos bien definidos: El primero, vinculado a los conjuntos de acciones correctivas a aplicar a un equipo en condición de falla. Las primeras son perfectamente perfectamente programables y realizables en aquellos momentos en que la producción no se vea afectada, mientras que las segundas, como es obvio, no pueden ser programadas, revisten siempre el carácter de urgentes, siendo aquí crítico el tiempo demandado en restaurar el servicio. Los pasos a seguir para solucionar la falla manifiesta de un equipo neumático son: Localizar el origen de la falla. 2. Reparar los componentes componentes deteriorados deteriorados (eventualmente (eventualmente sustitución). sustitución).

1.

En accionamientos neumáticos simples, la primera tarea resulta relativamente sencilla aún con escasos conocimientos del tema. A medida que crece la complejidad del accionamiento, se hace imprescindible disponer de una metodología que asegure una determinación sistemática, precisa y rápida de los orígenes de la falla. Esto último requiere el cabal conocimiento de las estructuras de comando del equipo, del flujo de las señales de mando, y de la secuencia operativa de la máquina, entre otros. En muchas aplicaciones, esta información se presenta en forma de diagramas de secuencia o esquemas circuitales, cuya correcta interpretación es imprescindible. imprescindible. En otros casos, serán las personas a cargo del mantenimiento, quienes ante su carencia deban confeccionar esta documentación de base, sin la cual no sería aplicable ningún método para la detección sistemática de la falla, debiéndose recurrir a métodos de tanteo que más que una solución son a menudo fuentes de más problemas. En lo que sigue nos ocuparemos de incorporar los conocimientos conocimientos básicos necesarios para la interpretación y/o realización de la documentación técnica de base y la aplicación de un método de detección sistemática. 1.1

Estructura de las máquinas

Una máquina conforma básicamente dos partes bien definidas: La parte operativa, también llamada de potencia, formada por el conjunto de elementos en donde se llevan a cabo las acciones propias del proceso de trabajo. El mando, también llamado parte del comando, en donde se generan las órdenes que gobiernan el conjunto de elementos de la parte operativa. Entre ambas partes existe una fluida comunicación. El mando comunica órdenes a la parte operativa, ésta ejecuta las acciones correspondientes e informa al mando su evolución. En función de la información recibida, el mando elabora nuevas órdenes, las que serán ejecutadas en la parte operativa y su evolución nuevamente reportada al mando. Esta situación se repite hasta completar un ciclo de trabajo.

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CONCEPTOS BÁSICOS

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El mando sólo emite nuevas órdenes cuando recibe confirmación del cumplimiento de la orden precedente en la parte operativa. Esta modalidad, orden – confirmación – orden, es conocida con el nombre de mando por cadena cerrada. Las garantías operativas que ofrece la convierten en la más difundida en el campo de la automatización industrial. Ciertos automatismos carecen de flujo de información desde la parte operativa al mando. Éste genera, por lo tanto, las órdenes en forma independiente de las acciones de la parte operativa y por supuesto sin garantía de cumplimiento. La modalidad orden – orden – orden , es conocida con el nombre de mando por cadena abierta . Su aplicación es cada vez más relegada a automatismos simples y poco comprometidos. comprometidos. 1.2

El concepto de mando

Mando o mandar es la acción originada en un sistema sobre el cual uno o varios parámetros (señales) de entrada, modifican según leyes del propio sistema a otros parámetros (señales) considerados de salida.

El bloque de mando

A menudo, el término mando es utilizado no sólo para designar la acción de mandar, sino también como denominador del sistema en el cual se genera la acción. En tal sentido, lo hemos considerado en el apartado anterior. 1.3

Las señales de mando

Las señales son el lenguaje por medio del cual se comunican entre si el mando y la parte operativa de la máquina. A través de ellas, el mando comunica las órdenes a la parte operativa y ésta informa su evolución al mando. Por medio de señales también se vinculan entre si la máquina y su operador. La orden o información transmitida se manifiesta por medio de cambios en el valor de un parámetro físico característico de la señal (tensión, posición, presión, etc.)

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Origen de la señal

Parámetros físico característico

Natu Natura rale leza za de la señal eñal

Info Inform rmac ació ión n u orde orden n transmitida

Lleva de un tomo automático

Dimensión (radio de la leva)

Mecánica

Avanzar herramienta

Fin de carrera neumático

Presión

Neumática

Posición alcanzada por un actuador

Contacto eléctrico

Tensión

Eléctrica

Marcha o deteción de un motor

Semáforo

Color

Óptica

Avanzar o esperar

Termómetro

Temperatura

Óptica

Valor de la temperatura

Sirena de bomberos

Nivel sonoro

Acústica

Incendio

Ejemplos de señales según origen y naturaleza

Tipo de Señales

1.3.1 • Señales analógicas Se dice que una señal es analógica cuando las magnitudes de la misma se representan mediante variables continuas, análogas (relación de semejanza entre cosas distintas) a las magnitudes que dan lugar a la generación de esta señal. Las señales continuas son aquellas que pueden tomar un número infinito de valores y cambiar ininterrumpidamente sin escalonamientos ni discontinuidades. La mayoría de las magnitudes físicas de la naturaleza varían de forma continua.

Ejemplo A lo largo de un día la temperatura no varía entre 20 ºC ó 25 ºC de forma instantánea, sino que alcanza todos los infinitos valores que entre ese intervalo se encuentra.

• Señales digitales Son aquellas en las que el mensaje transmitido está definido para un número finito de campos de variación del parámetro físico característico. Cada campo de variación tiene asignado un mensaje.

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CONCEPTOS BÁSICOS

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• Señales binarias Las señales binarias, en realidad, son señales digitales, en las que el mensaje está definido en sólo dos campos de variación del parámetro físico característico. La señal únicamente contiene dos mensajes: SI/NO, ABIERTO/CERRADO, MARCHA/ PARADA, VERDADERO/FALSO, ALTO/BAJO, etc. Denominaremos a estos estados 0 y 1, evitando el uso de otras designaciones paralelas.

Los equipos neumáticos industriales son generalmente del tipo “todo o nada”, vale decir que los distintos elementos del sistema pueden adoptar sólo dos estados definidos. Ejemplo Los cilindros tendrán sus vástagos retraídos o extendidos. Los finales de carrera están actuados o no. Una válvula conmuta su posición o no.

Este tipo de comportamiento que podríamos definir como binario, es logrado mediante señales de mando binarias de naturaleza neumática.

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Aclaramos que ciertos equipos industriales utilizan sólo la energía neumática en la parte de potencia. En tanto la parte del comando, es realizada sobre una base eléctrica, por medio de relés o sistemas electrónicos de mando, que serán comandados por señales binarias de naturaleza eléctrica o electrónica. Estas señales son adecuadamente convertidas y amplificadas en neumáticas para el gobierno de los órganos de potencia. 1.4

La cadena de mando

Hasta el momento, el mando fue considerado como un bloque, al cual ingresaban señales (informaciones) (informaciones) provenientes de la parte operativa, y en función de leyes propias salían señales (órdenes) hacia la parte operativa. A continuación, analizaremos más detalladamente este bloque, siguiendo el flujo de señales desde su entrada hasta su salida.

Ejemplos de señales según origen y naturaleza

1.4.1

Bloque de entrada

El bloque de entrada está conformado por el conjunto de elementos a través de los cuales ingresan al mando las señales de la parte operativa. La señal recibida, de cualquier naturaleza, es convertida a la adecuada al mando y transmitida a la unidad de tratamiento. Dependiendo de la tecnología utilizada en el mando, el bloque de entrada está compuesto por finales de carrera neumáticos, eléctricos o electrónicos, tales como: Sensores de proximidad inductivos, fotoeléctricos, capacitivos, magnéticos, presóstatos o en general cualquier elemento que permita detectar un acontecimiento en la máquina accionada.

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CONCEPTOS BÁSICOS

1.4.2

Bloque de comunicación Hombre – Máquina

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Es el complemento indispensable indispensable del mando. Permite al operador, entre otras cosas: Intervenir en el momento del arranque, efectuar paradas de emergencia, realizar acciones alternativas y, controlar permanentemente el desarrollo de las operaciones por medio de sistemas de señalización. Esta última función es realizada por medio de auxiliares de mando con intervención humana (botoneras, pulsadores, palancas, pedales, etc.) y señales luminosas. En automatismos más complejos, dicha acción es ejecutada mediante pupitres, consolas, mímicos y unidades de programación -como en el caso de los controladores electrónicos programables (PLC)-. 1.4.3

Bloque de tratamiento

Es el verdadero “cerebro” del mando; recibe las señales provenientes de la unidad de entrada, las procesa según leyes preestablecidas y emite las señales de acción. Según la importancia y complejidad del automatismo, este tratamiento puede ser realizado por intermedio de relés, contactores auxiliares, temporizadores electrónicos programables. 1.4.4

Bloque de salida

El bloque de salida está constituido por el conjunto de elementos receptores de las señales emitidas por la unidad de tratamiento. Estos elementos gobiernan el flujo energético dirigido a los órganos de trabajo. Las señales recibidas desde la unidad de tratamiento son simplificadas y/o convertidas a las formas convenientes requeridas por los órganos ejecutores de la unidad de salida. Lo componen: • Contac Contactor tores es de potenc potencia. ia. • Válvulas Válvulas y electrová electroválvul lvulas as distribuidor distribuidoras as (hidráulicas (hidráulicas/neu /neumátic máticas) as) • Transdu ransducto ctores res en en genera general,l, etc. etc. 1.4.5

Accionamiento de potencia

Está formada por el conjunto de elementos ejecutores de las órdenes del mando (parte operativa). La energía recibida del bloque de distribución es transformada en trabajo útil y transferida a la máquina. La componen todo tipo de: • Motores Motores (eléctri (eléctricos, cos, hidráu hidráulico licos, s, neumático neumáticos, s, etc.).). • Actuadore Actuadoress lineales lineales y rotantes rotantes neumátic neumáticos os e hidráulic hidráulicos, os, entre entre otros. otros. Destacamos que al mencionar los distintos componentes de cada bloque, hemos tratado de representar el caso más general de las máquinas, cualesquiera fueren las energías utilizadas en la parte de mando y potencia. En este texto, nos ocuparemos solamente de los equipos que utilizan energía neumática en ambos casos.

