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Manual Teórico Práctico del
Módulo Autocontenido Específico:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control
Digital
Profesional Técnico-Bachiller en
Mantenimiento de Equipo de
Cómputo y Control Digital
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
1
PT-Bachiller
Colegio Nacional de Educación Profesional Técnica
INSTALACIÓN DE REDES DE DATOS
Capacitado por:
e-cbcc
Educación-Capacitación
Basadas en Competencias
Contextualizadas
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
2
COORDINADORES
Director General
José Efrén Castillo Sarabia
Secretario Académico
Marco Antonio Norzagaray Gámez
Director de Diseño Curricular de la Formación Ocupacional
Gustavo Flores Fernández
Autores:
Revisor técnico:
Revisor pedagógico:
Alfonso Cruz Serrano
Virginia Morales Cruz
Tecnologías de la Información
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
D. R. a 2006 CONALEP.
Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra,
incluida la portada, por cualquier medio sin autorización
por escrito del CONALEP. Lo contrario representa un acto
de piratería intelectual perseguido por la ley Penal.
E-CBNC
Av. Conalep N° 5, Col. Lázaro Cárdenas, C. P. 52140 Metepec, Estado de
México.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
3
ÍNDICE
Participantes
I.
Mensaje al alumno
II.
Como utilizar este manual
IV.
Normas de competencia laboral
VI.
Mapa curricular del módulo autocontenido especifico
III.
V.
Propósito del módulo autocontenido específico
Especificaciones de evaluación
Capítulo 1: Identificación de los requerimientos para el mantenimiento correctivo en equipos
de control digital.
Mapa curricular de la unidad de aprendizaje
1.1.1
Mantenimiento total productivo TPM.
•
•
•
Características.
Integración de los tipos de mantenimiento.
Determinación del tipo de mantenimiento a aplicar.
- Condicional.
- Predictivo
- Preventivo
1.1.2
- Correctivo
Inspección y Diagnóstico.
•
Seguridad para la inspección.
- Elementos básicos (Operador, equipo y herramientas e instrumentos).
•
Precauciones y recomendaciones generales.
- Desenergización de áreas de trabajo.
- Candados.
- Tarjetas.
- Identificación de circuitos.
•
Equipos a emplear.
- De prueba.
- De seguridad.
- De medición.
•
Diagnóstico
- Análisis de la falla.
Dictamen y reporte de falla
1.1.3
Consecuencias.
Procedimiento general para identificar fallas.
•
•
Comprensión del circuito.
Operación integral de la máquina o equipo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
4
•
Inspección visual general.
- Componentes.
- Alambrado.
- Conexiones a tierra.
•
Inspección de áreas comunes de falla.
- Fusibles.
- Perdida de conexiones.
- Contactos defectuosos.
- Marcas incorrectas de alambres.
- Combinación de problemas.
- Bajo voltaje.
•
Inspección de áreas modulares de falla.
- Fuentes de alimentación
- Circuitos y dispositivos de control: Circuitos PID, PLC y PLD, Componentes,
Aislamiento.
- Procesadores
- Dispositivos electrónicos: Opam’s, Multiplexores, Transistores,
Convertidores D/A, Otros C. I.
- Transductores: Sensores y Actuadotes.
•
Estimación de costos.
- Periodo de reparación.
- Intervención.
- Detección.
1.1.4
- Localización del producto averiado.
Proceso del mantenimiento correctivo.
•
Acciones de mantenimiento.
- Reconstrucción.
- Reparación.
- Sustitución.
•
Procedimiento de reparación.
- Herramientas
- Armado y desarmado de elementos.
- Diagramas de ensamble de elementos.
•
Reinicio del proceso.
- Pruebas preliminares.
1.2.1
1.1.1
•
- Calibración de operación.
Operaciones de mantenimiento.
De primer grado.
- Selección de elementos a sustituir.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
5
- Selección de personal para la sustitución.
•
De segundo grado.
- Selección del tipo de diagnóstico.
- Tipos de falla.
•
De tercer grado.
- Ajustes de operación.
- Tipos de compostura.
•
De cuarto grado.
- Arreglo de las unidades de control automatizado.
- Selección de herramientas.
•
De quinto grado.
- Tipos de documentación.
1.2.2
Selección de equipo y herramientas.
Niveles de intervención.
•
Tipos de niveles.
•
Funciones de nivel.
Prácticas y Listas de Cotejo del capitulo I
Resumen
Autoevaluación de conocimientos del capítulo 2
Capítulo 2: Aplicación del mantenimiento correctivo en sistemas de control digital.
Mapa curricular de la unidad de aprendizaje
2.1.1
Elementos básicos de control.
•
Control electromagnético.
− Simbología.
− Diagramas.
•
Elementos de medición
− Potenciómetro
− LVDT (transformador diferencial de variación lineal)
− Celda de presión
− Tacómetro
− Codificador
− RTD (Detector de temperatura por resistencia)
•
Elementos eléctricos de corrección
− Motores de CD
− Motores de CA
− Motores a Pasos
•
•
Elementos de corrección electroneumáticos o hidráulicos
Componentes y dispositivos electrónicos.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
6
2 Diodos.
3 Transistores.
4 Triac’s.
2.1.2
5 Circuitos Integrados.
Mantenimiento a Procesos de Control y PLC’s.
•
•
Diagnóstico de la falla.
Procesos de control.
− Estado discreto.
•
Mantenimiento correctivo de PLC’s
− Modos del Procesador.
− Módulos de entrada y salida.
− Unidad de programación.
•
Procedimiento de reparación
− Códigos generales de error.
− Corrección lógica.
2.1.3
− Sustitución de módulos.
Mantenimiento correctivo a controles eléctricos de motores y servomotores
•
•
Diagnóstico de la falla.
Elementos básicos.
− Arrancadores
− Relevadores de control
− Variadores de CD
− Inversores
− Encoders
•
Complementos.
− Alambrados
− Botones y señalización
•
•
•
2.1.4
Control vectorial
Sistemas de control de tercer y cuarto orden
Procedimiento de reparación
Mantenimiento correctivo a Controles para transferencia y control de energía
•
•
Diagnóstico de la falla.
Transferencia de calor
− Directa
− Intercambio de calor sensible>Calentador y condensador
•
Control de calentadores
− De combustión
− De nivel de domo
− De presión
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
7
− De domo
− De temperatura-vapor
•
2.1.5
Procedimiento de reparación
Mantenimiento correctivo a controles de bombas y compresores
•
Diagnóstico de la falla.
•
Bombas
− De desplazamiento positivo
− Dinámicas.
•
•
2.1.6
Compresor de desplazamiento positivo
Procedimiento de reparación.
Mantenimiento correctivo a controles para procesos de reacción química y
transferencia de masa
•
•
Diagnóstico de la falla.
Reactores continuos
•
Destilación
•
Columnas de vapor
•
Control
− Temperatura
− PH
− Presión flotante
•
2.1.7
Procedimiento de reparación
Mantenimiento correctivo a controles de procesos BATCH y de mediciones analíticos
•
•
Diagnóstico de la falla.
BATCH
− Procesos
− Reactores
− Secado de controles
•
Mediciones analíticas
− Humedad
− Densidad
− Cromatografía
− Espectrometría
− Conductividad
− PH
•
2.2.2
Procedimiento de reparación
Documentación del mantenimiento correctivo.
•
Formatos.
− Evaluación.
− Historial.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
8
− Registro de datos.
− Diagnóstico.
•
Orden de Mantenimiento
− Características
− Determinación de tipo de mantenimiento.
•
Manual de procedimientos.
− Técnicos.
2.2.2
− Administrativos.
Relación costo – beneficio de la aplicación del mantenimiento.
•
Utilidad del equipo.
− Tiempo de vida medio.
− Actualización.
•
Próximos trabajos de mantenimiento.
− Cuantificación.
− Presupuestación.
− Calendarizado.
Prácticas y Listas de Cotejo del capitulo 2
Resumen
Autoevaluación de conocimientos del capítulo 2
Respuestas a la autoevaluación de conocimientos
Glosario de Términos E-CBCC
Glosario de Términos Técnicos
Referencias Documentales
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
9
I. MENSAJE AL ALUMNO
¡CONALEP TE DA LA BIENVENIDA AL
MÓDULO AUTOCONTENIDO
ESPECÍFICO DE “MANTENIMIENTO
CORRECTIVO DE SISTEMAS DE
CONTROL DIGITAL”!
El
Este módulo ha sido diseñado bajo la
Modalidad
Educativa
Basada
en
Normas de Competencia, con el fin de
ofrecerte una alternativa efectiva para
el
desarrollo
contribuyan
a
de
habilidades
elevar
tu
que
potencial
conocimiento
y
la
experiencia
adquirida se verán reflejados a corto
plazo
en
el
mejoramiento
de
tu
desempeño de trabajo, lo cual te
permitirá
llegar
tan
lejos
como
quieras en el ámbito profesional y
laboral.
productivo, a la vez que satisfagan las
demandas actuales del sector laboral.
Esta
modalidad
requiere
tu
participación e involucramiento activo
en
ejercicios
y
prácticas
con
simuladores, vivencias y casos reales
para propiciar un aprendizaje a través
de experiencias. Durante este proceso
deberás
mostrar
evidencias
que
permitirán evaluar tu aprendizaje y el
desarrollo de la competencia laboral
requerida.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
10
II. COMO UTILIZAR ESTE MANUAL
¾
resultados de aprendizaje de cada
Las instrucciones generales que a
unidad.
continuación se te pide que realices,
tienen la intención de conducirte a
que
vincules
las
¾
competencias
requeridas por el mundo de trabajo
manual
técnico.
mencionan:
unidad
Redacta cuales serían tus objetivos
que
antes
de
que
a
muy
claros
continuación
competencia
de
los
se
laboral,
competencia
(básica,
genéricas específicas), elementos de
competencia, criterio de desempeño,
autocontenido específico.
campo de aplicación, evidencias de
Analiza el Propósito del módulo
autocontenido optativo que se indica
desempeño,
evidencias
de
conocimiento,
evidencias
por
producto,
al principio del manual y contesta la
norma
de
institución
a aprender a hacer al estudiar el
unidad de aprendizaje, y resultado de
tienes claro pídele al PSP que te lo
significado de los componentes de la
contenido del manual? si no lo
educativa,
técnica
pregunta ¿Me queda claro hacia
dónde me dirijo y qué es lo que voy
¾
tengas
conceptos
personales al estudiar este módulo
¾
fundamental
empezar a abordar los contenidos del
con tu formación de profesional
¾
Es
ocupacional,
módulo
aprendizaje.
Si
ocupacional,
desconoces
norma,
Revisa el apartado especificaciones
términos, que encontrarás al final del
manual.
requisitos que debes cumplir para
¾
estudio
del
curso
considerar que has alcanzado los
competencia
laboral,
Norma
técnica de institución educativa».
-
módulo autocontenido optativo para
Analiza el apartado «Normas Técnicas
de
las evidencias que debes mostrar
el
que
consultes el apartado glosario de
de evaluación son parte de los
durante
recomendamos
el
explique.
aprobar el módulo. En él se indican
te
formación
¾
Revisa el Mapa curricular del módulo
autocontenido
diseñado
específico.
para
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
Está
mostrarte
11
esquemáticamente las unidades y los
tuya, ya que eres el que desarrolla y
resultados de
orienta
permitirán
aprendizaje que te
llegar
paulatinamente
las
a
desarrollar
para la cual te estás formando.
¾
conocimientos
y
habilidades hacia el logro de algunas
competencias
laborales que requiere la ocupación
sus
competencias en particular.
¾
En el desarrollo del contenido de
cada
capítulo,
encontrarás
ayudas
Realiza la lectura del contenido de
visuales como las siguientes, haz lo
aprendizaje que se te recomiendan.
haces no aprendes, no desarrollas
Recuerda que en la educación basada
habilidades, y te será difícil realizar
la responsabilidad del aprendizaje es
conocimientos y los de desempeño.
cada capítulo y las actividades de
en normas de competencia laborales
que ellas te sugieren efectuar. Si no
los
ejercicios
de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
evidencias
de
12
Imágenes de Referencia
Estudio individual
Investigación documental
Consulta con el PSP
Redacción de trabajo
Comparación de resultados
con otros compañeros
Trabajo en equipo
Realización del ejercicio
Observación
Investigación de campo
Repetición del ejercicio
Sugerencias o notas
Resumen
Consideraciones sobre
seguridad e higiene
Portafolios de evidencias
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
13
III. PROPÓSITO DEL MÓDULO AUTOCONTENIDO ESPECÍFICO
Al finalizar el módulo, el alumno realizará actividades de mantenimiento
correctivo a Sistemas de Control Digital, considerando el diagnóstico de
fallas del mismo y los procedimientos y recomendaciones del fabricante,
para asegurar su adecuado funcionamiento.
Al mismo tiempo, estas competencias laborales y profesionales se
complementarán con la incorporación de las competencias básicas y
competencias clave, que le permitan al alumno comprender los procesos
productivos
en
los
que
esta
involucrado
para
enriquecerlos,
transformarlos, resolver problemas, ejercer la toma de decisiones y
desempeñar en diferentes ambientes laborales, con una actitud creadora,
critica, responsable y propositiva; así como, lograr un desarrollo pleno de
su potencial en los ámbitos personales y profesionales y convivir de
manera armónica con el medio ambiente y la sociedad.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
14
IV. NORMAS DE COMPETENCIA LABORAL
Para
que
analices
la
relación
para que consultes el apartado de la
que
norma requerida.
guardan las partes o componentes de
la NTCL o NIE con el contenido del
•
Visita la página WEB del CONOCER en
programa del módulo autocontenido
www.conocer.org.mx en caso de que
recomendamos consultarla a través de
autocontenido
las siguientes opciones:
diseñado con una NTCL.
el programa de estudio del módulo
específico de la carrera que cursas, te
•
Acércate con el PSP para que te
permita
revisar
su
programa
•
específico,
esté
Consulta la página de Intranet del
de
CONALEP http://intranet/ en caso de
estudio del módulo autocontenido
que el programa de estudio del
específico de la carrera que cursas,
módulo autocontenido específico esté
diseñado con una NIE.
V. ESPECIFICACIONES DE EVALUACIÓN
Durante el desarrollo de las prácticas
sobre los contenidos tratados, son
de
también
ejercicio
evaluando
también
el
se
desempeño.
estará
El
PSP
mediante la observación directa y con
auxilio
de
una
lista
de
cotejo
confrontará el cumplimiento de los
requisitos
en
la
ejecución
de
las
actividades y el tiempo real en que se
realizó. En éstas quedarán registradas
las evidencias de desempeño.
Las
autoevaluaciones
conocimientos
correspondientes
de
a
reafirmar
los
conocimientos
forma
de
evaluar
recopilar evidencias de conocimiento.
y
Deberás asentar datos básicos, tales
como: nombre del alumno, fecha de
evaluación,
nombre
y
firma
del
evaluador y plan de evaluación.
Al
término
presentar
cada capítulo además de ser un medio
para
una
1El
módulo
un
Evidencias1,
1
del
deberás
Portafolios
de
el cual estará integrado
portafolios
de
evidencias
es
una
compilación de documentos que le permiten al
evaluador,
valorar
los
conocimientos,
las
habilidades y las destrezas con que cuenta el
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
15
por
las
listas
de
cotejo
correspondientes a las prácticas de
ejercicio,
las
autoevaluaciones
de
conocimientos que se encuentran al
final de cada capítulo del manual y
muestras de los trabajos realizados
durante el desarrollo del módulo, con
esto se facilitará la evaluación del
aprendizaje para determinar que se ha
obtenido la competencia laboral.
alumno, y a éste le permite organizar la
documentación que integra los registros y
productos de sus competencias previas y otros
materiales que demuestran su dominio en una
función específica (CONALEP. Metodología para
el diseño e instrumentación de la educación y
capacitación basada en competencias, Pág.
180).
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
16
VI. MAPA CURRICULAR DEL MÓDULO AUTOCONTENIDO ESPECÍFICO
Mantenimiento Correctivo de
Sistemas de Control Digital
108 Hrs.
1. Descripción del proceso de
mantenimiento correctivo en
sistemas de control digital
48 Hrs.
1.1 Identificar las
necesidades de
mantenimiento
correctivo en equipos de
control digital de
28 Hrs
1.2 Describir las
operaciones de
2. Aplicación del mantenimiento
correctivo en sistemas de
control digital
60 Hrs.
2.1 Aplicar el
mantenimiento
correctivo para corregir
las fallas mayores de
hardware, empleando
los equipos y
45 Hrs
2.3 Registrar los resultados
mantenimiento
utilizando los formatos
conocimiento de niveles
mantenimiento y
correctivo a partir del
20 Hrs.
de registro de
15 Hrs.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
17
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
18
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE MANTENIMIENTO CORRECTIVO EN
SISTEMAS DE CONTROL DIGITAL.
Al finalizar el capítulo, el alumno será capaz de realizar una valoración sobre las
condiciones de equipo de sistemas de control digital, de acuerdo a las
especificaciones del fabricante y la arquitectura que las diferentes tecnologías
presentan.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
19
MAPA CURRICULAR DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE
Mantenimiento Correctivo de
Sistemas de Control Digital
108 Hrs.
1. Descripción del proceso de
mantenimiento correctivo en
sistemas de control digital
48 Hrs.
1.1 Identificar las
necesidades de
mantenimiento
correctivo en equipos de
control digital de
28 Hrs
1.2 Describir las
operaciones de
2. Aplicación del mantenimiento
correctivo en sistemas de
control digital
60 Hrs.
2.1 Aplicar el
mantenimiento
correctivo para corregir
las fallas mayores de
hardware, empleando
los equipos y
45 Hrs
2.3 Registrar los resultados
mantenimiento
utilizando los formatos
conocimiento de niveles
mantenimiento y
correctivo a partir del
20 Hrs.
de registro de
15 Hrs.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
20
SUMARIO
−
AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
−
CARACTERÍSTICAS DEL
AUTOMATIZADOR INDUSTRIAL.
−
MÉTODOS DE AUTOMATIZACIÓN.
−
HERRAMIENTAS PARA EL
DESARROLLO DE PROYECTOS DE
AUTOMATIZACIÓN.
−
DIBUJO (CAD).
−
DISEÑO DEL PROYECTO
(CADICAE).
−
ANÁLISIS DE MANUFACTURA
CAM.
TPM
•
Características.
(TPM por sus siglas en inglés), es un
concepto
nuevo
GRADO DE AUTOMATIZACIÓN.
−
ESTUDIOS DE VIABILIDAD.
−
TIPOLOGÍA DE PROYECTOS.
−
ETAPAS DE UN PROYECTO.
−
PROCESO DE ESTUDIO DEL
PROYECTO.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN.
en
cuanto
al
envolvimiento del personal productivo
en el mantenimiento de plantas y
equipos.
La
meta
incrementar
productividad
y
del
TPM
notablemente
al
mismo
es
la
tiempo
levantar la moral de los trabajadores y
su satisfacción por el trabajo realizado.
El sistema del TPM nos recuerda el
concepto
−
−
1.1.1 Mantenimiento total productivo
tan
popular
de
TQM
"Manufactura de Calidad Total" que
surgió en los 70's y se ha mantenido
tan popular en el mundo industrial. Se
emplean
común,
muchas
como
la
herramientas
delegación
en
de
funciones y responsabilidades cada vez
más altas
en los trabajadores, la
comparación competitiva, así como la
documentación de los procesos para su
mejoramiento y optimización.
RESULTADO DE APRENDIZAJE
1.1 Identificar las necesidades de
mantenimiento correctivo en
equipos de control digital de
acuerdo a las funciones y
operación que realizan.
Podríamos definir Mantenimiento Total
Productivo T.P.M. como un SISTEMA de
GERENCIA
busca
de
Mantenimiento,
la mejora CONTINUA
que
de la
Maquinaria y el logro del 100% de
EFICIENCIA
del
proceso
-
de
PRODUCCIÓN, involucrando a todo el
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
21
PERSONAL de la Empresa.
•
lubricación específica para el equipo
donde la identificación visual de los
puntos
Integración de los tipos de
Para alcanzar tan ambiciosas metas se
implementa un programa general, que
se divide en programas paso a paso,
con tareas específicas, desarrolladas
con pequeños grupos, de acuerdo a
técnicas desarrolladas primero por la
Industria Japonesa en los años 80 y
luego adaptadas por la Industria Norte
Americana y difundida a otros países.
siguientes:
mantenimiento
autónomo:
Enfocado
en
el
mejoramiento
del
equipo, tomándolo desde el estado de
deterioro en que se encuentre, para ir
mejorándolo
lenta
ininterrumpidamente,
hasta
pero
dejarlo
.como nuevo y juego mejorado en su
diseño y automatización. El equipo se
limpia lentamente para ir buscando
defectos
y
para
entrenarse
en
el
conocimiento del equipo y de técnicas
de mantenimiento. Luego viene un
programa
inspección
planificada
y
corrección de la causa raíz de los
daños.
Sigue
un
y
la
programa
más importante. Siguen programas de
redacción
de
de
estándares
de
mantenimiento. Enfoque en la calidad
del
mantenimiento.
Programas
específicos de seguridad industrial y de
protección ambiental. Se entrena al
personal para que sea autosuficiente
para que luego de 3 o 5 años, cada
persona
haga
mejoramiento
Estos programas paso a paso son los
de
lubricación
estandarización de lubricantes es lo
mantenimiento.
Programa
de
las
sin
labores
de
necesidad
de
supervisión y con amplia autonomía. Se
requiere desde juego programas de
auditoria
de
mantenimiento
y
de
gestión. También se requiere parar
programadamente
los
equipos
y
dedicar recursos para mejoras apoyo
de
técnicos
especialistas
y
entrenamiento. Pero lo más importante
es el compromiso real de todos los
empleados y especialmente de los,
directivos y dueños dé la Empresa. Al
menos 10 Empresas Colombianas ya
han
desarrollado
parcialmente
este
mejoramiento
de
Programa.
Programa
de
producción:
Enfocado a eliminar las 16 Grandes
Perdidas Identificadas en el Proceso de
Producción:
Faltas
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
frecuentes
del
22
Equipo, Perdidas en Ajustes y Puesta a
Programa de liderazgo: Crea y entrena
de Dispositivos, Perdidas en arranque
mantenimiento
reducción
de
líder de al menos un proyecto o
maquillas,
Defectos
Punto, Perdidas en Tiempo por cambio
inicial, Paradas menores, Perdidas por
Tiempos
Líneas,
velocidad
perdidos
Perdidas
y
en
por
de
las
Retrabajos,
despeje
mal
de
manejo
Administrativo, Perdidas por Tiempos y
Movimientos, Perdidas por distribución
de Personal, Perdidas Logísticas en
Compras,
Perdidas
en
.ajustes,
Defectos de Calidad, Perdidas por uso
inadecuado
servicios,
de
Energía
Perdidas
por
herramientas
y
inadecuados.
Habrá
interdisciplinario
y
otros
uso
de
dispositivos
un
grupo
compuesto
por
personal administrativo, encargado del
análisis y solución de estos problemas
a través de técnicas y gráficas de
control, seguimiento y definición de
metas.
Programa de manejo inicial del equipo:
Se fijarán los procedimientos escritos
adecuados para la compra, puesta en
marcha y operación de los equipos de
la empresa, para garantizar que no se
dañen
en
el
arranque,
que
los
líderes
de
actividades
de
gestión.
Cada
y
persona de la organización debe ser
programa.
Programa
de
mantenimiento
progresivo:
Implementa tecnologías y conceptos de
Mantenimiento
Predictivo,
de
Mantenimiento
Sistémico,
de
Mantenimiento correctivo Planeado y
de Mantenimiento Preventivo.
Programa de organización de recursos
humanos:
Define las políticas de perfil para
contratación
de
empleados,
capacitación y curvas salariales acordes
con el desempeño y aporte de los
empleados a la Organización.
Algunas Empresas que han adoptado
T.P.M. pagan el 85 % del sueldo como
salario básico o según conocimiento y
experiencia y el 15% ó según eficiencia
conseguida
por
la
Empresa
conjunto, Todo el personal está atento
a seguir y mejorar diariamente los
índices
de
eficiencia
porque
se
educación
y
encargados del equipo lo sepan operar
reflejará en su sueldo mensual.
hasta en su más mínimo detalle y les
Programa
sepan dar el mantenimiento adecuado.
como
de
entrenamiento:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
23
De
acuerdo
necesidades
buenas practicas de manufactura antes
Mantenimiento Autónomo y de otro
mantenimiento y lo estandarizan para
solicitan que capacitación requieren.
a redactar, para practicas similares. Sin
No se trata de rondar inicialmente
embargo debe existir un grupo de
administradores, sino dar la formación
asesoren
practica
se
seguimiento de este programa.
un
T.P.M En Oficinas y Administración.
detectadas
a
en
Programas,
los
las
las
reuniones
mismos
de
empleados
especialistas mecánicos o eléctricos o
básica,
requiera
que
para
realmente
mantener
determinado equipo o liderar con éxito
un programa específico. Normalmente
personas de la misma Empresa dan los
entrenamientos
asesorados
por
calidad
del
especialistas.
Programas
de
mantenimiento:
de
iniciar
un
procedimiento
de
que no se malgaste tiempo en volverlo
especialistas internos o externos que
en
la
implementación
y
Se aplica igual que para producción,
considerando
que
el
producto
de
gestión administrativa es el manejo
información contable y de recursos
humanos. Similar que en Producción se
basa en las 5 S: Seleccionar y Ordenar,
Situar y Organizar, Sanear y Limpiar,
Se enfoca al análisis de Indicadores de
Gestión
de
Mantenimiento,
Órdenes
de
Trabajo
como:
ejecutadas
vs
Ordenes Recibidas. Tiempos de Paro de
Equipo vs Horas Producidas. Tiempos
entre fallas. Costos de Mantenimiento
vs Costos de Producción. Horas de
Mantenimiento Preventivo vs Horas de
Correctivo, etc.
Sostener
y
Disciplinar.
Se
empieza
Estandarizar,
con
la
Seguir
y
Limpieza
y
organización de Escritorios y Archivos,
eliminando lo innecesario y utilizando
la
computadora,
para
disminuir
al
respaldo
se
máximo el material escrito visible,
cuyos
registros
de
microfilmarán o irán a archivos. Las
Programas especificas de seguridad,
comunicaciones entre empleados será
ambiental y buenas practicas:
por e-mail.
Cada
grupo
de
mantenimiento
Se
realiza
estudio
asesorado
por
autónomo define y pone por escrito
expertos externos, para definir flujo de
usando gráficos, los procedimientos
trabajo, reasignación de funciones que
seguros,
presenten duplicidad o ineficiencias. Se
no
contaminantes
y
de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
24
darán los entrenamientos realmente
Mantenimiento,
Se realizará una modificación de las
actitudes
necesarios.
instalaciones
ambiente
para
más
trabajar
en
agradable
el
posible,
buscando la máxima eficiencia de los
Empleados.
es
una
filosofía
o
forma de pensar, que cambia nuestras
en
la
búsqueda
de
la
eficiencia y mejora continua de la
maquinaria y de su entorno.
Está orientado en 3 principios básicos:
T.P.M.
=
Principio
Preventivo
+
Principio cero Defectos + Participación
T.P.M en la pequeña industria.
Los conceptos de T.P.M. aunque fueron
de Todos
concebidos inicialmente para Medianas
El
y Grandes industrias, son en todo
implementar todos los programas y
aplicables
buscar los recursos necesarios para
también
a
la
Pequeña
Industria, a Empresas de Servicios y a
todo tipo de asociaciones con o sin
ánimo de lucro.
Ya que la filosofía de T.P.M es la
mejora continua y la búsqueda de la
eficiencia,
Pilares
como
el
mejora continua de los equipos en
forma lenta, o T.P.M. en Oficinas que
busca la mejora en la eficiencia de
Personas con funciones administrativas
y de sus medios de trabajo, o el Pilar
de Liderazgo que busca formar Líderes
con
sentido
de
pertenencia
de
la
Empresa para la que trabajan, son
aplicables
mejorar
la
en
sus
conceptos
eficiencia
en
actividad humana.
una
forma
Los equipos fallen
Que ocultan problemas
Que haya se presenten pérdidas
de cualquier tipo
Que se presenten accidentes
.
Que se presenten defectos de
calidad
El
principio
cero
defectos
implica
implementar todos los programas y
buscar los recursos necesarios para
lograr.
Cero defectos: 100 % Productos de
Calidad
Cero paradas de equipos: Cero
paradas no planeadas
El Mantenimiento. Total Productivo no
es
implica
para
cualquier
Preventivo
prevenir que:
de
Mantenimiento Autónomo que busca la
principio
nueva
de
hacer.
Cero
incidentes
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
1,
cero
25
H. CALIDAD EL MANTENIMIENTO
accidentes,
Cero
desperdicios:
retrabajo,
tiempo.
ninguna
Uso
Ningún
pérdida
electivo
de
destrezas y recursosParticipación
de
de
DE OFICINAS.
las
J. HIGIENE, SEGURIDAD INDUSTRIAL Y
MANEJO AMBIENTAL
todos
implica
involucrar a todo el persona! de la
empresa en la múltiples tareas que se
derivan de los programas de T.P.M.
Todos trabajarán como un solo equipo
tras una meta común, que es la licencia
en
todas
las
I. ADMINISTRACIÓN y SOPORTE: T.P.M
actividades
y
en
la
búsqueda de la mejora continua de las
La técnica de las 5 eses:
Similarmente al Mantenimiento Total
Productivo
T.P.M.
enfocado
a
Producción, el T.P.M. Administrativo se
basa en la implementación de las' 5 S '
o 5 etapas de mejoramiento:
maquillas. Cada persona será líder de
Etapa 1: SEIRI (Ordenar y Seleccionar)
un proyecto o tarea especifica, con
Retirar del sitio todos los objetos que
roles
segÚn
que
las
se
pueden
intercambiar
necesidades
de
los
programas de T.P.M.
El Mantenimiento Total Productivo está
soportado en 10 grandes pilares o
Programas generales:
A. LIDERAZGO
no son necesarios, dejando únicamente
lo
necesario,
en
las
cantidades
necesarias y solas cuando es necesario.
Etapa 2: SEITON (Organizar y Situar)
Es
el
arreglo
de
los
elementos
necesarios, de manera que sean fáciles
de usar y estén marcados de tal forma
B. ORGANIZACIÓN
que sean fáciles de encontrar y quitar.
C. ENFOQUE EN EL MEJORAMIENTO
Etapa 3: SEISO (Limpiar y Sanear)
CONTINUO
Eliminar
D. MANTENlMIENTO AUTÓNOMO
suciedad o material extraño al sitio de
E. MANTENlMIENTO PROGRESIVO
F. EDUCACIÓN y ENTRENAMIENTO
G. MANEJO INICIAL DEL EQUIPO
cualquier
desperdicio,
trabajo, logrando:
Mantener limpio los equipos y.
mejorar su eficiencia.
Mantener
limpios
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
las
paredes,
26
pisos y los elementos del área.
Shikari (Constancia)
Detectar y eliminar los focos de
Es la capacidad de toda persona para
generación
mantenerse firmemente en una línea
de
suciedad
y
de acción. La voluntad de lograr una
contaminación.
Etapa
4:
SElKETSU
(
Sostener
y
Estandarizar)
Es el estado que existe cuando las tres
primeras
etapas
son
mantenidas,
ayudando a:
Mejorar el entorno del trabajo
Mantener cero accidentes
Mantener las tres primeras 'S',
para establecer procedimientos de
estandarización.
hacer
de
los
procedimientos
correctos de limpieza y mantenimiento
un habito y así lograr:
Sostener
mejoramientos
y
promover
Estricto cumplimiento de acciones
Disminuir errores y tiempos
Mejorar las relaciones humanas
Desarrollar el medio para futuros
mejoramientos. .
Las otras 4 S adicionales a las 5 S:
Relacionadas con la mejora de Usted
mismo:
mente positiva para el desarrollo de
hábitos
y
lucha
por
alcanzar
un
objetivo. Shikari significa perseverancia
para
el
logro
de
algo,
pero
esa
perseverancia nace del convencimiento
y entendimiento de que el fin buscado
es necesario, útil y urgente para la
persona y para la sociedad.
Shitsukoku (Compromiso)
Es cumplir con lo pactado. Cuando se
Etapa 5: SHITSUKE (Disciplinar y Seguir)
Es
meta. La constancia en una actividad:
empeña la palabra se hace todo lo
posible por cumplir. Es lIDa ética que
se desarrolla en los lugares de trabajo
a partir de una alta moral personal.
Relacionadas con la Organización y la
Empresa:
Seishoo (Coordinación)
Esta S tiene que ver con la capacidad
de realizar un trabajo con método y
teniendo en cuenta las demás personas
que integran el equipo de trabajo.
Busca aglutinar los esfuerzos para el
logro de un objetivo establecido. .
Seido (Sincronización)
Seido implica normalizar el trabajo,
debe existir un plan de acción, normas
27
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
específicas que indiquen lo que cada
persona
debe
realizar.
Los
2. Actividades
Inspección,
procedimientos y estándares ayudarán
a armonizar el trabajo.
Se
trata
de
lograr
como
en
una
actúan
bajo
una
repetitivas con base a frecuencias
diarias,
4. Programación
repetitivas
fechas
calendario
actividades, que deberán respetarse
mantenimiento a aplicar.
o
5. Control
que
formula
los
Inspección,
programa
de
lubricación,
programa
de
Ventajas de un programa de
siguientes principios básicos:
mantenimiento preventivo
Principios básicos de mantenimiento
Un
preventivo.
Preventivo
1. Inspecciones
programadas
para
actividades
calibraciones, etc.
necesidades, según el tipo de empresa
siguiendo
esas
trabajo, hoja de vida, programa de
unos
interpreta y adecua a sus propias
pero
de
casos
ficha técnica, ordenes o solicitud de
principios básicos que cada persona
equipos,
en
repetitivas con base a formatos de
seguir al pié de, la letra. Es más bien
ideología
reprogramarse
excepcionales.
método o procedimiento que se deba
de
en
actividades
Determinación del tipo de
El Mantenimiento Preventivo no es un
y
de
la programación de frecuencias de
Mantenimiento Preventivo
una
quincenales,
perfectamente definidas, siguiendo
un orden establecido en la partitura.
•
semanales,
mensuales, anuales, etc.
sincronización perfecta, de acuerdo a
•
lubricación,
3. Programación de esas actividades
mejor interpretación para el público,
secundarios
de
calibraciones, ajustes y limpieza.
orquesta, que los músicos logren la
donde los instrumentos principales y
repetitivas
programa
de.
tiene
Mantenimiento
entre
otras
las
siguientes ventajas:
buscar evidencia de falla de equipos
1. Con el tiempo se disminuyen los
o instalaciones, para corregirlas en
paros imprevistos de equipos, que
un lapso de tiempo que permita
son
programar la reparación, sin que
haya paro intempestivo.
reemplazados
programados.
por
paros
2. Se mejora notoriamente la eficiencia
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
28
durante
de los equipos y por lo tanto de la
escritos
Departamento de Mantenimiento, al
Después
estabilización
del
tiempo
del
programa,
de
se
obtienen una reducción real de
costos:
y
no
trabajos
entregar el equipo lo más pronto
posible.
Limitaciones
del
mantenimiento
preventivo
No
obstante
el
mantenimiento
− Al disminuir las fallas repetitivas.
preventivo tiene ciertas limitaciones:
− Por disminución de duplicación de
1.
reparaciones: una para desvarar el
equipo
y
otra
para
repararlo
de
grandes
adecuadamente.
− Por
disminución
reparaciones,
oportunamente
al
programar
las
fallas
incipientes.
− Por mejor control del trabajo debido
a la utilización de programas y
procedimientos adecuados.
− Menores costos de producción por
menos
cantidad
de
productos
defectuosos, debido a la correcta
graduación de los equipos.
− Por disminución de los pagos por
tiempo extra al disminuir los paros
intempestivos.
− Por
disminución
Inicialmente
aparentemente
accidentes
pueden
los
aumentarse
costos
de
mantenimiento. Debido a que se
deben
seguir
programas
de
frecuencias y fechas calendario que
antes no se llevaban a cabo, sino
que se trabajaba, hasta que el
equipo se dañara.
Igualmente los costos de lubricantes y
otros insumos posiblemente aumenten,
ya que anteriormente no se gastaban
con la frecuencia requerida para lograr
el correcto funcionamiento del equipo.
2. Se generan costos administrativos
por de diseño de formatos, registro
de
equipos,
búsqueda
de
información consignación de datos,
programación., etc. Posiblemente se
requiera
de
de
emergencia bajo alta presión, para
más
confiables.
4.
de
programado según procedimientos
3. Mejora notablemente la imagen del
reparaciones
ejecución
mantenimientos, debido al trabajo
producción.
entregar
la
mínimo,
una
persona
adicional para encargarse de esas
labores.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
29
adelante el programa.
3. Cuando se requieran operarios para
desarrollar
trabajos
mantenimiento
de
correctivo,
al
8. No se pueden esperar resultados
importantes hasta después de 1 año
comienzo del programa preventivo,
de implementación de un programa
éstos pueden estar ocupados en
trabajos
programados
de
mantenimiento preventivo.
4. Posiblemente se debe parar más
veces la producción que antes, al
menos inicialmente, para cumplir
los
programas
de
inspecciones,
lubricación etc. Sin embargo estos
paros
serán
programados,
permitiendo a producción adecuar
sus
propios
programas
con
debida anticipación.
la
5. Como no todos los equipos se
pueden incluir inicialmente en un
programa preventivo, cuando fallen
algunos
y
mantenimiento
se
deba
realizar
correctivo,
se
pueden generar críticas destructivas
del programa.
programadas,
el
programa no funcionará.
tener
comunicación
todos
los
mantenimiento preventivo
Para establecer con éxito un programa
de
mantenimiento
preventivo,
y
una
se
deberán tener en cuenta las siguientes
recomendaciones:
1.
Recoger
toda
la
las
máquinas.
información
histórica posible de tiempo de paro
de
Para
poder
establecer bases contra las que se
puedan comparar los beneficios del
programa preventivo a desarrollar.
.
2. Realizar un examen detallado de
todos los equipos para determinar:
− Que
equipos
requieren
tanto
correctivo
programado, que justifiquen más
bien su reemplazo u obsolescencia.
− Que equipos formarán parte del
7. El líder de un programa preventivo
debe
Como establecer un programa de
mantenimiento
6. Si no se respetan las fechas y
frecuencias
de Mantenimiento Preventivo.
excelente
relaciones
departamentos
de
con
la
empresa, si no se cumple ésta
condición será muy difícil sacar
programa inicial de mantenimiento
preventivo,
− Que trabajos se deben efectuar
− Cual
seria
el
mantenimiento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
costo
del
correctivo
30
programado
seleccionados,
− Cual
para
los,
el
tiempo
seria
necesidades
de
equipos
y
personal
las
para
realizar el correctivo, programado y
3. Realizar mantenimiento correctivo
programado inicial, a los equipos
seleccionados, para que una vez
iniciado el programa preventivo, no
a
intempestivamente
fallar
y
alteren
totalmente las frecuencias y fechas
programadas de trabajos.
4. Establecer costos separados del
programa
de
actualización
de
equipos o mantenimiento correctivo
programado inicial.
5. Realizar la cedulación o sea, dar un
número de identificación a todos los
equipos de la planta, de acuerdo a
unas
normas
previamente
establecidas.
6. Seleccionar los equipos que entrarán
en el programa de mantenimiento
preventivo,
dejando
el resto de
equipos, con la forma tradicional de
mantenimiento
que
se
esté
formatos
de
ficha
llevando hasta ese momento.
7.
Diseñar
los
inspección,
de
programación
de
inspecciones, de programación de
lubricación, de programación de,
calibraciones, etc.
8. Realizar un programa inicia! de
el preventivo programado,
empiecen
vida, formato de como realizar una
.
técnica, órdenes de trabajo, hoja de
frecuencias
y
fechas
'calendario
para las actividades repetitivas de
mantenimiento preventivo, para los
equipos seleccionados, de uno 6
meses de duración, al final de los
cuales se evaluarán los resultados
del programa contra el histórico de
paros
de
los
introducir
equipos,
los
para
correctivos
necesarios, o para incluir nuevos
equipos.
Como determinar que equipos incluir
en programa de mantenimiento
preventivo inicial.
