Download EQUIPOS CON CIRCUITOS ELECTRO HIDRÁULICOS

EQUIPOS CON CIRCUITOS ELECTRO HIDRÁULICOS
La presente exposición del tema de los circuitos neumáticos, hidráulicos y eléctricos
permite darnos cuenta de las múltiples posibilidades que se alcanzan con su utilización y
puede ser un punto de partida para comprender las maquinas mas complicadas.
Tipos de Automatización.
Existen cinco formas de automatizar en la industria moderna:
•
Control Automático de Procesos
•
El Procesamiento Electrónico de Datos
•
La Automatización Fija
•
El Control Numérico Computarizado
•
La Automatización Flexible.
De modo que se deberá analizar cada situación a fin de decidir correctamente el esquema
más adecuado. Sin embargo en este tema solo nos enfocaremos a la automatización fija,
que es aquella asociada al empleo de sistemas lógicos como: los sistemas de relevadores y
los sistemas de compuertas lógicas.
Conceptos Básicos:
Retomando la base de este tema, la “Hidráulica” Son aquellas máquinas que usan fluidos
para trabajar, usando mayormente áreas para moderar las potencias. Estás maquinas utilizan
la incompresibilidad de los líquidos para generar grandes cantidades de potencia en muy
poco tiempo.
Estás máquinas pueden utilizar distintos tipos de aceites para trabajar, entre ellos destacan
tres tipos, mezclas de aceites minerales, mezclas de agua-aceites y aceites sintéticos,
además, estos tienen una doble función, aparte de generar potencia, también funcionan
como lubricantes.
Relevadores
Breve Reseña
Con los relevadores fue posible establecer automáticamente una secuencia de operaciones,
programar tiempos de retardo o conteo de eventos, pero aún con todas sus ventajas, por su
naturaleza electromecánica, tienen un solo periodo de vida, sus partes conductoras de
corriente en algún momento pueden dañarse y mas aun, la inconveniencia más importante
de la lógica con relevadores, es su naturaleza fija, es decir, la lógica de un panel de relés
es establecida por los diseñadores desde un principio y mientras la máquina dirigida por
este panel este llevando los mismos pasos en la misma secuencia, todo esta perfecto, pero
cuando se necesite un cambio de producción en las operaciones de ese proceso, la lógica
del panel debe ser re-diseñada, y si el cambio es muy grande puede ser mas económico
desechar el panel actual y construir uno nuevo involucrando gran cantidad de tiempo,
trabajo y materiales, a parte de las perdidas ocasionadas en la producción.
Estados de control de un Relevador
Es importante que recordemos que todos los RELEVADORES tienen contactos asociados
que se ACTIVAN cuando la BOBINA de éste, se ENERGIZA, (También los interruptores
tienen contactos que se ACTIVAN al activarse estos).
Todos los contactos tienen un ESTADO NORMAL, y es la posición en la cual están
INACTIVOS o la bobina del relé esta DESENERGIZADA, este estado puede ser
ABIERTO (CONTACTO NORMALMENTE ABIERTO) o CERRADO
(CONTACTO NORMALMENTE CERRADO).
Cuando se energiza la bobina del relevador, sus contactos se ACTIVAN, cambiando al
estado opuesto de su ESTADO NORMAL (estado no activo), es decir, un contacto
NORMALMENTE ABIERTO se cerrará y un contacto NORMALMENTE CERRADO se
abrirá.
Circuitos en paralelo y en serie
Los conceptos de CIRCUITOS EN PARALELO y CIRCUITOS EN SERIE, son
fundamentales en todos los sistemas eléctricos y diagramas de escalera. El diagrama de
escalera es el principal método para entender y programar las secuencias lógicas de
operación y control que realiza un PLC.
Circuito en Paralelo ó Circuito O
En este circuito los interruptores 1 y 2 están conectados en paralelo, este arreglo también es
llamado circuito O, porque el interruptor de arranque 1 O el interruptor de arranque 2
pueden estar cerrados para completar este circuito y la salida o el relevador se energice.