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Tipos de mandos

2.1

Clasificación de los mandos

Clasificación Clasificación de los mandos

2.1.1

Mandos de acción directa o piloto

Son aquellos en los cuales las acciones, en la parte operativa, se corresponden en forma directa con acciones de mando; desaparecidas estas últimas, desaparecen también las primeras. El mando no posee ningún tipo de memoria. Ejemplo El Timbre domiciliario, la bocina de automóvil, la luz de “stop”.

Mando neumático de acción directa aplicado a un dispositivo de marcación de piezas

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TIPOS DE MANDOS

2.1.2

Mandos de acción retenida

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Son aquellos en los cuales las acciones en la parte operativa se corresponden con acciones de mando, manteniéndose aún cuando éstas sean eliminadas. El cese de las acciones en la parte operativa sólo ocurrirá cuando se opere una acción de mando contraria. Esta modalidad requiere imprescindiblemente de elementos con memoria o dispositivos que permitan la retención de las acciones (señales) de mando.

Mando de acción retenida aplicado a la sujeción de piezas para su perforado

Ejemplo Encendido de luces domiciliarias, luz de posición de automóviles, etc.

2.1.3

Mandos programados

• Mandos por programas de tiempos Son aquellos en los cuales las acciones en la parte operativa ocurren en correspondencia con acciones de mando originadas en un programa de tiempos. El programa puede estar contenido en: Programadores de levas o discos programadores de clavijas, tarjetas o cintas perforadas, cintas magnéticas, circuitos electrónicos, etc. Ejemplo Ciclo de lavado de un lavarropas semiautomático. Apagado de luces de escalera, etc.

Este tipo de mando, también llamado de cadena abierta, presenta el inconveniente de no dar garantías en cuanto al efectivo cumplimiento de las acciones en la parte operativa. Dado que las acciones de mando ocurren en función del tiempo; se producirán, se hayan hecho efectivas o no, las acciones correspondientes en la parte operativa. Su aplicación es limitada a equipos de poco compromiso en este sentido.

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Mando por programa de tiempos gobernando un actuador de simple efecto

• Mando por programa de recorridos Son aquellos en los cuales las acciones en la parte operativa ocurren en correspondencia con acciones de mando originadas en función del recorrido alcanzado por los propios elementos gobernados. Ejemplo El final de carrera eléctrica de un ascensor.

Esta modalidad de mando requiere imprescindiblemente de sensores de posición (finales de carrera). El programa queda determinado exclusivamente por el recorrido de los elementos gobernados y por la disposición de los finales de carrera. El orden de ejecución lo establecen las propias acciones de la parte operativa (programa de recorridos). No existe orden de ejecución más que aquel resultante de dichas acciones. Esta forma de mando garantiza el cumplimiento de las acciones en la parte operativa.

Mando neumático por programa de recorridos aplicado a un dispositivo alimentador alimentador

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TIPOS DE MANDOS

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• Mando de evolución secuencial Son aquellos en los cuales las acciones en la parte operativa ocurren según el orden preestablecido en un programa central que evoluciona a pasos. Los pasos del programa son independientes unos de otros. Sólo pueden ejecutarse si fueron previamente ejecutados los anteriores. Existe prioridad del paso anterior (secuencialidad). La concreción de cada paso del programa es reportada al mando por sensores de posición (finales de carrera) ubicados en la parte operativa. Queda de este modo garantizado el cumplimiento de acciones en esta última y también su orden de ejecución. El programa puede estar almacenado en algún tipo especial de memoria (secuenciadores (secuenciadores neumáticos o electrónicos, controladores controladores programables, etc.) y sólo evoluciona paso a paso. El programa puede contener bucles, bifurcaciones, secuencias especiales de emergencia, etc. Las garantías que ofrece este tipo de mando lo convierten en el de aplicación corriente en los más modernos y complejos equipos automatizados.

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Representación de las fases operativas de una máquina

3.1

Formas de representación de las fases operativas de una máquina

La complejidad siempre creciente de los automatismos industriales se traduce en cada vez mayores dificultades para definir de modo claro, y no ambiguo, el desarrollo de las fases operativas del equipo y sus estados de conmutación. Las extensas descripciones literales resultan de difícil o confusa interpretación, por lo que se hace imprescindible adoptar métodos de representación claros y concretos, ya sea en forma literal o gráfica. Seguidamente indicaremos distintos métodos para la representación de las fases operativas de las máquinas. Si bien todos son de aplicación general, será el grado de complejidad del equipo el que defina al más adecuado en cada caso. Es importante destacar que las formas de representación son independientes de la tecnología utilizada, por consiguiente, serán aplicables para centrales de mando neumático, hidráulico, mecánico, eléctrico, electrónico o combinaciones de éstos. 3.1.1

Representación descriptiva simplificada Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4

3.1.2

A extiende su vástago, el cilindro A sujeta la pieza. B extiende su vástago, el cilindro B acciona el punzón de marcación. B retrae su vástago, el cilindro B retrocede. A retrae su vástago, el cilindro A libera la pieza.

Representación abreviada con vectores

En este caso el movimiento de los cilindros o actuadores se representa por vectores. Se adopta convencionalmente la simbología que a continuación se indica: Salida (extensión) del vástago Entrada (retracción) del vástago

Ejemplos A Fase 1

A

Fase 2

B

Fase 3

B

Fase 4

B

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REPRESENTACIÓN DE LAS FASES OPERATIVAS DE UNA MÁQUINA

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B

3.1.3

Fase 1

A

Fase 2

B

Fase 3

B

C

Fase 4

A

C

Acciones simultáneas

Representación abreviada con signos

En este caso, el movimiento de los cilindros o actuadores es designado con los signos más (+) y menos (-). Se adopta convencionalmente: + -

Salida (extensión) del vástago Entrada (retracción) del vástago

A continuación, podemos señalar algunos casos a modo de ejemplos: Fase 1

3.1.4

Fase 2

Fase 3

Fase 4

1)

A+

B+

B-

A-

2)

A+

B+

B-C+

A-C-

3)

A+

B+

BC+

AC-

Acciones simultáneas

Representación en forma de diagramas

• Diagrama Espacio – Fase En este diagrama se representa la secuencia de acción de las unidades de trabajo y el encadenamiento de las señales de mando. Se utilizan para ello dos ejes coordenados. En el eje vertical se representa el estado de los actuadores del sistema, utilizando valores binarios (0 – 1). Se adopta el valor 0 para indicar la posición de reposo del elemento (motor detenido, cilindro con vástago retraído, etc.) y el valor 1 para identificar el estado del elemento actuado (motor en marcha, cilindro con su vástago extendido, etc.). Estas designaciones constituyen una práctica corriente, no obstante dejamos aclarado su carácter de convencional. En el eje horizontal se enseñan las fases en que se subdivide el ciclo de trabajo. Éstas se caracterizan por la modificación o cambio de estado de un elemento constitutivo del mando. Dichos cambios se indican con líneas verticales auxiliares sobre el diagrama, que denominaremos líneas de fase.

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Representación de los órganos de trabajo

A continuación, veremos las siguientes reglas y símbolos básicos utilizados en las representaciones: Los actuadores (neumáticos o hidráulicos) se representan por líneas. Las líneas horizontales representan estados de reposo del elemento (fases 1 y 3). Las líneas inclinadas significan movimientos del mismo (fases 2 y 4).

Las líneas con distintas inclinaciones evidencian velocidades velocidades diversas de movimiento, por ejemplo: Aproximación Aproximación rápida, trabajo lento y retorno rápido (fases 1, 2 y 3) como se percibe en la siguiente figura:

El arranque y parada de motores se indica con una línea vertical desde el estado 0 al estado 1 y viceversa.

Los motores con posibilidad de giro en dos sentidos se representan como está en la figura. El nivel 1 superior indica, por ejemplo, la rotación en el sentido horario, en tanto el inferior en sentido contrario. El 0 central indica reposo (motor detenido).

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Los motores con aceleración y desaceleración prolongada pueden representarse (caso de inversión del giro) como se muestra en la figura consecutiva:

Cuando en un mando existen varios elementos de trabajo, éstos se representan individualmente uno debajo del otro estableciendo su relación por medio de las líneas de fase.

Representación de los elementos de señalización

Los elementos de señalización son aquellos que al ser actuados emiten una señal capaz de modificar el estado de algún componente del mando.

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Representación Representación de la cadena de señales

La vinculación entre los distintos elementos del mando lo establecen las señales. Éstas se representan con líneas, las que tendrán un origen y un destino. Su origen será un elemento de señalización y su destino aquel cuyo estado deba ser cambiado (válvula o cilindro). El sentido de la señal es indicada por una flecha. Se respetarán los símbolos gráficos establecidos en la tabla siguiente:

RECUERDE que...

Debe tratar que los principios de representación y los símbolos utilizados sean siempre iguales en todos los casos, a efectos de lograr que la lectura y comprensión pueda realizarse sin dificultad e inequívocamente. inequívocamente. Ejemplo de aplicación del diagrama Espacio – Fase Representar en forma de diagrama Espacio – Fase la siguiente secuencia de máquina, expresada en forma literal abreviada con signos: A+,

B+,

A - C+,

B–C–

Se exige un funcionamiento a ciclo simple. El inicio se producirá oprimiendo un comando bimanual y estará condicionado a la finalización del ciclo anterior.

• Representación de los actuadores y el encadenamiento de señales.

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• Represen Representación tación de los actuador actuadores, es, el encadenamient encadenamiento o de señales señales y el estado de pilotaje de las válvulas principales.