Para determinar que equipos incluir
inicialmente
se
podrán
seguir
los
siguientes criterios e incluir:
1. Los equipos que se consideren más
críticos
del
proceso
y
que
estén
presentando más fallas, los cuales al
parar pueden detener toda la línea de
producción
o
puedan
dañar
gran
cantidad de materia prima o producto
en o proceso.
2. Los equipos básicos de servicios y
que estén presentando más fallas,
31
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
como: calderas, compresores, bombas
funcionamiento.
de agua que alimentan la materia
prima del proceso, etc. .
Cedulación de equipos
3. Los equipos que al fallar podrían
La
poner en riesgo la vida humana, como:
equipos a alta presión, equipos que
controlen
procesos
riesgosos,
ascensores, sistemas de conducción de
líquidos peligrosos. etc.
Como
determinar
y
como
o
cedulación
de
equipos se hace necesaria para la
sistematización y organización de la
información, pudiendo cargar a un
código
especifico
ocasionados
que
inspeccionar
identificación
por
un
los
equipo,
gastos
y
en
general sistematizar todo el proceso de
contable
y
de
mantenimiento
Para tener una guía de que y como
preventivo.
inspeccionar, se recomienda:
Cada planta puede escoger el sistema
1. Leer detenidamente el manual de
operación del equipo, y si no existe,
tratar de conseguir otro manual,
con
el
proveedor
empresas
que
o
con
tengan
otras
equipos
que
se
adapte
necesidades,
pero
continuación
algunos
se
a
sus
dan
criterios
a
que
pueden servir de base:
1. Para plantas pequeñas quizás baste
similares.
con un código de, 2 letras y 4
números. Las letras indicarían el tipo
2. Consultar con los proveedores del
de
equipo o de equipos similares.
vida del equipo y las órdenes de
trabajo que se le hayan hecho, para
los
puntos
incluir los puntos de más desgaste
mecánico o con mayor tiempo de
números
el
al que se le asigna el número 0018
− CL 0002 Identificaría a una caldera a
la que se le asigna el número 0002
− 80 0897 Identificaría a una bomba a
experiencia técnica confiable.
5. Emplear el sentido común, para
los
− CP 0018 Identificaría un compresor
4. Consultar con el personal técnico de
la empresa, de más conocimientos y
y
en particular, así por ejemplo:
más
frecuentes de fallas.
equipo
consecutivo asignado a ese equipo
3. Revisar detenidamente las hojas de
determinar
mejor
la que se le asigna el número 0897
2.
Por
centro
de
costos,
que
normalmente coincide con el número
contable asignado por contabilidad.
32
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
Puede constar de 3 números iniciales
y 3 números finales, ejemplo:
− El número 341-1, identificaría a. un
− Subsistemas: Identifica procesos o
áreas
de
operación
dentro
del
sistema. Ejemplo:
al
o SS 300 Identificarías el área de
identificado con el número 341, en
materia prima de Sección de
asignado
para ganado.
montacargas
perteneciente
Departamento
que
al
de
Almacén,
montacargas
el
número
se
le
consecutivo
− El número 238- 025 identificaría a
prensa
fabricación
ha
117.
una
tanques de almacenamiento de
perteneciente
a
área de hornos de la sección de
fabricación
número consecutivo 025
se puede utilizar un sistema basado
en dividir la planta en: Sistemas,
Equipos
y
Componentes.
− Sistemas:
Son
procesos
de
operación o áreas completamente
definidas en la planta. Ejemplo:
o SI
100
Identificaría
el
área
donde se fabrican concentrados
para
aves
agroquímica.
o SI
200
en
una
Identificaría
empresa
− Identificación de Equipos: Se asigna
un
código
de
5
caracteres
clase de maquina. Ejemplo:
xxxx Bombas
xxxx Ventiladores.
xxxx Equipos de manejo de Energía
Eléctrica Vapor y Aire
xxxx Equipos del Restaurante de la
empresa.
El segundo dígito indica el Tipo de
equipo
dentro
de
la
Clase
de
equipo. Ejemplo:
xxx Bombas Centrífugas
el
área
donde se fabrican concentrados
para ganado en una empresa
agroquímica.
concentrados
numéricos. El primer dígito indica la
3. Para Empresas medianas y grandes
Subsistemas,
de
para aves.
Sección de Ensamble de timbres,
que a la prensa se le ha asignado el
concentrados
o 3.2.2 SS 440 Identificaría el
la
identificada con el número 238, en
de
xxx Bombas Sumergibles
xxx Bombas dosificadoras
− Componente: Indica Un elemento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
33
importante e independiente de un
de tiempos de paro y de costos de
C - 001 Reductor de velocidad
resumiéndola
equipo. Ejemplo:
259
Válvula
automático
de
equipos.
de
control
paso
de
vapor
Esta división en Sistemas, Subsistemas,
Equipos y componentes permite la
rápida y fácil identificación de un
equipo. Por ejemplo:
Equipo SI 200 / SS 440 ¡. O 1012 / C 002
Es un motor eléctrico trifásico, de una
bomba centrifuga, ubicada en el área
de Hornos, de la sección de fabricación
de concentrados para ganado, de W1a
Empresa agroquímica, como se explica
a continuación:
SI
200
Área
de
Fabricación
de
concentrados para ganado
Bomba
centrífuga
o
tablas
en
ordenes
de
compra,
información de contabilidad, ordenes
de trabajo si existen, informes de
producción.,
producción
libros
y
información
en
verbal
de
registro
ultimo
de
caso
de
Técnicos
en
y
Funcionarios confiables.
La información recogida servirá de
base para seleccionar los equipos que
entrarán
en
el
mantenimiento
programa
preventivo
y
de
para
demostrar los beneficios reales del
programa a medida que se desarrolla,
con
datos
numéricas.
estadísticos
y
cifras
IMPLEMENTACIÓN DEL T.P.M.
La Implementación del T.P.M. es un
proceso al que se le debe prestar la
máxima atención y se debe buscar la
SS 440 Área de Hornos
01012
gráficos
debe buscar en el histórico de los
e - 003 Control de mando
-
en
comparativas. Dicha! información se
C - 002 Motor eléctrico trifásico
C
mantenimiento de todos los equipos,
mejor asesoría posible, pues es un
(01)
identificada con el número 012
C - 002 Motor eléctrico trifásico.
Simultáneamente con la codificación de
todos los equipos de la planta, se
procede a recoger toda la información
programa a largo plazo de 3 a 5 años,
en el que se invertirá un altísimo
esfuerzo,
no solo de los directivos,
sino de todo el personal.
Implementación
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
34
El T.P.M se implementa normalmente
en
cuatro
fases,
que
pueden
descomponerse en doce pasos:
Preparación
Introducción
Implantación
Consolidación
amplio,
tratando
de
decisión de introducir el T.P.M. Todos
los empleados deben comprender el
porque de la introducción del T.P.M. en
su empresa y estar convencidos de su
necesidad.
Muchas empresas adoptan el T.P.M
complejos
luchar
problemas
contra
las
turbulencias económicas. .
Sin embargo, cuando la alta gerencia
formule su compromiso, debe dejar
claro
su
intención
requiere
de
una
gran
simplemente leyendo libros sobre el
PASO 1: La alta gerencia anuncia su
y
capacitación,
adecuados, lo cual no se consigue
desarrollar los siguientes pasos:
internos
Empresas
experiencia y de medios didácticos
de tener en cuenta hasta los más
detalles,
esta
o
puesto que por ser un programa tan
extremadamente 'cuidadosa, tratando
resolver
Institutos
especializadas
Se debe elaborar una planificación
para
Normalmente las empresas contratan
con
Fase de preparación
mínimos
el T.P.M.
de
seguir
el
programa T.P.M. hasta su finalización.
La etapa de Implementación del T.P.M.
comienza con éste anuncio.
PASO 2: Educación introductoria para
tema o asistiendo a una charla de un
día sobre el tema.
La capacitación la recibe un grupo de
directivos y empleados que a su vez
divulgaran la información adquirida al
resto de empleados ayudados por la
Empresa Contratante para que al final
todos
los
conocimiento
comprendan
empleados
tengan
un
básico,
sólido
y
sus
fundamentos
y
técnicas
PASO 3: Crear una organización de
promoción del T.P.M.
El T.P.M. se promueve a través de una
estructura de pequeños grupos que se
solapan en toda la organización. Como
se muestra en las figura 1 y 2, en este
sistema los líderes de pequeños grupos
de cada nivel de la organización son
miembros de pequeños grupos del
siguiente nivel más elevado. También
la alta dirección constituye en si misma
un pequeño grupo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
35
los pasos.
Para se eficaz la oficina debe funcionar
Cabeza o líder
con personal permanente de plena
dedicación, ayudado por varios comités
y subcomités. Sus funciones incluyen
Miembros
tareas como preparar el plan maestro
de T.P.M. Y coordinar su promoción.
Crear procedimientos para mantener
las diversas actividades de T.P.M. por
Estructura de un Grupo
el camino previsto, dirigir campañas
sobre
temas
específicos,
diseminar
información, organizar la publicidad y
coordinar el entrenamiento.
Algunas
Presidente
empresas
inicialmente
no
requieren personal dedicado tiempo
completo como una oficina de T.P.M.
sino que se dedica medio tiempo a un
Gerentes
Ingeniero
Sub
o
Coordinador
de
Mantenimiento a este programa y en
Gerente
cambio se contrata asesoría externa
permanente para ésta labor.
Supervisore
PASO 4: Establecer políticas y objetivos
Trabajadores
básicos de T.P.M.
Distribución de los Grupos dentro de la Estructura
Las políticas y objetivos de T.P.M.
Piramidal de la Organi ación
deben estar en todo de acuerdo a la
VISIÓN y MIS ION de la empresa, esto
es a sus metas estratégicas como
Se debe establecer una oficina de
negocio.
implementación
Hay que fijar objetivos numéricos en el
responsabilice
del
de
T.P.M
que
desarrollar
se
y
promover estrategias eficaces para el
entrenamiento y seguimiento de todos
máximo grado posible.
Los objetivos deben ser desafiantes,
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
36
pero alcanzables a mediano y largo
actividades necesitan PRESUPUESTOS Y
Se deberán definir objetivos concretos,
supervisarse apropiadamente al menos
plazo.
metas, estrategias)' medidas para cada
ORIENTACIONES claras y que deben
en su fase inicial.
uno de los 10 Pilares o Programas de
T.P.M.
Cada
Fase de introducción ( paso 6 )
Empresa
fija
sus
propios
objetivos, pero es deseable que se
solicite la asesoría de Institutos o
Empresas
Externas
especialistas
en
T.P.M, para que los revise aconseje
para
evitar
perdidas
de
tiempo
o
incorrectas orientaciones.
Para
diseñar
un
plan
maestro
de
implementación de T.P .M. primero hay
que decidir las actividades a poner en
práctica para lograr los objetivos.
Se deberán definir Tareas específicas
para cada Objetivo de los 10 Pilares de
T.P.M. y planearlos como un todo, para
que no haya duplicación de funciones o
de tareas y para que se aproveche al
máximo las actividades y reuniones de
cada grupo.
Una vez diseñado el Plan Maestro de
La Fase de Introducción es el saque
inicial del Proyecto T.P.M.
Se hace el lanzamiento oficial del
proyecto
empresarial
normalmente
se
de
oficializa
T.P.M.
en
y
una
reunión a la que se invitan a clientes y
proveedores externos.
En dicha reunión de carácter social, la
Dirección confirma su compromiso de
Implementar el T.P.M. y se informan los
planes
desarrollados
y
el
trabajo
realizado en la Etapa de Preparación.
.
De esta forma la Dirección queda
comprometida al apoyo al programa
T.P.M.
hasta
consecuencias.
sus
Últimas
Fase de implementación
T.P.M. es aconsejable que sea revisado
Se implementan todos los programas Y
especialistas en T.P.M. si es que ellas
la eficiencia de producción. Esta Fase
no han intervenido directamente como
puede tomar de 3 a 5 años.
asesores en su diseño.
Se implementan y desarrollan entre
por Institutos o Empresas externas
Debe
tenerse
en
cuenta
que
las
actividades conducentes a maximizar
otros, los siguientes programas:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
37
− Entrenamiento y capacitación que
requiera
el
mantenimiento,
personal
en
operación
de
equipos, aspectos administrativos,
realizar
grandes
paradas
en
Equipos
con
fin
efectuar
mantenimientos
el
de
mayores.
los
Este
comunicación eficaz, solución de
mantenimiento se realiza en plantas de
problemas. etc.
procesos
− Se implementa paso a paso cada
una de las etapas del Programa de
Mantenimiento Autónomo, enfocado
en
la
mejora
continua
de
los
equipos, empezando con Limpieza
para Inspección y la práctica en una
maquilla modelo.
− Desarrollo de cada uno de los
Programas o Pilares en que se Basa
T.P.M.
Se afinan detalles y se consideran
objetivos cada vez más elevados, como
mejora en el diseño del equipo. Se
incorporan las Tecnologías de Punta
que
sean
las
momento.
Se
apropiadas
introducen
en
ese
fases
adicionales con objeto de ganar un
premio
Internacional
una
de
en
Implementación de T.P.M. para crear
cultura
sana
químicos,
competencia
Internacional.
Mantenimiento Periódico:
Es el que se realiza generalmente
después de un Periodo de Tiempo
petroquímicos,
azucareros, papeleras, cementeras, etc.
•
Mantenimiento Predictivo
Consiste
en
determinar
en
todo
instante la condición técnica (mecánica
y
eléctrica)
real
de
la
máquina
examinada, mientras esta se encuentre
en pleno funcionamiento, para ello se
hace uso de un programa sistemático
de mediciones de los parámetros más
importantes del equipo. El sustento
tecnológico
Fase de consolidación
•
largo (entre 6 y 12 meses), consiste en
consiste
de
en
este
la
mantenimiento
aplicaciones
de
algoritmos matemáticos agregados a
las operaciones de diagnóstico, que
juntos
pueden
brindar
información
referente a las condiciones del equipo.
Tiene
como
paradas
objetivo
por
preventivos,
y
minimizar
los
disminuir
las
mantenimientos
de
esta
manera
costos
por
mantenimiento y por no producción. La
implementación
métodos
equipos,
de
requiere
en
este
de
tipo
de
inversión
en
instrumentos,
y
en
contratación de personal calificado.
Técnicas utilizadas para la estimación
del mantenimiento predictivo:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
38
(para
organización, actuará de acuerdo a
Endoscopia (para poder ver lugares
operaciones de mantenimiento, bajo la
Analizadores
de
Fourier
análisis de vibraciones)
ocultos)
Ensayos no destructivos (a través
de
líquidos
penetrantes,
ultrasonido, radiografías, partículas
magnéticas, entre otros)
Termovisión
condiciones
(detección
a
través
de
del
calor
desplegado)
Medición
operación
corriente,
•
este cargo, asumiendo un rol en las
premisa de que se debe atender las
prioridades
parámetros
de
(viscosidad,
voltaje,
potencia,
presión,
mantenimiento
en
forma
oportuna
y
eficiente.
El
contar
con
planificación
de
mantenimiento
proactivo
una
implica
operaciones, la cual debe estar incluida
en
el
Plan
Estratégico
de
la
organización. Este mantenimiento a su
vez
de
del
debe
brindar
indicadores
(informes) hacia la gerencia, respecto
del progreso de las actividades, los
logros, aciertos, y también errores.
temperatura, etc.)
•
Mantenimiento Proactivo
Esta encaminado a corregir una falla
Este
mantenimiento
fundamento
los
solidaridad,
propia,
tiene
como
principios
colaboración,
sensibilización,
en
primordial
involucrados directa o indirectamente
en la gestión del mantenimiento deben
la
problemática
determina
las actividades que se llevan a acabo
labores
El
Equipo
las
paradas.
de
este
determinado
es
el
La
que
función
tipo
de
tiempo posible.
del
directivos deben estar concientes de
las
en
Equipo lo más rápido y con el menor
CONTEXTUALIZACIÓN
técnicos, profesionales, ejecutivos, y
desarrollas
presenta
mantenimiento es poner en marchas el
mantenimiento, es decir, que tanto
para
se
momento,
equipo, de moto tal que todos los
conocer
que
de
iniciativa
trabajo
Mantenimiento Correctivo:
de
mantenimiento. Cada individuo desde
su cargo o función dentro de la
Competencia tecnoa.
Identificar las características del
Mantenimiento Total Productivo”
(TPM) aplicable a los sistemas de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
39
control digital, dentro de un sistema
de gestión de la calidad.
relevancia en las industrias de alta
empleados
perdida del servicio, aun por periodos
− Expón e equipo los mecanismos
para
instrumentar
el
muertos tienen un alto costo en la
mantenimiento TPM, así como las
breves
características de cada uno y la
mantener
operación
ahora un aspecto prioritario.
importancia
que
y
tiene
en
la
funcionamiento
de
equipos para una empresa.
Describir las etapas de Planeación,
Operación, Dirección y Control del
Mantenimiento Total Productivo.
− Describe
en
mecanismos
un
informe,
implementados
los
para
realizar la Planeación, Operación,
Dirección
y
Control
del
Mantenimiento Total Productivo.
equipo
en
que
el
buenas
la inspección y diagnóstico, pero el
secreto para el desarrollo de un trabajo
eficiente en este aspecto, consiste en la
determinación de la selección o parte
de un procedimiento que indica que
como primer paso hay que identificar
la falla; a partir de ello, se selecciona
la parte del sistema que debe ser
espíritu
Seguridad para la inspección.
Es muy importante comprender todos
Fomentar el trabajo en equipo en un
entorno de cordialidad.
con
el
por lo
verificada.
Competencia para la vida
− Participa
tiempo,
condiciones de operación, resulta ser
•
de
Existen distintas técnicas para realizar
Competencia de calidad
producción, por lo que los tiempos
de
compañerismo y respeto en los
trabajos en equipo.
los métodos y equipos de prueba
especializados
que
se
tienen
disponibles para localizar fallas en los
sistemas
de
implementados
control
en
los
digital
procesos
industriales; por ejemplo, el método
que se seleccione puede depender de
si la máquina o sistema a verificar se
encuentra energizado o desenergizado,
1.1.2 INSPECCIÓN Y DIAGNÓSTICO.
En
la
actualidad,
productividad
el
concepto
y en la misma línea de razonamiento,
de
ha adquirido una alta
el
tipo
de
prueba
que
se
elija
dependerá también de si se puede
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
40
- Desenergización de áreas de
tener acceso a ciertas terminales o qué
trabajo.
tiempo se lleva para tener acceso a las
terminales que se requieren.
Se refiere a la verificación del corte en
el suministro de energía del sistema a
intervenir,
- Elementos básicos (Operador,
recomendaciones
equipo y herramientas e
en
y
cuenta
las
procedimientos
establecidos para tal efecto.
instrumentos).
- Candados.
Una de las consideraciones que se
deben tomar en cuenta
tomando
la seguridad
propia (del técnico), y la seguridad del
Para
sistemas
presentan
una
de
alto
serie
riesgo,
de
se
medidas
equipo con que se está trabajando,
precautorias de blindaje que impiden
esto significa que algunas pruebas no
que los operarios tengan acceso a la
máquina o el sistema de control digital
Esto se realiza mediante candados que
se
podrán
están
en
desarrollar
operación,
cuando
debido
a
la
los
riesgos de seguridad, pero hay otras
donde es necesario realizarlas con el
equipo energizado, y, entonces, se
requiere de un ayudante para observar
condiciones inseguras.
•
Precauciones y recomendaciones
generales.
Es de vital importancia observar
las
medidas de seguridad todo el tiempo;
para esto, no se debe olvidar
aplicar
parte técnica del sistema.
se incrustan a fin de evitar violaciones
de seguridad del sistema.
- Tarjetas.
Las tarjetas de seguridad son otra
modalidad de seguridad de operación
del sistema. Gracias a ellas, se impide
la realización de acciones que afecten
al mecanismo de operación técnica del
sistema.
- Identificación de circuitos.
las técnicas de colocación de tarjetas y
Antes de intervenir cualquier sistema,
apropiadas y, por supuesto, hacer una
detalle los circuitos y las funciones que
e instrumentos apropiados.
sistema.
candados,
usar
el
equipo
y
ropa
correcta selección de las herramientas
es necesario que el técnico conozca a
cada uno de ellos realiza
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
dentro del
41
Un circuito no identificado, constituye
protección por fusibles para todas las
intervención.
Instrumento de Prueba y Diagnóstico
un riesgo mayor a la hora de su
•
Las
Equipos a emplear.
pruebas,
el
cuidado
y
mediciones a realizar.
Dependiendo de la complejidad del
equipo defectuoso y de la clase de
mantenimiento del equipo eléctrico y
pruebas que sea necesario llevar a
sistemas de control, se debe llevar a
cabo,
entrenados,
instrumento de prueba que permita las
cabo sólo por personal o técnicos bien
ya
que
pueden
estar
presentes altos voltajes y corrientes
que podrían causar lesiones o daño al
equipo y sus circuitos, por lo que se
recomiendo emplear equipo de auxilio
adecuado.
es
adecuadamente
verificaciones
pertinentes.
VOM
actualidad
mantenido,
capacidad
reparar
y
Los
o
más
El multímetro es también conocido
(Voltios,
Miliamperímetro),
probar,
equipo
El multímetro (VOM), Tester, polímetro
Usar equipo de prueba bien diseñado y
para
el
escoger
utilizados son:
como
- De prueba.
importante
hay
de
aunque
Ohmios,
en
multímetros
medir
la
con
muchas
otras
mantener sistemas y equipo eléctrico y
magnitudes. (capacitancia, frecuencia,
electrónico.
temperatura, etc.). Hay dos tipos de
multímetros:
- De seguridad.
Usar el equipo de seguridad apropiado,
como son lentes de seguridad, guantes
aislantes, casco, zapatos dieléctricos,
etc.
los
analógicos
y
los
digitales. Los multímetros analógicos
son fáciles de identificar por una aguja
que al moverse sobre una escala indica
del valor de la magnitud medida
- De medición.
Asegurarse que los multimetros, y en
general los instrumentos de medición,
para trabajar en los circuitos de fuerza,
contengan la protección adecuada en
todas
las
entradas,
incluyendo
la
Multímetro
analógico
Multímetro digital
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
42
Los multimetros digitales se identifican
principalmente por un panel numérico
para
leer
los
valores
medidos,
la
ausencia de la escala que es común el
los analógicos. Lo que si tienen es un
selector de función y un selector de
escala (algunos no tienen selector de
escala
pues
el
VOM
la
determina
automáticamente). Algunos tienen en
un solo selector central. El selector de
funciones sirve para escoger el tipo de
medida que se realizará.
Osciloscopio: El osciloscopio es un
instrumento
que
permite
fenómenos
transitorios
visualizar
así
como
formas de ondas en circuitos eléctricos
y electrónicos. Por ejemplo en el caso
La función de este instrumento permite
de los televisores, las formas de las
la verificación de las fuentes de voltaje
ondas encontradas de los distintos
de medición de resistencias, por su
definidas,
tanto alternas como directas. La opción
puntos de los circuitos están bien
y
mediante
su
análisis
de
podemos diagnosticar con facilidad
resistencia,
funcionamiento. Los osciloscopios son
desventaja que solo permite prueba
existen y los utilizan desde técnicos de
parte,
permite
la
verificación
fusible, pines de conexión, alambres
abiertos,
valores
condensadores
en
de
corto,
etc.
Su
estática.
Punta Lógica: La punta lógica o sonda
digital, es un indicador de presencia de
pulso alto, bajo, tren de pulsos o alta
impedancia (salidas desconectadas). En
conjunto con un inyector de señales y
un detector de corriente, la punta
lógica integra el equipo de medición
básico para los circuitos digitales.
cuáles
son
los
problemas
del
de los instrumentos más versátiles que
reparación
de
televisores
hasta
médicos. Un osciloscopio puede medir
un
gran
número
de
fenómenos,
provisto del transductor adecuado (un
elemento que convierte una magnitud
física en señal eléctrica) será capaz de
darnos el valor de una presión, ritmo
cardiaco, potencia de sonido, nivel de
vibraciones
importante
en
un
que
coche,
el
etc.
Es
osciloscopio
utilizado permita la visualización de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
43
señales de por lo menos 4,5 ciclos por
•
segundo, lo que permite la verificación
Para obtener el movimiento del
medidor, cuando se tienen rangos
de etapas de video, barrido vertical y
múltiples,
alimentación.
desconocidas
horizontal
y
hasta
de
fuentes
de
inicie
mediciones
todas
las
ajustando
al
de
cantidades
instrumento en su escala mayor.
Tómese como indicación final la
deflexión que quede más cerca del
valor
Los
amperímetros
siempre
se
•
amperímetro
puede
destruir
el
si
conecta
en
se
paralelo por equivocación. Su baja
para
quemarlo.
El
•
circuito.
1. Para dar lecturas escala arriba, se
deben conectar los medidores de cd
de modo que las terminales del
medidor estén unidas a los puntos
voltaje se desea medir.
que
la
aguja
en el circuito de prueba cuyas
esté
polaridades
siempre en cero antes de conecta
pueden
ajústese con el tornillo de ajuste a
maneje
los
medidores
con
rudeza. El eje y sus cojinetes se
dañan
fácilmente
violentos o vibración.
por
golpes
iguales.
Las
conducir
a
daños
del
movimiento a causa del golpe del
cero en la cara del medidor.
No
sean
conexiones de polaridad invertida
un medidor. Si no indica cero,
•
Se deben corregir las lecturas para
la presencia del medidor en el
la porción del circuito cuya caída de
Asegúrese
medidores
todo efecto de carga originado por
voltímetro se conecta en paralelo a
•
los
y se dañen.
la suficiente corriente en el medidor
para la suficiente corriente en el
Descánsense
Esto ayudará a evitar que se volteen
resistencia puede permitir que pase
medidor
Esta
portátiles sobre sus partes traseras.
corriente se ha de medir y nunca en
Se
completa.
exacto.
conectan en serie con la rama cuya
paralelo.
escala
indicación final será el valor más
Como emplear los Medidores Básicos
•
de
puntero contra el tope de reversa.
•
Los medidores de CA -de aleta de
hierro, electrodinamómetros, y los
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
44
electrostáticos- pueden conectarse
•
sin tomar en cuenta la polaridad.
•
Manténganse
los
una vez al año de conformidad con
las especificaciones del fabricante.
medidores
Adhiérase
alejados de conductores con mucha
una
etiqueta
de
calibración al medidor en donde
corriente. Los campos magnéticos
asociados con las corrientes pueden
aparezca la fecha en la que se hizo
interferir
con
magnéticos
del
•
los
movimiento
del
en
a).- Cuando no se usen, téngase el
selector de función en las escalas
de alto voltaje de CD. esto evita
que se descargue la batería si
ocurre un corto accidental entra
las puntas. También protege al
rectificador
conexiones
accidentales
una fuente de CD.
contra
asegurarse
que
esté
electrónica,
deben
estar
en
capacidad de diagnosticar y reparar
equipos electrónicos. En el presente
documento se describen los tipos de
fallas que ocurren en los circuitos
electrónicos,
y
se
describen
los
métodos para implementar pruebas
que permitan detectar y localizar fallas.
- Análisis de la falla.
como
b).- Verifíquese la batería o pila
para
Diagnóstico
Tanto los ingenieros como los técnicos
Para los multímetros:
circuito
la última calibración.
campos
medidor e introducir errores.
•
Los medidores se deben calibrar
Las operaciones de diagnostico y de
reparación de fallas requieren que la
persona
lleve
trabajando con un voltaje mayor
conocimientos
que el mínimo permitido.
necesarios.
a
cabo
posea
los
y
experiencia
las
Lo anterior incluye conocer los modos
funciones del medidor tal como
usuales de fallas de los equipos de
si se empleara un instrumento
prueba que pueden resultar de utilidad
c).-
Utilícese
cada
una
de
especial únicamente.
d).-Si el óhmetro no se puede llevar
a cero cuando las puntas de
prueba estén en corto, se le debe
cambiar la batería.
en una situación particular, además de
los
procedimientos
normales
para
efectuar las reparaciones necesarias.
En lo que sigue, se cubren en algún
detalle los anteriores requisitos.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
45
adecuado
- Dictamen y reporte de falla
Existen básicamente dos categorías de
reparación de equipo defectuoso. En
primer
lugar,
están
aquellas
situaciones en las cuales un prototipo
equipo,
del
que
en
funcionamiento
ocasiones
lleva
del
a
suponer que opera incorrectamente.,
cuando
en
realidad
no
existen
problemas de funcionamiento como
experimental, recién construido, no
tal. Tales situaciones son de ocurrencia
esperado. Por otro lado, la segunda
primeras instancia que se verifiquen.
categoría hace referencia a aquellos
Errores en la construcción: Bajo esta
equipos que habiendo estado operando
categoría se agrupan todos aquellos
normal durante algún tiempo, han
problemas relacionados con el diseño y
presentado
la
parece funcionar de acuerdo a lo
fallas
en
su
frecuente
y
debe
ser
implementación
una
de
la
de
las
primera
unidad o prototipo.
funcionamiento.
Independientemente
de
las
circunstancias, el objetivo, en ambos
casos, es conseguir que la unidad
Fallas en el suministro de potencia: Es
una
de
la
fallas
mas
frecuente,
proviene de la fuente de potencia. En
defectuosa opere de acuerdo a lo
esta parte se manejan corrientes y
esperado el menor tiempo posible. En
voltaje
pérdida de pieza crítica de equipo
componentes
proceso productivo costoso, por lo cual
térmicos que pueden conducir a fallas
en la reparación del equipo.
de potencia esta averiada, el equipo
muchos
ambientes
operativos,
la
puede significar la interrupción de un
la velocidad es un parámetro esencial
Pueden existir muchas causas que
provoque falla, entre las más comunes
tenemos.
de
Operario:
temperaturas
sujetos
a
además
de
elevadas,
de
la
esfuerzos
fuente
los
están
eléctricos
y
en sus componentes. Cuando la fuente
deja de operar por completo.
- Consecuencias.
Problemas
apreciables,
Ocurren
debido al uso incorrecto por parte de la
persona que utiliza el equipo. Uno de
Estos
problemas
diagnostico
y
son
de
reparación.
fácil
Por
lo
general, deben buscarse primero en los
reguladores
de
voltaje
defectuoso,
diodos rectificadores abiertos o en
corto,
condensadores
de
filtrado
los motivos es la falta de conocimiento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
46
dañados y por ultimo, el transformador
Las
Problemas debidos a Ruidos: El ruido
problemas. Todo lo anterior puede
importante
como
defectuoso.
eléctrico
es
una
de
fuente
problemas
potencial
en
los
vibraciones
puede
ser
introducir
excesivas
causa
también
frecuente
defectos
de
mecánicos
corrosión
de
tales
conectores,
circuitos digitales. Ruido: Es toda señal
alambres quebrados o contactos de
interruptores
con
exceso
de
ser causa de operación incorrecta. Las
acumuladores
que
impiden
su
extraña que dentro del equipo puede
señales de ruido pueden provenir de
transitorios en las líneas de corriente
alterna
o
de
campo
magnético
o
accionamiento normal.
Problemas
aquellos
mecánicos:
que
surgen
Son
todos
debido
a
equipos
desperfectos en componentes de tipo
aledaños, así como de interferencias
mecánico tales como: Interruptores,
televisión.
general, es mucho más susceptible de
eléctrico
originados
en
debidas a transmisiones de radio o de
También es factible que exista ruido
generado internamente, el cual puede
provenir de suministro de potencia mal
conectores, relevos y otros. Esto por lo
aparecer
que
la
falla
misma
de
componentes electrónicos, tales como
los circuitos integrados.
filtrados o de componentes mecánicos
defectuosos que ocasionen contactos
deficientes o intermitentes.
Efectos
ambientales:
A
esta
pertenecen todos aquellos problemas
derivados del efecto ambiente en el
que opera el equipo. Por ejemplo, es
posible que la temperatura del recinto
o sitio donde se ubica el equipo exceda
los límites permisibles fijados por el
fabricante.
acumulación
Por
de
otra
parte,
grasas,
CONTEXTUALIZACIÓN
clase
la
polvo,
químicos o abrasivos en el aire puede
Competencia científico-teórica
Identificar la influencia de la
radiación y el efecto fotoeléctrico
que emiten los equipos en el ser
humano.
− Describe en un ensayo, el tipo de
radiación que se puede generar en
un sistema de control digital.
ocasionar fallas de funcionamiento.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
47
Normalmente el primer paso en la
Competencia tecnológica:
Describir las acciones elementales
que deben cumplirse para realizar la
inspección y diagnóstico de la
operatividad de los sistemas de
control digital.
− Elabora un mapa conceptual sobre
el
cuidado
del
manejo
de
conexiones eléctricas, los aspectos
de seguridad a contemplar y sus
efectos en la salud.
localización de una falla en un circuito
existente
que
ha
desarrollado
un
problema, es comprender el circuito y
la operación de la maquinaria que
controla.
El
mal
funcionamiento
de
algunos
componentes de circuito de control
digital puede ser la causa única de falla
en los circuitos de control.
En los casos
aislamiento
en que la ruptura del
es la causa de falla, una
inspección visual de los componentes
y del alambrado , en forma muy
Competencia analítica
Proponer la secuencia para realizar
el diagnóstico de los sistemas de
control digital.
− Traduce las especificaciones para el
mantenimiento correctivo, si es el
frecuente
dicha inspección, la detección de las
fallas a tierra se hace con la parte de la
instalación
usuario y participa en una
discusión
importancia
grupal
de
sobre
los
la
aspectos
bajo
desenergizada.
•
caso, en el manual del fabricante o
del
puede ocurrir y escapar de
estudio
en
forma
Operación integral de la máquina
o equipo.
El
mal
funcionamiento
componentes
de
algunos
puede ser causado por
contemplados en el diagnóstico de
algún componente no detectado.
fallas y el proceso de mantenimiento
Cuando esto sucede, la sintomatología
correctivo.
no demuestra el origen real de la falla,
hasta
realizar
una
verificación
componente por componente.
1.1.3 PROCEDIMIENTO GENERAL PARA
IDENTIFICAR FALLAS.
•
Comprensión del circuito.
•
Inspección visual general.
-
Componentes.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
48
Se debe realizar la inspección física de
componentes de la fuente de potencia
integrados,
térmico que pueden conducir a fallas
la
apariencia
a
deterioros,
de
fin
los
circuitos
de
identificar
sobrecalentamiento
o
flamazos en su estructura.
Prácticamente
es
están sujetos a esfuerzo eléctrico y
en sus componentes. Cuando la fuente
de potencia esta averiada, el equipo
el
primer
deja de operar por completo.
acercamiento a la detección de una
Estos
falla.
diagnostico
-
general,
Alambrado.
Los deteriores en el alambrado de los
sistemas y los falsos contactos es el
segundo motivo de la aparición de
fallas.
Cuando
esto
sucede,
los
síntomas pueden ser permanentes o
esporádicos, debido a su intermitencia
de operación.
-
problemas
Conexiones a tierra.
Es una mala maña de los técnicos, el
omitir la seguridad de una adecuada
conexión a tierra, lo cual en muchas
ocasiones puede evitar lamentaciones
en pérdidas humanas, en el peor de los
casos, o de el quemado de equipos con
un alto costo.
de las causas mas frecuentes de fallas
en equipos digitales proviene de la
fuente de potencia. Debido a que en
esta parte del equipo se manejan
de
reparación.
deben
reguladores
de
buscarse
voltaje
fácil
Por
lo
primero
defectuoso,
diodos rectificadores abiertos o en
corto,
condensadores
del
filtrado
dañados y por ultimo el transformador
defectuoso.
Problemas de temporización: Es uno de
los
problemas
diagnosticar
se
más
difícil
relaciona
con
de
la
correcta temporización de los circuitos.
Parámetros como la frecuencia del
reloj, los retrasos de propagación y
otras características relacionadas, son
de
mucha
importancia
para
la
adecuada operación de los equipos
digitales.
•
Falla de componentes del circuito: Una
y
son
Inspección de áreas comunes de
falla.
-
Fusibles.
La verificación de fusibles es un buen
punto para comenzar.
apreciables,
La abertura de fusibles, debido a
además de temperaturas elevadas, los
sobrecorrientes o voltajes, es una de
corrientes
y
voltajes
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
49
las causas básicas de aparición de
Las
Para ello, es necesario detectar la
la
fallas totales en los sistemas.
ubicación y verificar la continuidad de
estos dispositivos, como una de las
primeras acciones de detección de
y
los
elementos
corrosivos, ocasionan frecuentemente
perdida
elementos
de
contacto
terminales
con
los
de
los
dispositivos del sistema, lo cual genera
fallas en su operación.
fallas;.
-
vibraciones
Marcas incorrectas de
-
alambres.
Perdida de conexiones.
Hoy en día, los equipos y las máquinas
Este problema, usualmente se presenta
cada una de ellas, puede ser la causa
montaje por parte de los fabricantes.
de un problema.
Cuando se tiene el desconocimiento de
pueden tener cientos de conexiones y
La perdida de señal en los sistemas
electrónicos puede suceder, desde una
simple interrupción de alimentación,
hasta el quemado de los elementos
conductores,
lo
cual
ocasiona
en
muchas ocasiones, la intervención no
necesaria a los equipos del sistema.
Por ello se recomienda que se empiece
por la verificación de la alimentación
del
sistema.
totalidad
la
Para
desechar
posible
falla
en
en
su
en el piso de montaje incluso desde el
los estándares de cableado, se puede
caer en el error de colocar cables con
señales diferentes a las que indica el
color del cable; esto puede redituar en
presuponer que existe un mal cableado
y en un afán por corregirlo, conectar
de manera erróneo los dispositivos y
provocar
una
perdida
o
daño
destructivo de los circuitos de los
sistemas.
-
los
Combinación de problemas.
sistemas de suministración de energía
Esta
al sistema.
combinación de problemas que por su
-
los
contactores,
los
relevadores, las estaciones de botones
y los desconectares.
se
hace
a
la
importancia se deben enfatizar; los
Contactos defectuosos.
Esto aplica a los arrancadores de
motores,
referencia
siguientes son algunos tipos típicos de
combinación de problemas:
Electró-mecánicos.
Electró-presión.
Eléctrico-temperatura.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
50
El
mayor
problema
que
se
ha
presentado o reportado, no siempre es
indicativo de cual es el aspecto de la
falla.
-
potencia puede variar mucho entre
hora pico y horas tranquilas.
Como este voltaje de línea es la
entrada
Bajo voltaje.
Si no hay una indicación inmediata de
problema
voltaje de línea en la instalación de
aparente,
una
de
las
primeras cosas a verificar el voltaje de
la línea.
Existen algunos equipos o sistemas de
control que manejan un estricto control
salida
del
puente
filtrada
de
rectificador,
éste
es
la
casi
directamente proporcional al voltaje de
línea. Como se puede ver en la figura
6.1,
la
salida
filtrada
del
puente
rectificador es la entrada del regulador
de voltaje.
de línea, lo cual hace imposible su
operación ante oscilaciones de señal
frecuentes o bajos voltajes.
•
Inspección de áreas modulares
de falla.
Después de que las causas mecánicas
del
mal
funcionamiento
verificadas,
comienza
han
entonces
sido
la
verificación eléctrica; para esto se debe
asegurar que se este cumpliendo con
las normas de seguridad y con el
equipo de protección adecuado.
Regulación de la carga y de la fuente.
Otra forma de especificar la calidad de
luna fuente de potencia regulada es su
regulación de la fuente (también se
llama efecto de la fuente o regulación
de la línea). Se abrevia SR, la regulación
de la fuente se define como el cambio
en el voltaje de la carga regulado para
- Fuentes de alimentación
un intervalo específico del voltaje de
Fuentes Reguladas
línea, generalmente 115± 10%.
En la figura, el voltaje de línea de la
La formula se define es
entrada tiene un valor nominal de 115
SR = VHL - VLL
V. dependiendo de la demanda de
electricidad
en
un
área
dada
de
localidad, este voltaje de línea puede
ser diferente de 115 V. de hecho, el
Donde:
SR
= regulación de la
fuente.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
51
VHL = voltaje de carga con
no
en
cortocircuito.
VLL = voltaje de carga con
no son detectados por el multímetro y
Valores por debajo de 100nf en general
voltaje de línea alto.
con el mismo en posición R×1k se
voltaje de línea bajo.