Circuito en Serie ó Circuito Y
Aquí los interruptores están conectados en serie y también se llama circuito Y, porque el
primer elemento (interruptor de arranque) Y el segundo elemento (interruptor de paro)
deben estar cerrados para lograr la continuidad lógica y la salida o el relevador se
energice.
Circuitos de Retención
Estos circuitos son muy utilizados en la lógica de relevadores y son la base para entender
una de las instrucciones más utilizadas en la programación de PLC’s, la salida Latch
enclavada o de retención.
El propósito de un circuito de retención es el de mantener energizada la salida después de
usar un interruptor de acción momentánea como un botón pulsador, con el siguiente
diagrama repasaremos el funcionamiento de este tipo de circuitos.
1.- Para encender el motor, el operador presiona el botón de arranque, enviando una señal
momentánea al relevador de control L.
2.- La bobina se energiza y los contactos del motor se juntan para encenderlo. Pero
¿CÓMO CONTINUA FUNCIONANDO? La señal es momentánea y si no hay algún
circuito adicional, la bobina vuelve a su estado NO ENERGIZADO en cuanto se suelta el
botón de arrancar, y el motor se apaga.
Como sabemos, este circuito adicional es un circuito de retención; entonces, el arrancador
es energizado cuando se presiona el botón de arrancar. Un contacto auxiliar para mantener
el circuito (montado sobre el arrancador), forma un CIRCUITO PARALELO alrededor de
los contactos del botón pulsador de arrancar, sosteniendo el arrancador energizado después
de que el botón se suelta. Si ocurriera un falla en el circuito de fuerza o se oprimiera el
botón de PARAR, el arrancador se abrirá y por consiguiente se abrirá también el contacto
auxiliar de sostén. En la restauración del circuito de fuerza el botón de arrancar debe ser
actuado otra vez para que el motor nuevamente opere. Este circuito también es llamado
control a 3 hilos y este termino surge de la realidad de que en un circuito básico son
requeridos al menos 3 hilos para conectar los dispositivos piloto a el arrancador.
Tomemos el siguiente ejemplo, supongamos que en algún renglón de nuestro diagrama de
escalera tenemos las siguientes instrucciones:
Y nuestro sensor es normalmente abierto (NA), entonces la salida que habilita a la bobina
01 solo encenderá si el sensor esta detectando algo, pero si nuestro sensor es normalmente
cerrado (NC), entonces la salida permanecerá encendida mientras el sensor esté sin detectar
(es decir, cuando detecta, la salida se apaga). Ahora, si en nuestro renglón tenemos lo
siguiente:
Y nuestro sensor es NA, la salida estará activa hasta que el sensor detecte algo (es decir,
cuando se detecte algún objeto la salida se apagará), y si el sensor utilizado es NC, la salida
se activará hasta que el sensor detecte algún objeto. Como podemos ver, es el caso
contrario del renglón anterior.
Para mayor claridad de estos ejemplos observemos con atención los siguientes esquemas.
Por la explicación anterior, entendemos entonces la importancia de comprender el principio
de funcionamiento de todos los dispositivos utilizados en un sistema automático, lo cual
también nos ayudará, a diagnosticar más eficazmente los problemas que se nos presenten,
de igual manera nos ayudará a un mejor desarrollo de nuestros programas y proyectos; así
entonces, empecemos por estudiar a los SENSORES que por existir una gran variedad de
tipos y aplicaciones, constituyen el principal y más importante dispositivo de entrada
VÁLVULA DE TRES VÍAS (Control Manual)
Esta es la primera de las válvulas que cambia la orientación de la corriente del fluido. En
esta válvula como su nombre; lo indica, hay tres bocas de conexión o "puertas", la primera
por donde entra la presión desde la bomba , la segunda que se comunica con el cilindro
hidráulico y la tercera que es la conexión hacia el tanque o retorno .
En la fig. 7.1 se muestra un corte de una válvula de tres vías en las dos posiciones en que
aquella trabaja como A y B, en una de esas posiciones la corredera o husillo permite
comunicar la puerta de entrada de presión con la salida del cilindro, mientras bloquea el
retorno al tanque, en la segunda posición, o sea con la corredera situada en el otro extremo
la misma bloquea ahora la entrada de presión y conecta el retorno a tanque con el cilindro.