• Diagrama Espacio – Tiempo El diagrama Espacio – Tiempo constituye una variante del diagrama Espacio – Fase, en cual se indican los tiempos de reemplazo de las fases utilizadas en aquél. Cuando el tiempo de ejecución constituye una variable de consideración en el equipo, la “escala” de tiempos simplemente se superpone a la de fases. Valen para este diagrama las mismas reglas y símbolos gráficos ya mencionados. Su aplicación resulta adecuada en aquellos mandos programados en función del tiempo, en tanto que el Espacio – Fase lo es para los mandos por programa de recorridos y de evolución secuencial.

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• Diagrama funcional – Grafcet Un diagrama funcional es una representación gráfica que permite describir las funciones operativas de un automatismo. ¿Qué es el Grafcet?

El Grafcet es un diagrama funcional. Fue desarrollando en 1977, por la Asociación Francesa para la Cibernética Económica y Técnica. Y constituye un paso importante para la unificación de la representación del conjunto de condiciones de un automatismo lógico. Tiene un nombre propio para distinguirlo de otros diagramas funcionales y formas de representación existentes, como lo son los diagramas de Girard, organigramas lógicos y diagramas DIN DI N 40719, 40719, etc. La denominación responde a las siglas de Gráfico de Comando Etapa Transición (GRAFCET). Desarrollo del Grafcet

El funcionamiento del automatismo quedará representado gráficamente por un conjunto de: • Etapas Etapas o pasos: pasos: A las que están están asociada asociadass las accione accioness de la máquina. máquina. • Transiciones: A las que que van asociadas las condiciones condiciones que que permiten el paso de una etapa a la siguiente. • Enlaces: Enlaces: Vincu Vinculan lan las etapas etapas a las las transicion transiciones es y vicevers viceversa. a. A continuación, se explicará en forma más detallada lo anteriormente mencionado. Etapas o pasos

Las etapas o pasos son un cuadro con número distintivo en su interior. interior. Las acciones a efectuar cuando la etapa sea activada, serán descriptas de manera literal y/o simbólica en el interior de uno o varios rectángulos ligados a la etapa en una parte derecha (como muestra la primera figura). Las etapas normalmente activas al inicio del funcionamiento se indicarán con doble recuadro sobre el símbolo correspondiente (como muestra la segunda figura).

Transiciones

Las transiciones representan las condiciones necesarias finales que deben ser satisfechas para poder ejecutar el paso siguiente. Se representan gráficamente con un guión cruzando perpendicularmente perpendicularmente la línea de enlace que vincula los pasos. La condición asociada puede ser expresada en forma literal o bajo la forma de combinación lógica de informaciones provenientes de la parte operativa: Finales de carrera, temporizadores, contadores, directivas del operador, estado activo o inactivo de otras etapas, etc.

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REPRESENTACION DE LAS FASES OPERATIVAS DE UNA MÁQUINA

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Enlaces

Los enlaces indican los caminos de evolución del Grafcet. Estos enlaces serán siempre horizontales o verticales, salvo casos especiales donde las líneas oblicuas aporten claridad al diagrama. El sentido general será vertical desde arriba hacia abajo. La llegada y la partida a las etapas serán representadas verticalmente. verticalmente. La llegada se hará por la parte superior del cuadrado característico de la etapa, en tanto la salida se efectuará por su parte inferior. Seguidamente daremos reglas para la representación gráfica de distintas posibilidades operacionales de la máquina. Elección entre varias secuencias condicionadas

Cuando a la salida de una etapa o paso deba realizarse una elección entre varias secuencias condicionadas, condicionadas, se indicará como muestra la figura siguiente:

Ejemplo

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Realización de secuencias simultáneas

Un Grafcet puede conformar varias secuencias ejecutándose simultáneamente, donde la evolución de las etapas en cada rama permanece independiente. Para representar estos funcionamientos simultáneos, una única transición y dos trazos paralelos indicarán el principio y el fin de dichas secuencias. Es decir, la activación simultánea de los ramales y su espera hacia una secuencia común.

Salto y retome de secuencias

El salto acondicionado permite obviar una o varias etapas intermedias de una secuencia, cuando bajo determinadas condiciones no sea necesario ejecutarlas. El retome condicionado permite, en cambio, volver a etapas anteriores hasta tanto se obtenga una condición prefijada para prosecución.

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Ejemplo de aplicación del Grafcet

Representación de la secuencia de operación de una prensa destinada a la fabricación de piezas a partir de polvos metálicos.

Configuración esquemática de la máquina

1.

2.

3.

La colocación del material está asegurado manualmente por el operador. Un señalador V está encendido durante todo el curso de la colocación. Terminada Terminada aquella, el operador autoriza la continuación de las operaciones presionando presionando dos pulsadores simultáneamente. Los movimientos del punzón superior y de la matriz son efectuados por cilindros hidráulicos de doble efecto. Las posiciones alta y baja del punzón y de la matriz son controladas con la ayuda de captores de fin de carrera (respectivamente a0 y a1, b1 y b0) de naturaleza eléctrica. La evacuación de la pieza es obtenida por medio de un jet de aire con una duración de un segundo. Este “chorro” de aire está comandado por la electroválvula E.

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La siguiente figura muestra el Grafcet operacional de la prensa en cuestión.

Grafcet operacional de la prensa

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ESQUEMAS CIRCUITALES DE MANDO

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Esquemas circuitales de mando

4.1

Definición

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Un esquema circuital representa en forma gráfica la relación entre los distintos componentes del mando, evidenciando de esta forma la lógica operativa del mismo. El esquema circuital constituye un elemento de inestimable valor para el hombre de mantenimiento; es el comienzo del camino a recorrer para la detección sistemática de fallas. Sin él, poco podría hacerse en forma racional, lo que finalmente concluye en una búsqueda por tanteos de los desperfectos con las consiguientes pérdidas de tiempo, materializadas en cuantiosas pérdidas de producción. Es importante que el esquema circuital sea realizado de un modo claro, de fácil interpretación y que pueda ser entendido por todos, para lo cual deberán utilizarse símbolos de representación normalizados, respetando además ciertas reglas en cuanto a la disposición de los elementos. En lo que sigue nos ocuparemos de estos aspectos. 4.2

Simbología de los elementos

Los símbolos gráficos indicados a continuación responden a las Normas I RAM 4542 e ISO 1219. Aclaramos que sólo indicaremos la simbología de los elementos que con mayor frecuencia intervienen en un mando neumático; quienes deseen profundizar el tema podrán consultar las citadas normas.

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GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRI MIDO

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RECUERDE que...

Una norma (por ejemplo: IRAM/ ISO) es un documento establecido establecido por consenso y aprobado por un organismo reconocido que establece, para usos comunes y repetidos, reglas, criterios o características para las actividades o sus resultados, que procura la obtención de un nivel óptimo de ordenamiento en un contexto determinado. 4.3

Disposición de elementos en el esquema circuital

La disposición de los elementos en el esquema circuital se realizará respetando la cadena de mando (flujo de señales) en sentido vertical ascendente:

Disposición del esquema circuital de mando

La disposición indicada se respetará en lo posible, excepto casos particulares en donde probablemente otra disposición resulte más favorable atendiendo a la realización, interpretación y lectura del esquema. Como adicional, tener en cuenta las siguientes reglas gráficas: • La posici posición ón de de actuaci actuación ón de de los los finales finales de carrera se indica con un trazo vertical en las posiciones en que son realmente actuados, con su correspondiente correspondiente identificación. El elemento se dibuja según la disposición anterior, anterior, es decir, en el bloque de entrada y en la posición que resulte más adecuada, apuntando a simplificar el trazado de las líneas de interconexión.

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• Los eleme elementos ntos se se dibujan dibujan en el estado estado determi determinado nado por su pilotaje. Aquellos elementos que en esa condición (del equipo) queden actuados (finales de carrera), se dibujarán actuados, indicándoles la presencia de la leva (u otro elemento) sobre el mando. • Las conduccion conducciones es se representan representan por líneas líneas lo más rectas rectas posibles, posibles, evitando evitando inneinnecesarios cruces. Las conducciones de trabajo (válvulas direccionales direccionales a cilindros) se dibujarán con líneas continuas, en tanto que las conducciones de pilotaje con líneas de trazos. Esto último, a menudo, ocasiona dificultades dificultades de lectura, prefiriéndose el trazo continuo más fino para las líneas de pilotaje. • Puede Puede evitarse evitarse el trazado trazado de las conduccion conducciones es de alimentació alimentaciónn a las válvulas de mando, simplemente indicando en los elementos que la requieran, el símbolo simplificado de fuente de presión. Denominación de los elementos en el esquema

4.4

La designación adecuada de los componentes de un mando juega un papel fundamental en la lectura e interpretación de sus funciones. La designación deberá ser tal que aporte claridad a la lectura y una fácil determinación del rol de cada elemento en el mando, facilitando la tarea de mantenimiento y la búsqueda de fallas. Es importante que con esos objetivos se adopte una metodología simple y clara, sin ambigüedades o indefiniciones. indefiniciones. Existen varias formas de denominar los componentes del mando, desde las completamente literales a las totalmente numéricas. Expondremos seguidamente un método basado en la combinación anterior, anterior, es decir, decir, alfanumérico. Se adoptarán las siguientes reglas:

A, B, C, D

Letras mayúsculas del alfabeto (excepto Z) para los actuadores.

A1, B1, C1, D1

Letra identificatoria del actuador seguido de 1(uno), para las válvulas de comando de los actuadores.

A02, B02, C02

Letra identificatoria del actuador seguida del 02, 04, etc. (ceros y pares), para elementos que actúan sobre la velocidad de retorno del actuador.

A03, B03, C03

Letra identificatoria del actuador seguida del 03, 05, etc. (cero e impares) para elementos que actúan sobre la velocidad de avance del actuador.