Por ejemplo, si el voltaje de la carga es
10 V± 0.3 V para un voltaje de línea de
115± 10%, entonces:
puede saber si el capacitor esta en
cortocircuito o no según muestra la
figura.
SR = 10.3 V - 9.7 V = 0.6 V
Comparando, una buena fuente de
potencia tal como la 6214a de HewlettPackard tiene una SR = 4 MV.
El porcentaje de regulación de la fuente
es:
%SR = SR/Vnom X 100%
donde Vnom es el voltaje de carga
nominal, es decir el voltaje de salida
bajo condiciones de funcionamiento
características.
Por
ejemplo,
si
el
cambio en el voltaje de la carga es 0.6
V y el voltaje de carga nominal es 10 V,
el porcentaje de la regulación de la
carga es:
Si el capacitor posee resistencia infinita
significa que el componente no posee
pérdidas
excesivas
cortocircuito.
ni
está
Generalmente
en
esta
indicación es suficiente para considerar
que el capacitor está, en buen estado
pero en algún caso podría ocurrir que
el elemento estubiera "abierto", o que
un terminal en el interior del capacitor
%SR = 0.6/10V X 100% = 6%
no hiciera contacto con la placa.
Prueba de componentes electrónicos
Para confirmar con seguridad el estado
básicos
Prueba de capacitores
Capacitores de bajo valor
del capacitor e incluso conocer su
valor, se puede emplear el circuito de
la figura.
La prueba de capacitores de bajo valor
se limita a saber si los mismos están o
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
52
La frecuencia será 50 ó 60Hz según el
país
donde
estés
ya
que
es
la
correspondiente a la red eléctrica.
Elegir el valor de R según el valor del
capacitor a medir:
Capacidad a medir
0 , 01uf < Cx < 0 ,
Para conocer el valor de la capacidad
5uf
se deben seguir los pasos que se
Cx orden de los
describen a continuación:
tensión V1 y se anota.
resistor que será la misma que
atraviesa el capacitor por estar
ambos elementos en serie I = V1
/R
3. Se mide la tensión V2 y se anota.
4. Se calcula la reactancia capacitiva
del componente en medición XC
= V2 / I
5. Se
calcula
Cx mayores hasta
1K
10uf
2. Se calcula la corriente por el
Con
este
capacitores
10K
100K
nanofarad
1. Armado el circuito se mide la
Resistencia serie
método
cuyos
pueden
valores
medirse
estén
comprendidos entre 0 , 01uf y 0 , 5uf.
Si
se
desean
medir
capacidades
menores debe tenerse en cuenta la
resistencia que posee el multímetro
usado
como
voltímetro
cuando
se
efectúe la medición.
Para medir capacidades mayores debe
el
valor
de
la
tenerse en cuenta que los capacitores
capacidad del capacitor con los
sean no polarizados, debido a que la
valores obtenidos
prueba se realiza con corriente alterna.
C = 1 / [ XC . 6 , 28 . f ]
Capacitores electrolíticos
Observaciones
Se debe emplear un solo voltímetro.
Los capacitores electrolíticos pueden
medirse
directamente
con
el
multímetro utilizado como ohmetro.
Cuando se conecta un capacitor entre
los terminales del multímetro, este
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
53
hará que el componente se cargue con
sin
de su capacidad y de la resistencia del
fondo
deflexionará por completo y luego
En la medida que la capacidad del
una constante de tiempo que depende
multímetro.
Por
lo
tanto
la
aguja
descenderá hasta cero indicando que el
capacitor está cargado totalmente, ver
figura.
retornar
indica
que
está
en
entonces
el
cortocircuito y si retorna pero no a
de
escala
condensador tendrá fugas.
componente es mayor, es normal que
sea menor la resistencia que debe
indicar
el
instrumento.
La tabla II indica la resistencia de
pérdida
que
deberían
tener
los
capacitores de buena calidad.
TABLA II
Capacitor
El
tiempo
que
tarda
la
aguja
en
descender hasta 0 dependerá del rango
en que se encuentra el multímetro y de
la capacidad del capacitor. En la prueba
es conveniente respetar la tabla I.
TABLA I
Resistencia de pérdida
10uf
Mayor que 5M
47uf
Mayor que 1M
100uf
Mayor que 700K
470uf
Mayor que 400K
1000uf
Mayor que 200K
4700uf
Mayor que 50K
Se
realizar
la
prueba
dos
veces,
invirtiendo la conexión de las puntas
Valor del capacitor
Rango
Hasta 5uf
R×1k
Hasta 22uf
R×100
Hasta 220uf
R×10
Mas de 220uf
R×1
de prueba del multímetro. Para la
medición de la resistencia de pérdida
interesa la que resulta menor según
muestra la figura.
Si la aguja no se mueve indica que el
capacitor está abierto, si va hasta cero
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
54
conecta a la zona N (cátodo del diodo)
y la punta negra a la P (ánodo), la
unión se polariza en directo y se hace
conductora. El valor concreto indicado
por el instrumento no tiene significado
alguno, salvo el de mostrar que por la
unión circula corriente.
Prueba de diodos
Los
diodos
son
componentes
que
conducen la corriente en un solo
sentido, teniendo en cuenta esto se
pueden probar con un multímetro en la
posición óhmetro. El funcionamiento
de tal aparato de medida se basa en la
medición de la corriente que circula
por el elemento bajo prueba. Es muy
importante conocer la polaridad de la
bateria interna del los multímetros
analógicos en los cuales la punta negra
del multimetro corresponde al terminal
positivo de la bateria interna y la punta
roja corresponde al terminal negativo
de la bateria.
Se
empleará
un
multímetro
en
las
y
Por el contrario, cuando la punta roja
se conecta a la zona P (ánodo), y la
negra a la zona N (cátodo), se esta
aplicando una tensión inversa. La unión
no conducirá, y esto será interpretado
por
el
instrumento
resistencia muy elevada.
como
una
las
medidas se efectuarán colocando el
instrumento
escalas
de
resistencia y preferiblemente en las
escalas ohm x 1, ohm x 10 ó también
ohm x 100. Así cuando se intenta
medir la resistencia de un diodo, se
encontrarán
dos valores
totalmente
Prueba de transistores
distintos, según el sentido de las
puntas. Si la punta roja (negativo) se
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
55
Un transistor bipolar equivale a dos
Con esto se habrá aplicado entre la
uniones), por lo tanto las medidas
polarización
ellas por separado, pensando que el
conducción
electrodo base es común a ambas
moviéndose la aguja del multímetro
diodos
en
oposición
(tiene
dos
deben realizarse sobre cada una de
direcciones.
base y el emisor o colector, una
como
directa,
lo
consecuencia
hasta
de
indicar
la
que
entrada
ambas
un
traerá
cierto
en
uniones,
valor
de
resistencia, generalmente baja (algunos
ohm)
y
que
depende
de
muchos
factores.
Se empleará un multímetro analógico y
las medidas se efectuarán colocando el
instrumento
en
las
escalas
de
resistencia y preferiblemente en las
escalas ohm x 1, ohm x 10 ó también
ohm x 100.
Antes de aplicar las puntas al transistor
es conveniente serciorarse del tipo de
éste, ya que si es NPN se procederá de
forma contraria que si se trata de un
PNP. Para el primer caso (NPN) se
situará la punta negra (positivo) del
multímetro sobre el terminal de la base
y se aplicará la punta roja sobre las
patillas correspondientes al emisor y
colector.
A continuación se invertirá la posición
de
las
colocando
puntas
la
del
punta
instrumento,
roja
(negativa)
sobre la base y la punta negra sobre el
emisor y después sobre el colector.
De esta manera el transistor recibirá
una tensión inversa sobre sus uniones
con
lo
que
circulará
por
él
una
corriente muy débil, traduciéndose en
un pequeño o incluso nulo movimiento
de la aguja. Si se tratara de un
transistor PNP el método a seguir es
justamente el opuesto al descrito, ya
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
56
que las polaridades directas e inversas
de las uniones son las contrarias a las
del tipo NPN.
Las
comprobaciones
anteriores
se
completan con una medida, situando el
multímetro entre los terminales de
emisor y colector en las dos posibles
combinaciones que puede existir; la
indicación del instrumento será muy
similar a la que se obtuvo en el caso de
aplicar
polarización
inversa
(alta
resistencia), debido a que al dejar la
base sin conexión el transistor estará
bloqueado. Esta comprobación no debe
olvidarse, ya que se puede detectar un
cortocircuito entre emisor y colector y
en muchas ocasiones no se descubre
con las medidas anteriores.
Amplificadores Operacionales.
Un amplificador operacional, u opamp, es un amplificador diferencial con
una
ganancia
muy
alta,
con
una
elevada impedancia de entrada y una
impedancia de salida baja. Los usos
más
típicos
del
amplificador
operacional son proporcionar cambios
de amplitud de voltaje (amplitud y
polaridad), osciladores, circuitos de
filtros
y
muchos
otros
tipos
de
circuitos de instrumentación. Un opamp
contiene
varias
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
etapas
de
57
amplificador diferencial para lograr una
ganancia de voltaje muy alta.
Amplificador No Inversor
Las conexiones de la figura muestran
Amplificador Inversor
un circuito a op-amp que trabaja como
El circuito de amplificador de ganancia
amplificador
constante que más se utiliza es el
multiplicador de ganancia constante.
amplificador
se
Debe resaltarse que la conexión de
muestra en la figura. La salida se
amplificador inversor es la que más se
una ganancia fija o constante, que
estabilidad a la frecuencia (misma que
(R1)
determinar la ganancia de voltaje del
inversor,
el
cual
obtiene multiplicando la entrada por
determinan la resistencia de entrada
y
la
resistencia
de
utiliza,
no
porque
trataremos
inversor
tiene
más
una
adelante).
o
mejor
Para
retroalimentación (Rf), con la salida
circuito podemos usar que R1 es V1,
invertida
debido a que Vi ? 0 V. Este debe ser
Ecuación:
respecto
a
la
entrada.
igual al voltaje de salida a través de un
divisor de voltaje R1 y Rf, por lo que:
V0 = -[(Rf / R1) V1]
Multiplicador inversor de ganancia
constante.
Multiplicador no inversor de ganancia
Ejercicio:
constante.
Si el circuito de la figura 14.15 tiene R1
= 100 k
y Rf = 500 k
, ¿qué voltaje
de salida resulta para la entrada de V1
R1
V1 = ---------- Vo
R1 + Rf
= 2 V?
Solución:
Lo que da como resultado
V0 = -[(Rf / R1) V1]
V0
V1 = -[(500 / 100) 2V]
V1 = -10 V
R1 + Rf
Rf
--- = ---------- = 1 + ----V1
R1
R1
Ejercicio
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
58
Calcule el voltaje de salida de un
amplificador no inversor (como el de la
figura 5.15) para valores de V1 = 2 V,
Rf = 500 k
y R1 = 100 k
.
Solución
Rf
V0 = 1 + ----- * V1
Seguidor unitario
R1
500
AMPLIFICADOR SUMADOR
V0 = 1 + ----- * 2 V
Probablemente, el circuito op-amp más
100
utilizado es el circuito del amplificador
sumador que se muestra en la figura,
V0 = + 12
el
circuito
muestra
un
circuito
amplificador sumador de tres entradas
que proporciona un medio de sumar
algebraicamente
Seguidor Unitario
El circuito seguidor unitario, que se
muestra en la figura proporciona una
ganancia
unitaria
sin
inversión
polaridad o fase, está claro que:
de
V0 = V1
ganancia constante, el voltaje de salida
puede expresarse en términos de las
entradas como:
Rƒ
Rƒ
R1
R2
Rƒ
Vo = - ---- V1 + ---- V2 + ---- V3
polaridad y magnitud que la entrad. El
circuito opera como un circuito emisor
excepción
voltajes,
multiplicado cada uno por un factor de
Y que la salida es de la misma
seguidor o
tres
seguidor
de
fuente,
a
de que la ganancia es
exactamente unitaria.
R3
En otras palabras, cada entrada suma
un voltaje a la salida, multiplicado por
su multiplicador de ganancia constante
separado. Si se usan más entradas,
cada
una
añade
un
componente
adicional a la salida.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
59
1000 k
1000 k
1000 k
Vo = - (-2 V) + (+3 V) - (+1 V)
500 k
200 k
Vo = - [5 (-2 V) + 2 (3 V) + 1 (1 V)] =
Amplificador sumador
+3 V
Ejercicio 3
Calcule el voltaje de salida de un
amplificador
siguientes
sumador
conjuntos
de
resistencias. (Use Rƒ = 1 M
para
voltajes
los
y
en todos
los casos)
Convertidores Analógicos a Digitales
Se usan un gran número de métodos
para convertir señales analógicas a la
forma digital. Los que más se emplean
en los circuitos convertidores A/D
a) V1 = +1 V, V2 = +2 V, V3 =
+3 V, R1 = 500 k
, R3 = 1 M
, R2 = 1 M
.
b) V1 = -2 V, V2 = +3 V, V3 =
+1 V, R1 = 200 k
k
1000 k
, R3 = 1 M
, R2 = 500
.
disponibles en el mercado son cinco:
1.- Rampa de escalera
2.- Aproximaciones sucesivas
3.- Doble rampa
4.- Voltaje a frecuencia
5.- Paralelo o instantáneo
Solución
1.- Convertidores A/D de rampa de
escalera.
Los
convertidores
más
sencillos son de este tipo. Cuando se
a)
1000 k
, 1000 k
,1000 k
Vo = - (+1 V) + (+2 V) + - (+3 V)
500 k
1000 k
1000 k
Vo = - [2 (1 V) + 1 (2 V) + 1 (3 V)] = -7
V
aplica un comando de inicio o arranque
la lógica de control, el voltaje analógico
de entrada se compara con una salida
de voltaje de un convertidor D/A.
Esta salida comienza en cero y se
incrementa
en
un
bit
menos
significativo con cada pulso del reloj.
Siempre que el voltaje de entrada sea
b)
mayor que el voltaje de salida del
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
60
comparador
pueden efectuar conversiones entre 1 y
continúa permitiendo que los pulsos
La lógica de este convertidor prueba
convertidor
D/A,
el
producirá una señal de salida que
del reloj se alimenten al contador.
Sin embargo, cuando el voltaje de
50 m s. Sin embargo, son más caros.
varios códigos de salida y los alimenta
al convertidor D/A y a un registro de
salida de ese convertidor es mayor que
almacenamiento
comparador cambia y esta acción evita
través del comparador. La operación es
que los pulsos del reloj lleguen al
análoga a la acción de pesar una
contador.
muestra en una balanza de laboratorio
El estado del contador en ese instante
con pesos estándar en una secuencia
el voltaje de entrada, la salida del
representa
el
valor
de
voltaje
de
tipo
de
entrada en forma digital.
La
desventaja
de
este
convertidores es que, no obstante su
simplicidad, es bastante lento y el
tiempo de conversión depende de la
amplitud de voltaje de entrada.
y
compara
el
resultado con el voltaje de entrada a
binaria. El procedimiento correcto es
comenzar con el mayor peso estándar
y proseguir en orden hasta el menor.
La muestra se coloca en un platillo y el
peso mayor se coloca en el otro; si la
balanza no se inclina, se deja el peso, y
se coloca el siguiente con menor peso.
Si la balanza se inclina, se quita el peso
mayor y se agrega el siguiente menos
pesado.
Se usa el mismo procedimiento para el
siguiente valor menos pesado y así se
prosigue hasta el menor. Después de
que se ha probado el enésimo peso y
Diagrama de bloques del convertidor
analógico a digital en rampa de
escalera
2.-
Convertidores
se ha tomado una decisión, se dan por
terminadas las mediciones de peso.
El total de las pesas que se encuentran
A/D
de
en el platillo es la aproximación más
aproximaciones sucesivas. Se utilizan
cercana al peso de la muestra. En el
de alta resolución y velocidad, ya que
sucesivas,
ampliamente debido a su combinación
convertidor
de
se
aproximaciones
implementa
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
el
61
procedimiento de medición de pesos
alimentación de 60 Hz, se necesita que
comparador,
esta
mediante
un
convertidor
un
almacenamiento
D/A,
registro
y
una
lógica
un
de
de
T1 sea de 16.667 ms. Sin embargo,
ventaja
conduce
a
tiempos de conversión muy largos. Sin
embargo
control.
también
las
convertidores
hacen
muy
de
ventajas
de
los
doble
rampa
los
adecuados
aplicaciones
en
las
necesarios
tiempos
que
para
no
sean
breves
de
conversión. Se emplean mucho, en
especial
en
aplicaciones
de
instrumentos de precisión tales como
voltímetros digitales.
Diagrama de bloques de un convertidor
analógico a digital de aproximaciones
sucesivas.
3.- Convertidores A/D de doble rampa.
Se
emplean
aplicaciones
en
ampliamente
donde
la
en
mayor
importancia estriba en la inmunidad al
ruido, gran exactitud y economía. Los
convertidores de doble rampa pueden
suprimir la mayor parte del ruido de la
señal de entrada debido a que emplean
un
integrador
ser
infinito
para
efectuar
la
conversión. El rechazo del ruido puede
específica
del
para
ruido
una
si
frecuencia
el
se iguala al periodo del ruido. Por lo
para
rechazar
el
doble rampa.
primer
periodo de integración del convertidor
tanto,
Convertidor analógico a digital de
ruido
prevaleciente debido a las líneas de
Convertidor de voltaje a frecuencia. En
este tipo de convertidores, el voltaje de
CD de entrada se convierte en un
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
62
conjunto de pulsos cuya velocidad de
5.-
proporcional a la magnitud del voltaje
a cabo las más rápidas conversiones
mediante un contador electrónico en
entrada se alimenta simultáneamente a
forma
contar las
una entrada de cada uno de los P
intervalo de tiempo en el voltímetro
comparador es un voltaje de referencia.
digital de doble rampa. Por lo tanto, la
El comparador recibe un valor distinto
cuenta es proporcional a la magnitud
del voltaje de referencia, comenzando
primordial de esos convertidores es el
divisor de voltaje y valores iguales de
CD de entrada a un conjunto de pulsos.
en cada comparador estará dado por
repetición
(o
frecuencia)
es
de alimentación. Los pulsos se cuentan
semejante
al
de
longitudes de onda con el contador de
del
voltaje
de
entrada.
La
parte
circuito que transforma el voltaje de
Se emplea un integrador para llevar a
cabo esta tarea. Las frecuencias típicas
del convertidor de voltaje a frecuencia
(V/F) quedan en el rango de 10 kHz a 1
kHz. El convertidor muy utilizado de 10
kHz
necesita
compuerta
de
un
intervalo
0.025
s
para
de
una
conversión A/D de 8 bits.
Convertidor
en
paralelo
(o
instantáneo). Estos convertidores llevan
A/D. En esta técnica, el voltaje de
comparadores. La otra entrada de cada
en VRmax. Empleando el principio del
R, el valor del voltaje de referencia VRp
VRp = VRmax P/Q
Siendo
p = número del comparador (de 1 a P)
P = número total de comparadores
Q = número total de resistencias = P +
1
Así, el voltaje de entrada se compara
de manera simultánea con valores de
voltaje, igualmente espaciados (de 0 a
VRmax).
Diagrama de bloques de un multimetro
digital tipo integrador voltaje a
frecuencia.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
63
Los actuadores hidráulicos, neumáticos
eléctricos son usados pera manejar
aparatos mecatrónicos.
Por
lo
general,
los
actuadores
hidráulicos se emplean cuando lo que
se
necesita
neumáticos
es
potencia,
son
y
los
simples
posicionamientos. Sin embargo, los
hidráulicos
requieren
demasiado
equipo para suministro de energía, así
como de mantenimiento periódico. Por
Convertidor analógico a digital paralelo
de tres bits.
Actuadores.
actuadores
son
dispositivos
capaces de generar una fuerza a partir
de líquidos, de energía eléctrica y
gaseosa. El actuador recibe la orden de
un regulador o controlador y da una
salida necesaria para activar a un
elemento final de control como lo son
las válvulas.
Existen tres tipos de actuadores:
•
Hidráulicos
•
Neumáticos
•
Eléctricos
modelos
neumáticos
también
son
limitadas desde el punto de vista de
- Transductores: Sensores y
Los
otro lado, las aplicaciones de los
precisión y mantenimiento.
Los actuadores eléctricos también son
muy
utilizados
en
los
aparatos
mecatronicos, como por ejemplo, en
los robots. Los servomotores CA sin
escobillas se utilizaran en el futuro
como actuadores de posicionamiento
preciso
debido
a
la
demanda
de
funcionamiento sin tantas horas de
mantenimiento
Por todo esto es necesario conocer
muy bien las características de cada
actuador para utilizarlos correctamente
de acuerdo a su aplicación especifica
− Actuadores hidráulicos
Los actuadores hidráulicos, que son los
de
mayor
antigüedad,
pueden
ser
clasificados de acuerdo con la forma de
64
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
operación, funcionan en base a fluidos
a presión. Existen tres grandes grupos:
1. cilindro hidráulico
2. motor hidráulico
3. motor hidráulico de oscilación
− Cilindro hidráulico
De acuerdo con su función podemos
clasificar a los cilindros hidráulicos en
2 tipos: de Efecto simple y de acción
doble. En el primer tipo se utiliza
fuerza hidráulica para empujar y una
fuerza
externa,
diferente,
para
contraer. El segundo tipo se emplea la
Cilindro de Efecto simple.
La barra esta solo en uno de los
extremos del pistón, el cual se contrae
mediante resortes o por la misma
gravedad. La carga puede colocarse
solo en un extremo del cilindro.
fuerza hidráulica para efectuar ambas
acciones. El control de dirección se
lleva a cabo mediante un solenoide que
se muestra a continuación
Cilindro de Efecto doble.
La carga puede colocarse en cualquiera
de los lados del cilindro. Se genera un
En el interior poseen un resorte que
cambia su constante elástica con el
paso de la corriente. Es decir, si circula
impulso
diferencia
horizontal
de
debido
presión
entre
a
la
los
extremos del pistón
corriente por el pistón eléctrico este
puede ser extendido fácilmente.
Cilindro de presión dinámica
Lleva la carga en la base del cilindro.
Los
costos
de
fabricación
por
lo
general son bajos ya que no hay partes
que resbalen dentro del cilindro.
Cilindro telescópico.
La barra de tipo tubo multietápico es
empujada sucesivamente conforme se
va
aplicando
al
cilindro
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
aceite
a
65
presión. Se puede lograr una carrera
El aceite a presión fluye desde la
longitud del cilindro
dentada de cada engranaje generando
relativamente en comparación con la
entrada
que
actúa
sobre
la
cara
torque en la dirección de la flecha. La
estructura del motor es simple, por lo
que es muy recomendable su uso en
operaciones a alta velocidad.
Motor hidráulico
En
los
motores
hidráulicos
el
movimiento rotatorio es generado por
la presión. Estos motores los podemos
clasificar en dos grandes grupo: El
primero es uno de tipo rotatorio en el
que
los
engranes
son
accionados
directamente por aceite a presión, y el
segundo,
de
tipo
oscilante,
el
movimiento rotatorio es generado por
la acción oscilatoria de un pistón o
percutor;
este
tipo
tiene
mayor
demanda debido a su mayor eficiencia.
A
continuación
se
muestra
la
clasificación de este tipo de motores
Motor de engranaje
excéntrica
entrada empuja el pistón contra la
brida y la fuerza resultante en la
dirección radial hace que el eje y el
bloque
del
cilindro
giren
en
la
dirección de la flecha. Este tipo de
alta presión y a alta velocidad. Es
posible
Motor de Hélice
Hidráulico
EL aceite a presión que fluye desde la
motor es muy conveniente para usos a
Tipo Rotatiorio Motor de Veleta
Motor
Motor con pistón eje inclinado
Motor
de
Leva
modificar
su
capacidad
al
cambiar el ángulo de inclinación del
eje.
Pistón Axial
Tipo Oscilante Motor con eje inclinado
Motor de Engranaje.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
66
en lo que se refiere a la estructura,
debido
a
que
estos
tienen
poca
viscosidad.
En
esta
clasificación
aparecen
los
fuelles y diafragmas, que utilizan aire
comprimido y también los músculos
Motor oscilante con pistón axial
Tiene como función, el absorber un
determinado
volumen
de
fluido
a
presión y devolverlo al circuito en el
momento que éste lo precise.
artificiales de hule, que últimamente
han recibido mucha atención.
De Efecto simple
Cilindro Neumático
Actuador Neumático De efecto Doble
Con engranaje
Motor Neumático Con Veleta
Con pistón
Con una veleta a la vez
Multiveleta
Motor Rotatorio Con pistón
De ranura Vertical
De émbolo
Actuadores Neumáticos
A los mecanismos que convierten la
Fuelles, Diafragma y músculo artificial
Cilindro de Simple Efecto
energía del aire comprimido en trabajo
mecánico se les denomina actuadores
neumáticos. Aunque en esencia son
idénticos a los actuadores hidráulicos,
el rango de compresión es mayor en
este caso, además de que hay una
pequeña diferencia en cuanto al uso y
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
67
Este método de llave de seguridad
para la retención de las tapas del
Cremallera
Transforman un movimiento lineal en
un movimiento rotacional y no superan
los 360°
actuador,
usa
una
cinta
cilíndrica
flexible de acero inoxidable en una
ranura de
deslizamiento labrada
a
máquina. Esto elimina la concentración
de
esfuerzos
causados
por
cargas
centradas en los tornillos de las tapas y
helicoils.
Las
Llaves
de
Seguridad
incrementan de gran forma la fuerza
del ensamblado del actuador y proveen
un
Rotativos de Paletas
Son elementos motrices destinados a
proporcionar un giro limitado en un eje
de salida. La presión del aire actúa
directamente sobre una o dos palas
imprimiendo un movimiento de giro.
Estos no superan los 270° y los de
paleta doble no superan los 90°.
cierre
de
seguridad
contra
desacoplamientos peligrosos.
2 PIÑÓN CON RANURA:
Esta ranura en la parte superior del
piñón
provee
una
transmisión
autocentrante, directa para indicadores
de
posición
e
de
acoplamiento.
interruptores
de
posición, eliminando el uso de bridas
Namur).
(Bajo
la
norma
3 COJINETES DE EMPALME:
Estos
cojinetes
de
empalme
barrenados y enroscados sirven para
simplificar
accesorios
a
el
acoplamiento
montar
en
la
de
parte
superior. (Bajo normas ISO 5211 Y
VDI).
Partes de un Actuador
1 SISTEMA DE "LLAVE DE SEGURIDAD":
5 PASE DE AIRE GRANDE:
Los conductos internos para el pasaje
de aire extra grandes permiten una
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
68
operación rápida y evita el bloqueo de
todas las partes del actuador contra
6 MUÑONERAS:
9 REVESTIMENTO:
los mismos.
Una muñonera de nuevo diseño y de
máxima duración,
permanentemente
desgaste y corrosión.
Un revestimiento doble, para proveer
extra
protección
lubricada, resistente a la corrosión y de
agresivos.
fácil reemplazo, extiende la vida del
11 ACOPLE:
actuador
en
las
aplicaciones
más
severas.
contra
ambientes
Acople o desacople de módulos de
reposición por resorte, o de seguridad
en caso de falla de presión de aire.
12 TORNILLOS DE AJUSTE DE CARRERA:
Provee ajustes para la rotación del
piñón en ambas direcciones de viaje; lo
que es esencial para toda válvula de
cuarto de vuelta.
16 MUÑONERAS RADIALES Y DE CARGA
DEL PIÑÓN:
Muñoneras
protegen
7 CONSTRUCCIÓN:
Muñoneras
Se debe proveer fuerza máxima contra
abolladuras, choques y fatiga. Su piñón
y cremallera debe ser de gran calibre,
debe ser labrado con maquinaria de
alta precisión, y elimina el juego para
poder obtener posiciones precisas.
fuerte,
contra
cargas
radiales
que
verticales.
soportan
toda
carga radial.
17 SELLOS DEL PIÑÓN - SUPERIOR E
INFERIOR:
Los
sellos
posicionados
del
para
piñón
están
minimizar
todo
hueco posible, para proteger contra la
8 CERAMIGARD:
Superficie
reemplazables
corrosión.
resistente
a
la
corrosión, parecida a cerámica. Protege
18 RESORTES INDESTRUCTIBLES DE
SEGURIDAD EN CASO DE FALLA:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
69
Estos
resortes
fabricados
para
son
diseñados
nunca
fallar
y
y
posteriormente son protegidos contra
la
corrosión.
clasificados
y
Los
resortes
asignados
de
son
forma
particular para compensar la pérdida
de memoria a la cual esta sujeta todo
resorte; para una verdadera confianza
en caso de falla en el suministro de
aire.
Utilización de un pistón eléctrico para
el
accionamiento
de
una
válvula
pequeña.
La
forma
mas
sencilla
para
el
accionamiento con un pistón, seria la
instalación de una palanca solidaria a
una bisagra adherida a una superficie
paralela
al
eje
accionamiento
del
y
a
pistón
las
de
entradas
roscadas, tal y como se observa en el
siguiente diagrama:
Actuadores Eléctricos
La estructura de un actuador eléctrico
es simple en comparación con la de los
actuadores hidráulicos y neumáticos,
ya que sólo se requieren de energía
eléctrica como fuente de poder. Como
se
utilizan
cables
eléctricos
para
transmitir electricidad y las señales, es
altamente versátil y prácticamente no
hay
restricciones
respecto
a
la
distancia entra la fuente de poder y el
actuador.
Existe una gran cantidad de modelos y
es
fácil
eléctricos
utilizarlos
con
estandarizados
motores
según
la
aplicación. En la mayoría de los casos
es necesario utilizar reductores, debido
a que los motores son de operación
continua.
El pistón eléctrico puede ser accionado
por una corriente, con lo cual para su
accionamiento, solo hará falta utilizar
un
simple
decidiera
relé.
En
caso
que
se
alimentarlo
con
cc,
la
corriente deberá ser del mismo valor
pudiendo ser activado por una salida a
transistor de un PLC.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
70
Accionamiento
Musculares
con
Alambres
Motores a paso
Es un dispositivo electromecánico que
Los Alambres Musculares, también son
convierte
actuadores.
movimientos mecánicos distintos.
Tienen
una
apariencia
semejante a la de un pelo, con la gran
diferencia
que
al
activarlos
con
corriente eléctrica estos se contraen
generando fuerzas desde los 20 a los
2000
gramos,
dependiendo
de
su
diámetro.
Podría
construirse
un
sistema
semejante al utilizado con el pistón,
lográndose aun una mayor rapidez
cuando pulsos eléctricos son aplicados
en la secuencia apropiada.
Existen tres tipos básicos de motores a
Pasos. Ellos son:
Reductancia variable
Imán permanente
También
Cada
montajes mas sencillos, como el de
una alambre en V invertida que posea
los
dos
terminales
del
alambre
solidarios a un chasis montado por
debajo de la base de la válvula, de tal
manera que el vértice de la V invertida
este sobre el mecanismo de cierre de la
válvula.
Como
se
siguiente esquema:
observa
en
el
en
incrementos discretos a paso del paso
Híbrido
implementase
eléctricos
El eje de un motor a pasos gira con
para el accionamiento del mecanismo.
podrían
pulsos
uno
de
estos
elementos
presentan sus propias características
de
operación
y
por
ello,
el
mantenimiento correctivo implica la
sustitución del componente.
•
Sistemas de control.
¿En qué consisten?
Son sistemas eléctricos o electrónicos
que
están
capturando
señales
del
estado del sistema bajo su control
permanentemente, y que al detectar
una
desviación
preestablecidos
de
del
los
parámetros
funcionamiento
normal del sistema, actúan mediante
sensores y actuadores para llevar al
sistema de vuelta a sus condiciones
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
71
operacionales
normales
funcionamiento.
de
un
general
–llamado
planta- que tiene una serie de entradas
que provienen del sistema a controlar,
y se diseña un sistema para que, a
partir de estas entradas, modifique
ciertos
parámetros
planta,
con
en
que
el
sistema
las
señales
anteriores volverán a su estado normal
ante cualquier variación.
La
siguiente
esquemáticamente
la
acción
de
control
es
que en un sistema de control de lazo
sistema
lo
abierto
independiente de la salida; mientras
¿Cómo funcionan?
Hay
En un sistema de control de lazo
figura
cómo
cerrado la acción
cierto modo, dependiente de la salida.
La precisión con la que un sistema de
control de lazo abierto puede ejecutar
una acción está determinada por su
calibración, es decir, por su capacidad
para
establecer
o
restablecer
una
relación entre la entrada y la salida con
el
muestra
de control es, en
fin
de
obtener
del
exactitud deseada.
sistema
la
funcionaría
un sistema de control básico:
¿Cuáles
son
sus
principales
características y componentes?
Los
sistemas
cerrado
se
de
control
llaman
de
lazo
comúnmente
Los sistemas de control se clasifican en
sistemas de control por realimentación
cerrado; se distinguen por el tipo de
los componentes y relaciones típicos
sistemas de lazo abierto y de lazo
acción de control que activa al sistema
o retroacción. La figura
esquematiza
de este tipo de sistemas.
para producir la salida.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
72
El componente más importante de
cualquier sistema de control de lazo
cerrado
es
el
lazo
de
realimentado básico.
control
? PARA CONTEXTUALIZAR CON:
? Trabajo en equipo
La realimentación es una propiedad de
los sistemas de lazo cerrado que
Competencia analítica.
permite que la salida (o cualquier otra
variable controlada del sistema) se
compare con la entrada al sistema (o
con
una
entrada
a
cualquier
componente interno del mismo con un
subsistema), de manera tal que se
−
pueda establecer una acción de control
apropiada
como
función
de
Identificar las fallas reparables y no
reparables de sistemas de control
digital y determinar la viabilidad de
su corrección
Describe en un esquema las fallas
reparables
la
y
no
módulos y áreas.
diferencia entre la entrada y la salida.
reparables
de
Otro componente importante de los
sistemas de control es el actuador
final; por cada proceso debe haber uno
que se encargue de suministrar la
energía o material al proceso y de
cambiar
la
señal
de
medición.
Competencia
emprendedora.
A
menudo el actuador final es algún tipo
de válvula, pero puede también puede
ser
una
correa
o
regulador
de
velocidad de motor, un posicionador,
etcétera.
−
El último elemento del lazo es el
controlador automático; su trabajo es
controlar
la
medición,
es
decir,
mantener la medición dentro de límites
aceptables.
Evaluará los costos y el periodo de
reparación, el cual tiene que
contemplarse con: tiempo de
intervención, tiempo de detección y
localización del producto averiado,
cambio de elementos y pruebas de
funcionamiento.
Evalúa los costos y el periodo de
reparación, el cual tiene que
contemplarse con: tiempo de
intervención, tiempo de detección y
localización del producto averiado,
cambio de elementos y pruebas de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
73
funcionamiento.
Recolección de Datos: Es aquella en la
cual
se
hace
acopio
de
toda
la
información pertinente al equipo bajo
observación. Por ejemplo, lo primero
que
debe
hacerse
es
obtener
la
documentación, en la cual se incluye
tanto los diagramas esquemáticos de
circuitos así como los manuales de
servicio, información de calibración y
similares.
Localizar el problema: Es por lo general
es lo mas difícil, el grado de dificultad
y la cantidad de tiempo que esta fase
del problema consuma, dependen de la
complejidad del equipo y la naturaleza
del daño. Los siguientes pasos pueden
ayudar
a
desarrollar
un
método
sistemático para localizar la avería:
1.1.4 PROCESO DEL MANTENIMIENTO
CORRECTIVO.
Procedimientos para la Solución de
Problemas
La reparación de equipos electrónicos
de control digital puede resumirse
cuatro (4) sencillos pasos:
1. Recolección de Datos
2. Localizar el problema
3. Efectuar la reparación
4. Probar para la verificación la
operación correcta.
a) Verifique lo obvio y sencillo primero
que todo, como fusible, tomas,
interruptores, etc.
b) Corra los programas de diagnostico
si los hay.
c) Utilice
sus
sentidos,
mirando,
oliendo y tocando en busca de
temperaturas anormales, elementos
quemados, etc.
d) Verifique que los niveles de AC y DC
sean correctos.
e) Cerciorase de la existencia del reloj.
f) Utilice métodos de rastreo de señal.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
74
sustitución de elementos de los
sistemas de control.
g) Ensaye sustituciones sencillas de
componentes
o
de
tarjetas
en
cuanto sea posible.
h) Lleve
a
verificaciones,
dinámicas.
cabo
La
− Elabora fichas de trabajo con la
pruebas
estáticas
prueba
información en Word, y preséntala al
y
o
estática
PSP para su evaluación.
− Expón en equipo. el proceso de
mantenimiento
requiere de la deshabilitación del
acetatos
reloj del sistema, con lo cual todos
entonces
es
posible,
utilizando
puntas lógicas o un voltímetro,
observar
los
niveles
para
obligar
al
la
la secuencia de los
procedimientos de mantenimiento
correctivo de sistemas de control
digital.
− Realizará un diagrama de bloques
para
sustitución de este por un pulsador
manual
y
− Describir
presentes en el circuito. Algunos
deshabilitar el reloj, sino también la
cañón.
de
Competencia lógica:
lógicos
sistemas permiten, no solamente
apoyo
computadora.
los niveles lógicos estabilizan a un
valor constante. A partir de esto,
o
con
describir
la
secuencia
de
mantenimiento correctivo.
sistema
operar paso a paso. Las pruebas
dinámicas, por su parte se llevan a
cabo con el reloj en operación
normal y requiere del uso de un
osciloscopio, de una punta lógica o
de un analizador lógico.
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia de información.
Realizar búsquedas de información
en Internet sobre las acciones de
reconstrucción,
reparación
y
Competencia lógica:
Identificar
las características
básicas
de
las
herramientas
informáticas empleadas en las
diferentes etapas del desarrollo de
proyectos
de
automatización
industrial.
− Analiza la herramienta informática
asignada por el PSP y plasmará sus
principales
características,
aplicaciones y formas de uso,
una
hoja
de
rotafolios
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
en
para
75
Su funcionamiento es de tipo eléctrico;
exponerlo al grupo.
de acuerdo con las señales que recibe
de la unidad de control efectúa una
serie de acciones destinadas a cumplir
con su papel dentro del proceso al que
RESULTADO DE APRENDIZAJE
pertenece.
1.2. Describir las operaciones de
mantenimiento correctivo a partir
del conocimiento de niveles de
•
Sistemas de protección
¿En qué consisten?
intervención.
Su propósito es evitar daños a la
configuración del equipo que puedan
1.2.1 Operaciones de mantenimiento.
ser ocasionados por
sobrecorriente,
sobrevoltaje u otro tipo de anomalías
¿En qué consisten?
eléctricas. Se basan en un mecanismo
Los sistemas de control digital están
de la alimentación eléctrica, cuando
formados por todos los elementos que
están interrelacionados con el fin de
que se realice un trabajo en función del
tiempo,
aunque
elementos
de
no
control
incluye
los
previamente
descritos, ya que esos se clasifican
dentro
de
la
operación
par
un
dispositivo.
Este
tipo
de
sistemas
son
los
encargados de efectuar los procesos
mediante el cual se corta el suministro
ésta presenta variaciones que pueden
ser
peligrosas
para
la
correcta
operación del equipo.
¿Cómo funcionan?
El funcionamiento de los sistemas de
protección
en
eléctricos
o
equipos
y
sistemas
electrónicos
está
determinado por el tipo de dispositivo
que se usan. Los principales sistemas
mecánicos y de potencia que el sistema
de
protección
se
de control determina
continuación.
¿Cómo funcionan?
¿Cuáles
son
sus
principales
componentes y características?
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
enlistan
a
76
a) Los fusibles o protecciones
dispositivos
circuito
sobrecarga
interrumpen
eléctrico
cuando
quema
el
interruptor
las
personas
diferencial
es
un
elemento destinado a la protección de
térmicas
Estos
El
el
una
filamento
conductor ubicado en su interior; que
deben ser reemplazados después de
cada actuación para poder reestablecer
contra
los
contactos
indirectos; se instala en el tablero
eléctrico
después
del
interruptor
automático del circuito que se desea
proteger (generalmente circuitos de
enchufes).
el circuito. Los fusibles se emplean
El
y sobrecargas.
el neutro, que en condiciones normales
como protección contra cortocircuitos
b) El Interruptor termomagnético
o disyuntor
Estos interruptores cuentan con un
sistema magnético de respuesta rápida
ante
sobrecorrientes
abruptas
(cortocircuitos), y con una protección
térmica basada en un bimetal que se
desconecta
ante
sobrecargas
de
ocurrencia más lenta (sobrecargas).