Válvula de 4 vías 2 posiciones
VÁLVULAS SOLENOIDES HIDRÁULICAS
Las necesidades crecientes que se presentaran y que se siguen presentando en el campo de
la automatización industrial en cuanto hace a la fabricación de maquinarias, dispositivos y
diversos elementos accionados hidráulicamente, y la extrema. de sencillez con que se
pueden diseñar circuitos eléctricos que funcionan automáticamente comandados desde
sencillos microcontactos fin de carreras , microcontactos temporizadores , hasta los
modernos programadores lógicos programables (PLCs) han hecho pensar a los Ingenieros
lo útil que resultaría comandar circuitos hidráulicos vía automatizaciones eléctricas.
Ello determinó en su momento la creación de la válvula de control direccional accionada
por solenoides y/o electroimanes, y , actualmente, este tipo de válvulas es el elementos
indispensable para comandar cualquier máquina hidráulica, automática a no , por medio de
cualquier tipo de accionamiento eléctrico y/o electrónico .
VÁLVULAS DE HIDRÁULICAS DE CUATRO VÍAS, OPERADAS
ELÉCTRICAMENTE .
En la Fig. 7.15.a. vemos una válvula directamente accionada por solenoide , que es aquella
en la cual el elemento motriz para accionar la corredera deslizante es únicamente un
electroimán o un solenoide.
La acción de este, cuando se encuentra energizado, se traduce en un empuje o una tracción
de la corredera. En dicha figura tenemos una válvula de cuatro vías, dos posiciones, de
retorno por la acción de un resorte antagonista, y accionada por el electroimán dibujado al
costado derecho de la válvula. Cuando se energiza el solenoide la corredera es empujada
por la acción de este hacia la izquierda, conectan da la presión a la cara 2 del cilindro
mientras que la cara 1 queda drenada al tanque. La corriente eléctrica debe ser mantenida
sobre el solenoide para que este a su vez mantenga a la corredera empujada totalmente
hacia la izquierda. Cuando se corta la corriente 9 y el solenoide se desenergiza ,el resorte
empuja enérgicamente a su vez a la corredera hacia la derecha conectándose entonces las
puertas del cuerpo de la válvula de la manera demostrada en la figura.
Fig. 7.15 b. Refiriéndonos a la válvula de cuatro vías, dos posiciones accionada por un solo
solenoide y retornada por resorte, era necesario mantener la corriente eléctrica sobre el
mismo durante todo el tiempo que la válvula debía estar actuando. Algunas veces suele
suceder, que la válvula es operada por un breve impulso eléctrico y al cesar este, debe
seguir la corredera permaneciendo en el lugar a la cual aquel la llevó, Evidentemente en
este caso no puede tolerarse la acción del resorte antagonista por tal motivo se reemplaza a
este por otra solenoide, de manera que la corredera es movida hacia un extremo o el otro de
la válvula por la acción del empuje de uno u otro solenoide
Fig. 7.15 c. En los casos vistos anteriormente, las válvulas eran de 2 posiciones , pero si a la
válvula accionada por doble solenoide mediante dispositivos adecuados, le colocamos dos
resortes exactamente iguales en ambos extremos de la corredera , la misma , cuando ningún
solenoide está energizado, se auto centrará por la acción del equilibrado provocado por
ambos resortes en la posición central de la válvulas , tenemos así una válvula de cuatro
vías, tres posiciones, autocentrada por resortes .
De la forma como la corredera está construidas tendremos.
• Válvulas de centro cerrado.
• Válvulas de centro abierto
• Válvulas de centro flotante
• Válvulas de centro tandem .
Deben tomarse especiales cuidados que nunca ambos solenoides queden energizados
simultáneamente.
La corriente eléctrica debe ser mantenida sobre el solenoide respectivo todo el tiempo
deseado para mantener la corredera en uno de sus extremos, Si el solenoide se energiza ,
permaneciendo el otro solenoide desenergizando , los resortes automáticamente llevan a la
corredera a su posición central, Esta válvula puede ser montada en cualquier posición .
http://www.ing.uc.edu.ve/~emescobar/automat_I/contenido_
menu/Unidad_IV/Contenido/pagina3/pagina3.htm