Z1, Z2, Z3, Z4

Letra Z seguida de números crecientes correlativos para elementos del mando cuyas funciones no son asignables a un actuador en particular o que son comunes a varios (unidades de tratamiento, válvulas de corte de energía, memorias auxiliares, etc.)

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2

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GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRI MIDO

33

Disposición del esquema circuital de mando

Cuando un elemento del mando (por ejemplo: Fin de carrera) forma parte de una cadena que origina acciones sobre más de un actuador, llevará asociada tantas designaciones como acciones origine según lo ya establecido.

Con la designación adoptada para los elementos, la persona a cargo del mantenimiento frente a una detención por falla del equipo, verá notablemente simplificada su tarea. Sólo se limitará a observar en qué etapa se encuentra detenido y analizará la cadena de mando vinculada a la etapa siguiente. Por ejemplo, si la etapa siguiente fuera B- (retorno del cilindro B) deberá analizar todos los elementos designados con la letra B, seguida de números impares B03, B3, B5, B7, etc., y obviamente también B1 y el elemento de potencia B.

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34

MICRO

4.5

Designación de las líneas de conexionado

Las líneas de conexionado pueden identificarse de modo similar a las eléctricas, por medio de rectángulos asociados a las líneas del esquema o por medio de rótulos en la instalación real. Cada línea llevará una identificación en cada extremo. En cada una de ellas se consignará, en primer lugar, el elemento correspondiente al extremo en cuestión y el número de la boca conectada; en segundo lugar y separado por una barra inclinada, el elemento del extremo opuesto y su boca de conexión. De esta forma, una línea de conexión en la instalación real podrá ser “leída” desde ambos extremos, muchas veces distantes entre si. Resultará de suma utilidad para “cablear” inicialmente la instalación, localizar posteriores errores de conexionado, seguir el flujo de las señales de mando, recablear elementos reparados o sustituidos, etc.

RECUERDE que...

A efectos de “no cargar” excesivamente el esquema circuital y dificultar su lectura, es conveniente que la designación de las líneas de conexionado se realice en un esquema separado, respetando la ubicación adoptada en el primero, pero omitiendo los detalles internos de los símbolos (vías y posiciones u otras).

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5

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DOCUMENTACIÓN TÉCNICA

5

Documentación técnica

5.1

Lista de materiales

35

A los efectos de una rápida e inequívoca determinación de las especificaciones técnicas de los componentes y las cantidades que intervienen en un mando, resulta de suma utilidad la elaboración de una lista de materiales, en donde se consignen: • La denominaci denominación ón del componen componente, te, en concorda concordancia ncia con lo establec establecido ido en el esquema circuital. • Las especifi especificaci caciones ones técnicas técnicas resumidas resumidas.. • Los código códigoss de identific identificació aciónn internos internos y/o y/o del fabrica fabricante. nte. • Las cant cantida idades des tota totales les por por model modelo. o. • El nomb nombre re del del fabr fabrica icante nte,, etc. etc. Esta lista de materiales formará parte del plano o esquema circuital, el que también contendrá la representación gráfica de la secuencia operativa de la máquina (diagrama Espacio – Fase, Grafcet, u otro).

Disposición típica de un plano como el descrito, que incluye diagrama Espacio – Fase, esquema circuital y lista de materiales

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36

MICRO

5.2

Croquis de instalación

Consiste fundamentalmente en un croquis no necesariamente muy elaborado, que refleje la posición real que en el equipo tienen los actuadores, sus finales de carrera y eventualmente también las válvulas principales. Este croquis facilitará al hombre de montaje o mantenimiento, la identificación de los elementos en la instalación real, en concordancia con los del esquema circuital, a la vez de clarificar el diálogo entre quien reporta las fallas o anomalías y la persona a cuyo cargo se encuentre la reparación. Es importante que este croquis muestre algunos detalles mecánicos del equipo, a efectos de establecer una clara relación entre los elementos y la máquina, facilitando así la ubicación.

Ejemplo de un croquis de instalación

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37 6

INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO

6

Interpretación de los esquemas de mando

6.1

Interpretación de los esquemas circuitales de mando

La finalidad de los siguientes apartados será la de incorporar en forma gradual las estructuras básicas de la técnica neumática de mando. Éstas permiten concretar e interpretar posteriormente esquemas de mando más complejos. La correcta interpretación de los esquemas de mando constituye la base para la detección sistemática de las fallas. 6.1.1

Mandos neumáticos básicos Ejercitación

A continuación, resolver los siguientes automatismos, teniendo en cuenta las particularidades señaladas en cada uno de los ejercicios. Ejercicio Nº 1

Mando directo de un cilindro de simple efecto por válvula monoestable de comando manual por pulsador.

Ejercicio Nº 2

Mando directo de un cilindro de simple efecto con válvula biestable de comando manual a palanca:

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MICRO

Ejercicio Nº 3

Mando directo de un cilindro de doble efecto con válvula monoestable de comando manual a palanca:

Ejercicio Nº 4

Mando directo de un cilindro de doble efecto con válvula biestable de comando manual a palanca:

Ejercicio Nº5

Mando indirecto de un cilindro de simple efecto con válvula monoestable mandada por una señal neumática proveniente de una válvula 3/2 accionada manualmente:

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Ejercicio Nº 6

Mando indirecto de un cilindro de simple efecto con válvula biestable mandada por dos señales neumáticas provenientes de sendas válvulas 3/2 de comando manual:

Ejercicio Nº 7

Mando indirecto de un cilindro de doble efecto con válvula monoestable gobernada por una señal neumática proveniente de una válvula 3/2 accionada manualmente:

Ejercicio Nº 8

Mando indirecto de un cilindro de doble efecto con válvula biestable comandada por señales neumáticas provenientes de dos válvulas 3/2 accionadas por pulsador:

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MICRO

Conclusiones

• Para accionar accionar un cilindro cilindro de simple efecto efecto se utiliza utiliza una válvula válvula 3/2, en tanto que para uno de doble efecto deben utilizarse válvulas 4/2 ó 5/2. • Las válvulas válvulas pueden pueden ser monoestab monoestables les (una única única posición posición de reposo) reposo) o biestabiestables (reposo indistinto en ambas posiciones). • El uso de válvulas válvulas monoestab monoestables les conduce conduce a mandos mandos de iguales iguales característ características, icas, es decir, que la acción en la parte operativa se mantiene en tanto sea mantenida la acción de mando (ver mando piloto). • El uso de válvulas válvulas biestab biestables les conduce conduce a mandos mandos también también biestabl biestables, es, es decir decir que la acción perdura aunque se haya suprimido la acción de mando y sólo cesa cuando se opere una señal de mando contraria (ver mando de acción retenida o memorizada). 6.1.2

Mandos con realimentación de señal

Mediante la técnica de realimentación es posible convertir un mando piloto (de comportamiento monoestable) en uno de acción retenida o memorizada (de comportamiento biestable), aún utilizando válvulas monoestables. Retornando al ejercicio Nº 7 , vemos que si tomamos señal de la vía que alimenta la cámara trasera del cilindro, como muestra la figura, y a través de una válvula ”O” la ingresamos a la cadena de señales de mando, toda vez que se oprima el pulsador A2, el cilindro A extenderá su vástago, permaneciendo allí aunque A2 deje de ser actuado. El piloto de A1 es ahora realimentado con señal a través de A4 proveniente de una vía de alimentación del cilindro, lográndose así un comportamiento biestable del mando. Para retornar el cilindro a su posición de reposo, bastará interrumpir la realimentación, como se muestra en la segunda figura, mediante el pulsador A3 normalmente abierto.

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41

La realimentación tomada de las vías de utilización de los cilindros es susceptible a interferencias provocadas por el movimiento del actuador. Éstas se hacen notables cuando los actuadores son de grandes dimensiones, no siendo la realimentación efectiva hasta tanto el actuador alcance su posición final de carrera, lo que obliga a mantener el pulsador oprimido durante un período prolongado. Una mejora notable de esta condición se logra realimentando desde una válvula intermedia (A6) como muestra la figura:

El comportamiento del mando será ahora análogo al del ejercicio Nº 8 , pero utiliza mayor cantidad de componentes y por lo tanto, t anto, es más costosa su implementación. implementación. Los circuitos con realimentación son aplicables cuando, por razones de seguridad y antes falta de suministro de aire comprimido, se exija que el mando retorne a posición de reposo al ser aquel restituido. Si analizamos el funcionamiento del circuito de la anterior, veremos que oprimiendo A2 y A3 simultáneamente, prevalece la acción de A2 y por lo tanto el cilindro A avanza. El mando se llamará de “marcha prevaleciente”. prevaleciente”.

Muestra una solución equivalente pero con características de “paro prevaleciente”

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42

MICRO

El circuito subsiguiente muestra otra forma de lograr la realimentación de señal:

6.1.3

Mando automático elemental de un actuador Ejercitación Ejercicio Nº 9

Un cilindro de doble efecto debe ejercer su acción al oprimir un pulsador. El retorno debe ser automático una vez alcanzada la posición final de carrera.

a)

Con válvula 5/2 biestable de comando indirecto.

b)

Con válvula 5/2 monoestable de comando indirecto y realimentación.