Estos disyuntores se emplean para
proteger cada circuito de la instalación,
y su
principal función consiste en
resguardar los conductores eléctricos
ante
sobrecorrientes
producir
aumentos
de
que
pueden
temperatura
peligrosos.
c) Interruptor
Diferencial
o
Protector
interruptor
diferencial
censa
la
corriente que circula por la fase y por
debiesen ser iguales.
Si ocurre una falla en el aislamiento de
algún artefacto eléctrico, es decir, si el
conductor de fase queda en contacto
con alguna parte metálica (conductora),
y se origina una descarga a tierra,
entonces la corriente que circulará por
el neutro será menor a la que circula
por la fase. Ante este desequilibrio el
interruptor
diferencial
entrará
en
operación desconectando el circuito.
Este tipo de protecciones comúnmente
tienen un nivel de sensibilidad que les
permite comenzar a operar a partir de
30 miliamperes (0,03 A) de corriente
de fuga.
Es muy importante recalcar que estas
protecciones
deben
ser
complementadas con un sistema de
puesta a tierra; de lo contrario, el
77
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
únicamente
Debido a esto se produce un flujo
momento en que el usuario tocara la
de la armadura (carga del motor). Así,
y, por lo tanto, habría el riesgo de que
campo
la
magnético
interruptor
diferencial
percibiría la fuga de corriente en el
carcaza energizada de algún artefacto
persona
recibiera
eléctrica en ese momento.
•
la
descarga
serie
produce
mucho
un
mayor,
campo
lo
cual
permite un esfuerzo de torsión o par
este tipo de motores desarrolla un
Con base en el tipo de corriente con la
que funcionan, los motores pueden
dividirse en dos grandes grupos: los de
alterna.
cuando el motor tiene mucha carga, el
mucho mayor y, consecuentemente,
Motores eléctricos
corriente continua
magnético proporcional a la corriente
y los de corriente
torque muy elevado en el arranque.
Sin embargo, la velocidad puede variar
ampliamente en función del tipo de
carga que se tenga; por ejemplo, sin
carga (no-load) o con carga completa
Los motores de corriente contínua
(full-load).
De acuerdo con la forma en que están
Estos motores desarrollan un par de
conectados, este tipo de motores se
clasifican
como
sigue:
serie,
compound,
shunt y sin escobillas. A
arranque
muy
elevado
y
pueden
acelerar cargas pesadas rápidamente;
de hecho, manejan cargas pesadas
continuación se describe cada uno de
muy por encima de su capacidad
ellos.
completa.
Motor serie
Compound
Un motor serie es un tipo de motor
Se designa así al motor de corriente
eléctrico de corriente continua en el
continua cuya excitación es originada
magnético principal) se conecta en
independientes; uno dispuesto en serie
es producido por un alambre grueso,
conectado en derivación con el circuito
cual el devanado de campo (campo
serie con la armadura. Este devanado
ya que debe soportar la corriente total
de la armadura.
por dos bobinados inductores
con el bobinado inducido y otro
formado por los bobinados inducido,
inductor serie, e inductor auxiliar.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
78
Shunt
cortar la corriente si se detiene para
En este tipo de motor de corriente
evitar que se queme.
continua el bobinado inductor principal
Tienen la desventaja de que no pueden
está conectado en derivación con el
girar al revés al cambiarles la polaridad
inducido e inductor auxiliar. Al igual
dos
que en las dínamos, en los motores
electrónico.
circuito formado por los bobinados
shunt las bobinas polares principales
son construidas de muchas espiras y
con hilos de poca sección, por lo que la
resistencia
del
bobinado
inductor
principal es muy elevada.
Un motor sin escobillas es un motor
las necesita
para realizar el
cambio de polaridad en el rotor, ya que
sustituye
el
mecánica
por
contacto.
cambio
una
de
polaridad
electrónica
sin
cuando
el
polo
es
el
correcto y, cuando no lo es, el sistema
electrónico
corta
el
suministro
de
corriente. Para detectar la posición de
la
espira
del
rotor
se
utiliza
detección de un campo magnético.
Además,
del
sistema
Los motores de corriente alterna
Este tipo de motores se clasifican como
síncronos, asíncronos y lineales.
Su velocidad de giro es constante y
está determinada por la frecuencia de
la tensión de la red a la que esté
conectado y por el número de pares de
polos del motor; esta velocidad es
conocida
como
"velocidad
de
sincronismo". La expresión matemática
En este caso la espira únicamente es
impulsada
conductores
Motores síncronos
Sin escobillas
que no
(+ y -); para lograrlo se pueden cruzar
este
sistema
la
electrónico
puede informar de la velocidad de giro
o si el motor está parado, e incluso
que
relaciona
máquina
con
la
velocidad
los
de
la
parámetros
mencionados anteriormente es: n= f
(por) p
Donde,
f: Frecuencia de la red a la que esta
conectada la máquina (hercios)
p: Número de pares de polos que
tiene
la
máquina
(número
adimensional)
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
79
n: Velocidad de sincronismo de la
máquina (revoluciones por minuto)
robustez es el tipo de motor eléctrico
más empleado.
Motores lineales
Por ejemplo, si se tiene una máquina
de cuatro polos (2 pares de polos)
conectada
a
(frecuencia
una
típica
red
de
50
Hz
en
Europa,
en
América es de 60 Hz), la máquina
operará a 1500 r.p.m. (revoluciones
por minuto).
Usados ampliamente en guías lineales
y en algunos tipos de trenes de alta
velocidad.
PARA CONTEXTUALIZAR CON:
Realización del ejercicio
Motores asíncronos
Su velocidad de giro es siempre inferior
a la velocidad de sincronismo, y esa
diferencia es mayor a medida que
aumenta la carga resistente del motor.
Competencia de
información:
La diferencia entre la velocidad de
sincronismo y la real de la máquina es
relativamente
pequeña
incluso
con
cargas elevadas.
Realizar búsquedas de información
específica sobre mantenimiento de
equipos en páginas Web de
sistemas de control digital.
− Realiza una investigación sobre las
operaciones de mantenimiento y los
Esta diferencia de velocidad se llama
niveles de intervención en páginas
"deslizamiento".
Web, y con apoyo en su manual
teórico-práctico del módulo.
Cuando se incrementa la potencia del
motor suele ser necesario emplear
diferentes sistemas de arranque para
Competencia de calidad:
les
Realizar las actividades de
mantenimiento en cumplimiento
con la normatividad de seguridad e
higiene y los procedimientos de
calidad de la empresa
denomina motores de inducción. Por
− Expón en equipo la clasificación en
limitar la punta de corriente que se
produce durante el arranque.
Debido al principio en que basan su
funcionamiento,
también
se
su simplicidad de funcionamiento y su
la operación del mantenimiento, así
80
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
como las características de cada uno
y la importancia que tienen.
−
Describe de manera detallada en
qué consiste el nivel de intervención
y su relación con los niveles.
Competencia analítica:
Identificar el grado de las
operaciones a implementar para
reparar sistemas de control digital
− Elabora un ensayo en el que
exponga los tipos de operaciones
un transmisor que transfiere dichas
señales a la unidad principal de control
para que compare la señal que recibe
con los parámetros que se manejan en
ella, y por un elemento final de control
(válvula
y
actuador)
que
permiten
mantener el sistema en las condiciones
normales de operación.
La interpretación de las fichas
•
técnicas
Cualquier
sistema
electrónico
debe
del mantenimiento en relación con
contar con una ficha técnica en la que
grado de la falla, así como los
características: el tipo de sistema de
considerar en el mantenimiento.
control…), la función que tiene, los
los niveles de intervención y el
criterios de calidad que debe
se
especifiquen
sus
principales
que se trata (comunicación, energía,
elementos
que
lo
integran,
la
localización de cada uno de ellos, y
1.2.2 Niveles de intervención.
Cuando se habla de un sistema
electrónico se hace referencia a un
conjunto de equipos electrónicos que
están relacionados para trabajar en un
proceso común.
algunos
complementarios.
constituido por un elemento primario
datos
Al
técnicos
conocerlos,
el
especialista está en condiciones de
hacer una primera interpretación sobre
las características y complejidad del
sistema con que está trabajando.2
Dado
Por ejemplo, un sistema de control está
otros
que
un
sistema
implica
un
conjunto de equipos, la ficha técnica
incluye información indispensable para
de medición (sensor de temperatura,
de presión, de nivel, etcétera), por un
transductor que transforma las señales
del sensor en señales
eléctricas, por
2
Para profundizar sobre las características de
los distintos tipos de sistemas electrónicos
puede consultarse la sección 1.2.1. de este
manual
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
81
entender
cómo
están
hechas
las
cuanto el sistema se integre a partir de
ficha
ficha técnica deberá ser elaborada por
conexiones entre los equipos que lo
conforman;
debe
concretamente,
presentar
el
la
Diagrama
de
Tuberías e Instrumentación (DTI
Aunque
el
formato
de
las
técnicas puede ser variable,
debe
incluir
función
del
fichas
siempre
sobre
la
sistema
sobre
la
localización de los equipos dentro del
mismo, así como de sus características
de operación más importantes.
Por su contenido, las fichas técnicas
ofrecen una visión panorámica del
sistema y facilitan tanto la localización
de
los
distintos
equipos
que
lo
conforman, como la identificación de
las fallas.
Lo anterior se debe a que los equipos
que componen un sistema electrónico
determinado dependen de la función
general del mismo; así, cuando en una
ficha técnica se especifica qué función
principal tiene el sistema, se puede
deducir
qué
tipo
de
equipos
electrónicos lo componen, y también
se
puede
tener
una
idea
de
la
complejidad técnica del mismo.
Cuando el sistema ha sido integrado
por un fabricante, él mismo entregará
la
ficha
técnica
quienes diseñaron e implementaron el
sistema en lugar de trabajo.
información
y
equipos de distintos fabricantes, la
correspondiente;
•
El uso de los manuales
Los manuales del fabricante son otra
fuente esencial para conocer con más
detalle cuáles son las características de
los sistemas, así como la forma de
instalarlos,
operarlos
y
darles
mantenimiento.
Evidentemente, esta información es
indispensable para hacer el diagnóstico
de fallas; de ahí la importancia de
conservar
los
manuales
que
acompañan al equipo y disponer de
ellos siempre que se vaya a realizar
cualquier diagnóstico.
Los manuales para la instalación del
sistema
Se
elaboran
con
el
propósito
de
conducir la correcta implementación
del sistema, así como el procedimiento
óptimo para echarlo a andar, de tal
manera que se garantice su buen
funcionamiento.
Es muy probable que si al momento de
usar el sistema por primera vez ocurre
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
82
una falla, el propio manual permita
concluir si se debe a errores en la
instalación,
y
que
además
sobre la manera de corregirlos.
oriente
Los manuales para la operación del
sistema
La
creciente
sistemas
complejidad
electrónicos
manejarlos
de
de
los
obliga
a
acuerdo
con
especificaciones técnicas precisas que
eviten
los
llamados
operario”
“errores
de
que se originan en el
desconocimiento
capacitación
o en la falta de
para
la
adecuada
operación de los mismos.
El
propósito
de
los
manuales
de
operación consiste precisamente en
conducir a los operarios para que
manejen los equipos adecuadamente.
Cuando las reglas de operación no se
proceso y
las conexiones y señales
que se dan a lo largo del mismo.
Manuales para el mantenimiento del
sistema
Para asegurar que el funcionamiento
del sistema sea correcto, también es
necesario
observar
las
recomendaciones e información del
fabricante
para
llevar
a
cabo
el
mantenimiento respectivo.
En este tipo de manuales, el fabricante
o diseñador especifica los cuidados
rutinarios que hay que tener con el
equipo, las características técnicas y
los
diagramas
necesarios
para
profundizar sobre las condiciones de
operación normales.
Su información permite llevar a cabo el
mantenimiento completo, localizar con
precisión
las
unidades
que
lo
cumplen, hay una alta probabilidad de
componen, identificar el flujo de la
que se presenten fallas en los equipos;
señal y el tipo de conexión que utiliza;
a eso se debe que la información
estos
tenga un peso importante para el
el procedimiento para el diagnóstico de
contenida en este tipo de manuales
diagnóstico de las fallas.
Para apoyar la correcta operación del
sistema, es importante revisar también
los diagramas de lazo y de alambrado,
en los que describen la secuencia del
últimos
datos
son
particularmente útiles cuando se inicia
fallas en algún elemento electrónico.
PARA CONTEXTUALIZAR CON:
Trabajo en equipo
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
83
Competencia lógica
Aplicar el razonamiento lógico para
determinar
los
niveles
de
intervención de las acciones de
mantenimiento correctivo con base
en el análisis de las condiciones de
funcionamiento de los sistemas de
control digital:
− Elabora un cuadro sinóptico sobre el
tema, que especifique los aspectos
centrales del tema.
Competencia para la vida
Desarrollar el trabajo en equipo y la
cooperación entre los integrantes
del grupo:
− Expón tus puntos de vista y da
algunas sugerencias para contribuir
a la mejora de las condiciones
sociales de su región, describiendo
la importancia de difundir las ideas
generadas con sus conocidos.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
84
PRÁCTICAS DE EJERCICIOS Y LISTAS DE COTEJO
1
Unidad de
aprendizaje:
1
Práctica número:
Nombre de la
Inspección y diagnóstico de un codificador
práctica:
Propósito de la
práctica:
Al finalizar la práctica, el alumno será capaz de inspeccionar y diagnosticar
fallas de un circuito codificador de un teclado con base en los procedimientos
establecidos.
.
Escenario:
Taller o Laboratorio
Duración:
2 hrs.
Materiales
•
•
•
Circuito. Codificador de un
teclado
Formatos conforme los
mostrados en la práctica.
Manual del fabricante ó
diagramas
Maquinaria y equipo
•
•
•
Multímetro digital y/o
Analógico
termómetro digital
Osciloscopio
Herramienta
•
•
•
Pinzas
Desarmadores
Llaves (Milimétricas y
estándar)
NOTA: el PSP debe fomentar en el alumno las actitudes de responsabilidad, disciplina, limpieza,
seguridad y trabajo en equipo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
85
Procedimiento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
86
Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
De espacio:
• Identificar los señalamientos y medidas de seguridad establecidos en el taller.
• El taller deberá estar limpio antes de iniciar la práctica.
• En el taller se deberá contar siempre con un extintor ABC cuya carga este debidamente
verificada.
• No deberá de localizarse objeto alguno tirado en el suelo, que pueda ocasionar un accidente.
• Todas las conexiones eléctricas del taller deberán encontrarse en buen estado y por ningún
motivo existirán cables o conductores expuestos.
• Los materiales y equipos antes de su uso, deberán estar guardados en casilleros, o su
equivalente.
• No se permitirá el acceso al taller a personas ajenas a la práctica.
Personales:
• Lavarse las manos perfectamente.
• Evitar el uso de relojes, hebillas, botones protuberantes, corbatas, ropa holgada
• Evitar traer suelto el cabello largo.
• Utilizar la ropa y equipo de trabajo (Overol, bata o la ropa adecuada, zapatos de seguridad).
Utilizar el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar.
• Casco.
• Gogles o lentes.
• Guantes de algodón o carnaza, según sea la labor.
• Protección auditiva.
• Mascara antigases.
1. Aplicar las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
• Los desperdicios que se generen, deberán ser depositados en los recipientes adecuados para
ello (separando los materiales orgánicos e inorgánicos).
• Deberá de evitarse residuos de aceites o grasas en el piso.
• Se deberá evitar daños a materiales, equipos, mobiliario y aulas.
• Los materiales que sean susceptibles a ser reutilizados serán conservados para tal fin.
• No se permitirá introducir al taller, alimentos y bebidas.
Aplicar estrategias de construcción del aprendizaje.
9
Se sugiere que con la guía del PSP, el alumno más adelantado o experimentado:
• Explique
el procedimiento que se va a ejecutar, reafirmando el tipo de tareas que se
aprenderán.
9
El PSP realizará de manera adicional a la conducción y supervisión de las actividades de la
práctica:
• La aportación de comentarios referentes a los resultados que se vayan obteniendo en cada
actividad desarrollada.
• La corrección de errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta
ejecución.
87
Los alumnos
participaran activamente
lo largo
de la práctica:
Mantenimiento
Correctivoa de
Sistemas
de Control Digital
• Contestando las preguntas que haga el PSP, sobre el procedimiento desarrollado, los aspectos
9
importantes que deben cuidar,
los errores más frecuentes que se suelen cometer, las
recomendaciones del fabricante, etc.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
88
Procedimiento
Desarrollo de la práctica
Para inspeccionar un codificador de un teclado se realizará lo siguiente:
1. Seleccionar la herramienta y equipo de medición.
Nombre de la
Máquina
Elementos a
desarmar
Elementos a
inspeccionar
Selección de
Herramienta
Observaciones
Tabla 1. Selección de herramienta
2. Verificar el funcionamiento.
Fig. 1. Diagrama de un codificador de un teclado de de CNC
Observar del funcionamiento
3. Consultar el manual del fabricante para realizar pruebas de funcionamiento.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
89
Procedimiento
Medición de entradas y salidas con Osciloscopio y Multímetro
i. Procesamiento paso a paso o de las mediciones realizadas
ii. Influencia de los parámetros del controlador en la calidad y precisión
iii. Registro gráfico de las magnitudes relevantes (Fig. 2)
Fig. 2 Análisis de resultados
4. Revisar las entradas y salidas de los circuitos y compararlos con el manual del fabricante,
para realizar el diagnóstico. Nota: para ello se necesitaran los diagramas del fabricante
5. Registrar los resultados conforme el siguiente formato:
Fecha:
Máquina
Dispositivo
o elemento
Descripción de
funcionamiento
Informe de
Elemento
fiabilidad
cambio
inspección y
de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
observaciones
90
Procedimiento
Tabla 2 Resultados de la inspección
6. Armar siguiendo la secuencia de desarmado
Se armara conforme la secuencia en que se desarmo y se procederá en orden inverso.
7. Elaborar un reporte del diagnóstico y de la práctica.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
91
Lista de cotejo de la práctica
Número 1:
Inspección y diagnóstico de un codificador
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
Instrucciones:
observación del mismo.
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno
durante su desempeño
Si
Desarrollo
No
No
Aplica
Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
Utilizó el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a
desarrollar.
4 Aplicó las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
1. Seleccionó la herramienta y equipo de medición.
2. Verificó el funcionamiento de forma correcta
3. Consulto el manual del fabricante para realizar pruebas de
funcionamiento.
4. Revisó las entradas y salidas de los circuitos y las comparó con el
manual del fabricante, para realizar el diagnóstico.
5. Registró los resultados
6. Armó siguiendo la secuencia de desarmado
7. Realizó un reporte del diagnóstico y de la práctica.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
92
Observaciones:
PSP:
Hora de
Hora de
inicio:
término:
Evaluación:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
93
1
Unidad de
aprendizaje:
2
Práctica número:
Nombre de la
Identificación de fallas en una fuente de alimentación
Propósito de la
práctica:
Al finalizar la práctica, el alumno será capaz de identificar fallas en una
fuente de alimentación de PC mediante pruebas de funcionamiento conforme
a la normatividad establecida
Escenario:
Taller o Laboratorio
Duración:
2 hrs.
práctica:
Materiales
•
•
•
Fuente de alimentación de
una PC
Formatos conforme los
mostrados en la práctica.
Diagramas de la fuente
Maquinaria y equipo
•
•
•
Multímetro digital y/o
Analógico
termómetro digital
Osciloscopio
Herramienta
•
•
•
Pinzas
Desarmadores
Llaves (Milimétricas y
estándar)
NOTA: el PSP debe fomentar en el alumno las actitudes de responsabilidad, disciplina, limpieza,
seguridad y trabajo en equipo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
94
Procedimiento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
95
Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
De espacio:
• Identificar los señalamientos y medidas de seguridad establecidos en el taller.
• El taller deberá estar limpio antes de iniciar la práctica.
• En el taller se deberá contar siempre con un extintor ABC cuya carga este debidamente
verificada.
• No deberá de localizarse objeto alguno tirado en el suelo, que pueda ocasionar un accidente.
• Todas las conexiones eléctricas del taller deberán encontrarse en buen estado y por ningún
motivo existirán cables o conductores expuestos.
• Los materiales y equipos antes de su uso, deberán estar guardados en casilleros, o su
equivalente.
• No se permitirá el acceso al taller a personas ajenas a la práctica.
Personales:
• Lavarse las manos perfectamente.
• Evitar el uso de relojes, hebillas, botones protuberantes, corbatas, ropa holgada
• Evitar traer suelto el cabello largo.
• Utilizar la ropa y equipo de trabajo (Overol, bata o la ropa adecuada, zapatos de seguridad).
Utilizar el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar.
• Casco.
• Gogles o lentes.
• Guantes de algodón o carnaza, según sea la labor.
• Protección auditiva.
• Mascara antigases.
2. Aplicar las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
• Los desperdicios que se generen, deberán ser depositados en los recipientes adecuados para
ello (separando los materiales orgánicos e inorgánicos).
• Deberá de evitarse residuos de aceites o grasas en el piso.
• Se deberá evitar daños a materiales, equipos, mobiliario y aulas.
• Los materiales que sean susceptibles a ser reutilizados serán conservados para tal fin.
• No se permitirá introducir al taller, alimentos y bebidas.
Aplicar estrategias de construcción del aprendizaje.
9
Se sugiere que con la guía del PSP, el alumno más adelantado o experimentado:
• Explique
el procedimiento que se va a ejecutar, reafirmando el tipo de tareas que se
aprenderán.
9
El PSP realizará de manera adicional a la conducción y supervisión de las actividades de la
práctica:
• La aportación de comentarios referentes a los resultados que se vayan obteniendo en cada
actividad desarrollada.
• La corrección de errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta
ejecución.
96
Los alumnos
participaran activamente
lo largo
de la práctica:
Mantenimiento
Correctivoa de
Sistemas
de Control Digital
• Contestando las preguntas que haga el PSP, sobre el procedimiento desarrollado, los aspectos
9
importantes que deben cuidar,
los errores más frecuentes que se suelen cometer, las
recomendaciones del fabricante, etc.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
97
Procedimiento
Desarrollo de la práctica:
Para identificar fallas en una fuente de alimentación de una PC se realizará lo siguiente:
1. Seleccionar la herramienta y equipo de medición.
Nombre de la
Máquina
Elementos a
Elementos a
desarmar
inspeccionar
Selección de
Herramienta
Observaciones
Tabla 1. Selección de herramienta
2. Verificar el funcionamiento
Fig. 1. Fuente de alimentación.
Observar el funcionamiento
3. Consultar los diagramas para realizar pruebas de funcionamiento.
Medición de entradas y salidas con Osciloscopio y Multímetro
i. Procesamiento paso a paso o de las mediciones realizadas
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
98
Procedimiento
ii. Influencia de los parámetros del controlador en la calidad y precisión
iii. Registro gráfico de las magnitudes relevantes (Fig. 2)
Fig. 2 Diagrama del circuito
4. Revisar las entradas y salidas de los circuitos y compararlos con el manual del fabricante,
para realizar el diagnóstico. Se registraran los resultados conforme el siguiente formato:
Nota: para ello se necesitaran los diagramas del fabricante
Fecha:
Máquina
o equipo
Dispositivo
o elemento
Descripción de
funcionamiento
Informe de
Elemento
y fiabilidad
cambio
inspección
de
observaciones
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
99
Procedimiento
Tabla 2 Resultados de la inspección
5. Armar conforme a la secuencia de desarmado
Se armara conforme la secuencia en que se desarmo y se procederá en orden inverso.
6. Realizar un reporte del diagnóstico y de la práctica.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
100
Lista de cotejo de la práctica
Identificación de fallas en una fuente de alimentación
Número 2:
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
Instrucciones:
observación del mismo.
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno
durante su desempeño
Si
Desarrollo
No
No
Aplica
Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
Utilizó el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a
desarrollar.
4 Aplicó las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
1. Seleccionó la herramienta y equipo de medición.
2. Verificó el funcionamiento de forma correcta
3. Consulto el manual del fabricante para realizar pruebas de
funcionamiento.
4. Revisó las entradas y salidas de los circuitos y las comparó con el
manual del fabricante, para realizar el diagnóstico.
5. Armó siguiendo la secuencia de desarmado
6. Realizó un reporte del diagnóstico y de la práctica.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
101
Observaciones:
PSP:
Hora de
Hora de
inicio:
término:
Evaluación:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
102
1
Unidad de
aprendizaje:
3
Práctica número:
Nombre de la
Reparación de una tarjeta controladora de una maquina
práctica:
guillotina
Propósito de la
Al finalizar la práctica, el alumno será capaz de reemplazar y reparar fallas
práctica:
en una tarjeta controladora de una maquina guillotina conforme a los
Escenario:
Taller o Laboratorio
Duración:
4 hrs.
procedimientos establecidos.
Materiales
Formatos conforme los
mostrados en la práctica.
Maquinaria y equipo
Multímetro digital y/o
Analógico
Osciloscopio
Maquina guillotina de
control digital
Herramienta
Pinzas
Desarmadores
Llaves (Milimétricas y
estándar)
NOTA: el PSP debe fomentar en el alumno las actitudes de responsabilidad, disciplina, limpieza,
seguridad y trabajo en equipo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
103
Procedimiento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
104
Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
De espacio:
• Identificar los señalamientos y medidas de seguridad establecidos en el taller.
• El taller deberá estar limpio antes de iniciar la práctica.
• En el taller se deberá contar siempre con un extintor ABC cuya carga este debidamente
verificada.
• No deberá de localizarse objeto alguno tirado en el suelo, que pueda ocasionar un accidente.
• Todas las conexiones eléctricas del taller deberán encontrarse en buen estado y por ningún
motivo existirán cables o conductores expuestos.
• Los materiales y equipos antes de su uso, deberán estar guardados en casilleros, o su
equivalente.
• No se permitirá el acceso al taller a personas ajenas a la práctica.
Personales:
• Lavarse las manos perfectamente.
• Evitar el uso de relojes, hebillas, botones protuberantes, corbatas, ropa holgada
• Evitar traer suelto el cabello largo.
• Utilizar la ropa y equipo de trabajo (Overol, bata o la ropa adecuada, zapatos de seguridad).
Utilizar el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar.
• Casco.
• Gogles o lentes.
• Guantes de algodón o carnaza, según sea la labor.
• Protección auditiva.
• Mascara antigases.
3. Aplicar las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
• Los desperdicios que se generen, deberán ser depositados en los recipientes adecuados para
ello (separando los materiales orgánicos e inorgánicos).
• Deberá de evitarse residuos de aceites o grasas en el piso.
• Se deberá evitar daños a materiales, equipos, mobiliario y aulas.
• Los materiales que sean susceptibles a ser reutilizados serán conservados para tal fin.
• No se permitirá introducir al taller, alimentos y bebidas.
Aplicar estrategias de construcción del aprendizaje.
9
Se sugiere que con la guía del PSP, el alumno más adelantado o experimentado:
• Explique
el procedimiento que se va a ejecutar, reafirmando el tipo de tareas que se
aprenderán.
9
El PSP realizará de manera adicional a la conducción y supervisión de las actividades de la
práctica:
• La aportación de comentarios referentes a los resultados que se vayan obteniendo en cada
actividad desarrollada.
• La corrección de errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta
ejecución.
105
Los alumnos
participaran activamente
lo largo
de la práctica:
Mantenimiento
Correctivoa de
Sistemas
de Control Digital
• Contestando las preguntas que haga el PSP, sobre el procedimiento desarrollado, los aspectos
9
importantes que deben cuidar,
los errores más frecuentes que se suelen cometer, las
recomendaciones del fabricante, etc.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
106
Procedimiento
Para identificar la falla en una tarjeta del controlador de posición de una maquina guillotina
primero tendrá que haber un reporte; el cual será proporcionado por el PSP (para efectos de la
practica se tomara que el peine de la guillotina no avanza de la posición inicial) , estando este se
realizará lo siguiente:
1. Seleccionar la herramienta y equipo de medición para realizar una reparación en una
tarjeta digital.
Nombre de la
Maquina
Elementos a
desarmar
Elementos a
evaluar
Selección de
Herramienta
Observaciones
Tabla 1. Selección de herramienta
2. Desmontar tapas y tolvas para ubicar los componentes del control eléctrico.
3. Identificar cada uno de los elementos electrónicos de la tarjeta y su función según el
manual del fabricante y la falla reportada:
Fig. 1 Diagrama de los elementos que componen la tarjeta
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
107
Procedimiento
4. Realizar mediciones en las terminales de dispositivos montados en la tarjeta.
El manual del fabricante se usara para realizar pruebas y mediciones de funcionamiento a los
elementos de la tarjeta, a si como para identificarlos.
b. Medir con el Osciloscopio las señales de entrada de los sensores que van a los
multiplexores.
c. Medir el nivel de voltaje en la entrada de alimentación de los dispositivos.
d. Medir el tiempo de respuesta de los dispositivos.
e. Comparación de resultados con datos técnicos del manual del fabricante.
Fig. 2 Medición de señales
Una vez identificado el dispositivo fallido se procede con lo siguiente:
1. Registrar los resultados conforme el siguiente formato:
Fecha:
Función
Causas
Maquina
del
del
elemento
fallo
Efectos del fallo
Local
Sistema
No. de serie del
Observaciones
elemento
Tabla 2 Resultados de la inspección
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
108
Procedimiento
7. Reemplazar el elemento dañado o elementos.
Para cambiar el elemento ó elementos se debe de considerar el tipo de circuito y el número.
Además cuando se instale se debe de tener cuidado para no dañarlo con la energía estática,
es por eso que se debe de tener una pulsera antiestática.
8. Una vez reemplazado(s) el/los elemento(s) , se registrarán las actividades realizadas en la
Tabla 3:
Fecha:
Máquina
Descripción
Descripción de la
Examen de
Condiciones
del(os)
intervención
evaluación del
de
mantenimiento
inicialización
elemento(s)
Observaciones
reemplazado(s)
9. Armar y calibrar.
Tabla 3 Resultados de Mantenimiento correctivo
Se armara conforme la secuencia en que se desarmo y se procederá en orden inverso.
10. Realizar una secuencia de operación, consultando el manual del fabricante.
11. Iniciar una prueba de funcionamiento para observar si los movimientos son correctos.
12. Registrar los resultados de la prueba para determinar la falla del controlador automático de
presión.
13. Limpiar la herramienta y equipo, y colocarlo en el lugar asignado para resguardo.
14. Limpiar el área de trabajo, colocando los desechos en una basura inorgánica
15. Elaborar reporte de las condiciones del equipo, en el formato proporcionado por el PSP.
16. Elaborar reporte de la práctica.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
109
Lista de cotejo de la práctica
Número 3:
Reparación de una tarjeta controladora de una maquina
guillotina
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
observación del mismo.
Instrucciones:
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno
durante su desempeño
Si
Desarrollo
No
No
Aplica
Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
Utilizó el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a
desarrollar.
1. Aplicó las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
2. Seleccionó la herramienta y equipo de medición.
3. Desmontó las tapas y tolvas para ubicar los componentes del control
eléctrico.
4. Identificó cada uno de los elementos electrónicos del de la tarjeta y su
función según el manual del fabricante y la falla reportada
5. Realizó mediciones en las terminales de dispositivos montados en la
tarjeta.
6. Identificó correctamente la falla y lleno el formato correspondiente
7. Reemplazó el elemento dañado o elementos, de forma correcta
8. Registró las actividades realizadas en la tabla 3
9. Armó y calibró correctamente.
10. Realizo una secuencia de operación de forma correcta
11. Inició una prueba de funcionamiento de forma correcta.
12. Registró los resultados de
la prueba para
controlador automático de presión
determinar la falla del
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
110
13. Limpió la herramienta y equipo, y lo colocó en el lugar asignado para
resguardo.
14. Limpió el área de trabajo, colocando los desechos en una basura
inorgánica
15. Elaboró un
reporte de las condiciones del equipo, en el formato
proporcionado por el PSP
16. Elaboró un reporte de la práctica.
Observaciones:
PSP:
Hora de
Hora de
inicio:
término:
Evaluación:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
111
1
Unidad de
aprendizaje:
4
Práctica número:
Nombre de la
Aplicación del 2º grado de operación de mantenimiento a
práctica:
un servomecanismo
Propósito de la
Al finalizar la práctica, el alumno será capaz de inspeccionar y diagnosticar
práctica:
posibles fallas de un servomecanismo, a si como distinguir el grado de
operación aplicable con base en sus características y procedimientos
establecidos.
Escenario:
Taller o Laboratorio
Duración:
2 hrs.
Materiales
Servomecanismo
Formatos conforme los
mostrados en la práctica.
Maquinaria y equipo
•
•
•
Multímetro digital y/o
Analógico
Amperímetro digital
termómetro digital
Herramienta
•
•
•
Pinzas
Desarmadores
Llaves (Milimétricas y
estándar)
NOTA: el PSP debe fomentar en el alumno las actitudes de responsabilidad, disciplina, limpieza,
seguridad y trabajo en equipo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
112
Procedimiento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
113
Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
De espacio:
• Identificar los señalamientos y medidas de seguridad establecidos en el taller.
• El taller deberá estar limpio antes de iniciar la práctica.
• En el taller se deberá contar siempre con un extintor ABC cuya carga este debidamente
verificada.
• No deberá de localizarse objeto alguno tirado en el suelo, que pueda ocasionar un accidente.
• Todas las conexiones eléctricas del taller deberán encontrarse en buen estado y por ningún
motivo existirán cables o conductores expuestos.
• Los materiales y equipos antes de su uso, deberán estar guardados en casilleros, o su
equivalente.
• No se permitirá el acceso al taller a personas ajenas a la práctica.
Personales:
• Lavarse las manos perfectamente.
• Evitar el uso de relojes, hebillas, botones protuberantes, corbatas, ropa holgada
• Evitar traer suelto el cabello largo.
• Utilizar la ropa y equipo de trabajo (Overol, bata o la ropa adecuada, zapatos de seguridad).
Utilizar el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar.
• Casco.
• Gogles o lentes.
• Guantes de algodón o carnaza, según sea la labor.
• Protección auditiva.
• Mascara antigases.
4. Aplicar las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
• Los desperdicios que se generen, deberán ser depositados en los recipientes adecuados para
ello (separando los materiales orgánicos e inorgánicos).
• Deberá de evitarse residuos de aceites o grasas en el piso.
• Se deberá evitar daños a materiales, equipos, mobiliario y aulas.
• Los materiales que sean susceptibles a ser reutilizados serán conservados para tal fin.
• No se permitirá introducir al taller, alimentos y bebidas.
Aplicar estrategias de construcción del aprendizaje.
9
Se sugiere que con la guía del PSP, el alumno más adelantado o experimentado:
• Explique
el procedimiento que se va a ejecutar, reafirmando el tipo de tareas que se
aprenderán.
9
El PSP realizará de manera adicional a la conducción y supervisión de las actividades de la
práctica:
• La aportación de comentarios referentes a los resultados que se vayan obteniendo en cada
actividad desarrollada.
• La corrección de errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta
ejecución.
114
Los alumnos
participaran activamente
lo largo
de la práctica:
Mantenimiento
Correctivoa de
Sistemas
de Control Digital
• Contestando las preguntas que haga el PSP, sobre el procedimiento desarrollado, los aspectos
9
importantes que deben cuidar,
los errores más frecuentes que se suelen cometer, las
recomendaciones del fabricante, etc.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
115
Procedimiento
Desarrollo:
Para inspeccionar en una máquina el servomecanismo se realizará lo siguiente:
1. Determinar el grado de operación de mantenimiento
Se determina el grado de operación y el grado de intervención de mantenimiento a seguir.
2. Seleccionar la herramienta y equipo de medición.
Nombre de la
Elementos a
Elementos a
Selección de
Máquina
desarmar
evaluar
Herramienta
Observaciones
Tabla 1. Selección de herramienta
3. Verificar el funcionamiento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
116
Procedimiento
Fig. 1 Medición de
parámetros
a. Medición de
entradas y salidas
b. Observación
funcionamiento
4. Consultar
el
del
manual del fabricante para
realizar pruebas de
funcionamiento.
c. Comparación
resultados
de
d. Análisis de:
Fig. 2 Análisis de resultados
i. Tiempo de rampa ajustable, velocidad máxima, par máximo y tiempo de
espera
ii. Procesamiento paso a paso o desarrollo continuo de las posiciones definidas
iii. Influencia de los parámetros del controlador en la calidad y precisión del
posicionamiento
iv. Registro gráfico de las magnitudes relevantes
5. Revisar elemento por elemento y para ello se desarma. Para esta operación es necesario
consultar los diagramas del fabricante
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
117
Procedimiento
Estructura y desarme elementos mecánicos del servomecanismo
Parametrización del servomecanismo
Desmontaje del servoeje.
Control de posicionamiento y secuencia
Controlador de posición
Controlador de velocidad de giro
Controlador de par de giro
Circuito intermedio de tensión constante
6. Registrar los resultados conforme el siguiente formato:
Fecha:
Máquina
Dispositivo
o elemento
Descripción de
funcionamiento
Posible
Informe de
cambio
inspección
y fiabilidad
fecha y
observaciones
reemplazo
Tabla 2 Resultados de la inspección
7. Armar y calibrar el equipo.
8. Realizar una secuencia de operación. Se consultara el manual del fabricante para poder
establecer la secuencia de operación.
9. Iniciar una prueba de funcionamiento.
10. Elaborar un reporte del diagnóstico y un reporte de la práctica.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
118
Lista de cotejo de la práctica
Número 4:
Aplicación del 2º grado de operación de mantenimiento a un
servomecanismo
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
observación del mismo.
Instrucciones:
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno
durante su desempeño
Si
Desarrollo
No
No
Aplica
Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
Utilizó el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a
desarrollar.
1. Aplicó las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
2. Determinó el grado de operación de mantenimiento
3. Seleccionó la herramienta y equipo de medición.
4. Verificó el funcionamiento
5. Consultó
el
manual
funcionamiento.
del
fabricante
para
realizar
pruebas
de
6. Revisó elemento por elemento y para ello se desarmara
7. Armó y calibró.
8. Realizó una secuencia de operación
9. Realizó una prueba de funcionamiento
10. Registró y se entregó un reporte del diagnóstico y un reporte de la
practica
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
119
Observaciones:
PSP:
Hora de
Hora de
inicio:
término:
Evaluación:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
120
RESUMEN
Conjunto de actividades que deben
realizarse a instalaciones y Equipos con
ambiente al cual este sometido el
sistema.
El
mantenimiento
el fin de prevenir o corregir fallas,
debe estar destinado a:
buscando
que
estas
continúen
Optimizar
la
además
producción
del
prestando el Servicio para el cual
sistema
fueron diseñados.
Reducir los costos por averías
Disminuir el gasto por nuevos
Las
operaciones
de
mantenimiento
tienen lugar frente a la constante
amenaza que implica la ocurrencia de
una falla o error en un sistema,
maquinaria, o equipo. Existe además
equipos
Maximizar la vida útil de los
equipos
el
Los procedimientos de mantenimiento
componentes industriales (mecánicos,
falla se define como la incapacidad
una
necesidad
rendimiento
eléctricos,
de
y
de
los
optimizar
unidades
electrónicos)
de
y
los
procesos dentro de las instalaciones de
una planta industrial.
El
objetivo
mantenimiento
buscado
es
por
contar
el
con
instalaciones en óptimas condiciones
en todo momento, para asegurar una
disponibilidad total del sistema en
todo su rango de performance, lo cual
esta basado en la carencia de errores y
fallas
El mantenimiento debe procurar un
desempeño continuo y operando bajo
las mejores condiciones técnica, sin
importar
las
condiciones
externas
(ruido, polvo, humedad, calor, etc.) del
deben evitar las fallas, por cuanto una
para desarrollar un trabajo en forma
adecuada
o
simplemente
no
desarrollarlo. Un equipo puede estar
“fallando” pero no estar malogrado,
puesto que sigue realizando sus tareas
productivas, pero no las realiza con la
misma performance que un equipo en
óptimas condiciones. En cambio un
equipo malogrado o averiado no podrá
desarrollar
faenas
bajo
ninguna
circunstancia.