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Los circuitos mostrados representan el inconveniente de que si el pulsador A2 se mantiene oprimido, la secuencia se interrumpe con el vástago del cilindro extendido. La señal de final de carrera no se logra en razón de la presencia en la válvula A1 y A6, respectivamente, de la señal del pulsador. Por otro lado, el ciclo podría comenzar en cualquier punto de la carrera de retorno, sin que haya sido completado el ciclo anterior. Esto es en razón de que el pulsador A2 está permanentemente alimentado y en consecuencia es capaz de emitir señal toda vez que sea oprimido. 6.1.4

Mando automático elemental con inicio condicionado

Resuelva los siguientes automatismos: Ejercicio Nº 10

Un cilindro de doble efecto debe ejercer su acción al oprimir un pulsador, pulsador, pero sólo si el cilindro se encuentra con su vástago retraído. El retorno será automático una vez alcanzada la posición final de carrera. El ciclo debe completarse, aún cuando se mantenga oprimido el pulsador.

a) Con válvula 5/2 monoestable de comando indirecto.

b) Con válvula 5/2 monoestable de comando indirecto y realimentación.

ejercici icio o N° 9. La presencia del final de Ahora bien, compara la solución con la del ejerc carrera A2 en la posición de reposo asegura alimentación al pulsador, sólo cuando el vástago se encuentra retraído, lo cual garantiza el cumplimiento del ciclo aunque aquél permanezca oprimido. La conexión real de A2 y A4 configura una condición lógica “Y” para el arranque. Es decir, para que el ciclo comience, deben verificarse simultáneamente el accionamiento accionamiento de A2 en la máquina y el de A4 por el operador. Ejercicio Nº 11

Se pretende lograr un sistema de iguales características que las del ejercicio Nº 10 , pero el inicio deberá lograrse indistintamente desde dos pulsadores distantes entre si. Esta exigencia implica una condición lógica “O” de inicio.

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MICRO

El avance del cilindro A se podrá concretar bien desde A4 o desde A6, vinculados mediante la selectora A8 (válvula “O”). El final de carrera A2 en serie cumple las funciones ya descriptas en el ejercicio Nº 10 , estableciendo una condición “Y” de inicio. La solución mostrada en el esquema de la segunda figura presentada para el conjunto A2, A4, A6 y A8 es equivalente a la anterior, sólo que en la condición “Y” de inicio es lograda mediante una válvula de simultaneidad (A10).

Ejercicio Nº 12

Implementar el conexionado de válvulas “O” para que el ciclo del ejercicio Nº 11 pueda ser iniciado indistintamente desde cuatro pulsadores distantes entre si.

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Ejercicio Nº 13

Se pretende lograr un sistema de iguales características que el ejercicio Nº 10 , pero el inicio deberá lograrse sólo si son oprimidos simultáneamente dos pulsadores (uno “Y”, otro de un comando bimanual). Esto implica una condición lógica “Y” de inicio entre los dos pulsadores de marcha.

El avance del cilindro A podrá concretarse sólo cuando se encuentren oprimidas A4 y A6 por el operador, y además el fin de carrera A2 en la máquina. El esquema circuital que presenta la figura muestra una solución equivalente utilizando válvulas de simultaneidad o válvulas “Y”.

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MICRO

Las válvulas de simultaneidad A8 y A10 del esquema anterior, pueden ser reemplazadas por válvulas 3/2 monoestables de pilotaje neumático, como muestra el esquema siguiente:

Ejercicio Nº 14

Implementar el conexionado de válvulas “Y” para que el ciclo del ejercicio Nº 13 pueda ser iniciado si se oprimen simultáneamente cuatro pulsadores, constituyendo un comando de seguridad a cuatro manos.

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6.1.5

Mandos alternativos

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Ejercitación Ejercicio Nº 15

Se pretende con un único pulsador gobernar el avance y retroceso de un cilindro de doble efecto. Al oprimir el pulsador, pulsador, debe producirse en forma alternativa el avance y el retroceso del vástago. a)

b)

Con finales de carrera.

Con válvula auxiliar 5/2 y válvulas “O” (sin finales de carrera).

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c)

Con válvula auxiliar 5/2 y dos válvulas 3/2 monoestables (sin finales de carrera).

d)

Con válvula auxiliar 5/2 y válvulas “Y” (sin finales de carrera).

RECUERDE que...

Las válvulas neumáticas son los dispositivos que dirigen y regulan el aire comprimido, gobiernan la salida y la entrada, el cierre o habilitación, la dirección, la presión y el caudal de aire comprimido.

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6.1.6

Mandos para regulación de velocidad en actuadores neumáticos

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Como norma general, la regulación de velocidad de los actuadores neumáticos debe hacerse, siempre y en lo posible, sobre la vía de descarga del actuador. De este modo y dentro de valores compatibles con la elasticidad del aire comprimido, podrán lograrse regulaciones estables de la velocidad. La elasticidad del medio influye notablemente en las bajas velocidades, fijándose para las regulaciones neumáticas un límite práctico inferior que oscila entre los 30 y 50 mm/seg, dependiendo, además, del tamaño del actuador, características de la carga sobre el vástago, calidad del regulador empleado, presión de alimentación, etc. Cuando deban obtenerse movimientos estables con velocidades inferiores al límite señalado, deberá recurrirse a sistemas hidroneumáticos o hidráulicos de avance, cuyo límite de regulación en términos prácticos puede ser tan bajo como se quiera. La regulación por las vías de alimentación resta fuerza a los actuadores y resulta inestable aún a altas velocidades, razón por la cual sólo deben ser empleadas cuando no exista otra alternativa y en donde además no se requiera estabilidad de regulación. • Regulación en actuadores de simple efecto En este tipo de actuadores no queda otra solución más que regular su vía de alimentación con las limitaciones ya enunciadas. • Avanc Avancee regul regulado ado y retorn retornoo norma normall

• Avanc Avancee regul regulado ado y retorn retornoo norma normall

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MICRO

50

• Avance Avance y retorn retornoo regulados regulados no indepe independie ndientes ntes

• Avanc Avancee y retor retorno no regul regulado adoss indepe independi ndient entes es

• Avanc Avancee no norma rmall y reto retorno rno rápido rápido .

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• Avanc Avancee regul regulado ado y retorn retornoo rápido rápido

• Regulación en actuadores de doble efecto En este caso es posible aplicar la norma general de regulación. • Avan Avance ce reg regul ulad adoo y reto retorn rnoo norm normal al a) Con válvula válvula direccio direccional nal 4/2.

b) Con válvula válvula direcc direccional ional 5/2.

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• Avanc Avancee norma normall y retor retorno no regu regulad ladoo a) Con válvula válvula direc direccion cional al 4/2. 4/2.

b) Con válvul válvulaa dire direcc ccion ional al 5/2. 5/2.

• Avance Avance y retorno retorno regulad regulados os no independ independiente ientess

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• Avanc Avancee y retor retorno no regul regulado adoss e indep independ endien ientes tes a) Con válvula válvula direccio direccional nal 4/2.

b) Con válvula válvula direcc direcciona ionall 5/2. 5/2.

• Avan Avance ce y ret retor orno no rápi rápido do Indistintamente con válvulas 4/2 ó 5/2.

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MICRO

• Avanc Avancee regul regulado ado y retorn retornoo rápido rápido a) Con válvula direccional 4/2.

b) Con válvula válvula direccional direccional 5/2.

• Avanc Avancee rápid rápidoo y retor retorno no regu regulad ladoo a) Con válvula direccional 4/2.

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b) Con válvula válvula direccional direccional 5/2.

Conclusiones y comentarios 1.

La disminución de velocidad en actuadores neumáticos se logra con reguladores de caudal unidireccionales unidireccionales o bidireccionales. bidireccionales.

2.

El aumento de velocidad se logra con válvulas de escape rápido. Éstas permiten aumentar la velocidad media de un actuador entre un 40 y un 60 % respecto de la velocidad con descarga normal.

3.

La velocidad puede regularse (según el caso) sobre las vías de utilización de las válvulas o sobre los escapes de éstas. Es más efectiva la primera y más lo es cuanto más cerca del actuador se efectúe la regulación.

4.

Las válvulas de escape rápido se instalarán lo más cerca posible del actuador. Las conexiones entre éste y la válvula de escape serán como mínimo del mismo tamaño que la conexión del actuador si quieren obtenerse plenos resultados.

5.

Las válvulas 5/2 ofrecen siempre mayores alternativas para la regulación que las válvulas 4/2.

6.2

Temporizaciones neumáticas

6.2.1

Esquemas básicos de temporizaciones

• Tempori emporizac zación ión con retard retardoo a la aper apertur tura: a:

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• Temporizac emporización ión con retardo retardo al cierre: cierre:

• Prolo Prolonga ngació ciónn de de una una señal: señal:

• Retardo Retardo de la conex conexión ión y descone desconexión xión (retardo (retardo y prolongac prolongación): ión):

• Monopulso Monopulso – Genera Generador dor de impuls impulsoo único: único:

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6.2.2

Mandos programados en función del tiempo

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Resuelve los siguientes ejercicios: Ejercicio Nº 16

Se pretende que un cilindro neumático actúe al oprimir un pulsador. Su retorno debe producirse en forma automática cierto tiempo después. No se pretende asegurar la posición alcanzada por el actuador. actuador. La solución propuesta presenta la limitación de que si el pulsador A2 se mantiene oprimido el ciclo no se completa. La señal de A3 no puede hacerse efectiva en A1 por la presencia de la señal contraria proveniente de A2.

Por otro lado, la temporización tomada desde la vía de alimentación del cilindro resultará imprecisa, ya que se verá afectada por las fluctuaciones de presión que sobre dicha vía ocurren durante el movimiento del actuador. Esto se hace más notorio a medida que aumentan sus dimensiones y la velocidad de desplazamiento. Las anteriores limitaciones son solucionadas en el esquema de la siguiente figura, temporizando (monopulsando) (monopulsando) la señal A2 y tomando la temporización desde una válvula 3/2 intermedia, no vinculada en forma directa con el actuador. actuador.

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Ejercicio Nº 17

Se pretende que un cilindro neumático actúe al oprimir un pulsador. Su retorno debe producirse automáticamente, automáticamente, cierto tiempo después de alcanzada la posición final de carrera. El ciclo debe comenzar sólo si el vástago se encuentra en posición de reposo (retraído) y no debe poder reiniciarse hasta tanto no finalice el anterior.

RECUERDE que...