Además el costo que implica la gestión
y el desarrollo del mantenimiento no
debe ser exagera, más bien debe estar
acorde con los objetivos propios el
mantenimiento, pero sin denotar por
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
121
ejemplo, un costo superior al que
puntos de vista, a los cuales les va a
nueva.
Entre los factores de costo
mantenimiento; teóricamente existe la
materiales, repuestos, piezas nuevas,
la probabilidad de la ocurrencia de
energía, combustibles, pérdidas por la
fallas
Inevitablemente
función del factor tiempo. Así tenemos:
implicaría el reemplazo por maquinaria
tendríamos: mano de obra, costo de
no producción.
todo
equipo,
maquinaria, instrumento, o edificación
corresponder un determinado tipo de
llamada “curva de falla”, la cual indica
y
averías
para
determinadas
etapas de operación de la planta en
Riesgo elevado en la etapa de
se va a deteriorar por el paso del
implementación
tiempo.
puesta en marcha de los equipos.
Una
medida
útil
para
aproximar el costo del desarrollo del
mantenimiento
esta
siguiente expresión:
dado
por
la
desarrolladas;
mantenibles
maquinarias,
revaluados
a
las
y
los
son
operaciones
Activos
aquellos
y
en
la
planta
etapa
y
de
los equipos reciban los cuidados y
esta dado por el valor en dinero
en
bajo
la
operación de la planta (siempre que
reparaciones adecuadas)
(*) Donde el Costo de mantenimiento
gastado
Riesgo
de
precios
fijos
equipos,
construcciones
corrientes
y
correspondientemente depreciados.
Riesgo elevado en la etapa de
operación de la planta luego que ha
cumplido el ciclo de vida de los
equipos (los cuales si reciben un
óptimo
mantenimiento
podrían
operar sin la presencia de fallas).
El momento ideal para llevar a cabo
puede ser determinado desde muchos
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
122
AUTOEVALUACIÓN DE CONOCIMIENTOS DEL CAPITULO I
1. Mencione como esta estructurada la planeación dentro del TPM
2. Mencione los elementos que conforman al TPM.
3. Menciona en que consiste el mantenimiento correctivo
4. Menciona cual es el objetivo de un diagnóstico en el mantenimiento correctivo
5. Menciona que equipos de medición se pueden emplear dentro de la inspección
6. Cual es el equipo de seguridad con el que se debe de aplicar el mantenimiento
correctivo
7. Menciona cuales son los pasos más importantes dentro del mantenimiento
correctivo
8. Mencione que elementos se toman en cuenta para determinar el periodo de
reparación en el mantenimiento Correctivo
9. Mencione dentro de un proceso de control digital cual es el elemento más
importante para el proceso de información.
10.
Mencione en que consiste la función de multiplexor.
11.
Mencione que elementos se utilizan en los dispositivos de control digital.
12.
Mencione que circuitos realizan las funciones antes mencionadas.
13.
Dentro de las acciones de mantenimiento, ¿qué acción se debe de tener
muy en cuenta para volver a dejar en su estado normal el equipo?
14.
Menciona que aspectos se toman dentro de la logística de reparación
15.
Menciona los tres parámetros importantes que se consideran la base del
mantenimiento correctivo
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
123
APLICACIÓN DEL MANTENIMIENTO CORRECTIVO EN SISTEMAS DE
CONTROL DIGITAL.
Al finalizar el capítulo el alumno realizará
el mantenimiento correctivo de los
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
124
sistemas de control digital, considerando las condiciones de equipo electrónico y
tarjetas de sistemas de control digital, acuerdo a las especificaciones del fabricante.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
125
MAPA CURRICULAR DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE
Mantenimiento Correctivo de
Sistemas de Control Digital
108 Hrs.
1. Descripción del proceso de
mantenimiento correctivo en
sistemas de control digital
48 Hrs.
1.1 Identificar las
necesidades de
mantenimiento
correctivo en equipos de
control digital de
28 Hrs
1.2 Describir las
operaciones de
2. Aplicación del mantenimiento
correctivo en sistemas de
control digital
60 Hrs.
2.1 Aplicar el
mantenimiento
correctivo para corregir
las fallas mayores de
hardware, empleando
los equipos y
45 Hrs
2.3 Registrar los resultados
mantenimiento
utilizando los formatos
conocimiento de niveles
mantenimiento y
correctivo a partir del
20 Hrs.
de registro de
15 Hrs.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
126
SUMARIO
− ELEMENTOS BÁSICOS DE
CONTROL.
− MANTENIMIENTO A PROCESOS DE
CONTROL Y PLC’S.
RESULTADO DE APRENDIZAJE
2.1
Aplicar
el
mantenimiento
correctivo para corregir las fallas
mayores de hardware, empleando
− MANTENIMIENTO CORRECTIVO A
los
CONTROLES ELÉCTRICOS DE
equipos
y
herramientas
recomendadas por el fabricante.
MOTORES Y SERVOMOTORES
− MANTENIMIENTO CORRECTIVO A
CONTROLES PARA
TRANSFERENCIA Y CONTROL DE
2.1.1 ELEMENTOS BÁSICOS DE
CONTROL.
ENERGÍA
− MANTENIMIENTO CORRECTIVO A
CONTROLES DE BOMBAS Y
•
−
Control electromagnético.
Simbología.
COMPRESORES
− MANTENIMIENTO CORRECTIVO A
CONTROLES PARA PROCESOS DE
REACCIÓN QUÍMICA Y
TRANSFERENCIA DE MASA
− MANTENIMIENTO CORRECTIVO A
CONTROLES DE PROCESOS
BATCH Y DE MEDICIONES
ANALÍTICOS
− DOCUMENTACIÓN DEL
MANTENIMIENTO CORRECTIVO.
− RELACIÓN COSTO – BENEFICIO
DE LA APLICACIÓN DEL
MANTENIMIENTO.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
127
Los
transductores
temperatura
eléctricos
utilizan
de
diversos
fenómenos que son influidos por la
temperatura y entre los cuales figuran:
•
Variación
de
resistencia
en
un
conductor (sondas de resistencia).
•
Variación
de
resistencia
semiconductor (termistores).
•
de
un
f.e.m. creada en la unión de dos
metales distintos (termopares).
•
Intensidad de
la
radiación total
emitida por el cuerpo (pirómetros
de radiación).
•
Otros
fenómenos
utilizados
en
laboratorio (velocidad del sonido en
un gas, frecuencia de resonancia de
un cristal, etc.).
Los
metales
coeficiente
temperatura
constante.
de
puros
tienen
resistencia
positivo
un
de
bastante
El coeficiente de resistencia de
temperatura, generalmente llamado
coeficiente de temperatura es la razón
de cambio de resistencia al cambio de
temperatura.
Un coeficiente positivo significa que la
resistencia aumenta a medida que
aumenta
la
temperatura.
Si
el
coeficiente es constante, significa que
el factor de proporcionalidad entre la
128
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
resistencia
y
la
temperatura
es
constante y que la resistencia y la
temperatura se graficarán en una línea
Precisa fuente
de
Medida de 4 Autocalentable
hilos
puro para la medición de temperatura,
Autocalentable
se le refiere como detector resistivo de
temperatura, o RTD (por las siglas en
de
resistive
temperature
detector).
Ningún transductor es el mejor en
todas las situaciones de medida, por lo
que tenemos que saber cuándo debe
utilizarse cada uno de ellos.
se
están comparando los cuatro tipos de
transductores
de
temperatura
más
utilizados, y refleja los factores que
tenerse
en
cuenta:
las
prestaciones, el alcance efectivo, el
precio y la comodidad.
detector
resistencia
de
temperatura
(RTD)
se
basa
en
de
el
principio según el cual la resistencia de
todos
los
metales
depende
de
la
temperatura. La elección del platino en
los RTD de la máxima calidad permite
medidas
más
exactas
y
estables hasta una temperatura de
aproximadamente 500 ºC.
Los
RTD
más
económicos
utilizan
níquel o aleaciones de níquel, pero no
son tan estables ni lineales como los
que emplean platino.
En cuanto a las desventajas, el platino
RTD
Termistor
Más estable.
Alto
Más preciso.
rendimiento
Más lineal que Rápido
los
Medida de dos
termopares.
hilos
Desventajas Caro.
El
realizar
Como podemos ver, en la Tabla
Ventajas
Pequeño
de resistencia. alimentación.
Cuando se usa un alambre de metal
deben
Frágil.
cambio
recta.
ingles
alimentación.
No lineal.
Lento.
Rango de
de
Limitado.
Precisa fuente Temperaturas
encarece los RTD, y otro inconveniente
es el autocalentamiento. Para medir la
resistencia
hay
que
aplicar
una
corriente, que, por supuesto, produce
una cantidad de calor que distorsiona
los resultados de la medida.
Una tercera desventaja, que afecta al
uso de este dispositivo para medir la
temperatura, es la resistencia de los
RTD. Al ser tan baja, la resistencia de
los hilos conductores que conectan el
129
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
RTD
puede
provocar
errores
importantes. En la denominada técnica
de dos hilos, la resistencia se mide en
los
terminales
del
sistema
de
adquisición de datos, por lo que la
resistencia de los hilos forma parte de
la
cantidad
desconocida
que
se
pretende medir.
= Coeficiente de temperatura de la
resistencia.
Elementos neumáticos de trabajo
Lo energía del aire comprimido se
transforma por medio de cilindros en
un movimiento lineal de vaivén, y
mediante
motores
neumáticos,
movimiento de giro.
en
Elementos neumáticos de movimiento
rectilíneo (cilindros neumáticos)
A
menudo,
la
generación
de
un
movimiento rectilíneo con elementos
Por el contrario, la técnica de cuatro
hilos
mide
la
resistencia
en
los
terminales del RTD, con lo cual la
resistencia
de
los
hilos
queda
eliminada de la medida.
mecánicos
combinados
con
accionamientos eléctricos supone un
gasto considerable
Cilindros de simple efecto
Estos
cilindros
conexión
de
tienen
aire
una
sola
comprimido.
No
pueden realizar trabajos más que en
un sentido. Se necesita aire sólo para
un
movimiento
de
traslación.
El
vástago retorna por el efecto de un
muelle incorporado o de una fuerza
externa.
La contrapartida es que se necesita el
doble de cables y el doble de canales
de adquisición de datos. (La técnica de
tres
hilos
ofrece
una
solución
intermedia que elimina un cable, pero
no es tan precisa.)
El resorte incorporado se calcula de
modo que haga regresar el émbolo a
su posición inicial a una velocidad
suficientemente grande.
En los cilindros de simple efecto con
muelle incorporado, la longitud de éste
limita
la
carrera.
Por
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
eso,
estos
130
cilindros no sobrepasan una carrera de
Una membrana de goma, plástico o
Se utilizan principalmente para sujetar,
vástago está fijado en el centro de la
unos 100 mm.
expulsar, apretar, levantar, alimentar,
etc.
metal reemplaza aquí al émbolo. El
membrana.
No
hay
piezas
estanqueizantes que se deslicen, se
produce un rozamiento únicamente
por la dilatación del material.
Aplicación:
construcción
Se
de
emplean
en
la
dispositivos
y
herramientas, así como para estampar,
remachar y fijar en prensas.
Cilindro de émbolo
La
estanqueidad
material
recubre
flexible
el
material
Cilindro de membrana.
se
pistón
logra
con
(perbunano),
metálico
plástico.
o
Durante
un
que
de
el
movimiento del émbolo, los labios de
junta se deslizan sobre la pared interna
del cilindro.
En la segunda ejecución aquí mostrada,
el muelle realiza la carrera de trabajo;
el aire comprimido hace retornar el
vástago a su posición inicia .
· Aplicación: frenos de camiones y
trenes.
·
Ventaja:
frenado
cuanto falla la energía.
instantáneo
en
Cilindros de membrana arrollable
La construcción de estos cilindros es
similar a la de los anteriores. También
se emplea una membrana que, cuando
está sometida a la presión del aire, se
desarrolla a lo largo de la pared
interior del cilindro y hace salir el
vástago Las carreras son mucho más
importantes que en los cilindros de
membrana
Cilindros de membrana
(aprox.
50-80
rozamiento es mucho menor.
mm).
El
Cilindro de membrana arrollable
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
131
Cuando las masas que traslada un
cilindro son grandes, al objeto de
evitar un choque brusco y daños es
utiliza un sistema de amortiguación
que entra en acción momentos antes
Cilindros de doble efecto
La
fuerza
ejercida
comprimido
anima
por
al
el
aire
émbolo,
en
cilindros de doble efecto, a realizar un
movimiento de traslación en los dos
sentidos. Se dispone de una fuerza útil
tanto en la ida como en el retorno
Los
cilindros
de
doble
efecto
se
emplean especialmente en los casos en
que el émbolo tiene que realizar una
misión
también
posición inicial.
al
retornar
a
su
En principio, la carrera de los cilindros
no está limitada, pero hay que tener en
cuenta el pandeo y doblado que puede
sufrir el vástago salido.
También
en
este
caso,
sirven
de
empaquetadura los labios y émbolos
de las membranas.
Cilindro de doble efecto .
de alcanzar el final de la carrera.
Antes de alcanzar la posición final, un
émbolo amortiguador corta la salida
directa del aire al exterior .En cambio,
es dispone de una sección de escape
muy pequeña, a menudo ajustable.
El aire comprimido se comprime más
en la última parte de la cámara del
cilindro. La
sobrepresión producida
disminuye con el escape de aire a
través de las válvulas antirretorno de
estrangulación montada (sección de
escapo pequeña).
El émbolo se desliza lentamente hasta
su posición final. En el cambio de
dirección del émbolo, el aire entra sin
obstáculos en la cámara del cilindro
por la válvula antirretorno.
Cilindro con amortiguación interna.
Cilindros con amortiguación Interna
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
132
Gracias a esta disposición, al aplicar
simultáneamente presión sobre los dos
émbolos se obtiene en el vástago una
fuerza de casi el doble de la de un
cilindro normal M mismo diámetro. Se
Cilindros de doble efecto, en ejecución
especial
Cilindros de doble vástago
Este tipo de cilindros tiene un vástago
corrido hacia ambos lados.
La guía del vástago es mejor, porque
utiliza cuando se necesitan fuerzas
considerables y se dispone de un
espacio
determinado,
posible
utilizar
no
cilindros
siendo
de
un
diámetro mayor.
Cilindro tándem
dispone de dos cojinetes y la distancia
entre éstos permanece constante. Por
eso,
este
cilindro
puede
absorber
señalizadores
pueden
también cargas pequeñas laterales. Los
elementos
disponerse en el lado libre M vástago.
La fuerza es igual en los dos sentidos
(los
superficies
del
émbolo
son
iguales).
Cilindro
de
doble
vástago
Cilindro multiposicional
Este cilindro está constituido por dos o
más cilindros de doble efecto. Estos
elementos
están
acoplados
como
muestra el esquema. Según el émbolo
al que se aplique presión, actúa uno u
otro
cilindro.
En
el
caso
de
dos
cilindros de carreras distintas, pueden
Cilindro tándem
Está constituido por dos cilindros de
obtenerse cuatro posiciones.
Cilindro multiposicional
doble efecto que forman una unidad.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
133
La energía de estos cilindros se utiliza
para
prensar,
rebordear,
remachar,
estampar, etc.
La fuerza de impacto es digna de
mención
Aplicación:
Colocación de piezas en estantes, por
medio de cintas de transporte
en
relación
con
sus
dimensiones. En muchos casos, estos
cilindros reemplazan a prensas. Según
el
diámetro
del
cilindro,
pueden
Mando de palancas
obtenerse desde 25 hasta 500 Nm.
Dispositivos de clasificación (piezas
Atención:
buenas, malas y a ser rectificadas)
Cuando las carreras de conformación
Cilindro de Impacto
son grandes, la velocidad disminuye
Si se utilizan cilindros normales para
trabajos de conformación, las fuerzas
disponibles
son,
a
menudo,
insuficientes. El cilindro de impacto es
conveniente
para
obtener
energía
rápidamente
y,
por
consiguiente,
también la energía de impacto; por
eso, estos cilindros no son apropiados
cuando
se
trata
de
conformación grandes.
carreras
de
cinética, de valor elevado. Según la
fórmula de la energía cinética, se
puede obtener una gran energía de
impacto elevando la velocidad.
Funcionamiento:
Los cilindros de impacto desarrollan
una velocidad comprendida entre 7,5 y
10 m/s (velocidad normal 1 a 2 m/s).
Sólo una concepción especial permite
obtener estas velocidades.
La cámara A está sometida a presión.
Al accionar una válvula, se forma
presión en la cámara B, y la A se purga
de aire. Cuando la fuerza que actúa
sobre la superficie C es mayor que la
que actúa en la superficie anular de la
cámara A. el émbolo se mueve en
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
134
dirección Z. Al mismo tiempo queda
Los ángulos de giro corrientes pueden
fuerza aumenta. El aire de la cámara B
. Es posible determinar el margen de
sección entonces más grande, y el
de un tornillo de ajuste.
émbolo sufre una gran aceleración.
El par de giro es función de la presión,
libre toda la superficie del émbolo y la
puede
afluir
rápidamente
por
la
Este es un cilindro de doble efecto. Los
extremos de un cable, guiado por
medio de poleas, están fijados en
ambos lados del émbolo. Este cilindro
siempre
Aplicación:
puertas;
largas,
reducidas.
con
apertura
permite
giro dentro del margen total por medio
de la superficie del émbolo y de la
Cilindro de cable
trabaja
ser de 45° , 90° , 180° , 290° hasta 720°
y
tracción.
cierre
obtener
teniendo
desmultiplicación. Los accionamientos
de giro se emplean para voltear piezas,
doblar
tubos
metálicos,
acondicionadores
de
aire,
regular
accionar
válvulas de cierre, válvulas de tapa, etc.
de
carreras
dimensiones
Cilindro de cable
Como
los
cilindros
de
giro,
éste
que
rara
vez
también puede realizar un movimiento
angular
Cilindro de giro
En esta ejecución de cilindro de doble
efecto, el vástago es una cremallera
que acciona un piñón y transforma el
movimiento lineal en un movimiento
giratorio hacia la izquierda o hacia la
derecha, según el sentido del émbolo.
limitado,
sobrepasa los 300°. La estanqueización
presenta dificultades y el diámetro o el
ancho permiten a menudo obtener sólo
pares
de
fuerza
pequeños.
Estos
cilindros no se utilizan mucho en
neumática, pero en hidráulica se ven
con frecuencia.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
135
Este
sistema
frecuencia
en
se
emplea
con
procedimientos
gran
de
trabajo con arranque de virutas, como
en el taladrado, fresado y torneado, así
como en dispositivos de amplificación
Los accionamientos neumáticos para
de la presión, prensas y dispositivos de
herramientas se aplican cuando se
sujeción.
exige un movimiento rápido y la fuerza
Convertidores de presión
no sobrepasa 30.000 N (3.000 kp).
Para esfuerzos superiores a los 30.000
N,
no
conviene
aplicar
cilindros
neumáticos.
cuando
se
trata
de
movimientos lentos y constantes. En tal
caso
no
puede
emplearse
un
accionamiento puramente neumático.
La
aceite y aire comprimido. Aplicando
aire comprimido directamente en un
depósito sobre el nivel de aceite se
El accionamiento neumático sufre otra
limitación
Este es un elemento que trabaja con
compresibilidad
del
aire,
que
muchas veces es una ventaja, resulta
ser en este caso una desventaja,
impulsa éste.
El aceite entra entonces, por una
válvula
antirretorno
y
de
estrangulación regulable en el cilindro
de trabajo. El vástago sale a una
velocidad uniforme y regresa al aplicar
aire comprimido al lado M émbolo que
va al vástago. El depósito de aceite se
Para trabajos lentos y constantes se
purga de aire y el aceite puede regresar
busca la ayuda de la hidráulica y se
con rapidez. En la conversión de los
reúnen las ventajas de ésta con las de
medios
la neumática:
Elementos
simples
de
de
presión,
mantiene constante.
la
presión
se
mando
neumático, velocidades regulables y en
algunos casos fuerzas grandes con
cilindros
de
pequeño
diámetro.
El
mando se efectúa a través del cilindro
neumático.
La
regulación
de
la
velocidad de trabajo se realiza por
medio de un cilindro hidráulico.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
136
Multiplicador de presión
de diversa estructuración. Para cada
El multiplicador está compuesto de dos
cámaras de superficies de distinto
tamaño. El aire re comprimido llega
mando y para cada accionamiento de
cilindro hay que calcular el volumen de
aceite
necesario
y
elegir
por el racor 1 al interior del cilindro
correspondientemente el elemento.
neumático, empuja el émbolo hacia
Multiplicador de presión
abajo y hace pasar el aceite a la
segunda cámara. Por el racor 2, el
aceite
llega
antirretorno
hasta
y
de
una
válvula
estrangulación
regulable, y de ésta hasta el elemento
de trabajo.
Por la diferencia de superficies de los
dos émbolos se produce un aumento
de la presión hidráulica. Son relaciones
de multiplicación normales: 4 :1, 8 :1,
16 :1, 32 : 1.
La presión neumática aplicada debe ser
de 1.000 kPa (10 bar), como máximo.
La presión hidráulica varía según la
multiplicación; por eso, al objeto de
obtener una fuerza determinada se
puede emplear un cilindro pequeño.
Las fugas de aceite, frecuentes en los
sistemas hidráulicos,
pueden exigir
que
mantenimiento
se
realice
un
•
Componentes y dispositivos
electrónicos.
−
Diodos.
regular, p. ej., rellenado de aceite y
purga de aire.
Además, por el volumen de aceite
existente en los elementos, no es
posible emplear éstos en instalaciones
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
137
−
−
Transistores.
−
Triac’s.
Circuitos Integrados.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
138
Competencia para la
CONTEXTUALIZACIÓN
sustentabilidad:
Competencia tecnológica.
Identificar
las
innovaciones
tecnológicas de los elementos
básicos de control, presentes en los
equipos de control digital.
Fomentar la
ambiente a
efectos de
digital en el
salud.
preservación del medio
partir del análisis de
sistemas de control
medio ambiente y en la
− Participa en una discusión sobre el
tema elaborando un reporte que
− Elabora una presentación en Power
incluya los puntos descritos.
Point sobre los símbolos utilizados
para los elementos de control.
− Diferencia
las
características
técnicas de los elementos de control
electromagnético que actualmente
se encuentran en el mercado.
un
listado
características
componentes
control
técnicas
y
digital,
de
de
dispositivos
así
como
hecho
es
que
las
tareas
automatizadas de control, visualización
Identificar
las
especificaciones
eléctricas para la conexión de los
sistemas de control digital a la red
eléctrica.
− Realiza
DE CONTROL Y PLC’S.
El
Competencia científico-teórica:
2.1.2 MANTENIMIENTO A PROCESOS
las
los
de
los
cuidados en el manejo e instalación.
y computación pueden ser efectuadas
por
los
PLC
mediante
los
(conectados
módulos
en
red
adecuados)
mejor que con sistemas exclusivos de
control
basados
en
PC.
Lo
que
finalmente es práctico, no obstante,
depende
factores
de
y
la
considerados
un
gran
mayoría
número
deben
individualmente
de
ser
para
cada proyecto de automatización.
Así,
por
ejemplo,
conocimientos
y
los
actuales
preferencias
del
usuario pueden jugar un mayor papel
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
139
que la pura potencia del ordenador.
de datos, accesos a periféricos, bases
los atributos de capacidad en tiempo
Si, además del control de tareas, se
Los factores cruciales, no obstante, son
real y las propiedades de seguridad
que hasta ahora han sido fuertemente
asociadas con el PLC, aunque el PC
también
puede
disponer
de
la
característica de capacidad en tiempo
real.
Un
sistema
de
control
es
inconcebible sin capacidad en tiempo
real. Es común en sistemas de control
por ordenador tener que elegir, según
las
características
del
sistema
a
supervisar, entre el PLC o el PC. Se
debe elegir aquel hardware que mejor
se
adapte
a
las
necesidades
del
sistema a supervisar.
Los
controladores
lógicos
programables, en la mayoría de los
casos,
están
diseñados
específicamente para ser empleados en
ambientes industriales exigentes y han
sido continuamente desarrollados de
forma que sus sistemas operativos en
tiempo
real
representan
su
mayor
virtud. Ellos son y seguirán siendo, no
obstante, la primera elección para todo
control de tareas críticas o extremas
por su rendimiento y simpleza, en los
que un PC podría estar simplemente
"sobrecargado" debido al trabajo que le
pueden suponer otras tareas de ámbito
común, como la gestión y visualización
de datos, etc...
necesita un procesamiento de datos,
trabajo en red o visualización (una
aplicación SCADA), un sistema basado
en
PC
debe
ser
tomado
en
consideración.
En
cuanto
Windows
a
NT,
sistemas
por
operativos,
ejemplo,
no
es
estrictamente un sistema operativo en
tiempo real como el de un PLC, pero
puede actuar de forma suficientemente
rápida para aplicaciones "suaves" en
tiempo real, gracias a su arquitectura
de micro-kernel.
Los
controladores
lógicos
programables (PLC, por sus siglas en
inglés), son dispositivos electrónicos
digitales que fueron inventados
en
1969 para reemplazar a los circuitos
de
relevadores
(relés)
electromecánicos, interruptores y otros
componentes comúnmente utilizados
para el control de los sistemas de
lógica combinacional. En los sistemas
de lógica combinacional, el estado de
una salida queda determinado por el
estado de una cierta combinación de
entradas sin importar la historia de
éstas.
• Ventajas.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
140
Desde el punto de vista de costos,
maquina
flexibilidad y confiabilidad, los PLC’s
máquinas
aquellos
costos, reduce tiempo del operador o
aprovechamiento
de
espacios,
ofrecen diversas ventajas sobre todos
dispositivos
del
tipo
Menos constituyentes: La sustitución
de todo el cableado ocasiona una
ganancia en volumen, en dimensiones
y una simplicidad de empleo. Así
mismo, el sistema en general se vuelve
más confiable al tener cada vez menos
piezas mecánicas.
Menos conexiones: Los cableados se
reducen drásticamente a sólo tener los
captadores, que son todos aquellos
elementos
y
dispositivos
que
monitorean y conducen las señales al
PLC, como son sensores, switches, etc.,
PLC
o
la
etapa
de
control
y
finalmente la carga o los dispositivos a
controlar
que
actuadores.
pueden
ser
los
Más funcionalidades: Al trabajar con
elementos programables, se tiene una
mayor flexibilidad para cambiar los
programas y als funciones según las
necesidades de la industria, es decir,
se
adaptan
progreso.
Mayor
a
los
comodidad:
construido
aplicado
en
cambios
El
especialmente
en
el
programa
para
una
ser
toda
que
trabajando
duplicado
una
se
en
programador
mecánico.
el
puede
serie.
y
lo
gama
y
de
encuentren
Esto
reduce
hace
una
herramienta más que útil y versátil en
la rama de la industria. Además al
trabajar con elementos programables,
se tiene una mayor inmunidad a las
señales de ruido, los sistemas son más
"rudos",
es
garantizados
decir
en
que
un
100%
están
contra
errores y fallas y son flexibles y
accesibles en general.
En este escrito se ha explicado la
constitución
tanto
interna
como
externa del PLC o Controlador Lógico
Programable, su funcionamiento y sus
principales
características.
Faltaría
únicamente por tratar el tema de la
programación del controlador; para
esto hay que explicar cada una de las
instrucciones y sus efectos sobre cada
uno de los bloques constitutivos del
dispositivo.
Los PLC's resultaron muy atractivos ya
que, a
diferencia
circuitos
permiten
espacio,
consumen
de
los
antiguos
reprogramación,
ocupan comparativamente muy poco
poca
potencia,
poseen auto-diagnóstico y tienen un
costo competitivo. Sin embargo, fueron
141
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
las
innovaciones
tecnológicas
en
microprocesadores y memorias lo que
dentro de la memoria del PLC y elimina
la necesidad de alterar el hardware
a hecho tan versátiles y populares a los
cada
operaciones
control.
PLC's. Así, los PLC's pueden realizar
aritméticas,
manipulaciones complejas de datos,
tienen
mayores
capacidades
de
almacenamiento y pueden comunicarse
más
eficientemente
con
el
programador y con otros controladores
y computadoras en redes de área local.
Además,
ahora
muchos
PLC's
incorporan instrucciones y módulos
para manejar señales análogas y para
realizar estrategias de control, más
sofisticados que el simple ON-OFF,
tales como el control PID, inclusive con
múltiples procesadores.
Los
controladores
desarrollados
flexible
y
como
una
económica
a
fueron
alternativa
los
de
que
se
tenga
que
implementar un nuevo proceso de
Los controladores PLC son económicos
y compactos, son unidades versátiles
basadas en la arquitectura estándar de
microprocesadores, utilizados en el
control de procesos o de maquinas.
Fueron
diseñados
para
facilitar
programación y mantenimiento.
su
Los
sistemas PLCs reemplazan de forma
rápida, fácil y eficiente a los antiguos y
aparatosos
lógicos
de
sistemas
relevo
controladores
utilizados
en
manufactura automatizada. Los PLC’s,
fueron
PLC
vez
definidos
Asociación
como:
1978
Nacional
Manufactureros
viejos
en
por
(EUA)
Eléctricos
la
de
(NEMA)
“Un aparato electrónico de
controladores
lógicos
relevo
operación digital, el cual utiliza una
industriales
automatizados. Tiene
internamente las instrucciones para
utilizados en procesos y controles
algunas
ventajas
sobre
los
memoria programable que almacena
implementar
funciones
especificas,
controladores lógicos de relevo, entre
tales como, lógicas, secuenciales, de
otras características que los antiguos
controlar por medio de entradas y
debe
tipos de maquinas o procesos.”.
ellas, el costo, el tamaño, la fidelidad y
sistemas carecen.
a
la
misma
Su desarrollo se
tecnología
del
microchip y del microprocesador. Esto
permite una mas fácil programación de
los programas de control almacenados
tiempo, de conteo, y aritméticas; para
salidas digitales o analógicas, varios
Los
PLC’s
detectando
lógicas
las
operan
(on/off)
señales
o
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
básicamente
de
entrada
analógicas,
y
142
dependiendo de los programas de
•
control o diagramas de escala (Ladder),
que los antiguos sistemas
convencionales.
produce señales de salidas del mismo
tipo
(normalmente
lógico).
En
la
implementación de PLCs, el campo de
cableado
o
elementos
conexiones
lógicos
entre
los
permanece
inalterado, pero no se necesitaran mas
conexiones físicas. Por el contrario, las
Su tamaño físico es mucho menor
•
Y lo más importante, un costo
mucho menor.
− Constituyentes.
Los pequeños PLCs son compactos y
contienen en un solo cajón todos los
en
componentes, reciben por lo tanto el
permite la programación de dichas
cambio, los mayores, son del tipo
cosas al pasar al ámbito o escala
partes de una manera que pueden ser
conexiones
memoria
de
son
almacenadas
computadora,
lo
cual
conexiones y por ende facilita más las
lógica.
La escala lógica (Ladder logic)
es una técnica de programación que
requiere un mínimo entrenamiento de
programación.
Los sistemas PLC’s, sobre los antiguos
sistemas de relevo, tienen ventajas
considerables:
nombre de tipo "caja de zapatos". En
modular y se conectan las diferentes
reemplazadas individualmente.
Un PLC consiste en las siguientes
partes:
CPU o Unidad de Proceso Lógico, que
el en caso del PLC reside en un circuito
integrado
denominado
Microprocesador o Microcontrolador,
Realizan todas las capacidades y
es el director de las operaciones del
funciones de los sistemas antiguos.
mismo.
•
Mucho mayor y mejor desempeño.
Por extensión, todo el "cerebro" del
•
Mayor fidelidad.
•
Requieren poco mantenimiento ya
•
que no utilizan partes movibles.
•
No requiere habilidades especiales
de programación para su
mantenimiento.
PLC se denomina CPU.
El CPU se especifica mediante el tiempo
que requiere en procesar 1 K de
instrucciones, y por el número de
operaciones
diferentes
que
puede
procesar. Normalmente el primer valor
va desde menos de un milisegundo a
unas decenas de milisegundos, y el
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
143
200
zapatos" tipo micro o nano, a varios
Memoria. Es el lugar de residencia
El tipo preciso de entradas y salidas
tanto del programa como de los datos
depende de la señal eléctrica a utilizar:
segundo
de
40
a
operaciones diferentes.
más
de
que se van obteniendo durante la
ejecución del programa. Existe dos
tipos de memoria según su ubicación:
la residente, que está junto o en el CPU
y, la memoria exterior, que puede ser
retirada
por
el
usuario
para
su
modificación o copia. De este último
tipo existen borrables (RAM, EEPROM)
y, no borrables (EPROM), según la
aplicación.
Las
memorias
empleadas
en
programas van de 1 K a unos 128 K.
los
Procesador de Comunicaciones. Las
comunicaciones del CPU son llevadas a
cabo por un circuito especializado con
protocolos de los tipos RS-232C, TTY ó
HPIB (IEEE-485) según el fabricante y la
sofisticación del PLC.
Entradas y salidas. Para llevar a cabo la
comparación necesaria en un control
automático, es preciso que el PLC
tenga comunicación al exterior. Esto se
logra mediante una interfase llamada
de entradas y salidas, de acuerdo a la
dirección de los datos vistos desde el
PLC.
miles en PLCs modulares.
CORRIENTE ALTERNA 24, 48, 120,
220 V. Salidas: Triac, Relevador.
CORRIENTE DIRECTA (DIGITAL) 24,
120
Sink,
Entradas:
Source.
Salidas: Transistor PNP, Transistor
NPN, Relevador.
CORRIENTE DIRECTA (ANALOGICA) 0
- 5, 0 - 10 V, 0 - 20, 4 - 20 mA.
Entradas y Salidas Analógicas.
Tarjetas
Modulares
Existen
para
relevan
al
los
Inteligentes.
PLCs
modulares,
tarjetas con funciones específicas que
microprocesador
de
las
tareas que requieren de gran velocidad
o de gran exactitud.
Estas
tarjetas
inteligentes
por
se
denominan
contener
un
microprocesador dentro de ellas para
su funcionamiento propio. El enlace al
PLC se efectúa mediante el cable (bus)
o tarjeta de respaldo y a la velocidad
del CPU principal.
Las funciones que se encuentran en
este tipo de tarjetas son de:
•
El número de entradas y salidas va
V.
Posicionamiento de
Servomecanismos
desde 6 en los PLCs de "caja de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
144
PLC modulares o, interna en los PLC
•
Contadores de Alta Velocidad.
•
Transmisores de Temperatura.
•
Puerto de Comunicación BASIC.
compactos.
Además, en el caso de una interrupción
BUS. Los sistemas modulares requieren
una
conexión
entre
los
distintos
elementos del sistema y, ésto se logra
mediante un bastidor que a la vez es
soporte mecánico de los mismos.
Este bastidor contiene la conexión a la
fuente de voltaje, así como el "bus" de
direcciones y de datos con el que se
comunican las tarjetas y el CPU.
En el caso de tener muchas tarjetas de
entradas/salidas, o de requerirse éstas
en otra parte de la máquina, a cierta
distancia de
la CPU, es necesario
adaptar un bastidor adicional que sea
continuación
conexión
del
entre
original,
bastidores
comunicación. Esta
con
una
para
la
conexión si es
cercana puede lograrse con un simple
cable paralelo y, en otros casos, se
requiere
de
un
procesador
comunicaciones
para
emplear
óptica
red
con
o,
una
de
fibra
protocolo
establecida.
Fuente
de
Poder.
Por
último,
se
requiere una fuente de voltaje para la
operación de todos los componentes
mencionados anteriormente. Y ésta,
puede ser externa en los sistemas de
del suministro eléctrico, para mantener
la información en la memoria borrable
de tipo RAM, como es la hora y fecha, y
los registros de contadores, etc. se
requiere de una fuente auxiliar. En los
PLCs compactos un "supercapacitor" ya
integrado en el sistema es suficiente,
pero en los modulares, es preciso
adicionar una batería externa.
Programador. Aunque de uso eventual
en un sistema, desde un teclado con
una pantalla de una línea de caracteres
hasta
una
computadora
personal
pueden emplearse para programar un
PLC,
siempre
compatibles
los
y
cuando
sistemas
y
sean
los
programas empleados.
− Conexiones.
Los P.L.C. se encuentran en la gran
mayoría de las máquinas de proceso
que se fabrican actualmente y, a veces
disfrazados de tablillas electrónicas de
control, pero siempre reduciendo en
gran medida la mano de obra que
requerían todos los tableros de control
alambrados que hasta hace unos años
eran omnipresentes en la industria y,
en gran medida su gran difusión los ha
abaratado
tanto
que
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
aún
en
las
145
− Comodidad.
operaciones más sencillas, el P.L.C.
toma el lugar de temporizadores y
contadores.
La tendencia es hacia una fabricación
integrada y, los PLC juegan el papel del
Al alambrar un PLC se debe tener
soldado raso en esa cadena al efectuar
código de colores para evitar en lo
control.
cuidado en emplear los cables con
posible cualquier error que pudiera ser
muy costoso.
Las
las
operaciones
fabricantes
de
máquinas usan el siguiente código de
colores para los cables:
c.d.
GRIS
entradas/salidas del PLC.
para
NEGRO en circuitos de fuerza
BLANCO en cables puestos a tierra
en c.a. (neutro).
sistemas
más
complejos están actualmente en uso en
las grandes compañías acereras, de
caída en los costos reales actuales, se
puede anticipar su uso en fábricas y
futuro.
En nuestro medio, esperamos ver cada
vez
un
mayor
número
de
PLC
controlando las máquinas de nuestras
industrias.
• Desventajas.
o
solamente
VERDE para la conexión a tierra.
− Funcionalidad.
Las máquinas modernas controladas
por un PLC tienen pocos botones de
mando, porque han sido sustituidos en
gran medida por los paneles de mando
que a su vez tienen una pequeña o
gran pantalla de avisos y, en algunos
casos hasta permiten la programación
de la Producción.
por
empresas más pequeñas en el próximo
ROJO para control en c.a.
VERDE/AMARILLO
de
alimentos y de automóviles y, con la
AZUL para circuitos de control en
y/o
burdas
Estos sistemas donde los PLC son
supervisados
compañías
VIOLETA
todas
Aunque
los
sistemas
PLCs
tienen
muchas ventajas, también tienen sus
desventajas.
Entre
ellas
esta
la
localización de fallas debido a su
diseño
más
complejo
que
los
anteriores. Segundo, la falla del PLC
puede
detener
por
completo
los
procesos que controla, mientras que
una falla en un sistema convencional
solo lo interrumpe parcialmente. Y
tercero, la interferencia eléctrica puede
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
146
correctivo a sistemas de control
digital con PLC’s.
alterar o interrumpir la memoria del
PLC.
− Describir
CONTEXTUALIZACIÓN
procedimiento
Competencia tecnológica.
debe
Identificar las ventajas y desventajas
sustitución de módulos, así como
los cuidados que deberá tener con
y características del sistema.
el elemento, para que concuerde en
número de serie, y que sea igual.
Competencia lógica:
Aplicar el pensamiento lógico para
determinar la ruta crítica de
mantenimiento
preventivo
de
sistemas controlados por PLC.
− Elabora un diagrama de flujo sobre
mantenimiento a procesos de
control y PLC´s, que describa el
proceso de ejecución de comandos
interpretación
el
un dispositivo compatible para la
mantenimiento
correctivo de acuerdo al tipo de falla
funciones
con
el proceso y los criterios para elegir
un diagnóstico y determinará las
y
realizar
se
necesario) con la lógica que implica
control mediante PLC’s para hacer
el
reparación
el
corrección sea programada (si es
− Reconocerá fallas y los procesos de
de
informe,
por el fabricante, de tal forma que la
otras tecnologías de control.
de
de
un
procedimiento de lógica establecido
del uso de PLC’s con respecto a
acciones
en
del
de
control,
modos
la
2.1.3 MANTENIMIENTO CORRECTIVO A
CONTROLES ELÉCTRICOS DE
MOTORES Y SERVOMOTORES
Un relé es un sistema mediante el cuál
se
puede
controlar
una
potencia
mucho mayor con un consumo en
potencia muy reducido.
del
procesador: indicadores de estado,
código
de
errores;
módulos
de
entrada y salida.
Competencia analítica:
Identificar la secuencia de los
procedimientos de mantenimiento
Tipos de relés:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
147
•
Relés electromecánicos:
•
Adaptación sencilla a la fuente de
control.