Este tipo de mando presenta el inconveniente de no dar garantías en cuanto al efectivo cumplimiento de las acciones en la parte operativa. Dado que las acciones de mando ocurren en función del tiempo, se producirán se hayan hecho efectivas o no las acciones correspondientes en la parte operativa. 6.3

Mandos adicionales para marcha, operación y emergencia

6.3.1

Mandos a ciclo simple/continuo

Hasta el momento, el inicio fue realizado mediante un accionamiento manual, la máquina ejecutaba el ciclo de trabajo y se detenía a la espera de una nueva señal de inicio. Tal funcionamiento podríamos definirlo como “automático a ciclo simple”. Muchos equipos requieren, sin embargo, de un funcionamiento automático en el cual dada una señal de inicio, el ciclo comience y se repita en forma sucesiva hasta tanto se dé una señal de mando contraria. Un funcionamiento de tales características será definido como “automático a ciclo continuo”.

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El esquema siguiente muestra una forma simple de implementar un “automático a ciclo continuo”, continuo”, utilizando una válvula 3/2 biestable de comando manual a palanca:

La condición lógica “Y” de inicio lograda mediante una conexión en serie entre A2 y A4, es equivalente a la solución mostrada a continuación con una válvula de simultaneidad.

La siguiente figura muestra otra posible disposición para el funcionamiento a ciclo continuo, incorporando pulsadores independientes para marcha parada:

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Puede también resultar necesario en una máquina implementar ambas posibilidades, esto es un funcionamiento con elección a “ciclo simple” o “ciclo continuo”. continuo”. Una forma sencilla de hacerlo se muestra en la figura mediante una válvula selectora de circuitos o válvula “O”:

La disposición adoptada en la figura presentada es equivalente a la anterior incorporando una válvula “Y”.

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A continuación, la figura muestra una solución más elaborada para el requerimiento anterior, anterior, con pulsadores independientes de marcha y parada en ciclo continuo y pulsador de marcha en ciclo simple:

Obsérvese que por estar todos los pulsadores alimentados con presión, quedan habilitadas sus señales tanto sea a ciclo continuo o simple. Esto es frecuentemente indeseable, ya que al oprimir erróneamente, por ejemplo, el pulsador de ciclo continuo, la máquina arrancaría en ese modo cuando el deseado hubiese sido a ciclo simple. Esta limitación se soluciona incorporando una válvula 3/2 selectora de modo como se muestra a continuación:

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El modo de operación es seleccionado previamente por medio de la selectora. Los mandos correspondientes al modo no seleccionado son inoperantes. Obsérvese que, además, cuando se conmuta la selectora desde ciclo continuo a ciclo simple simultáneamente a través de la válvula A10, es “borrada” la memoria de marcha a ciclo continuo de la válvula A12. La señal de “borrado” permanece, impidiendo la entrada de señal desde A6 (ciclo continuo – marcha). 6.3.2

Mandos con opción automático/manual

Muchas máquinas de funcionamiento a ciclos requieren frecuentemente la posibilidad de comandar en forma manual e independiente el movimiento de sus actuadores. Esto es que la máquina sea total o parcialmente comandada en forma manual, además de su ciclo automático. La siguiente figura muestra un esquema para implementar un mando de esas características a un cilindro de doble efecto, extensible a múltiples actuadores.

Obsérvese que la salida del cilindro puede ser obtenida vía la cadena de señales A2 – A6, en ciclo automático, o vía A4 en operación manual, por medio de la válvula A8. Idéntico razonamiento se sigue con A3, A5 y A7. La misión de la selectora (Z1) será la de conmutar la alimentación de presión de los finales de carrera en posición automático a la de los pulsadores A4 y A5 en posición manual. La figura siguiente muestra la implementación de un manual/automático manual/automático generalizado, que incluye además pulsadores independientes independientes de marcha en ciclo simple, continuo y parada.

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El esquema circuital de la siguiente figura reúne los requisitos del anterior, incorporando además una selectora de ciclo simple o continuo con la confiabilidad que ésta le aportaba al mando.

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6.3.3

Mandos de emergencia Emergencia: Por emergencia debe entenderse toda situación anormal en la máqui-

na, que requiera inmediata intervención del operador para detener total o parcialmente su accionar. La solución de un comando de emergencia (EM) no puede, salvo en casos particulares, ser totalmente generalizada, por cuanto cada aplicación constituye un caso particular que requiere de un estudio minucioso del comportamiento comportamiento frente a una situación anormal. De hecho deben ser estudiados detenidamente los movimientos del sistema de manera que frente a tal situación no se ejecuten acciones que puedan ser de riesgo para el operador o la máquina en si misma. Este estudio determina, en muchos casos, una secuencia de acción especial llamada rutina de emergencia . De lo dicho se deduce que un comando de emergencia no sólo debe responder a la exigencia primaria de interrumpir el ciclo de trabajo, sino también intervenir individualmente sobre los actuadores, creando condiciones seguras para el operador y la máquina, posibilitando la eliminación de las causas de emergencia. Independientemente de cualquier solución adoptada, deberán respetarse algunas normas generales, a saber: • • • •

El coma comando ndo deb debee ser ser a pulsa pulsador dor.. El pulsador pulsador debe ser ser rojo y de amplia superfici superficiee para facilitar facilitar su accionami accionamiento. ento. Su posici posición ón debe debe ser ser visible visible y de fácil fácil acceso acceso.. Es deseable deseable que el el comportami comportamiento ento del del comando comando sea biestabl biestable. e. Así la nueva nueva señal de marcha será efectiva sólo si la condición de emergencia es relevada mediante una acción intermedia que denominaremos relevo de emergencia (REM). • Resulta Resulta conven conveniente iente separar separar el el comando comando EM del REM. 6.3.3.1

Casos generalizables de emergencias 1. Interrupción del ciclo al inicio.

Esta solución es aceptable cuando el ciclo es de corta duración y donde su culminación no acarrea riesgos al operador o a la máquina. Se logra así un comportamiento del circuito análogo al de una parada normal de máquina. Su implementación consiste simplemente en interrumpir la alimentación al inicio del ciclo como muestra la figura. El circuito incorpora también comando de marcha a ciclo simple, continuo y parada con pulsadores independientes. independientes.

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2. Detención del ciclo de trabajo en la etapa alcanzada.

En este caso deberá interrumpirse, además, la alimentación de los finales de carrera, con lo cual sólo se completarán movimientos correspondientes a la etapa de ejecución al momento de oprimir la emergencia.

Obsérvese que al oprimir el pulsador REM, RE M, comenzará la marcha desde la posición de parada hasta la de reposo, permaneciendo allí a la espera de una señal de marcha del operador. En muchas aplicaciones, además de esta condición, se exige la posibilidad de llevar en forma manual y simultánea todos los actuadores a reposo. Esto puede lograrse con un pulsador adicional de puesta a cero (P0), alimentado sólo en condición de emergencia y por medio de válvulas “O” que permitan introducir la señal de P0 a los circuitos de pilotaje que gobiernan el retorno al reposo de los actuadores.

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3 Interrupción de la etapa en ejecución y retorno inmediato simultáneo de todos los actuadores a posición de reposo.

Esto constituye un caso particular del anterior, en el cual, todas las válvulas “O” de los circuitos de pilotaje de retorno quedan automáticamente conectadas a una línea que es alimentada en condición de emergencia. Esta línea es la misma que en el circuito anterior, alimentaba al pulsador de puesta a cero P0. El nuevo esquema es mostrado a continuación.

4 Interrupción Interrupción de la etapa etapa de ejecución ejecución y retorno retorno a posición de reposo reposo sólo sólo de algunos actuadores; los restantes deben quedar bloqueados en su posición

Para ello sólo basta interferir con válvulas “O” los circuitos que gobiernan el retorno de aquellos actuadores que se quieran volver a su posición de reposo. Los restantes podrán volver oprimiendo, por ejemplo, un pulsador de puesta a cero. La realización de emergencias con secuencias preestablecidas reviste una complejidad superior fuera de los objetivos de este texto. Para complementar lo anteriormente dicho, la figura que se muestra a continuación ilustra la implementación de la emergencia en un circuito que, además, incluye: Selectora de operación manual/automático, selectora de automático a ciclo simple o continuo y pulsadores independientes de marcha y parada, según el modo de operación seleccionado: seleccionado:

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6.3.4

Mandos con actuadores múltiples

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Ejercitación Ejercicio Nº 18

Se pretende que los actuadores neumáticos A y B realicen un ciclo automático con secuencia A+, B+, A-, B-. El inicio del ciclo se realizará por medio de un pulsador. El ciclo deberá concluir aunque el pulsador se mantenga oprimido y sólo podrá iniciarse si fuera completado el anterior. El diagrama Espacio – Fase resultará como se muestra en la figura:

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Nótese que para lograr las condiciones de marcha propuestas (inicio del ciclo), se ha establecido una condición “Y” entre el pulsador y el fin de carrera accionado por el último movimiento del ciclo. La figura muestra la solución adoptada:

Ejercicio Nº 19

Dos actuadores neumáticos deben realizar un ciclo automático con secuencia A+, B+, A-, B-, con idénticas características de inicio de ciclo que las propuestas para el ejercicio Nº 18 . El diagrama Espacio – Fase se muestra a continuación:

Obsérvese que para asegurar las condiciones de inicio de ciclo, se ha establecido una condición “Y” entre el pulsador y los finales de carrera accionados por los últimos movimientos del ciclo. Esto asegura la marcha, sólo si los dos actuadores alcanzaron la posición de reposo en el ciclo anterior, es decir, “fue completado l ciclo anterior”. La figura muestra una posible solución:

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Ejercicio Nº 20

Dos cilindros neumáticos deben operar automáticamente a ciclo simple según la secuencia A+, B+, B-, A-. El inicio de ciclo se efectuará por medio de un pulsador y sólo ocurrirá si fue completado el ciclo anterior, es decir, con los actuadores en posición de reposo. El diagrama Espacio – Fase para el ciclo propuesto se muestra en la siguiente figura:

Si observamos detenidamente el diagrama podremos detectar que: • La señal señal de B2, que hace hace salir al cilindro cilindro B, B, está presente presente en el moment momentoo en que es emitida la señal desde B3 para hacerlo retornar. B2 está presente durante las fases 2 y 3, siendo B3 emitida al final de la fase 2. • La señal señal A3, que hace hace retornar retornar al cilindro cilindro A, estará estará presente presente cuando cuando deba deba emitiremitirse la señal de inicio que lo hace salir. A3 está presente durante las fases 4 y 1, en tanto A4 es pulsado al final de la fase 4.