A) Convencionales.
•
B) Polarizados.
Posibilidad de soportar sobrecargas,
tanto en el circuito de entrada como
C) Reed inversores.
en el de salida.
•
Relés híbridos.
•
Relés de estado sólido.
•
Las dos posiciones de trabajo en los
bornes de salida de un relé se
caracterizan por:
Estructura de un relé
- En estado abierto, alta impedancia.
- En estado cerrado, baja impedancia.
Para los relés de estado sólido se
pueden añadir:
En general, podemos distinguir en el
esquema
general
de
siguientes bloques:
•
Circuito
de
un
relé
•
los
larga vida útil.
•
entrada,
control
o
intensidad por cero.
•
Circuito de acoplamiento.
•
Circuito
de
salida,
•
carga
•
conmutador
de
•
potencia
de
mando,
•
- protecciones.
de
cualquier relé son:
El aislamiento entre los terminales
de entrada y de salida.
Cerrado a las influencias exteriores
por un recubrimiento plástico.
Características generales
generales
insensibilidad a las sacudidas y a
los golpes.
frecuencia.
características
Escasa
compatible con TTL y MOS.
- circuito excitador.
- dispositivo
Ausencia de ruido mecánico de
conmutación.
o
maniobra, constituido por:
•
Conexión en el paso de tensión por
cero, desconexión en el paso de
excitación.
Las
Gran número de conmutaciones y
Relés electromecánicos
Están formados por una bobina y unos
contactos los cuales pueden conmutar
corriente continua o bien corriente
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
148
alterna. Vamos a ver los diferentes
tipos de relés electromecánicos.
Relés de tipo armadura
Son los más antiguos y también los
más utilizados. El esquema siguiente
nos
explica
constitución
prácticamente
y
su
funcionamiento.
El
electroimán hace vascular la armadura
al ser excitada, cerrando los contactos
dependiendo de si es N.O ó N.C
(normalmente abierto o normalmente
cerrado).
Relé tipo Reed o de Lengüeta
Formados por una ampolla de vidrio,
en cuyo interior están situados los
contactos
(pueden
montados
sobre
se
múltiples)
delgadas
láminas
metálicas. Dichos contactos se cierran
por medio de la excitación de una
bobina, que está situada alrededor de
dicha ampolla.
Relés Polarizados 7
Relés de Núcleo Móvil
Estos tienen un émbolo en lugar de la
armadura
anterior.
Se
utiliza
un
solenoide para cerrar sus contactos,
debido a su mayor fuerza atractiva (por
ello
es
útil
corrientes).
para
manejar
altas
Llevan
una
pequeña
armadura,
solidaria a un imán permanente. El
extremo inferior puede girar dentro de
los polos de un electroimán y el otro
lleva una cabeza de contacto. Si se
excita al electroimán, se mueve la
armadura y cierra los contactos. Si la
polaridad es la opuesta girará en
sentido
contrario,
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
abriendo
los
149
contactos ó cerrando otro circuito (ó
son compatibles con TTL, CMOS, y
varios)
otros valores normalizados (12V,
24V, etc.).
Control
por
tensión
Alterna:
El
circuito de entrada suele ser como
el anterior incorporando un puente
rectificador integrado y una fuente
de corriente continua para polarizar
el diodo LED.
Relés de estado sólido
Un relé de estado sólido SSR (Solid
•
El acoplamiento con el circuito se
State Relay), es un circuito electrónico
realiza
que contiene en su interior un circuito
semiconductor,
transformador
un
construido
y
comprobado
en
una
de
un
que
se
encuentra
circuito de disparo del Triac.
•
Circuito
de
Conmutación
o
de
salida.
fábrica, no un dispositivo formado por
El circuito de salida contiene los
componentes independientes que se
dispositivos
han montado sobre una placa de
semiconductores
de
potencia con su correspondiente
circuito impreso.
circuito excitador. Este circuito será
Estructura del SSR:
•
medio
acoplado de forma magnética con el
transistor o un tiristor.
Por SSR se entenderá un producto
por
optoacoplador o por medio de un
disparado por nivel, acoplado a un
interruptor
Acoplamiento.
diferente según queramos conmutar
Circuito de Entrada o de Control:
CC, CA.
Control por tensión continua: el
circuito de entrada suele ser un LED
(Fotodiodo),
resistencia
solo
en
o
serie,
con
una
también
podemos encontrarlo con un diodo
en
antiparalelo
inversión
de
la
para
evitar
polaridad
la
por
accidente. Los niveles de entrada
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia tecnológica.
Describir las características de
tecnologías alternas que permiten el
control de motores y servomotores.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
150
− Describe
en
un
características
informe
técnicas
PARA TRANSFERENCIA Y
las
CONTROL DE ENERGÍA
de
dispositivos de tecnología de punta
que actualmente se emplean para el
control de motores y servomotores.
Caídas de presión en válvulas.
Las válvulas presentan perdidas de
presión localizadas, por ello deben ser
correctamente
válvula
Determinar la viabilidad de la
corrección de fallas en controles
eléctricos
de
motores
y
servomotores.
− Diagnostica los elementos dañados
en un equipo a partir de la medición
de
parámetros
de
arrancadores,
relevadores de control, variadores
de corriente directa (CD), inversores,
y encoders, y describe en voz alta
el
comportamiento
(curvas,
parámetros) de estos sistemas de
control, el tipo de corriente con la
que se trabaja (trifásica, bifásica y
monofásica)
y
las
medidas
de
seguridad y el manejo de este tipo
de
controles
de
acuerdo
a
los
criterios de ajuste, desarmado y
armado a contemplar para a su
reparación.
subdimensionada
provocará
dimensionada
será
sobre
económicamente cara.
Las recomendaciones precisas figuran
en los catálogos de los fabricantes,
pero
para
2.1.4 MANTENIMIENTO
CORRECTIVO A CONTROLES
establecer
una
norma
general diremos:
Válvulas Hidráulicas: Una velocidad de
4 m/seg. es considerada estándar para
aplicaciones
generales.
Por
ello
el
tamaño de la válvula puede ser el
mismo que el diámetro de cañería de la
tabla para líneas de presión.
En
condiciones
especiales
pueden
utilizarse tamaños mayores o menores.
Válvulas Neumáticas.
Una regla similar puede utilizarse aquí.
El tamaño de los orificios de conexión
de los cilindros neumáticos es una guía
razonable para el tamaño de la válvula.
Como
•
Una
perdidas de potencia y velocidad, una
Competencia analítica:
dimensionadas.
excepción
se
presentan
los
siguientes casos:
Cuando una válvula comanda varios
cilindros.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
151
Cuando se requieren altas velocidades
representa la pérdida de carga de una
Cuando el cilindro operara siempre a
Cuando el fluido comienza a circular,
bajas velocidades
una perdida de presión es generada, y
Pérdida de Presión en un Circuito
Automático.
sucesivos manómetros. El cilindro se
de operación en un cilindro.
esta ilustrada por la lectura de los
No todas las caídas de presión son
malas. En la figura siguiente hay un
diagrama
que
ilustra
una
técnica
importante utilizada en la automación
de circuitos, y aplicada en neumática e
hidráulica. Cuando el cilindro de la
figura llega a su posición de trabajo,
una señal eléctrica es obtenida para
poner en funcionamiento la próxima
operación en un ciclo automático.
Nuestra
descripción
tubería.
comienza
con
plena presión disponible en la bomba o
compresor, pero con la válvula de
control cerrada, de manera que el
cilindro se encuentra retraído El primer
desplaza
libremente,
requiriendo
solamente 20PSI para moverse ; el
remanente de presión disponible es
consumido a lo largo de la línea. El
presostato ajustado a 80 PSI no se
conmuta mientras el cilindro hace su
carrera libre.
Cuando el cilindro llega al final de su
carrera
o
a
un
tope
positivo
el
movimiento de fluido cesa y en la
cámara del cilindro (y en el presostato)
la presión alcanza su valor máximo
100 PSI. Una señal eléctrica procedente
del presostato comandará la siguiente
función de un ciclo automático.
manómetro indica 100 PSI (7Kg/cm2).
Las
dos
restantes
indican
0.
presostato está ajustado a 80 PSI.
El
CAÍDA DE PRESIÓN EN EL CIRCUITO DE
UNA PRENSA HIDRÁULICA.
Con la válvula abierta, el fluido se
dirige
al
cilindro.
La
restricción
En las figuras vemos dos diagramas de
bloques que muestran dos estados de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
152
un mismo ciclo de trabajo de una
circulación
Se
restricción no reduce el volumen de
prensa.
pueden
efectuar
grandes
economías, cuando las necesidades de
máxima fuerza a desarrollar por la
tuberías
aceite
a
través
de válvulas
subdimensionadas.
procedente
de
la
y
Esta
bomba
hidráulica de desplazamiento positivo,
prensa, son necesarias únicamente en
tal como veremos al estudiar estos
condiciones estáticas, o a través de
elementos.
muy cortas carreras.
La restricción en cambio consume una
Las
válvulas
subdimensionan
razones
y
tuberías
a
se
propósito
económicas,
pero
por
en
la
operación de la prensa esto no tiene
efectos perjudiciales. Esto es cierto ya
que se basa en el principio ya visto de
buena proporción de la presión que es
capaz de desarrollar la bomba, pero
esto no tiene importancia por que
solamente una muy pequeña presión
es necesaria para mover el cilindro en
su carrera libre.
que no hay caídas de presión cuando
no existe circulación. He aquí como
opera:
En este diagrama el cilindro llega a su
posición de trabajo. Cuando el cilindro
se detiene cesa la circulación de fluido
a través de las válvulas y tubería y la
El
cilindro
desde
la
recibe
bomba
fluido
y
hidráulico
se
mueve
libremente. La restricción en la línea
representa
la
resistencia
a
la
caída
de
presión
desaparece
del
sistema. Toda la fuerza de empuje es
obtenida
entonces
a
pesar
de
lo
pequeño de las válvulas y tuberías.
Estas figuras son diagramas en bloque
153
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
en la realidad cuando el cilindro se
El conjunto esta montado de tal forma
descargado a tanque a través de una
siguientes, siendo el último elemento
figura.
de
El aire comprimido debe ser filtrado,
precipite en el regulador. Cuando se
antes
cuidarse la dirección de circulación del
detiene, todo el caudal de la bomba es
válvula de alivio no mostrada en la
lubricado, y a veces deshumidificado
de
su
empleo
en
cilindros,
válvulas, motores y dispositivos de
precisión similar.
que el filtro protege los elementos
el lubricador de forma tal que la niebla
aceite
que
el
produce
no
se
instala un equipo de protección debe
aire
ya
que
en
forma
inversa
el
conjunto no funciona correctamente.
Todos los compresores aspiran aire
húmedo y sus filtros de aspiración no
pueden
modificar
esto
ni
eliminar
totalmente las partículas salidas del
aire atmosférico.
Al
aire
sólidos,
y
comprimido
vapor
de
conteniendo
agua,
debe
El filtro llamado ciclónico tiene dos
agregársele el aceite de lubricación del
acciones: El aire al entrar pasa a través
se incorpora a la salda. Si bien una
circulación rotativa, de esta forma las
compresor, que atravesando los aros
parte de esta mezcla de agua y aceite
de color blancuzco y características
de
bafles
que
le
confiere
una
grandes partículas sólidas y el líquido
se deposita en las paredes del vaso
ácidas, se deposita en el tanque, para
por la acción centrífuga. Luego el aire
ella se incorpora a las líneas de
metálica, papel, o metal sinterizado.
en los con ponentes de los circuitos.
las partículas sólidas..
La unidad de la figura denominada
Esta acción de filtrado se denomina
por un filtro, regulador con manómetro
la contaminación mecánica del aire, y
luego ser drenada, una buena parte de
distribución provocando serios daños
"Equipo de Protección'' esta constituida
y lubricador.
atraviesa el elemento filtrante, de malla
Este filtro de 20 o 40 micrones retiene
"mecánica" ya que, afecta únicamente a
no por ejemplo a su contenido de
humedad.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
154
El Regulador o Válvula reductora y
para valores de presión más bajos,
necesidad de todo circuito neumático,
hasta alcanzarse en la salida el valor
para ciertos componentes o para fijar
El
reguladora
de
presión
es
una
para establecer una presión segura
un valor exacto de empuje de un
cilindro. En todo circuito es deseable el
regulador para mantener constante la
permite que el aire pase a la atmósfera
deseado.
regulador
circulación
y
tiene
un
sentido
de
por
ello
debe
ser
instalado respetando el mismo. Figura.
presión de trabajo independientemente
de las variaciones que experimente la
línea de alimentación.
El regulador tiene su válvula de asiento
abierta por la acción de un resorte que
fue
comprimido
ajustable,
en
por
este
el
tornillo
estado
hay
circulación desde la entrada hacia la
salida, cuando la presión en la salida
se va acercando al nivel establecido por
El lubricador es un elemento muy
importante ya que los cilindros y
válvulas requieren ser lubricados para
la posición del tornillo, el aire a través
su correcto funcionamiento y larga vida
diafragma comprimiendo el resorte y
En la figura, el flujo de aire a través de
del
orificio
cerrando
el
piloto
pasaje
actúa
sobre
previniendo
el
un
incremento de la presión de salida. En
la práctica el regulador se autoajusta
rápidamente
para
balancear
las
condiciones establecidas creando una
pérdida de carga en la válvula de
asiento que mantiene la presión de
salida constante
La reguladora con "alivio" contiene una
válvula de retención ubicada en el
apoyo del vástago, de forma tal que
útil.
una ligera restricción llamada '' Venturi
'', provoca una pequeña caída de
presión
usualmente
1PS1
entre
la
entrada y la salida.
Esta pequeña presión es suficiente,
para que aplicada sobre la superficie
del
aceite
contenido
en
el
vaso,
provoque el ascenso del mismo hasta
el cuello del tubo. El flujo de aire
pulveriza en ese punto el aceite.
cuando el operador ajusta el tornillo
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
155
Ajustando la altura del tubo en la
corriente
de
aire,
se
aumenta
la
desaparece de la superficie del aceite y
cesa la subida.
superficie expuesta y se incrementa la
alimentación de aceite, Cuando cesa el
flujo de aire la calda de presión a
través del Venturi desaparece el aceite
y asciende por el tubo.
Los
lubricadores
no
deben
ser
instalados a mas de 3 metros del
equipo al cual deben lubricar.
En la figura, vemos un conjunto de
protección o equipo combinado en
corte
donde
podemos
circulación
a
apreciar
través
de
la
sus
componentes.
Tanques y Depósitos.
La mayoría de los sistemas hidráulicos
de tamaño pequeño a mediano utilizan
los tanques o depósitos como base de
montaje
En la figura
vemos un lubricador de
gota, el aire a través del Venturi crea
una presión diferencial que actúa sobre
la superficie del aceite empujando el
mismo hacia la válvula de aguja. El
rango de goteo puede ajustarse con la
aguja y observarse en la mirilla. La
corriente de aire atomiza el aceite y lo
conduce a la línea. Cuando el flujo
cesa,
la
diferencial
de
presión
para
la
bomba,
motor
eléctrico, válvula de alivio, y a menudo
otras válvulas de control. Este conjunto
se
llama.
"Unidad
de
bombeo",
"Unidad Generada de Presión" etc.
La tapa del tanque puede ser removida
para permitir la limpieza e inspección.
Cuando
esta
no
es
la
lateral
y
constituye la parte superior del tanque
lleva soldadas cuplas para recibir la
conexión de tuberías de retorno y
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
156
drenaje.
Se
colocan
guarniciones
alrededor de las tuberías que pasan a
través de la tapa para eliminar la
entrada de aire.
En segundo lugar la capacidad de
radiación de temperatura del tanque
El tanque se completa con un indicador
de nivel, un filtro de respiración que
impide la entrada de aire sucio.
La posición de los bafles dentro del
tanque es muy importante. En primer
lugar establecer la separación entre la
línea de succión y la descarga de
retorno.
puede ser incrementada si el bafle se
coloca de forma tal que el aceite circule
en contacto con las paredes externas
como lo muestra la figura .
Para sistemas corrientes el tamaño del
tanque debe ser tal que el aceite
permanezca en su interior de uno a
tres minutos antes de recircular. Esto
quiere decir que sí el caudal de la
bomba es de 60 litros por minuto, el
tanque debe tener una capacidad de 60
a 180 litros. En muchas instalaciones,
la disponibilidad de espacio físico no
permite el empleo de tanques de gran
capacidad, especialmente en equipos
móviles.
hidrostáticas
Las
en
transmisiones
lazo
cerrado,
constituyen una excepción a la regla,
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
157
ordinariamente
emplean
relativamente pequeños.
tanques
Tener un tanque muy grande a veces
puede ser una desventaja en sistemas
que deben arrancar a menudo u operar
en condiciones de bajas temperaturas.
Accesorios para tanques.
En la figura vemos un nivel visible para
Los
depósitos
hidráulicos
están
tanques, este elemento construido en
venteados a la atmósfera. Por ello la
solo verifique el nivel sino también la
protegida por un filtro.
condición de emulsión del aceite.
Cuando los sistemas operan en una
plástico permite que el operador no
conexión
de
venteo
debe
estar
atmósfera limpia puede emplearse un
filtro de respiración de bajo costo
como el de la figura. Pero si se opera
en
atmósferas
muy
contaminadas
deben emplearse filtros de alta calidad
capaces de retener partículas mayores
de 10 micrones.
Tapa de llenado : el orificio de llenado
debe
ser
cubierto
preferentemente
por
retenida
una
tapa
por
una
cadena. En la figura 2-9 ilustramos un
tipo que usa una coladera para filtrar el
aceite que se verterá hacia el tanque.
FILTROS
Coladera de Succión: La mayoría de las
bombas utilizan para su protección un
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
158
filtro destinado a retener partículas
sólidas en la aspiración La practica
usual
cuando
minerales
se
emplean
estándar,
aceites
es
utilizar
coladeras de malla metálica capaces de
retener partículas mayores de 150
micrones. Cuando se emplean fluidos
ignífugos
que
tienen
especifico
superior
al
un
peso
aceite,
es
preferible emplear coladeras de malla
60
capaces
de
retener
partículas
mayores de 200 micrones, para evitar
la cavitación de la bomba.
Con la introducción de bombas y
válvulas con alto grado de precisión,
operación a presiones elevadas y altas
eficiencias, el empleo de la coladera de
aspiración no es protección suficiente
para el sistema, si se quiere obtener
una larga vida del mismo.
El propósito de la filtración no es solo
prolongar
la
componentes
vida
útil
hidráulicos,
de
si
los
no
también evitar paradas producidas por
la acumulación de impurezas en las
estrechas holguras y orificios de las
modernas válvulas y servoválvulas .
La
figura
nos
muestra
un
filtro
micronico que puede ser empleado en
el retorno o el envío, el elemento
filtrante de papel impregnado en fibra
de vidrio, metal sinterizado, u otros
materiales
puede
ser
removido
desenroscando el recipiente. Cuando la
calda de presión a través del elemento
se incrementa, para evitar el colapso
del mismo una válvula de retención se
abre dando paso libre al aceite.
Filtro en Línea.
Una configuración popular y económica
es el filtro en línea de la figura
que
también lleva incluida una válvula de
retención, su desventaja consiste en
que hay que desmontar la tubería para
su mantenimiento.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
159
En este punto figura puede emplearse
un filtro de baja presión. Es una
disposición
Ideal
cuando
trabajan
válvulas de control de flujo en serie y el
caudal de exceso se dirige vía la
válvula de alivio permanentemente a
tanque. La máxima perdida de carga
Algunos circuitos de filtrado.
Los
circuitos
que
veremos
a
continuación utilizan filtros micrónicos
recomendada es de 2 PSI con el
elemento limpio.
de 10 micrones.
En la línea de retorno.
En la línea de presión.
El aceite que retorna del sistema puede
En la figura vemos un filtro instalado a
la salida de la bomba y delante de la
pasar a través de un filtro cuando se
dirige a tanque.
válvula reguladora de presión y alivio.
Estos
filtros
estructura
máxima
que
deben
presión
poseer
una
sistema.
Por
permite
del
resistir
la
seguridad deben poseer una válvula de
retención interna. La máxima perdida
de carga recomendada con el elemento
limpio es de 5 PSI.
CUIDADO:
Cuando
seleccione
el
tamaño de un filtro así, recuerde que el
caudal de retorno puede ser mucho
mayor que el de la bomba, debido a la
diferencia de secciones de ambos lados
de los cilindros.
En el retorno por alivio.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
160
− Propón la creación de un plan
emergente para resolver problemas
operativos de procesos controlados
que requieren de acción inmediata.
Competencia para la
sustentabilidad:
CONTEXTUALIZACIÓN
Fomentar la
ambiente a
efectos de
digital en el
salud.
preservación del medio
partir del análisis de
sistemas de control
medio ambiente y en la
− Diseña un plan de prevención y
atención
Competencia lógica.
Aplicar el razonamiento lógico para
determinar
las
acciones
de
mantenimiento
correctivo
a
controles para transferencia y
control de energía.
− Describe los pasos para realizar el
ajuste
o
la
sustitución
de
(accidentes,
emergencias,
de
contingencias
fallas
de
daños
equipo,
al
medio
ambiente y protección a la salud,)
entre otras.
− Expón
el
plan
de
prevención
atención de contingencias ante el
grupo.
controladores de combustión, de
nivel de domo, de presión, de domo
y de temperatura-vapor.
2.1.5 MANTENIMIENTO CORRECTIVO A
CONTROLES DE BOMBAS Y
Competencia lógica:
Desarrollar planes emergentes para
prever acciones de contingencia
ante situaciones de riesgo en el
manejo y funcionamiento de los
sistemas de control digital.
COMPRESORES
•
Bombas
Una bomba hidráulica es un dispositivo
tal que recibiendo energía mecánica de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
161
una fuente exterior la transforma en
Por las características señaladas, en los
un
hidrostática
una energía de presión transmisible de
lugar
a
otro
de
un
sistema
hidráulico a través de un líquido cuyas
moléculas
estén
sometidas
precisamente a esa presión.
Se
dice
que
una
bomba
es
de
sistemas hidráulicos de transmisión
nunca
de
se
potencia
emplean
hidráulica
bombas
de
desplazamiento NO positivo.
Se
dice
que
una
bomba
es
de
desplazamiento positivo, cuando su
desplazamiento No positivo cuando su
órgano propulsor contiene elementos
órgano
móviles de modo tal que por cada
propulsar
no
contiene
elementos móviles; es decir, que es de
revolución
una
positiva un volumen dado o cilindrada,
sola
pieza,
o
de
varias
se
genera
de
manera
ensambladas en una sola.
independientemente
A este caso pertenecen las bombas
contrapresión a la salida. En este tipo
es el rodete giratorio. En este tipo de
recibida se transforma directamente en
mecánica recibida en energía hidro-
hidrostáticamente
centrífugas, cuyo elemento propulsor
bombas,
se
transforma
la
energía
cinética imprimiendo a las partículas
cambios
en
la
proyección
de
sus
de
bombas
la
de
energía
la
mecánica
energía de presión que se transmite
en
el
sistema
hidráulico.
En
las
bombas
de
desplazamiento
trayectorias y en la dirección de sus
positivo siempre debe permanecer la
Es muy importante en este tipo de
misma se obstruya, aumenta la presión
velocidades.
bombas que la descarga de las mismas
no tenga contrapresión pues si la
hubiera, dado que la misma regula la
descarga, en el caso límite que la
descarga
de
la
bomba
estuviera
totalmente cerrada, la misma seguiría
descarga abierta, pues a medida que la
en el circuito hasta alcanzar valores
que pueden ocasionar la rotura de la
bomba; por tal causal siempre se debe
colocar inmediatamente a la salida de
la bomba una válvula de alivio o de
seguridad, con una descarga a tanque
en movimiento NO generando caudal
y con registro de presión,
alguno trabajando no obstante a plena
Montaje de la Bomba
carga con el máximo consumo de
Cuando una bomba es movida en
fuerza matriz.
forma
directa
mediante
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
un
motor
162
eléctrico
con
otras
medios,
es
necesaria acoplar los ejes mediante un
manchón elástico tal como vemos en la
figura.
La acción del manchón o acoplamiento
para este tipo de montaje, presentan
en su interior un rodamiento extra
ubicado en el frente de la carcaza
Cuando su efectúa, verifica o corrige
un montaje lateral como el de la figura,
elástico permite corregir desviaciones
debe tratarse que la distancia entra el
en las figuras siguientes que de no
posible a los efectos de minimizar las
eliminarse, significaría someter a los
cargas sobre el eje de esta última.
rodamientos
Las bombas que no disponen de este
angulares y axiales como las indicadas
de
la
bomba
a
una
sobrecarga para la cual no han sido
originalmente calculados, provocando
su desgaste prematuro.
motor y la bomba sean la mínimas
rodamiento extra para el montaje que
describimos, pueden ser utilizadas, si
se provee una disposición como la que
muestra la figura donde el motor
transmite el movimiento sobre un eje
con rodamiento y este queda acoplado
a la bomba mediante un manchón
elástico. Este eje soporta, con sus
rodamientos la carga extra.
Montaje Lateral por Polea o Engranaje
Cuando es necesario disponer de un
montaje lateral del motor con respecto
a la bomba, la transmisión puede ser
realizada por engranajes, cadena o
correa pero en todos los casos esta
disposición significaría una carga extra
para los rodamientos de la bomba.
Algunas bombas vienen preparadas
para soportar estas cargas adicionales
y otras no. Cuando están construidas
Una
cuidadosa
rodamientos
de
inspección
las
de
los
bombas
en
funcionamiento permitirá detectar en
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
163
forma inequívoca vicios de montaje
4 a 5 pulgadas de mercurio cuando
solución , y redundan en una mayor
disminuyendo este valor a 3 pulgadas
Admisión y Salida de Presión
con fluidos sintéticos .
que como hemos visto son de fácil
vida útil de la bomba.
ellas operan con aceites minerales,
de mercurio cuando las bombas operan
En la mayoría de las bombas la sección
del orificio de admisión es mayor que
el de presión, esta regla casi y en
general queda alterada en las bombas
de giro bi-direccional donde ambos
orificios presentan el mismo diámetro.
La
razón
de
las
diferencias
de
diámetros anotada, queda justificada
por la necesidad de ingreso de aceite a
la bomba al valor más bajo posible (
máximo 1,20 metros por segundo)
quedará
mínimas
como
consecuencia
pérdidas
de
una
carga
,
evitándose de esta forma el peligro de
la cavitación
En ningún caso debe disminuirse por
razones de instalación o reparación el
diámetro nominal de esta conexión
En general podemos decir que la
distancia h de la figura no debe
superar nunca los 80 centímetros.
Las bombas de pistones con igual
válvula
de
admisión
y
salida
no
proveen una succión suficiente para
elevar
el
aceite
y
funcionar
sin
cavitación por ello se recurre al llenado
o alimentación por gravedad como
vemos en la figura.
que invariablemente esta dirigida al
depósito o tanque como así también
mantener
la
altura
entre
el
nivel
mínimo de aceite de este último y la
entrada en el cuerpo de la bomba de
acuerdo a la indicado por el fabricante.
Para las bombas a engranajes, paletas
y pistones sin válvulas, los fabricantes
dan valores de succión del orden de los
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
164
La observación de lo anotado permitirá
accesorio es decir 1, 2 , 3 y 4 presenta
bombas
aire si bien esta tubería no soporta
el
funcionamiento
correcto
instaladas
de
las
asegurando
su
eficiencia, mediante una aspiración
un camino propicio para el ingreso de
presión,
el
empaquetado
de
los
correcta y preservando la vida útil de
accesorios
las mismas al limitar las posibilidades
debe efectuarse con extremo cuidado
excesiva o una sección de aspiración
bomba , se introduzca aire.
menor es la indicada.
Cuando la tubería de succión se acopla
de la cavitación por una altura a
Uno
de
los
problemas
y
conexiones
señaladas,
para impedir que , por succión de la
que
a la bomba mediante una brida A es
frecuentemente se presentan, es la
necesario prestar especial atención al
aspiración de aire por parte de la
aro sello o
bomba, teniendo por consecuencia un
brida y el cuerpo de la bomba, ya que
presión,
ingresa de aire.
funcionamiento deficiente , perdida de
excesivo
desgaste
funcionamiento sumamente ruidoso.
y
junta existente entre la
su estado determinará la posibilidad de
Un
método
que
si
bien
es
poco
Afortunadamente los puntos por los
ortodoxo resulta rápido y eficiente
cuales puede ingresar aire a la bomba
para el estado de los puntos A, 1 ,2 ,3
Consideraremos
pincel espuma obtenida con agua y
están
perfectamente
encuentran
ahora
entre
localizados.
los
la
que
se
bomba
propiamente dicha y el tanque.
y 4 o similares, es aplicar mediante un
detergente. Una rápida aparición de las
burbujas nos indicará el sitio exacto
por donde se incorpora aire al circuito.
El extremo de la tubería de succión
termina en el tanque, a través de una
coladera o totalmente libre, según el
caso, pero en ambos su ubicación debe
quedar 2 pulgadas por debajo del nivel
mínimo del tanque, eliminando de esta
En
la
figura
observamos
una
disposición corriente de una tubería de
succión
forma, la última posibilidad de ingreso
de aire.
en ella cada conexión de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
165
A pesar de la variedad señalada, los
Rodage a la pierre " y en inglés "
(hasta 700 kg/cm2) dan características
castellano, y difiere del superacabado y
comunes a todas ellas a saber:
Bombas rotativas de pistones radiales
altos
niveles
de
presión
operativa
de materiales, aleaciones, y tolerancias
ROTOR:
Bronces
fosforosos
y
una
función con la siguiente composición:
3,2% C, 1% Mn , 0.26% P, 1.75% Si ,
0.085% Cr, 0.06% Ni, con dureza HB =
200.
Nonius " no tiene denominación en
del lapidado.
de caudal fijo.
Este tipo de bombas tiene tantas
variantes en la actualidad, que un
estudio detenido de cada uno de ellas
escaparía
PISTONES,-
Acero
Cr
-Ni
de
a
los
información.
Por
alcances
tal
de
esta
motivo,
nos
cimentación, cementado y templado,
detendremos solamente en las más
EJE DE DISTRIBUCIÓN.- Acero Cr, - Ni,
conocidas.
de cementación
En este tipo de bombas, existen dos
PISTAS
=
Acero
de
rodamientos
templado.
TOLERANCIAS :
e) Holgura entra pistón y cilindro no
mayor de 0,005 a 0,008 mm.
b) Ovalización máxima admitida en los
pistones 0,005 mm,
c) Ovalización máxima del alojamiento
0,01 mm.
clases fundamentales: de caudal fijo y
de caudal variable. Estas últimas serán
analizadas mas adelante.
Las bombas hidráulicas rotativas de
pistones radiales, pueden clasificarse
en general según sus válvulas sean de
asiento o rotativas. Como hemos visto
anteriormente
,
las
bombas
multicilíndricas de pistones en línea
tienen invariablemente sus válvulas de
asiento. En las bombas radiales, los
TERMINACIONES SUPERFICIALES
Los pistones y sus alojamientos son
rodados, es decir están sometidos a un
tratamiento de terminación superficial
por arranque de material, este proceso
que en frases lleva el nombre de "
asientos pueden ser de válvulas de
bola, de platillo o de asiento cónico.
Si los cilindros giran, las válvulas son
de tipo rotativo o "deslizante" y son
hermetizadas
por
una
película
de
aceite entre las superficies móviles y
estacionarias.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
166
Las
bombas
que
poseen
válvulas
rotativas son algo diferentes que las
que poseen válvulas de asiento, siendo
inevitable
cierto
resbalamiento
a
presiones altas, debido a la fuga de
aceite
a
través
del
válvulas. Además las
juego
en
presiones
las
de
trabajo de las bombas de válvulas
rotativas se hallan limitadas con el fin
de
mantener
altas
eficiencias
volumétricas a una presión constante y
además
por
el
riesgo
,
de
"agarrotamiento " de las válvulas bajo
la acción de cargas excesivas. Por tal
razón las bombas de muy alta presión
tienen válvulas de asiento, por lo que
sus pistones no giran , y esta es la
disposición clásica de las bombas de
caudal
fijo,
o
sea,
de
suministro
constante. Las bombas alternativas de
descarga constante comprenden tipos
de
pistones
estacionarios
continuación,
radiales
que
bombas
con
cilindros
veremos
de
a
pistones
Con las bombas de alta velocidad, de
pistones
radiales
asiento,
se
con
obtienen
volumétricas
válvulas
sumamente
de
eficiencias
altas,
a
valores de un 98%. Por lo general cada
cilindro o cualquier otra cámara en la
bomba es pequeño en relación bloque
de acero que la rodea, y los pistones
están tan pulidos que se adaptan: a los
cilindros
sin
necesidad
de
empaquetadura alguna. Naturalmente
que en esta juega un rol fundamental
la viscosidad del aceite por lo que en
los sistemas hidráulicos que emplean
este tipo de bombas la temperatura del
sistema debe estar siempre lo mas baja
y constante posible.
axiales con cilindros estacionarlos, que
La descarga de cada cilindro adopta la
pistones en línea, que ya hemos visto ;
muy alta frecuencia
todas estas válvulas de asiento.
Bomba "SECO".
veremos más adelante y bombas de
forma de pequeñas pulsaciones de
Esta bomba es mostrada en corte en la
figura Nº 2.16
Consta de un cuerpo de acero, en el
cual
van
alojadas
las
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
válvulas
de
167
asiento de bola. La de admisión, que
retención . La salida se recoge en una
impulsión va alojada en sentido radial
Este tipo de bomba permite el logro de
naturalmente es mas grande que la de
dentro de un casquillo hueco que tiene
un asiento plano que desliza sobre las
caras hexagonales de un dado central,
que asienta sobre un cojinete muy
robusto de rodillos que va montado
sobre un eje con una leva excéntrica
central circular maquínada sobre el
mismo eje de entrada que es el mando
de la bomba y que está conectado con
un manguito a un motor eléctrico.
tapa colectara frontal.
muy altas presiones, del orden de
5.000 libras por pulgada cuadrada.
Como la admisión a los cilindros se
opera por la parte central de la bomba,
donde se encuentra alojado el eje
excéntrico con sus correspondientes
rulemanes, la lubricación de todas las
partes móviles y deslizantes de la
bomba
se
encuentran
permanentemente lubricadas por el
mismo aceite hidráulico. Demás está
decir por razones de lubricación, que
estas bombas utilizan exclusivamente
aceite
hidráulico.
Con
agua
se
destruirían a los pocos minutos de
funcionamiento.
Bombas rotativas de pistones radiales
de caudal variable.
El casquillo mencionado, es en realidad
un embolo hueco, retorna por la acción
de un resorte contenido en la tapa del
cilindro que es del tipo atornillable En
forma
axial
,
van
dispuestos
las
cámaras de impulsión que tienen sus
válvulas de asiento de bola bloqueadas
contra su asiento por medio de un
resorte. Son en realidad válvulas de
El rotor giratorio lleva alojado en su
interior a manera de eje el distribuidor
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
168
(pintle)
contra la alta presión mediante una
lleva agujeros en su interior que se
rozantes. De esta manera no solo
diferentes cámaras de aspiración y de
infinitamente variable desde cero hasta
impulsión. De hecho esta forma un
un máximo, sino que también son
deslizantes
El resbalamiento, o fugas de aceite por
y
colector
de
caudal
esencialmente un eje estacionario que
conectan por medio de toberas con las
sistema
de
válvulas
y
este
rotativas
sistema
es
característico de las bombas rotativas
de pistones radiales o en "estrella " de
caudal variable .
película de aceite entre las superficies
proporcionan un suministro de caudal
reversibles, como ya se ha dicho.
las válvulas rotativas o deslizantes,
aumenta
considerablemente
a
presiones altas, y si las cargas son
Gracias a un número relativamente
excesivas se hace presente el riesgo de
elevado de pistones y a su corta
agarrotamientos
enteramente despreciables. La presión
esta bomba no trabaja a presiones
limitada
las
bombas de este tipo se construyen en
reacciones sobre los cojinetes, que
un vasto rango de capacidades, con
llegan a ser muy importantes con
potencias elevadas como 200 HP .
carrera, las pulsaciones del caudal son
de
salida
de
estas
bombas
principalmente
por
está
presiones elevadas.
dañar
seriamente a la bomba. Por tal causa,
mayores
grande
Las bombas de descarga variable son
vastamente empleadas, y ellas están
de
puede
de
140
atmósferas.
De
Las bombas Hele-Shaw de tamaño
Bomba Hele-Shaw
construidas
que
acuerdo
con
los
principios, establecidos hace muchos
años - hacia 1908 - por el iniciador de
trabajan
a
velocidades
del
orden de 500 r.p.m. y las pequeñas a
velocidades de 1500 r.p.m. .
En la figura 2.18 se ilustra una unidad
de este tipo .
este tipo de diseño, el Dr. Hele-Shaw
que
comenzó
a
construirlas
en
Inglaterra. Fue la primera bomba que
utilizó válvulas rotativas o deslizantes
en las que debe procurarse a toda
costa
mantener
una
estanqueidad
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
169
En el cuerpo del cilindro A se hallan
fundidos formando una sola pieza un
cierto número de cilindros radiales.
Dicho cuerpo se encuentra soportando
por sendos cojinetes a bolas B y C,
conectado el árbol de mando D. Este
cuerpo gira alrededor de la válvula
central
fija
E,
que
contiene
las
lumbreras X e Y cada una de las cuales
Cada diagrama corresponde a una
sección realizada a través de la válvula
fija central por un plano que pasa por
conduce al ramal de admisión o de
los ejes de los cilindros..
descarga de aceite, que son F y G
Las lumbreras X e Y, cada una de las
respectivamente.
El juego entra el cuerpo de los cilindros
cuales está en este caso por duplicado,
comunican con los cilindros a través de
(rotor) y la válvula central está ocupada
ranuras practicadas en la cara de la
como un sello. Cada pistón H está
representa el estado en el que el eje de
por una película de aceite que actúa
clavija central o válvula.- La figura (a)
conectado a dos cojinetes J por medio
rotación del perno de pistón coincide
puede oscilar.
guías O están a mitad de su recorrido.
de un perno de pistón K sobra el que
Los cojinetes están alojados en ranuras
practicadas en el anillo flotante L, que
gira sobre los rulemanes a bolas M y N
.Estos están alojados sobre las guías O,
que es deslizan libremente entra las
caras paralelas maquinadas dentro de
las tapas. De esta manera, el anillo
flotante L gira cuando lo hace el cuerpo
del cilindro, y el eje de rotación
depende de la posición de los cojinetes
de bolas M y N, determinado por el
recorrido de las guías O
con el eje de la clavija, cuando las
En dicha posición, la rotación del
cilindro no causa el movimiento radial
de los pistones y no se produce
suministro de aceite en ninguna de
ambas direcciones. El movimiento de
las guías O se representa por el
desplazamiento del elemento rotativo
sobre la línea PQ. El desplazamiento
hacia
P
figura
(b)
causa
la
excentricidad de la rotación de los
pistones
alrededor
del
cuerpo
del
cilindro, de la manera que el aceite se
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
170
encuentra aspirado por la lumbrera X y
otros modelos el registro se opera
Por otra parte, el desplazamiento hacia
sistema
descargado por la lumbrera Y.
Q que se aprecia en la figura (c),
automáticamente por la presión de
hidráulico
,
dispositivos adecuados.
con
servo-
invierte el sentido del flujo, de manera
que el aceite es aspirado de Y y
descargado, por la lumbrera K. La
variación de la excentricidad varía el
volumen
suministrado
en
ambas
direcciones.
En esta bomba, como en todas las que
tienen válvulas rotativas o deslizantes
el factor de frotamiento entre las
superficies de frotamiento crece con n
Bomba Oilgear.
Esta bomba de manufactura americana
(número de vueltas) y la potencia
es posiblemente en la actualidad la
n^(3/2) .
variable mas completa, y también más
perdida
en
rozamientos
crece
con
costosa. Si bien es cierto que su
Bomba Pittler-Thoma.
Esta bomba de manufactura alemana,
tiene
el
mismo
principia
funcionamiento
qua
difiriendo
esta
de
la
de
Hele-Shaw
en
detalles
constructivos.