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Las válvulas biestables utilizadas en la gran mayoría de los mandos neumáticos no responden a una señal mientras tengan presente la contraria, es decir, la conmutación de la válvula es bloqueada por la señal contraria. El ciclo propuesto presentará dos bloqueos que impedirán su desarrollo, debido a la presencia en A1 y B1 de las señales A3 y B2 respectivamente. Las señales que por razones operativas del ciclo estén presentes cuando deban ingresar las contrarias se denominan “señales bloqueantes”. Para que el ciclo pueda efectuarse, éstas deben ser eliminadas. En nuestro ejemplo, A3 y B2 son señales bloqueantes, las que indicaremos circuladas sobre el diagrama Espacio – Fase. Los esquemas circuitales siguientes muestran distintas soluciones que permiten eliminar el bloqueo que originan dichas señales (A3 y B2). a)

Técnica del mando abatible (mando unidireccional).

Consiste en anular las señales de bloqueo mediante el uso de finales de carrera con mando unidireccional. unidireccional. El esquema circuital resultará como se muestra en la figura:

b) Técnica de la temporización (monopulsado de señales).

Consiste en anular las señales bloqueantes temporizando su duración (monopulsado), logrando que éstas desaparezcan antes que ingresen las señales contrarias. El esquema de mando será ahora el indicado en la figura:

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c) Técnica de la memoria auxiliar.

Consiste en eliminar las señales bloqueantes; quitándole la alimentación a los finales de carrera emisores de dichas señales, en el momento en que son emitidas las respectivas señales contrarias. Esto se logra utilizando válvulas de memoria auxiliar biestables del tipo 3/3 ó 5/2. El esquema siguiente muestra la solución empleando esta técnica con una memoria auxiliar 5/2:

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d) Técnica de la cascada.

Esta forma de eliminación de señales bloqueantes es una derivación directa de la técnica anterior, que posibilita la enumeración de un método de diseño de circuitos llamado método de la cascada. El ejercicio propuesto queda resuelto del siguiente modo, empleando una válvula de memoria biestable 5/2:

Aclaramos que la anulación de las señales bloqueantes es posible también empleando otras técnicas tales como la del conexionado o la de los registros secuenciales paso a paso. La primera de ellas no es aplicable a todos los casos (en particular al ejercicio que nos ocupa) y requiere una experiencia previa en la técnica de los circuitos. Una explicación de esta técnica es mostrada en el ejercicio Nº 21. La segunda, registro paso a paso, es una derivación más elaborada de la técnica en cascada, que permite obtener mandos secuenciales paso a paso de alta confiabilidad. 23 y N° N° 24. Su aplicación es mostrada en los ejercicios Nº 23 Ejercicio Nº 21

Los cilindros neumáticos A, B y C deben operar según la secuencia A+, B+, A-, C+, B-, C-. Las condiciones de inicio pretendidas son análogas a las de los ejercicios anteriores. El diagrama Espacio – Fase (ver siguiente figura) nos muestra dos señales de bloqueo:

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• A6, que hace hace salir salir al cilindro cilindro A, está presente presente en en A1 cuando cuando A debe retornar; retornar; esto es cuando la señal de A3 deba ingresar a A1, por lo tanto, A6 es bloqueante • C4, que hace hace salir al cilindro C está presente presente en C1 cuando cuando C deba deba retornar; retornar; esto es cuando la señal de C3 deba ingresar a la válvula C1, por lo tanto, C4 es bloqueante.

e) Técnica del conexionado

El esquema de la siguiente figura muestra la solución del ejercicio utilizando la técnica del conexionado. Ésta consiste básicamente en lograr condiciones “Y”, conectando en serie los finales de carrera bloqueantes con otros que no se encuentren accionados o dejen de estarlo en el momento en que deban ingresar las señales contrarias. En nuestro caso A2C3 en serie alimentando a A4 y A3C2 de igual modo con C4. Cualquiera de las técnicas empleadas en el ejercicio Nº 20 pudo también dar solución al problema planteado. Ejercicio Nº 22

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Los cilindros neumáticos A, B y C deben operar automáticamente según la secuencia A+, B+, B-, C+, C-, A-. El funcionamiento será a ciclo simple con inicio mediante un pulsador y estará condicionado a la finalización del ciclo anterior. El diagrama Espacio – Fase se muestra en la figura:

La solución se ha logrado mediante la técnica de la cascada, utilizando memorias auxiliares del tipo 5/2 biestables:

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La siguiente figura muestra una solución equivalente, empleando la misma técnica pero con memorias auxiliares 3/2 también biestables:

Aquí se presenta la misma solución con otra disposición de las memorias auxiliares:

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En la siguiente figura se ha adoptado otra disposición de las memorias y se condicionó el ingreso de las señales a éstas mediante válvulas “Y”:

Ejercicio Nº 23

Tres actuadores neumáticos deben cumplir un ciclo de trabajo, según la secuencia A+, B+, C+, C, B-, A-. El inicio de ciclo será mediante un pulsador y reunirá las condiciones exigidas en los ejercicios precedentes. Se detecta en el siguiente diagrama Espacio – Fase la presencia de cuatro señales bloqueantes, B2, C2, B3, y A3 en razón que: B2 está presente cuandodebe ingresar B3 C2 está presente cuando debe ingresar C3 B3 está presente cuando debe ingresar B2 A3 está presente cuando debe ingresar A2

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Proponemos dos soluciones: 1.

Técnica del mando unidireccional. unidireccional.

2.

Técnica en cascada.

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Ejercicio Nº 24

Tres cilindros neumáticos deben operar según la siguiente secuencia: A+, C+, B+, A-, B-, C-. Se pretende un funcionamiento automático a ciclo simple o continuo con pulsadores independientes de marcha y parada en esta última modalidad. Como condición de emergencia se impone el retorno a posición de reposo de todos los actuadores desde la fase en ejecución. En condición de emergencia los pulsadores de marcha normal a ciclo simple o continuo deben ser inoperantes, hasta tanto la emergencia sea relevada accionando otro pulsador. Las condiciones de inicio de ciclo son análogas a la de los ejercicios anteriores. Diagrama Espacio – Fase: Solución:

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Ejercicio Nº 25

Un dispositivo de elaboración de piezas requiere que los cilindros neumáticos A, B, y C realicen automáticamenautomáticamente la siguiente secuencia: A+, B+, B-, A-, C+, C-. Se pretende que el equipo tenga la posibilidad de operar a elección en ciclo simple o continuo. Un comando de emergencia retornará los actuadores actuadores simultáneamente simultáneamente desde la fase en ejecución a la posición de reposo. Los mandos de marcha no deben operar bajo estas condiciones. La emergencia deberá ser relevada por medio del pulsador REM. Diagrama Espacio – Fase: Proponemos tres soluciones: 1.

Técnica del mando unidireccional: unidireccional:

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2.

Técnica en cascada:

3.

Registros secuenciales paso a paso:

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7

DETECCIÓN DE FALLAS FALLAS

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Detección de fallas

7. 1

Detección sistemática de fallas en circuitos neumáticos

81

La detección de fallas en los circuitos neumáticos implica un proceso de razonamiento basado en el conocimiento de las características funcionales del equipo y la relación entre los distintos componentes intervinientes en el mando. Muchas veces la tarea es asignada a personas carentes de dicho conocimiento, las que inevitablemente deben recurrir a la detección por tanteo. Esta a menudo no sólo es infructuosa, sino que se convierte en fuente de mayores desperfectos en el mando, traducidos en aumentos de tiempos de máquina parada y cuantiosas pérdidas de producción. Por otro lado, es frecuente que el éxito en la tarea de detección esté solo reservado a determinadas personas que por su antigüedad conocen todos los “secretos” del equipo. Ésta es una solución válida pero disponible (aunque no siempre) al cabo de varios años y por lo tanto de costo elevado. Los inconvenientes anteriores generan la necesidad de un método de trabajo que garantice la detección en forma sistemática de las fallas, aún con escasa experiencia sobre el equipo. El método que proponemos seguidamente seguidamente se basa en dos aspectos: a) Predeterminación Predeterminación sobre el el esquema circuital circuital de los posibles posibles elementos elementos causantes de la falla. b) Verificación Verificación posterior sobre la instalación instalación real. real. A efectos de la aplicación del método, será imprescindible contar para cada equipo de la planta con la siguiente documentación base: • Diagrama Diagrama Espacio Espacio – Fase Fase u otra forma de de representa representación ción de la secuen secuencia cia operaoperativa de la máquina. • Esquema Esquema circuital circuital del mando, mando, con lista lista de materiales materiales y designación designación de elemento elementos, s, según lo establecido en los apartados anteriores. • Croq Croqui uiss de inst instal alac ació ión. n. Esta documentación es normalmente provista por los fabricantes de los equipos, sin embargo, no siempre está disponible, por lo que muy probablemente deba ser elaborada por el propio sector de mantenimiento. Las bases para su realización fueron ya establecidas en los apartados anteriores. Las personas a cargo de las reparaciones deberán estar capacitadas en la: • Interpret Interpretació aciónn de diagramas diagramas de secuencia secuencia Espacio Espacio – Fase, Fase, Grafcet, Grafcet, u otra. • Lec Lectura tura e interpretaci interpretación ón de esquemas esquemas circuitales circuitales (implic (implicaa conocimiento conocimiento de simbología, formas de representación, designación designación de elementos, etc.). El sector de mantenimiento acordará con el sector de producción los siguientes puntos básicos: • La producción producción no deberá introducir introducir cambios cambios en los mandos mandos sin el conocimiento conocimiento del sector de mantenimiento, quien frente al caso analizará los alcances y actualizará la documentación pertinente. pertinente. • Los operar operarios ios de los equipo equiposs en condición condición de falla falla no deberán deberán tomar tomar acciones acciones sobre el mando tendientes a normalizar el funcionamiento. Sólo deben limitarse a reportar la falla a mantenimiento. • Cuando Cuando la falla provoq provoque ue una parada, parada, la máquina máquina deberá deberá quedar quedar en lo posible posible en la posición alcanzada al momento de producirse la misma.

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Seguidamente estableceremos el procedimiento a seguir por la persona a cargo de la tarea, a partir del momento en que la falla es reportada. 7. 2

Procedimiento para la detección de fallas

Toda vez que una falla sea reportada, el responsable de la reparación efectuará las siguientes preguntas: ¿Se encuentra todavía la máquina en la posición en que surgió la falla? ¿Fue realizada alguna acción tendiente a reanudar la marcha?

A continuación se procederá del siguiente modo: 1. 2. 3.

Con ayuda del diagrama Espacio – Fase y en función de la posición alcanzada por los actuadores, determine la fase en que se encuentra detenido el ciclo de trabajo. Con el mismo diagrama determine las acciones que debieran continuar en la posición detenida. Identifique en el esquema circuital los elementos que guardan relación con dichas acciones.

El orden de probabilidad de fallas, será: Los elementos de las cadenas de mando que dan origen a las acciones determinadas en el punto 2, designados en el esquema circuital con las letras de los actuadores, seguidas de números pares o impares según sean dichas acciones b) Los elementos de las cadenas de mando que dan origen a las acciones contrarias a las del punto 2. Estos pueden generar señales bloqueantes (en la válvula) e impedir la realización del ciclo. Se identificarán por contraposición con los del punto a). c) Las válvulas de los actuadores. Éstas son las designadas con A1, B1, C1, D1, etc. d) Los elementos de regulación de los actuadores: A02, A03, B02, B03, etc. e) Los actuadores mismos: A, B, C, D, etc.

a)

4.

Identifique los elementos mencionados en la instalación real. Es preferible que éstos se encuentren ya rotulados en concordancia con la designación del esquema circuital. Esto facilitará la localización de los mismos.

5.

Inicie la verificación en la máquina siguiendo los pasos indicados en el gráfico de la siguiente figura:

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7. 3

Ejercicios de detección de fallas Ejercitación Ejercicio Nº 26

Sobre la base del ejercicio Nº 18 , que reproduciremos reproduciremos seguidamente, aplicaremos el procedimiento descrito.

Supondremos que el ciclo de trabajo se interrumpió a causa de una falla. Ésta es reportada y de las preguntas formuladas surge que: • La máquina máquina se encuen encuentra tra en la posici posición ón de falla. falla. • No se realizó realizó ninguna ninguna acción acción tendien tendiente te a normalizar normalizar el funcion funcionamien amiento. to. De la posición de los actuadores surge que el ciclo se encuentra detenido en la última fase (fin de ciclo). 2. La acción que debiera continuar es A+. 3. Los elementos que guardan relación con la falla son: A2; A4; A3; A5; A7; A9; A1; no existe; B. identifican los elementos en la instalación real. 4. Se identifican 5. Se procede a verificar siguiendo la secuencia indicada en el gráfico de la página 83. Suponemos realizadas las verificaciones 1 a 6, no encontrándose ninguna anormalidad. conduce a la 8 por lo que quedan excluidos excluidos de falla los elemenelemen6. La verificación 7 conduce tos A2 y A4 (la verificación 7 se realiza con A4 oprimido). 1.

El resultado de la verificación 7 nos conduce a la 8. Esto descarta automáticamente a B3 como causante de la parada. La verificación 8 realizada sobre el piloto de B1, nos conduce a la 9. Esto excluye a B2 como elemento de falla. Obviamente la anomalía se encuentra ahora exclusivamente en B1 o en B, o sus conducciones. La verificación 9 nos conduce a la 10. Esto excluye al actuador B, llegando luego de la verificación 10 y a la conclusión de que la válvula B1 está trabada por suciedad en los mandos.

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Ejercicio Nº 27

Aplicaremos el procedimiento de detección al ejercicio Nº 20, técnica de la temporización. Por comodidad comodidad reproduciremos aquí el diagrama Espacio – Fase y el esquema circuital correspondiente: correspondiente:

La falla reportada es que el ciclo no se inicia al oprimir el pulsador A4. • La máquina máquina se halla halla en posición posición de parada parada normal. normal. • No se realizó realizó ninguna ninguna acción acción para para normalizar normalizar el funcio funcionamie namiento. nto. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

De la posición de los actuadores surge que el ciclo se encuentra detenido en la última fase (fin de ciclo). La acción que debiera continuar es A+. Los elementos que guardan relación con la falla son: A2; A4; A3; A5; A7; A9; A1; no existe B. Se identifican los elementos en la instalación real. Se procede a verificar siguiendo la secuencia indicada el gráfico de la página 83. Suponemos realizadas las verificaciones 1 a 6, no encontrándose ninguna anormalidad. La verificación 7 conduce a la 8 por lo que quedan excluidos de falla los elementos A2 y A4 (la verificación 7 se realiza con A4 oprimido).

La verificación 8, realizada sobre el piloto de A1, nos conduce a que la falla se encuentra sobre los elementos b, es decir A3, A5, A7, A9. Verificando esta cadena de mando, encontramos que el regulador A5 se encuentra muy cerrado. La señal contraria en B1 está presente impidiendo la entrada proveniente de A4.

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Ejercicio Nº 28 ejercicio cio N° 22, reproducido seguiAplicaremos el método de detección de fallas al ejerci damente junto con el diagrama Espacio – Fase correspondiente. correspondiente.

• La máquina máquina se se encuentr encuentraa detenida detenida en en la fase fase de falla. falla. • No se realizar realizaron on accione accioness tendientes tendientes a reanud reanudar ar la marcha. marcha.

1. 2. 3.

Del diagrama Espacio – Fase surge que el ciclo se encuentra detenido en la fase 2. La acción que continúa a la posición de falla es B-. Los elementos vinculados con dicha dicha acción son: B3 y la memoria auxiliar Z2; B2 y la memoria auxiliar Z1; B1; no existe; B.

4. 5. 6.

Se identifican los elementos en la instalación real. Asumimos realizadas las verificaciones 1 a 6 sin encontrar anormalidades. anormalidades. La verificación 7 nos conduce a la 11. Quedan, por lo tanto, excluidos como causales de la falla los elementos B2 y la memoria auxiliar Z1. La búsqueda ahora se centrará sobre los elementos B3, Z2 y sus conducciones. Para el ejemplo propuesto, la 11 nos conduce a la 12 en razón de la presencia de Z1, Z2 y Z3, memorias auxiliares.

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Conclusión

La 12 nos conduce a la 13 y ésta a la 16. De ésta última verificación surge que la falla es ocasionada por una interrupción de la cadena de pilotaje a la válvula auxiliar Z2 por aplastamiento de conducciones o falla de B3. Revisada esta cadena de mando se encuentra una interrupción en la conducción, que alimenta a B3 desde la línea de grupo I. Solucionado el desperfecto el equipo reanuda su funcionamiento. funcionamiento.

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Material didáctico

Micro Capacitación realiza y comercializa una variedad de elementos didácticos de gran flexibilidad, fácil montaje y re-ubicación o cambio, con posibilidades de expansión con módulos que permiten partir de un modelo básico, y terminar en un poderoso centro de estudio y ensayo. Paneles serie DIDACTO

Estos paneles están enteramente diseñados por MICRO en un desarrollo compartido por nuestros especialistas de Capacitación y de Ingeniería. Los componentes que se utilizan para su construcción son los mismos que adopta la industria de todo el mundo para la implementación de sus automatismos en una amplia gama de aplicaciones y complejidades.

Se entregan con una base de montaje en estructuras de perfiles de aluminio anodizados, y un exclusivo sistema de fijación de elementos de ajuste manual de un cuarto de vuelta que permita su fácil re-ubicación o cambio, facilitando la tarea didáctica del capacitador y la asimilación de conceptos de los asistentes.

En cuanto a las posibilidades de expansión, se han contemplado diferentes módulos que permiten migrar de un modelo básico y llegar a implementar hasta un poderoso Centro de Estudio y Ensayo que incluya PC, interfaces para accionamiento de actuadores, mobiliario, etc., cubriendo variadas tecnologías complementarias.

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MICRO CAPACITACIÓN

Software

Los softwares utilizados tienen como misión amalgamar la potencialidad de la informática aplicada a la enseñanza de automatización. Puede clasificarse clasificarse en: 1.

2.

3.

Softwares de simulación, que pueden diseñar, diseñar, ensayar y simular circuitos que incluyan componentes electrónicos, neumáticos e hidráulicos. Softwares de cálculo, información técnica y selección de componentes adecuados para cada requisición técnica. Softwares de presentaciones que, preparados por nuestros ingenieros, optimizan las charlas y las adecuan al medio al que van dirigidas.

Los referencia referencia a los softwares de simulación, y con el fin de hacerlos interactivos, se dispone de interfaces que permiten físicamente hacer actuar a los elementos que son visualizados en el monitor de la computadora. Material de soporte

Micro Capacitación dispone de variados elementos didácticos para facilitar la transmisión efectiva de los conceptos. Entre ellos se cuenta con componentes en corte, simbología para pizarra magnética, manuales, videos, transparencias, etc.

Cursos

Micro Capacitación cubre un extenso rango de temarios en los cursos que dicta en sus aulas que, para tal efecto, posee en su edificio central. Pero también atiende los requerimientos de la Industria y las instituciones educativas trasladándose con su laboratorio móvil a las ciudades del interior, interior, y otros países.

Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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