En esta bomba, los pistones tienen
alojados en sus cabezas exteriores un.
perno sobre el que rota libremente un
pequeño rulemán a bolillas, el cual
rueda sobre la cara interior del aro de
regulación
de
bomba de pistones radiales de caudal
caudales,
cuya
movimiento de registro en algunos
modelos es de comando manual, como
se muestra en la figura nro. 2.20. En
principio
fundamental
funcionamiento
es
de
idéntico
a
las
anteriores, difiere considerablemente
en sus características constructivas.
En este caso, los pistones radiales de la
bomba, en lugar de tener muñequillas,
patines o rulemanes en sus cabezas
para asegurar un contacto con la pista
interior del aro de registro, terminan
sus cabezas en superficies esféricas ,
que, como se ve en la figura nro. 2.21
, se apoyan en una pista de acero
templado T, diseñada de tal forma que
el
punto
de
contacto
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
se
halla
171
descentrado del eje del cilindro. El
Para igualdad de caudales esta bomba
obtiene mediante la rotación parcial de
Hele-Shaw.
movimiento circunferencial relativo se
los pistones, que giran dentro de su
alojamiento cilíndrico al mismo tiempo
que todo el conjunto gira alrededor del
eje de rotación de la bomba. Utilizando
dos grupos de pistones en dos planos
separados normales al eje de la bomba
, los empujes laterales paralelos al eje
del árbol se equilibran entre sí.
es de un más reducido tamaño que la
Bombas de pistones esféricos
La bomba de pistones en forma de
bolas ha resultado interesando a los
proyectistas de bombas hidráulicas,
debido el bajísimo desgaste de las
partes en rozamiento. No es lo mismos
desde luego el rozamiento contra una
pista interior circular de patines
cilindros
de
rodadura
de
o
bolas
perfectamente esféricas y pulidas de
acero extra duro tratado.
El
principio
de
funcionamiento
hidráulico es enteramente similar a los
anteriores
Esta bomba viene provista de diversos
Referencias existentes indican que este
accesorios de fábrica, que permiten,
tipo de bombas ya había sido ensayado
operadas común a dos etapas de
el estado de la tecnología en lo que
caudal por sistema de mando manual,
antifricción
según
el
pedido
del
cliente
ser
presión, tener comando del registro de
eléctrico,
hidráulico.
automático
o
por
piloto
Los fabricantes producen esta unidad
para un rango de presiones de 60 ,
120 y 175 atu con capacidades de
hasta 150 HP.
en Inglaterra alrededor de 1916, pero
hace a caldades de acero extraduros
tratados
imperante
en
aquella
térmicamente
época
no
permitió evitar los excesivos desgastes
que
se
ocasionaran
en
aquellas
bombas, ya que se veían limitadas en
su aplicación por el aumento de las
fugas ocasionadas por esas desgastes
prematuras.
Con
los
extraduros
materiales
y
acabados
antifricción
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
y
172
antiescoriables
que
actualmente
tecnología
pone
a
disposición
ingeniero
proyectista
es
la
del
posible
fabricar bombas de pistones esféricos
bomba es de caudal fijo pero se ha
logrado fabricarlas de caudal variable
para
pequeños
valores
del
mismo
mediante un desfasado adecuado. Para
duración
ello se utilizan dos grupos de pistones
razonablemente mayor .Estas bombas
y pistas para bolas y un mecanismo de
equipos auxiliares de aviación.
sentidos opuestos, produciendo una
Experimentos realizados recientemente
variación
que
tengan
una
se utilizan actualmente en algunas
en Inglaterra con bombas de pistones
esféricas
recubiertos
con
capas
regulación capaz de girar las pistas en
de
fase
entre
los
movimientos de los dos grupos de
pistones.
metalizadas de carburos de tungsteno
permitieron funcionamientos continuos
de 500 horas sin desgastes apreciables
ni
perdidas
ponderables.
por
fugas
internas
Por razones de diseño en función de la
geometría de este tipo de bombas la
carrera de las bolas que hacen las
veces de pistones esta limitada a la
tercera parte del diámetro de la misma.
Por tal motivo, y para aumentar los
caudales sin aumentar el tamaño físico
de la bombas se han construidos
bombas con pistas ovaladas, lo cual
permite
obtener
dos
carreras
por
revolución duplicando así el caudal con
el mismo tamaño de bomba.
En la figura se ve un esquema de este
interesante
tipo
encuentra
mucha
de
bomba,
que
aceptación
para
presiones no mayores de 30 atu. Esta
Bombas rotativas de pistones axiales
El
mecanismo
dispositivos
es
básico
de
estos
siempre
una
placa
matriz circular motando oblicuamente
en un eje. Si bien está placa oscilante
en
parte
es
un
sustitutivo
de
la
manivela, y se la conoce desde hace
mucho tiempo en ingeniería mecánica,
no ha tenido mayores aplicaciones en
diversos tipos de maquinarias debido a
la complejidad de los mecanismos a
que
ella
hidráulica
daba
de
lugar.
alta
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
La
bomba
presión
es
173
posiblemente la única aplicación donde
condicionando un menor nivel de ruido
y tanto es así , que actualmente existe
c) La utilización de bombas de cilindros
el dispositivo se ha empleado con éxito
la definida tendencia de utilizar mas y
más este tipo de bomba en todas las
utilizaciones industriales, desplazando
a las bombas de pistones radiales o en
"estrella" a pesar de ser más robustas
simples
y
durables,
y
ello
muy
posiblemente sea debido a la influencia
de la técnica hidráulica aeronáutica ya
en la aviación la cuestión peso es de
vital importancia y este tipo de bomba
es la que asegura mayor potencia por
kilogramo de peso, Pero aparte esta
razón las bomba con placa motriz
circular oscilante de cilindros axiales (
paralelos al eje de la bomba) tiene tres
ventajas fundamentales respecto a las
bambas de pistones radicales .
a) Los cilindros se hallan muy cerca
respecto del eje central de giro, por la
cual:.la fuerza centrífuga sobra los
pistones es considerablemente menor.
b) El mecanismo que se encarga de
producir el movimiento alternativo de
los pistones es más rígido. Por esta
razón los golpes de ariete que se
presentan en estas bombas son mucho
menores ya que los pistones pasa del
.
axiales permite el empleo de válvulas
deslizantes rotativas planas mientras
que en las bombas de pistones radiales
las válvulas rotativas deslizantes eras
cilíndricas y las primeras permiten
presiones tan: altas como 35 atu
mientras que con las segundas no es
posible
para
tener
buenos
rendimientos hidráulicos - pasar más
allá de los 210 atu .
Bomba de Williams-Janney
Esta bomba diseñada y construida por
primera vez entre los años 1901 a
1906 Estados Unidos para la Waterbury
Tools Mg. , por Harvey Williams y
Reynolds Janney fue el origen del cual
se partió para llegar a los actualmente
modernos tipos de bombas de esta
clase,
que
manufacturadas
por
empresas diversas en Estado Unidos,
Inglaterra, Europa Continental y Japón ,
han permitido dar a la hidráulica del
aceite el increíble desarrollo que ha
tomado hoy día.
En la figura daremos una ilustración de
esta bomba en su versión original .
tiempo de aspiración el de presión y
viceversa, de una manera más suave,
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
174
el cual a su vez se encuentra montado
dentro de una muñonera G . Todo este
conjunto se encuentra fijado a una
junta universal doble M, que se halla
situada entre el conjunto descrito y el
árbol D .
La
muñonera
parcialmente
G
puede
alrededor
girar
de
unas
soportes giratorios que no se muestran
En el grabado se puede apreciar la
en la figura antes dicha. Si la bomba
bomba original en su corte longitudinal
comienza a funcionar conservando las
de un motor eléctrico que no figura en
el dibujo, de manera que el eje del
. El árbol D que recibe el movimiento
el dibujo, Este árbol D va guiado en
dos cojinetes a bujes. Montado sobre
este árbol se encuentra un manguito
estriado, sobre el cual a su vez se
encuentra
montado
el
bloque
de
cilindros C , que recibe a través del
manguito el movimiento de rotación
mismas distancias que se muestran en
receptáculo anular coincida con el eje
del árbol los pistones NO se desplazan
en sus correspondientes cilindros y la
bomba no suministra ningún caudal al
circuito hidráulico .
Inclinando ahora la muñonera hacia un
lado que en esta versión original de la
Dentro del bloque de cilindros se
bomba Williams Janney se lograba con
correspondiente
palanca
desplazan
en
cada
pistón
cilindro
que
su
está
vinculado mediante una biela E que en
sus dos extremidades tiene una cabeza
esférica para lograr una articulación
un
mecanismo
de
accionamiento
por
una
manual
situada en el exterior del cuerpo de la
bomba los pistones se desplazarán
dentro
de
rotulante universal , una de ellas para
cilindros
fijar la biela a un anillo portamuñones
inversamente,
fijar la biela a su pistón y la otra para
accionado
sus
correspondientes
alternativamente
y
bombeando aceite - desde A hacia B,
desde
B
hacia
A
un
invertimos el desplazamiento de la
encajado dentro de un cojinete liso K ,
solamente es el caudal variable, sino
que
va
montado
dentro
de
receptáculo anular J. Este último va
muñonera. Vale decir que la bomba no
que también de flujo reversible.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
175
válvulas
Esta descripción que acabamos de dar,
inicialmente gracias a la acción del
versión original de esta bomba. Los
Las superficies de las lumbreras tienen
encararon su fabricación fueron en el
tales
que
curso de los años y a través de la
pequeña parte del empuje final total
sensiblemente el diseño original si bien
del pistón permitiendo que una fuerza
respetando el principio fundamental de
resultante mantenga a las válvulas
la
La acción valvular se obtiene gracias a
montar el árbol D sobre robustos
La
estanqueidad
deslizantes
planas
de
V
las
se
obtiene
resorte X montado sobre el árbol D.
puede
dimensiones
quedar
que
hacen
desequilibrada
una
superficiales en contacto.
las lumbreras de cada pistón que se
encuentran talladas en el bloque de los
cilindros
las
cuales
comunican
alternativamente con dos lumbreras de
forma reniforme que constituyen la
admisión
y
escape
en
la
válvula
nos muestra, como ya fue dicho la
diversos fabricantes licenciatarios que
experiencia de la práctica, modificando
bomba.
Las
modificaciones
y
alteraciones básicas consistieron en
cojinetes
a
bolas,
encamisar
los
cilindros dentro del bloque giratorio ,
eliminar todo tipo de resortes, utilizar
robustas crapodinas de empuje en la
muñonera G. y sobre todo perfeccionar
el sistema de mando para la inclinación
superficial estacionaria, que es un
de la muñonera oscilante . Una versión
dibujo.
figura.
disco plano , no mostrado en el
actual de esta bomba, se muestra en la
Si bien el bloque de cilindro C, se
encuentra montado sobra un manguito
al árbol D, no está rígido sobre dicho
árbol, sino que entre ellos se encuentra
una pequeña junta universal H de
manera
tal
que
esta
le
permita
alinearse por si mismo sobre la válvula
superficial por la que las superficies de
En la figura que nos muestra el corte
por
fabricada por una prestigiosa firma
contacto de estas no quedan separadas
cualquier
posible
tensión
deformación en el mecanismo.
o
de una bomba moderna actualmente
alemana, apreciamos claramente que la
periferia del disco oscilante tiene un
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
176
dentado que engrana con los filetes de
los
exterior sobre una platina graduada
encuentran empujados por contacto
plato oscilante para lograr el caudal
plata motriz circular sobra la cual se
deseado.
deslizan formando un contacto de
un tornillo que al accionarse desde el
permite desplazar la inclinación del
pistones
semiesférica.
tienen
Los
una
cabeza
pistones
se
directo con la superficie dura de la
En los modelos actuales se trabaja con
rodadura perfecto.
presiones de servicio de 200 atu a
En la figura se muestra una de estas
velocidades normales de rotación de
bombas en la cual el empuja axial del:
1.500 r.p.m. .
plato oscilante es soportado por una
Bomba
de
embolo
buzo
axial
("Electráulica" )
La firma inglesa Towler que fabrica la
bomba multicilindrica de pistones en
línea
vista
anteriormente
también
manufactura otro tipo de bomba de
pistones
axiales
de
la
cual
representamos en la figura un corte
longitudinal de la misma .
robusta crapodina de empuje planos
colocada contra la pared interior de la
carcaza y otra similar montada sobre la
corona oscilante . Estas crapodinas se
individualizan en el plano con las letras
F.
Los
émbolos
tienen
libertad
de
rotación dentro de sus cilindros, y para
asegurar
un
contacto
satisfactorio
entra las cabezas de los émbolos y la
superficie de. rozamiento entro estos y
el plato oscilante, este último se hace
girar lentamente por medio engranajes
cónicos que se ven en la figura, uno de
los cuales esta unidos al cuerpo de la
bomba y el otro al plazo oscilante,
La relación de transmisión de los
engranajes cónicos corresponde a la
La bomba consta de dos grupos de tres
pistones accionados por una placa
motriz circular. En lugar de utilizar
patines o bielas, los extremos libres de
secante del ángulo de inclinación de la
cara de empuje del plato oscilante. Los
fabricantes han afirmado que este
plato oscilante con corona dentada, en
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
177
combinación con anillos de empuje
Consideraciones
permiten
pistones
recubiertos con película lubricantes
operaciones
continuas
a
presiones muy altas. Por ejemplo una
bomba
prototipo
ha
de
inspección
y
puesta en marcha de las bombas a
Imperan para este caso las condiciones
funcionado
generales que hemos expuesto para las
durante más de 2,000 horas a 7,000
bombas de paletas, sin embargo en
desgastes apreciables .
constructivas
Una bomba auxiliar P del tipo del
algunos modelos son limitadas las
libras por pulgada cuadrada sin recibir
engranajes
accionada
por
una
prolongación del árbol de transmisión
precarga la bombas extrayendo aceite
del tanque de almacenamiento del
razón
de
las
y
estrictas
la
tolerancias
complejidad
de
reparaciones que pueden intentarse
dentro
de
las
plantas
industriales
debiéndose recurrir en la mayoría de
los
casos
al
reemplazo
de
los
aceite y manda a este al colector de la
conjuntos rotor o barrilete y pistones.
bomba de alta presión a través de un
BANCO DE PRUEBAS Y RECEPCIÓN
pasaje interno, no mostrado en la
figura. La capacidad de la bomba
auxiliar excede la capacidad de la
bomba de alta presión y el aceite
excedente
pasa
a
través
de
otro
conducto desde el colector hasta el
carter donde se encuentra alojado el
plato basculante.
El pasaje estrecho entre el colector de
admisión y la caja del plato basculante
asegura
una
presión
de
aceite
suficiente en el colector para levantar
las válvulas de admisión y además, y
Cualquier
tipo
de
bomba
de
desplazamiento positivo, puede ser
controlada
en
un
banco
de
construcción sencilla que nos permita
conocer si se ajusta a las condiciones
de funcionamiento especificadas.
El banco que describiremos permite
fundamentalmente
comprobar
el
caudal que entregada una determinada
bomba a diferentes valores de presión
y constatar mediante un amperímetro
la potencia que desarrolla el motor.
esto es lo importante , los émbolos
reciben empuje hacia afuera durante
sus carreras de aspiración mediante
una presión suministrada precisa por la
bomba auxiliar P.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
178
Tolerancias en Bombas de Pistones y
Paletas
Si bien es muy poco probable que en
razón del mantenimiento, se intente la
fabricación de una bomba, considero
importante
señalar
características
sus
principales
constructivas
y
tolerancias dimensionales.
Para ello comenzaremos por la que
puede
Las condiciones de prueba son:
a.
Mantener
las
condiciones
de
mismo de a acuerdo a lo indicado por
el fabricante.
la
mas
industrial argentino, es decir la bomba
de paletas un aro ovoide.
En la figura observamos un corte de
este tipo de bomba fabricada por la
b. En función de que los fabricantes
los
considerada
difundidas de las bombas en el sector
temperatura del aceite y viscosidad del
señalan
ser
caudales
y
potencias
absorbidas por un tipo determinado
de bomba a diferentes valores de
firma
VICKERS,
identificadas
con
sus
consideremos
partes
ahora
aquellas que tienen un movimiento
relativo entre sí como la muestra la
presión. Se tomarán esas presiones
figura este conjunto denominado "
forma constatar los caudales.
adquirido para cada modelo de bomba,
para la pruebas permitiendo de esa
c. La velocidad de giro de la bomba
cartucho de recambio" que puede ser
permite su reacondicionamiento total.
durante la prueba deberá coincidir con
la establecida por el catálogo en caso
contrario efectuar la conversión de
caudal al nuevo número de vueltas ,
utilizando para ello el valor que debe
figurar en catálogo de desplazamiento
cúbico por vuelta.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
179
Las platinas laterales realizadas en
bronce fosforoso y la holgura que
presentan con respecto al rotor y
paletas es de 0,015 o 0,020 una de
cada lado.
La pista realizada en acero al Cr o
WGKL, SAE 52100, es comentado y
templado y se encuentra rectificada
interiormente con una rugosidad no
mayor a 5 micro pulgadas
El rotor de acero al Cr o Mo o SAE 3312
tiene las superficies de las ranuras,
cementadas templadas y rectificadas.
Las paletas a plaquitas están realizadas
en acero rápido y sus caras y flancos
están
rectificados
existiendo
una
holgura entre ellas y su ranura de
alojamiento no mayor de 0,010 mm
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
180
El eje de mando es de acero SAE 3135.
El perfil interior de la pista esta
cuerpo de la bomba mediante una
de las platinas por los arcos de circulo
pista y ambos platinos posicionando
conforman da sectores de 24º cada
estos elementos con respecto a los
uno.
El conjunto mencionado es fijado el
espina de Acero Plata que atraviesa la
rayos del cuerpo.
formado entre las ventanas 5 , 6, 7 y 8
que tiene por centro el del rotor
Las zonas de perfil correspondiente a
las
las ventanas 5, 6, 7 y 8 es decir sobre
paletas se aplican al perfil interior de la
las cuales se producen la aspiración y
pista esencialmente por la acción de la
salida, están trazadas con los centros
fuerza centrífuga y luego por la acción
desplazados con relación al centro del
conjunta de esta y la presión del aceite
rotor gracias a la cual se obtiene una
que llega por las derivaciones de las
curva
Durante
la
rotación
del
ventanas 5 y 7 de la figura.
rotor,
que
permita
un
caudal
proporcional al ángulo de rotación del
rotor 4.
Debido a la conformación del perfil de
la pista las paletas entran y salen del
rotor dos veces por vuelta aspirando
por 6 y 8 y enviando aceite por 5 y 7
puesta
que
diametralmente
estas
últimas
opuestas,
son
las
presiones hidráulicas sobre el rotor sé
equilibran mutuamente
Conviene señalar que las ranuras del
rotor no son radiales sino que tienen
una leve inclinación alfa de 3º a 14º
para
aumentar
su
longitud
y
consecuentemente el guiado de la
paleta sin debilitar
rotor.
excesivamente el
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
181
El caudal teórico de este tipo de
bombas puede calcularse mediante la
si formula
arosello juntas y empaquetaduras
en cada revisión
b) Las paletas gastadas en el borde
que están en contacto con la pista
pueden revestirse permitiendo ello
su nueva utilización.
c) Si la superficie interna de la pista
presenta
severas
ralladuras,
estriados transversales o escalones
La diferencia R - r determina la altura h
de la paleta, que en la práctica es igual
al 40% de su altura total.
esta debe ser reemplazada, En el
caso de ralladuras no transversales
y de escasa profundidad ( es decir
superficiales) la pista puede ser
El número de R.P.M. máxima así como
reutilizada, mediante un lapidado
la anchura máxima "B" del rotor, está
interior
puede ser aspirado por las ventanas 6
original.
limitado por la cantidad de aceite que
y 8. De donde surge que el caudal de la
bomba no puede ser aumentado, sino
que
se
cuenta
la
sección
de
las
ventanas de aspiración, la que lleva
aparejado un nuevo trazado del rotor y
pista,
Inspección, reparación y rearme de las
Bombas a Paletas Desplazables
a) Lavar
todas
las
partes
excepto
arosellos, juntas y empaquetaduras.
En un líquido limpio y compatible,
depositar
superficie
las
piezas
limpia
y
en
libre
una
de
impurezas para su inspección, se
recomienda
el
reemplazo
que
substancialmente
no
su
altera.
trazado
d) Un excesivo juego entre el estriado
del eje y el rotor, como así también
entre las ranuras de este y las
paletas demandan el reemplazo del
rotor .
e) Si las caras internas de las platinas
es encuentran ligeramente ralladas
pueden
ser
ralladuras
que
remaquinadas
prolongando así su empleo, Si las
presentan
son
profundas o si el orificio central se
encuentra
muy
rayado
o
desgastado,
debe
procederse
al
reemplazo de las platinas,
de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
182
f) Los
rodamientos,
tornillos,
tapones, espinas, separadores que
indiquen
un
daño
o
excesivo
desgaste deben ser reemplazados.
g) Después de la inspección y antes
alcanzada
paulatinamente.
Esto
permite a la bomba su cebado
interno, mientras la velocidad llega
a su nivel normal, esta velocidad no
debe
ser
mucho
menor
de
la
del rearmado cada parte debe ser
mínima recomendada, ya que es
necesario
la
limpio de la misma calidad y marca
adecuada
para
sumergida
en
aceite
hidráulico
del empleado en el equipo.
hacer
centrífuga
salir
las
paletas y ponerlas en contacto con
la pistas.
Instrucciones de Operación
a) Antes de poner en marcha la
bomba:
1) Controlar la libertad de movimiento
de las partes internas haciendo girar
el eje con la mano. No poner en
marcha cuando hay evidencias de
que existe algo que frene el libre
giro
2) Si
la
bomba
es
nueva
o
reacondicionada debe ser puesta en
marcha bajo condiciones desde el
primer momento de tal forma que
exista
una
contrapresión
que
asegure la lubricación interna. Una
vez que la bomba arranca no deben
ser
tenidas
en
cuentas
las
condiciones de presión anotadas.
2) Si la bomba es nueva o reconstruida
tener la certeza que esté armada
con
propiedad.
Controlar
cuidadosamente el sentido de giros,
el eje de alineamiento, el valor de
la válvula de alivio y el nivel de
aceite.
en
mediante
marcha
la
impulsos
de
corriente al motor en una rápida
sucesión
de
velocidad
tal
normal
forma
de
que
giro
Las bombas de paletas desplazables en
aros ovoides permiten la inversión del
sentido de giro, pero ello implica el
reordenamiento de sus partes internas
a los efectos de conservar a pesar de la
salida invariables.
bomba,
cortos
Inversión del Sentido de Giro
inversión mencionada, su succión y
b) Puesta en marcha de la bomba.
1) Poner
fuerza
la
sea
Los cambios a realizar en el interior de
la bomba consisten simplemente en
girar 90° el conjunto platinas y pista
con respecto al cuerpo de la bomba tal
como la observamos en la figura.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
183
Una de los problemas no considerados
que
suele
presentarse
con
más
asiduidad un este tipo de bombas,
cuando ellas permanecen detenidas
por largos períodos es el pegado de
las paletas dentro de sus ranuras de
Este cambio puede realizarse con la
bomba
montada
efectuarlo,
ya
basta
retirar
que
la
para
tapa
posterior de la misma.
una bomba Vickers, y en la figura
la
disposición interna de los conjuntos
platillos, rotor y pista, en una bomba
de
la
misma
las lacas que son productos de la
oxidación del aceite, en consecuencia,
en tales condiciones la bomba al ser
puesta en marcha no entrega caudal
En la figura observamos el desplazo de
doble
alojamiento, Esta adherencia se debe a
marca,
para
distintos sentidos de giros.
alguno.
Debe procederse a abrir y lavar con
solventes limpias el conjunto pista,
rotor y paletas, verificando que estas
últimas se deslicen con libertad en sus
alojamientos
rearme
procediendo
en
las
luego
condiciones
al
ya
especificadas.
Este procedimiento debe ser aplicado a
toda bomba instalada a no, que haya
permanecido un largo periodo inactiva.
Fluido: Elemento en estado líquido o
gaseoso, en estas páginas utilizaremos
Si bien la vida útil de las bombas de
paletas es prolongada, cuando se las
emplea dentro de los límites señalados
por cada fabricantes una inspección
cada
2.500
permitirá
demandan
horas
prevenir
costas
reemplaza elevados.
de
de
servicio,
daños
que
reparación
a
en
los
sistemas
comprimido
hidráulicos
y
neumáticos
en
"aceites
los
"aire
sistemas
derivados
de
petróleo".
Sistema de transmisión de energía
Neumática e Hidráulica.
Es un sistema en el cual se genera,
transmite y controla la aplicación de
184
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
potencia a través del aire comprimido y
Su ángulo de giro no está limitado y
Comenzando desde la izquierda de]
más empleados que trabajan con aire
la circulación de aceite en un circuito
diagrama,
la
primera
sección
hoy es uno de los elementos de trabajo
comprimido.
corresponde a la conversión de Energía
Motores de émbolo
Eléctrica y/o Mecánica en un sistema
Este tipo se subdivide además en
de energía Neumática ylo Hidráulica.
Un motor eléctrico, de explosión o de
motores de émbolo axial y de émbolo
radial.
Por
otra naturaleza está vinculado a una
movimiento
obtiene
biela,
bomba o compresor, a cuya salida se
un
cierto
caudal
a
una
medio
de
cilindros
alternativo,
el
de
aire
comprimido acciona, a través de una
el
cigüeñal
del
motor.
Se
determinada presión.
necesitan varios cilindros al objeto de
En la parte central del diagrama, el
asegurar un funcionamiento libre de
fluido es conducido a través de tubería
al lugar de utilización.
A la derecha en el diagrama, el aire
comprimido o el aceite en movimiento
produce una reconversión en Energía
mecánica mediante su acción sobre un
cilindro
o
un
motor
neumático
o
hidráulico. Con las válvulas se controla
la
dirección
del
movimiento,
la
velocidad y el nivel de potencia a la
sacudidas. La potencia de los motores
depende de la presión de entrada, del
número de émbolos y de la superficie y
velocidad de éstos.
El
funcionamiento
del
motor
de
émbolos axiales es idéntico al de
émbolos radiales. En cinco cilindros
dispuestos axialmente, la fuerza se
transforma por medio de un plato
oscilante en un movimiento rotativo.
salida del motor o cilindro.
Dos cilindros reciben cada vez aire
Elementos neumáticos con movimiento
giratorio
de equilibrar el par y obtener un
Estos elementos transforman la energía
neumática en un movimiento de giro
mecánico.
comprimido.
Son
motores
de
aire
comprimido simultáneamente al objeto
funcionamiento tranquilo.
Estos motores de aire comprimido se
ofrecen para giro a derechas y giro a
izquierdas.
Motor de aire comprimido
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
185
La velocidad máxima es de unas 5000
la inversión del compresor multicelular
varía entre 1,5 y 19 kW (2-25 CV).
Un rotor excéntrico dotado de ranuras
min , y la potencia a presión normal,
(compresor rotativo).
gira en una cámara cilíndrica. En las
ranuras se deslizan aletas, que son
empujadas contra la pared interior del
cilindro por el efecto de la fuerza
centrífuga,
garantizando
así
la
estanqueidad de las diversas cámaras.
Bastan pequeñas cantidades de aire
para empujar las aletas contra la pared
interior del cilindro, en parte antes de
poner en marcha el motor.
En otros tipos de motores, las aletas
son
empujadas
resortes.
Por
por
regla
la
fuerza
general
de
estos
motores tienen de 3 a 10 aletas, que
forman las cámaras en el interior del
motor. En dichas cámaras puede actuar
el aire en función de la superficie de
ataque de las aletas. El aire entra en la
cámara más pequeña y se dilata a
medida que el volumen de la cámara
aumenta,
La velocidad del motor varia entre
3.000 y 8.500 rpm . También de este
Motores de aletas
Por su construcción sencilla y peso
reducido,
los
motores
de
aire
comprimido generalmente se fabrican
como
máquinas
de
rotación.
Constituyen entonces, en su principio,
motor hay unidades de giro a derechas
y de giro a izquierdas, así como de
potencias conmutables de 0,1 a 17 kW
(0,1 a 24 CV).
Motor de aletas.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
186
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia analítica.
Motor de engranajes
En este tipo de motor, el par de
rotación es engendrado por la presión
− Analiza la importancia de cada una
de las etapas y su contribución al
que ejerce el aire sobre los flancos de
proyecto,
los dientes de piñones engranados.
propulsoras
de
gran
de
estos
potencia 44 kW (60 CV).
El
sentido
de
rotación
motores, equipados con dentado recto
Competencia lógica:
trasladadas a proyectos; al menos
una de ellas debe enfocarse al área
de automatización.
Turbomotores
utilizarse
únicamente
Determinar la importancia de la
generación de la idea y su alcance.
− Propón 3 ideas que pueden ser
o helicoidal, es reversible.
Pueden
su
un diagrama de flujo.
eje del motor.
máquinas
realizando
representación secuencial mediante
Uno de los piñones es solidario con el
Estos motores de engranaje sirven de
Realizar un diagrama de flujo de la
secuencia que se sigue
en el
desarrollo de las etapas para
desarrollar
un
proyecto
de
automatización.
para
potencias pequeñas, pero su velocidad
es muy alta (tornos neumáticos del
Competencia para la
dentista de hasta 500.000 rpm). Su
principio de funcionamiento es inverso
al de los turbocompresores.
sustentabilidad:
Presentar ejemplos en los que
proyectos de automatización mal
planeados
hayan
provocado
accidentes ecológicos.
− Haz un ensayo describiendo
las
posibilidades de fallas en proyectos
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
187
automatizados
que
daño al medio ambiente.
provoquen
Dado que la selección de las variables a
medir y sobre las que actuar es un
aspecto empírico, se deberá disponer
de
una
batería
de
conocimientos
desagregados desde donde realizar la
2.1.6 MANTENIMIENTO CORRECTIVO A
CONTROLES PARA PROCESOS DE
REACCIÓN QUÍMICA Y
Para manejar (operar) una planta es
conocer
el
valor
de
las
propiedades en proceso, utilizar esta
información para diagnosticar la mejor
forma de operar el proceso y disponer
de medios de modificar el proceso en
el grado deseado. Esta secuencia:
como
(actuadores:
los
de
motores,
bombas, válvulas, agitadores, etc.).
Sensores y Transductores
Se llama sensor al instrumento que
produce
una
señal,
usualmente
eléctrica (antaño se utilizaban señales
hidráulicas), que refleja el valor de una
mediante
alguna
En términos estrictos, un sensor es un
3. actuar.
instrumento que no altera la propiedad
es válida desde el manejo de una sola
variable o propiedad (por ejemplo, para
obtener un cierto flujo es necesario
compararlo
con
el
flujo
deseado y manejar una válvula o una
a
(sensores)
correlación definida (su ganancia).
2. decidir;
bomba
medición
propiedad,
1. medir;
medirlo,
por instrumento tanto los sistemas de
manipulación
TRANSFERENCIA DE MASA
necesario
selección de instrumentos. Se entiende
fin
requerimiento)
de
hasta
satisfacer
una
el
planta
completa donde la medición de una
sensada. Por ejemplo, un sensor de
temperatura sería un instrumento tal
que no agrega ni cede calor a la masa
sensada, es decir, en concreto, sería un
instrumento de masa cero o que no
contacta la masa a la que se debe
medir la temperatura (un termómetro
de radiación infrarroja, p.e.)
propiedad en el producto terminado
puede
implicar
acciones
sobre
operaciones al inicio de la línea de
proceso.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
188
un
transductor
y
un
sensor
de
velocidad de giro de un eje, utilizado
típicamente para manejar el grado de
mezcla
de
un
reactor
en
el
que
cambian las propiedades reológicas de
un fluido no newtoniano. Para medir el
grado
de
agitación
se
utilizan
correlaciones que indican, finalmente,
que el mezclado es función de la
velocidad angular del eje de impulsión
(además del tipo de aspa, del radio, la
Existe, además, el concepto estricto de
transductor:
un
instrumento
que
convierte una forma de energía en otra
(o una propiedad en otra). Por ejemplo,
un generador eléctrico en una caída de
agua es un conocido transductor de
energía cinética de un fluido en energía
eléctrica; sobre esta base se podría
pensar, por ejemplo, en un transductor
de flujo a señal eléctrica consistente de
un
pequeño
generador
a
paletas
movilizado por el caudal a medir. Los
transductores siempre retiran algo de
energía desde la propiedad medida, de
modo que al usarlo para obtener la
cuantificación de una propiedad en un
proceso,
se
debe
verificar
que
la
pérdida no impacte al proceso sensado
en alguna magnitud importante.
Para
ilustrar
la
diferencia
entre
sensores y transductores se discutirá
profundidad,
etc.).
Para
medir
la
velocidad angular del eje se utilizan
tacómetros: instrumentos para medir
frecuencia
decir,
angular
número
unidad
de
de
de
rotación
vueltas
tiempo,
en
(es
una
usualmente
expresado en revoluciones por minuto
o RPM).
Tal como indica la figura, el giro del eje
puede ser utilizado para mover un
generador de corriente continua y la
medición del potencial generado será
una medición de la frecuencia de giro.
En este caso, la energía cinética del eje
de
agitación
es
acoplada
a
un
transductor (el generador de corriente
continua) que transduce su frecuencia
de giro a un voltaje medible. La
propiedad se mide, finalmente, como
un voltaje o potencial voltaico. El
generador
obviamente,
eléctrico
una
potencia
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
necesita,
que
lo
189
moviliza; esta potencia será provista
englobar
reducirá la potencia al fluido que se
cuando se utilizan transductores, la
potencia absorbida por el transductor,
mínima. Es decir, es responsabilidad
esta existe y es de alguna magnitud
del diseñador asegurar que la medición
Alternativamente, se puede utilizar un
Sensores comunes para Temperatura
por el eje del agitador y, por ende, le
debe agitar. Por pequeña que sea la
finita.
sensor consistente de una fuente de
luz y un sensor luminoso. Bastará
tanto
transductores
como
sensores, dándose por sentado que
potencia
que
se
absorberá
será
de una propiedad no altere el proceso.
Termocuplas
oscurecer un segmento del eje y hacer
reflectante
su
complemento
para
obtener una señal de frecuencia en el
sensor
luminoso.
frecuencia
puede
directamente
frecuencia
medida
por
Esta
un
señal
ser
de
medida
medidor
o
rectificada
como
voltaje.
para
El
de
ser
punto
importante es que en lugar de utilizar
la energía del eje se utiliza un sistema
que tiene su propia fuente de energía
En el año 1821, Seebeck notó que al
juntar dos conductores de metales
distintos, de manera que se forme un
circuito eléctrico cerrado, fluía una
corriente eléctrica que dependía de la
diferencia de temperatura entre las
junturas.
La figura despliega una "termocupla"
(en la forma de luz). Este segundo
donde los cables metálicos A y B son
potencia de la propiedad a medir es un
constantan, por ejemplo) y T1 y T2 son
sistema, que no absorbe energía ni
sensor
en
sentido
estricto.
Debe
distintos (alambres de cobre y de
dos temperaturas distintas; la letra "i"
resultar evidente para el alumno que el
representa la corriente que fluye (en la
eje) debe frenar, en algún grado, el eje
cuando T1 < T2. En tal caso el metal A
primer sistema (generador adosado al
dirección
para
se dice termoeléctricamente positivo
poder
generar
la
señal
proporcional a la velocidad de giro del
eje.
En el terreno de la instrumentación y
control se habla de sensores, para
indicada
por
las
flechas)
respecto del metal B. El estudiante
recordará
el
fenómeno,
como
propiedad de los metales, de modo
que ahorraremos aquí las explicaciones
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
190
del principio de funcionamiento de una
Termómetros por Resistencia Eléctrica
gracias
La resistencia de los metales es función
termocupla y bastará destacar que es
a
las
propiedades
fundamentales de los metales que se
puede construir una termocupla.
de Metales
de la temperatura a que se encuentran.
Para
los
metales
preciosos,
la
A pesar de lo anterior, es importante
dependencia de la resistencia eléctrica
funcionan con un punto frío y otro
lineal, dentro de rangos más bien
caliente. La "juntura fría" suele ser
amplios. En particular, los estándares
parte del instrumento amplificador,
de
asunto que debe ser verificado al
instrumentación más tradicionales se
seleccionar equipos.
basan en la resistividad del platino, en
Existen varios tipos de termocupla,
el sensor conocido como "PT100". La
conformaría un tipo determinado. Sin
llegar
de ciertos tipos estandarizados, a los
En particular, el estándar británico BS
destacar
que
las
termocuplas
puesto que cualquier par de metales
embargo, la empírica ha llevado al uso
que se les cita por una letra (las más
típicas son las tipo J, K y T). Cada tipo
con la temperatura es prácticamente
sensores
de
temperatura
para
precisión de estos instrumentos puede
a
centígrado.
la
centésima
de
grado
1904 Industrial platinum resistance
thermometer elements, provee detalles
difiere en el material de los metales A y
constructivos
construcción difieren los rangos de
termómetro, en el rango desde -220ºC
de grado y la máxima temperatura útil
utilizar más allá de unos 700ºC). El
(antes que se funda).
elemento
más
nombre:
PT100)
B.
Al
diferir
los
materiales
de
trabajo, el voltaje generado por unidad
Por su naturaleza, las termocuplas
presentan
una
resistencia
prácticamente nula y su capacidad de
generar potencia es muy débil. El
amplificador a utilizar debe solicitar el
mínimo posible de corriente desde la
termocupla.
eléctricas
para
y
características
este
tipo
de
a 1.050ºC (si bien no se les suele
típico
tiene
una
resistencia de 100 Ω a 0ºC (de allí el
y
su
resistencia
cambia a 10,45 Ω a -220ºC; 138,50 Ω
a 100ºC y 446,3 Ω a 1.050ºC (se podrá
observar
que
no
es
estrictamente
lineal). La forma de la relación entre
temperatura y resistencia (según el BS
1904) es:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
191
más bien de carácter exponencial. Para
termistores comerciales comunes, la
donde
T
es
la
resistencia
a
temperatura
del
100ºC,
un
relación es del tipo
elemento, R(T) su resistividad, R(T=T0)
la
coeficiente
de
ajuste
X1
de
valor
3,901X10-3 y X2 otro parámetro de
ajuste de valor 1,4923. Se observa que
la corrección se debe, precisamente, a
la no linealidad de la relación de la
resistencia
del
elemento
con
temperatura. Se denominará ganancia
del sensor a este tipo de correlaciones.
Termistores
donde "R(T)" es la resistencia (en ohms,
abreviado por la letra griega Ω )
observada a temperatura "T", la que
depende de un primer parámetro dado
por la resistencia a una temperatura
conocida "R(T=T0)", típicamente 25ºC,
y de un segundo parámetro de ajuste
"x". Como caso ejemplo, "x" valdrá del
orden 4.000 y R(T=25ºC) valdrá del
Los termistores aprovechan, al igual
orden 800 Ω.
que el ya visto PT-100, la dependencia
En ambos casos (PT100 y termistores),
que presenta la resistencia eléctrica de
cualquier material conductor con la
temperatura.
La
sensibilidad
a
la
temperatura se ha exacerbado gracias
a
la
utilización
de
semiconductores,
diseñados
para
dependa
materiales
específicamente
que
su
resistencia
agudamente
temperatura
del
de
elemento.
la
Existen
termistores de coeficiente positivo (su
resistencia
aumenta
con
la
temperatura) o negativo, siendo este
último más típico y de bajo costo.
En
los
termistores
se
observan
relaciones de la resistencia con la
temperatura que no son lineales, sino
dado que se mide resistencia, se debe
cuidar,
en
primer
lugar,
que
la
resistencia de los cables de conexión
(que
también
temperatura)
no
cambia
con
la
incida
sobre
la
medición y, en segundo lugar, que la
corriente que circule por el elemento
para
medir
su
resistencia
sea
lo
suficientemente pequeña como para
calentar sólo mínimamente el propio
sensor. A ese fin se utilizan sistemas
de
compensación
que
incorporan
cables idénticos pero sin el sensor, en
el brazo adyacente de un puente de
Wheaston,
amén
de
circular
una
corriente nula por el sensor.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
192
Generador de corriente en función de
filamento que debe poder alcanzar la
Se han desarrollado más recientemente
(al menos). Al dirigir el pirómetro al
la Temperatura
(1992)
circuitos
integrados
(por
ejemplo, el LM35A) que se comportan
como una
fuente
de
corriente en
función de la temperatura. El artefacto
es lineal en todo su rango de operación
(desde 0ºK hasta que se funde, en el
orden
de
los
150ºC)
y
genera,
sistemáticamente, 10-6 A/ºK (si bien
existen versiones que generan 10-6
A/ºC
y
10-6
A/ºF).
Este
pequeño
circuito integrado ofrece excelentes
posibilidades de utilización, porque la
transmisión de corriente significa la
independencia
de
la
resistencia
eléctrica de los conductores utilizados
misma temperatura del cuerpo medido
cuerpo
caliente,
se
observa
un
filamento (frío) que destaca contra la
radiación
del
objeto
observado.
El
filamento recibe potencia y se calienta
hasta que "desaparece" del campo
visual. En ese momento la temperatura
del filamento y del cuerpo radiante son
la misma. Si se gradúa el control de
potencia (una perilla) en los grados
Kelvin del filamento a una u otra
posición, se podrá leer la temperatura
en
esta
escala.
pirómetros
En
el
caso
de
automáticos,
la
temperatura se conoce por el voltaje y
corriente (es decir, potencia) que se
para su conexión, si bien el artefacto
aplica
algunas
cuerpos que viajan a alta velocidad se
incrementa su propia temperatura en
centésimas
de
grado
centígrado.
al
filamento
cuando
las
radiaciones son iguales. (en el caso de
debe corregir su efecto Doppler).
Pirómetros
Pirómetros de baja temperatura
Cabe, naturalmente, preguntarse cómo
Gracias a los grandes avances en
medir la temperatura en equipos de
proceso cuya temperatura exceda la de
fusión
ejemplo,
del
elemento
hornos
de
sensor
fundición
(por
de
microelectrónica
y
en
sensibilidad
instrumental,
se
comúnmente
termómetros
contacto,
basados
comercializan
también
sin
en
la
metales). En tal caso, se recurre a los
radiación infrarroja de los cuerpos
basan en la radiación de cuerpos
termómetros
pirómetros ópticos. Estos sensores se
negros y contienen en su interior un
según su temperatura. Este tipo de
son
muy
útiles
para
ejemplo
un
193
medir la temperatura de sistemas en
movimiento
(por
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
rodamiento) en los que no se podría
óxido reducción real de la solución
equilibrio térmico. La precisión actual
convención,
orden del grado centígrado, lo que
precisamente,
podría limitar sus aplicaciones.
escala de medición).
Mediciones de Potencial
Como
Electrodo de medición de Potencial de
Óxido Reducción (Eh)
caro,
instalar un termómetro que requiera
(1999) de estos termómetros es del
Una reacción de óxido reducción es
aquella que implique intercambio de
electrones entre especies atómicas (i.e.
se producen cambios de valencia).
Estas reacciones producen potenciales
(voltajes) medibles y predecibles; como
es sabido, las concentraciones relativas
de las especies oxidantes y reductoras
puede ser medida al determinar el
potencial.
La
medición
se
puede
realizar insertando en la solución un
electrodo conductor no reactivo (Pt,
Au, etc.) y un electrodo de referencia;
la
fuerza
electromotriz
establecida
entre estos dos electrodos (medido con
una mínima o nula circulación de
(porque
hemos
que
establecido,
por
el
del
potencial
electrodo de hidrógeno gaseoso es,
el
cero
uso
y
de
establece
electrodos
la
de
hidrógeno gaseoso es dificultoso y
se
utilizan
electrodos
de
referencia sólidos y bastará corregir el
potencial medido mediante el potencial
de la referencia (una simple resta). La
práctica común es utilizar electrodos
de
referencia
de
"plata/cloruro
de
plata" o de "calomel".
Existen
dos
convenciones
para
la
polaridad de la medición del Eh. La
convención
americana
considera
el
potencial de la solución que rodea al
electrodo
convención
noble,
mientras
europea
que
considera
la
el
potencial del electrodo noble (que es
numéricamente idéntico pero de signo
inverso).
La
instrumentos
gran
de
mayoría
de
los
medición
de
Eh
corriente) es una función del potencial
utilizan la convención europea.
medición
de óxido reducción (POR o Eh). Esta
Damos por sabido que los valores de
los
Eh de muy diversas soluciones se
voltajes establecidos en cada electrodo
encuentran ampliamente reportados en
hidrógeno
medición
que tales tabulaciones se basan en
arrojaría, precisamente, el potencial de
referencia a un electrodo de hidrógeno,
es
la
diferencia
de
y si la referencia fuese un electrodo de
gaseoso,
la
la literatura. Sólo es necesario enfatizar
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
194
a 25ºC y 1 atm., y deben ser corregidas
Como
temperatura y la presión de operación
de Eh deben ser calibrados contra
La forma general de la ecuación de
Cualquier solución serviría, en tanto se
por el Eh del electrodo de referencia, la
que se utilice en la aplicación práctica.
cualquier
otro
método
instrumental, los sistemas de medición
soluciones
de
potencial
conocido.
Nernst, especifica que el Eh que se
prepare de acuerdo a una relación
estricta de las actividades relativas de
reductoras. El problema resulta de la
observe, en volts, será una función
especies oxidantes y reductoras:
definida
diferencia
Donde R es la constante universal de
los gases, T es la temperatura de la
solución, F es la constante de Faraday,
n es el número de electrones de la
reacción de OR, ESTD es el potencial
estándar de la reacción, y E es el
potencial de la reacción observada.
ser
útil
recordar
que,
condiciones estándar, RT/F=0,0591.
especies
entre
oxidantes
concentraciones
a
y
actividades. Se debe destacar que, de
acuerdo
Puede
de
en
a
Nernst,
el
potencial
observado no requiere de ninguna
calibración.
Sin
embargo,
las
limitaciones típicas de los métodos
instrumentales rigen también para la
medición
de
Eh
(superficie
del
electrodo activo se ensucia, electrodo
de
referencia
se
envenena,
el
amplificador ha variado su ganancia en
el tiempo, etc.), de modo que es
necesario asegurar las calidad de la
De Nernst sabemos que el potencial
medición.
puede ser predicho, a partir de las
La "reacción conocida" más típica que
actividades de las especies oxidantes y
reductoras, pues el potencial depende
de sus actividades relativas. Es más
interesante, sin embargo, notar que la
medición permite conocer la relación
entre ellas, en el proceso de OR.
Verificación
de
Electrodos de Eh
la
Calibración
se utiliza para calibrar o verificar
sistemas instrumentales de medición
de Eh se basa en una solución de
quinhidrona, preparada en soluciones
tampón a distintos pH. El electrodo se
deposita en una solución tampón a pH
de
4 en el que se han disuelto algunos
gramos de quinhidrona (1 gr./L, p.e.) y
se verifica la lectura de Eh. Es deseable
constatar un segundo punto, amén de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
195
observar el comportamiento dinámico,
cianuro; en la reducción de cromato
electrodo en un tampón a pH 7 que
soluciones de cloruro; etc.
mediante la posterior inserción del
también contenga quinhidrona.
La tabla especifica los potenciales que
(típicamente
Como
se
de
potasio);
ha
flujo
de
mencionado,
los
electrodos de Eh sirven de base para la
deberán leerse. El estudiante observará
medición de concentración (actividad,
temperatura (tal y como la ecuación de
solución, con tan sólo limitar el paso
Nernst describe), del pH (debido a la
de iones hacia el electrodo. Una de las
actividad
principales
que los potenciales dependen de la
de
protones,
que
son
en realidad) de iones específicos en
aplicaciones
ha
sido el
especies iónicas positivas) y al tipo de
electrodo de pH (que se discute en
electrodo de referencia (puesto que
detalle
cada
posteriormente, se fabrican electrodos
referencia
potencial
tiene
respecto
del
su
propio
Hidrógeno
molecular, H2, que conforma el cero de
la referencia de la escala de potenciales
electroquímicos).
soluciones de quinhidrona
pH = 4
para sodio, potasio, cobre(II), cloruro,
sulfito, sulfuro, etc.
Electrodo para la medición de actividad
Hidrógeno 470
462
454
295
285
275
Calomel
223
218
213
47
41
34
Ag/AgCl
268
263
258
92
86
79
la
El sistema actual (históricamente) de
electrodo de combinación. Su nombre
pH = 7
de
y,
medición de pH es, por excelencia, el
20ºC 25ºC 30ºC 20ºC 25ºC 30ºC
Aplicaciones
adelante)
de H+ (pH)
Tabla. Potenciales electroquímicos de
Electrodo
más
medición
instrumental de Eh
Aparte de las aplicaciones evidentes
deriva de la práctica inicial en que el
electrodo
sensor
de
H+
estaba
separado del electrodo de referencia; la
combinación de ambos en una sola
estructura llevó a su nombre actual.
Sin embargo, la práctica industrial
sigue
utilizando
electrodos
de
referencia y de pH separados, porque
permite
señales
más
confiables
y
que el propio estudiante puede pensar,
procedimientos de mantención que, en
monitoreo y control de la oxidación de
controlables y de menor costo.
se suelen utilizar electrodos de Eh en el
ciertos
casos,
resultan
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
más
196
realidad,
solución, la que está dada por la
del potencial de hidrógeno, si bien
mientras que el pH está dado sólo por
pH.
En el año 1909, Sorenson propuso la
Nomenclatura
utilización de la escala de pH en lugar
Estos
electrodos
son,
en
sistemas para medición electroquímica
comúnmente se les llama electrodos de
El agua y las soluciones acuosas, se
pueden
considerar
consistentes
de
partículas cargadas (iones) y partículas
concentración
molar
de
protones,
su actividad.
de
la
concentración
(actividad,
en
realidad) de hidrógeno. Propuso la
expresión "potencial de hidrógeno" que
no cargadas (moléculas). Los iones
se debía expresar: pH = -log([H+]).
pueden ser positivos o negativos. En
El
cualquier caso, es sabido que las
determinar midiendo el potencial de
cargas positivas y negativas deben
una celda voltaica, conformada por dos
solución no presente carga neta.
solución a pH desconocido y el otro en
estar en igual cantidad, de modo que la
El agua pura se disocia en hidrógeno
ionizado (protones H+) e hidroxilos
pH
de
una
solución
se
debía
alambres de platino, uno inmerso en la
una solución a pH conocido y con las
dos soluciones conectadas mediante
(OH-) y el hidrógeno varía normalmente
un puente salino convencional y con
molar hasta 10-14 molar. Naturalmente,
(los alambres son los electrodos) a un
en concentraciones que van desde 1,0
es más fácil referirse al logaritmo base
diez
de
tales
concentraciones,
generando así la escala "pH", donde "p"
significa potencial y se expresa como
gas hidrógeno en ambos electrodos
presión conocida. El voltaje de tal
celda, de modo similar a cualquier
celda voltaica estándar, será dado por
la ecuación de Nernst:
el inverso aditivo (es decir, menos) del
logaritmo
base
diez
de
una
concentración molar; en este caso de
hidrógeno ionizado, es decir, se refiere
a la actividad del hidrógeno. Se debe
enfatizar, en este punto, que no se
debe confundir la concentración de
iones hidrógeno con la acidez de una
donde el subíndice C se refiere a la
celda
de
concentración
conocida
mientras que el sub índice M a la
muestra
de
pH
desconocido.
Los
paréntesis cuadrados indican actividad
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
197
molar. Obviamente, si las actividades
Hoy en día, el electrodo de pH se ha
composición conocida (es decir sub
simplificados
trabajando con el electrodo estándar
mercurio (en la forma de calomelano) y
de
primer
el electrodo activo se encuentra dentro
Además, si la presión del hidrógeno
Los electrodos de pH se construyen,
de
"C")
H+
y
de
fuesen
H2
en
la
unitarias,
hidrógeno,
así
que
celda
se
de
estaría
el
término de la ecuación se hace cero.
gaseoso
fuese
denominador
1
del
atmósfera,
término
el
bajo
logaritmo sería 1 y el potencial es
solamente
dependiente
de
la
concentración de hidrógeno ionizado
en la celda que contiene la muestra.
Así:
estandarizado hasta lograr sistemas
en
que
la
referencia
puede ser dada por un electrodo de
de un vidrio polarizable.
usualmente, en vidrio si bien ya se los
encuentra con cuerpo de plástico pero
el electrodo activo sigue siendo de
vidrio. Los electrodos de vidrio se
construyen con dos tipos de vidrio
distintos.
La varilla de soporte del electrodo es
de
vidrio
común
conductor
es decir:
(o
de
plástico),
cargas
no
eléctricas
mientras que el bulbo sensible, al
extremo sensible del electrodo, se
que es una expresión útil para medir
acidez. El estudiante sagaz observará
que la utilización de logaritmos en
lugar de molaridades permite obtener
una
ganancia
(correlación
entre
estímulo y respuesta del sensor) de
carácter lineal.
Naturalmente, dado que la constante
de ionización del agua es 10-7, se
podrá medir también la actividad del
ion hidroxilo.
construye con un vidrio de formulación
especial,
conocido
como
"vidrio
sensible al pH" (en realidad, es vidrio
polarizable).
El
vidrio
de
pH
es
conductor de cargas eléctricas porque
tiene óxido de litio dentro del cristal,
además de óxido de sílice, de calcio y
algunos
otros.
Según
se
puede
observar en la figura 3.3, la estructura
del
vidrio
es
tal
que
permite
el
acuosa,
de
intercambio de iones litio por iones de
hidrógeno
en
solución
modo que se forma una capa (fina)
hidratada. Se crea así un potencial (del
198
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
orden milivolts) a través de la interface
cualquier otro. La magnitud de la
vidrio) y la solución acuosa. El voltaje
(radio
constante porque se mantiene su pH
interferencias por litio, sodio y potasio;
constante
pero,
creada entre el vidrio (en el "seno" del
creado hacia el interior del bulbo es
(mediante
una
solución
tampón de pH 7) de modo que la
interferencia
sentido,
depende
atómico)
se
el
del
del
ion.
pueden
potasio
ionizado
tamaño
En
este
observar
ya
es
suficientemente grande como para no
diferencia de potencial depende sólo
interferir significativamente; por otra
del
parte,
pH
del
incorporación
(usualmente
conducir
medio
de
este
de
externo.
un
Ag/AgCl)
potencial
La
alambre
permite
hasta
un
amplificador (conocido como el "péachímetro").
no
es
usual
trabajar
con
soluciones que contengan litio. Así, el
interferente principal resulta ser el
sodio.
La interferencia por otros iones, en
particular sodio, se expresa cuando la
actividad de iones de hidrógeno es
muy
baja,
por
concentraciones de
ejemplo,
10-12
a
(i.e. pH 12,
soluciones alcalinas) o menos (también
se podría decir pH mayor). Además, la
fórmula específica del vidrio sensible
hace variar la sensibilidad al sodio. El
efecto del sodio es que la lectura
obtenida indica un valor de pH mayor
Figura Detalle de un electrodo de pH
Interferencias
(es decir, se lee mayor alcalinidad que
la que efectivamente existe) que el de
la solución, porque los iones sodio
En la práctica, el electrodo de pH es un
ocupan
capaces de producir un intercambio
"enmascarando") el hidrógeno ionizado
sensor de iones positivos en solución,
iónico con el litio del vidrio. En general,
el electrodo resulta extremadamente
selectivo para iones hidrógeno pero
puede ser interferido, en principio, por
sitios
de
intercambio,
impidiendo que "se vea" (se suele decir
de la solución.
Si bien no existen electrodos de vidrio
insensibles al sodio, si es posible
encontrar electrodos que no presenten
199
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
fenómenos de "memoria" de sodio (es
tampón (que están fuera del proceso)
impregnados al bulbo de vidrio por
proceso suele ser preferible incorporar
diseñador
aditamento estándar. En tales casos, se
decir que quedan con iones de sodio
mucho
tiempo)
y
será
discriminar
tarea
del
tipo
de
el
electrodo que especifica en un diseño.
Riesgos en la aplicación
Naturalmente,
la
utilización
de
un
electrodo de vidrio en soluciones que
reaccionan con vidrio significará que
las propiedades del vidrio sensible
cambien
y,
por
lo
tanto,
que
el
estén a la misma temperatura que el
la corrección de temperatura como
debe especificar que el sistema sensor
tenga
un
sensor
incorporado
y
de
temperatura
el
amplificador
que
incorpore la compensación del efecto
de la temperatura sobre la medición.
La evaluación de la ecuación de Nernst
a
cualquier
pH
para
soluciones
potencial generado no refleje el pH
acuosas, arroja un potencial de 59,2
Tal es el caso, por ejemplo, de la
embargo,
fluorhídrico. En estos casos se debe
un "potencial de asimetría" que implica
después de un tiempo de utilización.
medición de pH de soluciones de ácido
recurrir a electrodos de antimonio.
Similarmente, la temperatura debe ser
considerada con cierto cuidado. La
mayoría de los amplificadores para
electrodos de pH tienen la posibilidad
de corregir las desviaciones debidas a
la temperatura, ya que la ecuación de
Nernst es dependiente de T (a través
del término RT/F). Sin embargo, un
proceso
a
temperatura
constante
podría no requerir corrección en el
electrodo y, más bien, ser calibrado
con
soluciones
tampón
a
la
temperatura de proceso; como puede
ser difícil conseguir que las soluciones
mV por unidad de pH (a 25ºC). Sin
por
características
de
fabricación, los electrodos presentan
que no se obtienen 0 volts en pH 7,00
(a pH 7.00, [H+] = [OH-] de modo que
el potencial debería ser cero). Tampoco
es el caso que un electrodo entregue la
misma respuesta a lo largo de su vida;
incluso tenues modificaciones de la
calidad
de
la
superficie
de
la
membrana de vidrio hacen que la
respuesta esté en torno a la teórica
pero no exactamente. De allí que los
electrodos de pH requieren de un
amplificador con ajuste de cero y
ajuste de pendiente. En común con
muchos otros instrumentos, los ajustes
de cero y de pendiente permiten la
"calibración" del instrumento.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
200
La impedancia de los electrodos de pH
ser
amplificador para tal electrodo debiera
central, debido a la actividad de los
unos 100 MΩ , valor típico de los
del caso.
es del orden de los 1,5 MΩ. Un
tener una impedancia de, al menos,
llamados "peachímetros" (traducción de
pH-meter). Por comparación, un tester
(o
multímetro)
moderno
tiene
una
impedancia de entrada de 11 MΩ, de
modo que es también posible utilizar
un voltímetro moderno en conjunto
con gráficas de calibración (si bien esta
sería una práctica poco aconsejable de
utilizar con operadores de planta).
"ruidosa",
es
decir,
moverse
permanentemente en torno a un valor
protones en solución a la temperatura
El ruido de una medición puede ser
visto como una propiedad útil para la
mantención y las garantías de calidad.
Por ejemplo, si un sistema sensor de
pH indica exactamente el mismo valor
numérico
durante
un
tiempo
(por
ejemplo un minuto), es decir si la
desviación estándar de la medición
fuese cero (o muy baja), se puede
Los peachímetros suelen proveer una
deducir que el sistema sensor no está
utilizarlos con electrodos de medición
electrodo o el amplificador del caso.
de potencial electroquímico en general
Esta noción permite desarrollar una
(potencial REDOX o, simplemente, Eh).
estrategia precisa de vigilancia de la
pH es una medición electroquímica
una planta, a través de memorizar las
particular, y se debe destacar que
características
basan en principios electroquímicos,
En el caso específico de los electrodos
función
de
milivoltímetro
para
Ya se ha destacado que la medición de
existen cada día más electrodos que se
con tan sólo disponer de membranas
que aíslen la actividad de las especies
que no se desean medir. Además, el
propio potencial de Nernst (conocido
como el Potencial de Oxido Reducción)
es una variable de procesos que se
mide con bastante frecuencia.
Al
igual
que
con
muchos
otros
sistemas sensores, la medición deberá
funcionando y se deberá reemplazar el
calidad de los sistemas sensores en
computador.
del
ruido
en
un
de pH, no es creíble una medición con
mayor precisión que unas 0,2 unidades
de pH, al menos mediante electrodos
hasta hoy conocidos.
Calibración de electrodos de pH
Los
electrodos
de
pH,
según
se
mencionó antes, entregan un potencial
eléctrico
que
es
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
perfectamente
201
comprensible
en
términos
teóricos.
Aún así, se destacó que el potencial se
Naturalmente, si no se dispone de
compensación térmica automática, se
ve afectado por imperfecciones del
debe
ensucia)
instrumento
vidrio sensible (que se polariza o se
o
por
contaminación
del
operar
trabajo
o
a
se
la
la
temperatura
debe
indicar
temperatura
de
de
al
la
factores
solución. Se debe asegurar que el
producen un pequeño potencial fijo
solución (tampón o buffer), recurriendo
puente
salino,
principales;
como
ambos
problemas
electrodo esté en equilibrio con la
(positivo o negativo) que se suma al
a
potencial de hidrógeno que se desea
minuto (i.e. si tres lecturas espaciadas
peachímetro)
equilibrado
medir. De allí que el amplificador (el
regulación
debe
del
incorporar
cero,
que
una
permita
lecturas
espaciadas
cada
medio
medio minuto coinciden, se dará por
el
electrodo
con
la
solución). Utilizando el regulador de
compensar el potencial que se pudiese
cero (suele ser una perilla marcada
generar en el electrodo en pH 7 (es
"buffer"
decir,
cuando
mediciones
[H+]
precisas
[OH-]).
=
es
o
un
botón
similarmente
Para
rotulado) se debe llevar la lectura a
necesario,
7,00 (o cualquiera que sea el valor de
además, que el peachímetro incorpore
la solución tampón).
un mecanismo de modificación de la
Una vez ajustado el centro de la escala
ganancia.
(en torno a 7,00), el electrodo se
Un peachímetro de alta calidad tiene,
contacta con una solución a algún otro
entonces, dos controles (que pueden
valor, superior o inferior (e.g. pH 4 o
que
para las futuras mediciones. Cuando la
ser perillas o sistemas automáticos)
permiten
ajustar
la
lectura
adecuada a pH 7 y a otro valor algunas
pH 10) según sea el rango esperado
lectura
esté
estable,
se
utiliza
el
unidades alejadas de 7 (típicamente pH
regulador de ganancia (rotulado "slope"
calidad, tienen sólo un mecanismo de
que la lectura coincida con el pH de la
El
dispone de ajuste de ganancia, este
4 o 10). Otros instrumentos, de menor
ajuste de la lectura a pH 7.
procedimiento
de
calibración
consisten en enfrentar el electrodo a
una solución a pH 7 y utilizar el
mecanismo
de
ajuste
de
7,00.
o algún término similar) para asegurar
solución. Si el peachímetro en uso no
segundo punto se utiliza para ratificar
operación o para corregir manualmente
las lecturas.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
202
La habilidad de preparar soluciones a
solución de proceso. Una aplicación
estudiante, si bien hoy en día tales
aguas;
el mercado de reactivos.
agua
Medición de la Conductividad Eléctrica
de Soluciones
intercambio iónico (al que entra agua
pH conocido se da por conocida del
soluciones se adquieren preparadas en
La
conductividad
eléctrica
de
una
solución se define, simplemente, como
el inverso de la resistencia eléctrica
que se observa en la solución, al
circular
corriente
en
condiciones
reguladas. Si bien las unidades bien
podrían ser Ω-1 (ohms inversos), por
clásica en el control de pureza de
por
ejemplo,
si
se
desea
monitorear o controlar la pureza del
obtenida
destilada),
en
será
un
sistema
puede
medir
de
la
conductividad de la solución producto
para verificar que esté cerca del valor
mínimo teórico de 0,05 μ S/cm (que es
lo mismo que decir que tiene una
resistividad de 18 MΩ /cm Nota: M es
la abreviación de "millones", se lee
"mega ohms").
razones históricas, se definió la unidad
Se han tabulado las conductividades
encuentra a menudo precedida de
información se puede encontrar en
Siemens,
abreviado
modificadores
de
" S"
y
se
orden,
le
más
frecuentemente micro (es decir, una
millonésima, μ S) que mili (es decir,
una milésima, mS). Al trabajar en
específicas de muchas soluciones y tal
libros de datos como los ya citados
(handbooks o manuales).
La conductividad se define para un
cubo de 1 cm por lado, donde dos
soluciones, es preciso identificar la
lados
conductividad, de modo que la unidad
realizar con un mínimo de corriente, so
habitual
riesgo
longitud a través de la que se mide la
de
conductividad
de
soluciones resulta ser μ S/cm y la
enfrentados
conductoras. La
de
son
medición se
acarrear
placas
debe
reacciones
electroquímicas. Se recurre, por tanto,
especie se cita como conductividad.
a sistemas clásicos en puente de
A pesar de ser un parámetro muy
Wheaston (ya citado) y, habitualmente,
general (pues la conductividad de una
alimentado por corriente alterna.
solución depende de todas las especies
La
iónicas en solución) resulta útil porque
electroquímicas
refleja
corroe con cierta celeridad así es que
la
salinidad
total
de
una
producción
de
en
las
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
reacciones
placas,
las
203
se suele recurrir a sistemas que miden
la conductividad sin electrodos. Tal
sistema de basa en la inmersión de un
transformador toroidal aislado en la
solución. El inducido (cable enrollado)
primario recibe una señal de corriente
alterna,
que
induce
una
corriente
alterna en el secundario (otro cable,
enrollado encima del primario). La
corriente inducida en el secundario
será
función
de
la
conductancia
específica del electrolito conformado
por la solución bajo análisis.
La localización de un electrodo de
conductividad en el proceso es crítica,
porque
la
distribución
de
sales
disueltas en un volumen líquido puede
cambiar si el mezclado se aleja de la
•
Compresores.
DIAGRAMA DE TRABAJO DE UN
COMPRESOR DE PISTÓN
Un compresor aspira aire a la presión
atmosférica y lo comprime a una
presión más elevada, necesitando para
ello la adición de un motor que venza
la resistencia que opone el aire a ser
comprimido.
La comparación de los diagramas de
trabajo de dos compresores similares
nos facilitaría la posibilidad de elección
de aquel que presente un diagrama
más favorable ya que ello repercutiría
en una economía en cuanto a la
potencia del motor de accionamiento
del compresor.
sin
En la figura se representa el ciclo de
localización de prácticamente cualquier
derecha de la misma se ve la forma de
idealidad.
Esta
apreciación,
embargo, es válida para el diseño de la
instrumento.
Se debe corregir la lectura por la
temperatura de proceso ya que la
dilatación térmica y la aceleración del
movimiento
browniano
afectan
la
conductividad. El efecto puede ser
sorprendente; considere por ejemplo
que
el
agua
deionizada,
con
una
conductividad de 0,05 ?S/cm a 25ºC se
reduce a un 22% de ese valor a 0ºC y se
trabajo real de un compresor. A la
actuar de las válvulas en las carreras de
aspiración e impulsión en un cilindro
de simple efecto.
El desplazamiento D de un compresor
es el volumen barrido en la unidad de
tiempo por la cara o caras del pistón
de la primera fase. Se expresa en N
m3/min. Para. un cálculo preciso, y en
el caso de doble efecto, hay que tener
en cuenta el vástago del pistón.
incrementa en 3 veces a 50ºC.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
204
El
espacio
muerto
(o
volumen
perjudicial) corresponde al volumen
descarga hasta que se abre la lumbrera
de la válvula de aspiración.
residual entre el pistón y el fondo del
cilindro y las lumbreras de las válvulas,
cuando el pistón está en su punto
muerto. Se expresa en tanto por cien
del desplazamiento.
El contenido de las áreas A , B , C y D,
es motivado por:
A) La refrigeración, que permite una
aproximación
del
ciclo
a
una
transformación isotérmica. Por falta de
refrigeración, o por un calentamiento
excesivo a causa de rozamientos, dicha
área puede desaparecer.
La
figura
representa
un
estudio
B) Trabajo necesario para efectuar la
comparativo entre los diagramas de
descarga del cilindro.
trabajo real y el diagrama teórico.
C) Trabajo que el volumen perjudicial
El diagrama teórico está configurado
no devuelve al expansionarse, y que es
por los puntos 1-2-3-4, y los puntos
absorbido en la compresión
1-5-6-7 delimitan el diagrama real.
D) Trabajo perdido en el ciclo de
El volumen perjudicial (espacio muerto)
aspiración.
queda representado en el diagrama por
Las áreas rayadas B , C , D expresan las
el punto 6, que no coincide con el
volumen cero. El 6 y 7 son indicativos
de la expansión del aire contenido en
el volumen perjudicial, desde que se
diferencias de trabajo efectuado en
cada etapa del ciclo, entre el diagrama
teórico y el diagrama real.
cierra la lumbrera de la válvula de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
205
El diagrama estudiado corresponde a
La
de compresión se realiza rápidamente,
es:
un compresor de una etapa, cuyo ciclo
sin dar tiempo a que el calor producido
en
la
compresión
disiparse
en
un
intercambiador
decirse
que
de
el
del
aire
aire
adiabática
teórica
de
compresión (sin intercambio de calor)
pueda
refrigerante
calor,
potencia
o
pudiendo
durante
siendo:
su
compresión sigue una ley adiabática.
La temperatura teórica de descarga
para una compresión adiabática (sin
intercambio de calor) viene dada por la
fórmula:
En esta conjugación de temperatura de
compresión y potencia al objeto de
mejorar el rendimiento, la compresión
se efectúa normalmente en etapas, de
forma que se pueda refrigerar el aire
entre cada una de ellas por medio de
siendo:
un refrigerador intermedio (con un
agente enfriador que puede ser el aire
o el agua), cuya acción principal es la
de disipar el calor producido durante la
compresión.
Cuando un compresor es de "n" fases,
las relaciones de compresión de cada
fase
son
sensiblemente
iguales,
y
tienen por valor:
La refrigeración intermedia perfecta se
consigue cuando la temperatura del
aire
que
sale
del
refrigerador
intermedio es igual a la temperatura
del aire de aspiración del compresor.
Prácticamente, todos los procesos de
compresión son politrópicos, es decir,
que la temperatura se eleva con la
relación
de
presión,
y
cuando
la
temperatura se eleva, también se eleva
el trabajo de compresión .
Igualmente, se logra un consumo de
potencia mínimo cuando las relaciones
de compresión de todas las etapas son
iguales. Si aumentamos el número de
etapas, la compresión se acerca a la
isoterma, que es la transformación de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
206
menos
compresión se hubiera realizado de
Los compresores más usuales en el
En el diagrama totalizado de los dos
mercado
cilindros, el aire aspirado en A es
compresión
trabajo.
intermedia,
que
requiere
tienen
es
refrigeración
decir,
son
de
dos
una sola vez.
comprimido en el cilindro de baja
presión (I), y a su salida pasa por el
etapas.
refrigerador
intermedio
en
donde
recupera su temperatura inicial. La
segunda etapa comienza en B: el aire
recibido del cilindro de baja presión es
vuelto a comprimir en el cilindro del
alta (II) hasta la presión final de
descarga.
El área rayada Z corresponde a un
trabajo perdido que se realiza dos
veces sobre el aire, en la expulsión del
El diagrama indicado en la figura
cilindro
etapas,
presión.
corresponde a un compresor de dos
y
en
ella
los
diagramas
independientes de cada cilindro son
estudiados como si fueran de
un
compresor
La
de
una
etapa.
superposición de los diagramas de
trabajo correspondientes al cilindro de
baja presión (que es el que comprime
el aire aspirado hasta una presión
aproximada de 2 a 3 kg/cm² ) y al de
alta presión (que comprime el aire
recibido hasta la presión de trabajo)
nos indica que la energía que requiere
el cilindro de alta presión es muy
inferior a la que exigiría si toda la
de
compresión
De
la
baja
presión
y
del
cilindro
de
observación
del
en
la
alta
gráfico
se
deduce que, para compresores de una
etapa, o de dos etapas pero en la
primera fase de compresión, la curva
de
compresión
está
siempre
comprendida entre la isotérmica y la
adiabática
teóricas,
pero
aproximándose más a la segunda que
a la primera, lo que refleja un proceso
politrópico en donde
PVn = Constante.
El cuadro adjunto muestra la potencia
requerida para comprimir un metro
207
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
cúbico de aire libre por segundo a
diferentes presiones, en un compresor
de
una
comparación
potencias
etapa,
permitiendo
simultánea
adiabática
entre
e
la
las
isotérmica
El rendimiento volumétrico Rv es la
relación entre el caudal aspirado Qa y el
desplazamiento D, o sea:
teóricas.
por
consiguiente,
el
aire
libre
suministrado por un compresor es
siempre menor que el desplazamiento.
El rendimiento mecánico Rm es la
relaci0n entre la potencia indicada y la
RENDIMIENTO DE LOS COMPRESORES
Durante la compresión hay pérdidas
potencia en el eje
termodinámicas y pérdidas mecánicas
debidas a frotamientos, por lo que la
potencia adiabática.
El rendimiento teórico presenta las
desviaciones del ciclo teórico respecto
del ciclo ideal según consideremos este
ciclo adiabático o isotérmico. Se llama
rendimiento
adiabático
de
la
entre
compresor
a
relación
potencia
adiabática
teórica
un
la
de
compresión Wta y la potencia real
absorbida.
COMPRESORES DE AIRE A PISTÓN
Los compresores son máquinas que
aspiran el aire ambiente (a presión
atmosférica) y lo comprimen hasta
conferirle una presión superior.
Existen diversos tipos de compresores,
así como toda una teoría de cálculo
que no vamos a exponer aquí, ya que
el
tema
de
estas
páginas
es
el
tratamiento del aire a la salida del
compresor.
Sin embargo, vamos
a
exponer someramente los diferentes
Para
el
rendimiento
isotérmico,
determinando la potencia isotérmica
teórica de compresión (a temperatura
constante) Wti, se tiene:
tipos
de
compresores,
resaltando
aquellas partes que conviene tener en
cuenta por su utilización posterior.
COMPRESORES MONOFÁSICOS
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
208
monofásicos,
Pueden ser refrigerados por aire o por
compresión. Se componen, en esencia,
intermedio (entre fases) puede actuar a
de pistón, y un cilindro. Para su
una corriente de agua a través del
refrigeración, éste lleva en la parte
mismo.
Los
compresores
disponen
de
una
simple
fase
de
de un cárter con cigüeñal, un émbolo
exterior, aletas. Son utilizados para
aplicaciones en donde el caudal sea
limitado y en condiciones de servicio
intermitente.
agua
,
es
decir,
el
refrigerador
base de un ventilador o en virtud de
Normalmente, para potencias hasta
100 CV, lo habitual es el empleo de
refrigeradores por aire, sin prejuicio de
la
facultad
de
dotarlos
de
una
refrigeración por agua ; para potencias
superiores, prepondera la aplicación de
la
refrigeración
por
agua
aunque
también se utilice la refrigeración por
aire. La potencia del electro ventilador
del refrigerador intermedio por aire
está en función de la potencia del
compresor, del tipo de máquina y de
las condiciones de trabajo.
Los pistones y los cilindros pueden
estar dispuestos en V y en L, montaje
este último que es el normal cuando un
COMPRESORES BIFÁSICOS
Los
compresores
bifásicos
(dos
etapas) tienen la característica principal
de que el aire es comprimido en dos
fases ; en la primera fase (de baja
presión ) , se comprime hasta 2 a 3
kg/cm², y en la segunda fase (de alta
presión),
se
comprime
hasta
presión máxima de 8 kg/cm².
una
cilindro es vertical.
Estos modelos de compresores son los
más usuales en la industria en general
cubriendo sus caudales una extensa
gama que va desde unos 1000 N l/min.
a 10000 N l/min., aproximadamente,
para los modelos en V, y desde unos
10000 N l/min. 30000 N l/min. y más
para los modelos en L. La presión
máxima de trabajo acostumbra ser de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
209
8 kg/cm² , sin embargo, últimamente
se tiende a aumentar ésta.
En
este
tipo
temperatura
de
de
compresores
salida
del
la
aire
comprimido es alrededor de los 130º C
con una posible variación de + 15 ºC.
Los compresores bifásicos (dos etapas)
pueden ser de simple efecto y de doble
efecto
COMPRESORES DE DOS ETAPAS SIMPLE
EFECTO .
En
este
tipo
de
compresores,
el
recorrido del aire en la compresión se
realiza en dos etapas por medio de dos
pistones, de los cuales uno hace la
compresión de la primera etapa, y el
otro, la de la segunda.
El compresor, como puede verse en la
vista en sección de la figura, aspira por
el filtro de admisión F, el aire exterior
que ha de comprimir. Para pasar el aire
a
la
cámara
necesario
que
de
compresión,
las
válvulas
es
de
aspiración VA1 se abran, lo que se
realiza de una forma automática, ya
que, al descender el pistón, se crea un
vacío en las cámaras de compresión C1 y, debido a la presión atmosférica,
resulta
empujada
dicha
válvula,
dejando pasar el aire hasta que el
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
210
pistón llega al punto muerto inferior
mayor rendimiento y un aire más frío a
presión en las cámaras C-1, obligando
el aire se comprime a pocos kg de
que salga el aire que llenaba la cámara
enfría y, seguidamente se realiza la
de compresión.
segunda etapa o de alta presión. El
(PMI) al iniciar su ascenso, aumenta la
a las válvulas VA-1 a cerrarse antes de
Como el pistón sigue su ascenso, el
aire aspirado es comprimido basta que
la presión del mismo vence la fuerza
de las válvulas de escape VE-1, con lo
que éstas se abren dejando pasar el
aire ya comprimido al refrigerador
intermedio R, que es enfriado por
medio de un ventilador.
En esta etapa podría alcanzarse la
presión
que
comprueba
se
en
deseara,
la
pero
se
práctica,
y
teóricamente, que es antieconómico
pretender presiones altas y caudales
igualmente altos a base de comprimir
el aire en una sola etapa, pues es
necesaria más potencia y el aire sale
la presión final de salida. Según esto,
presión en la primera etapa; luego se
ciclo
de
aspiración,
compresión
y
escape es igual que para la etapa de
baja presión, si bien, en este caso, las
cámaras de compresión C-2 son más
pequeñas, pues al estar comprimido en
parte el aire que penetra en ellas ocupa
menos volumen que cuando lo hizo en
las cámaras C-1; igualmente sucede
con las válvulas VA-2 y VE-2, que
pueden
ser
más
pequeñas
por
necesitar menor superficie de paso (en
algunos
tipos
se
colocan
,
para
aspiración de baja, dos válvulas, y lo
mismo para escape de baja; y para
aspiración y escape de alta, una para
cada caso).
más caliente que cuando se comprime
en varias etapas (para presiones desde
4 a 12 kg/cm2 suelen emplearse
compresores de dos etapas).
Así , para evitar estos inconvenientes,
se hace que el compresor comprima el
aire en dos etapas, pero, antes de
realizar la segunda, se enfría el aire
prácticamente
a
la
temperatura
ambiente, con lo que se obtiene un
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
211
La figura nos muestra la forma en que
se realiza el ciclo, pudiéndose apreciar
como el compresor aspira aire exterior
por filtros F. Para pasar el aire a las
cámaras de compresión, es necesario
que las válvulas de aspiración VA-1 se
abran, lo que se realiza de forma
automática , pues, al descender el
pistón, se crea un vacío en las cámaras
de compresión C-1 y, debido a la
presión
atmosférica,
resultan
empujadas dichas válvulas, dejando
El movimiento de los pistones del
compresor se logra por el clásico
mecanismo
de
biela-manivela;
los
rozamientos por frotamientos se evitan
transformando éstos en rodaduras por
medio de cojinetes de agujas.
pasar el aire hasta que los pistones
llegan al punto muerto inferior (MI); al
iniciar
los
pistones
su
ascenso,
aumenta la presión en las cámaras C-1
obligando
a
las
válvulas
VA-1
a
cerrarse antes de que salga el aire que
llenaba las cámaras de compresión.
Como los pistones siguen su ascenso,
COMPRESORES DE DOS ETAPAS DOBLE
EFECTO
Para evitar los inconvenientes de los
compresores de una etapa, en este tipo
de compresores la compresión del aire
se realiza en dos etapas por medio de
un solo pistón, de los denominados
el aire aspirado es comprimido hasta
que la presión vence la fuerza de las
válvulas de escape VE-1, con lo que
éstas se abren, dejando pasar el aire
comprimido al refrigerador R, que es
enfriado por medio de un ventilador.
El compresor comprime el aire en dos
diferenciales y, dado que el compresor
etapas, pero antes de realizarse la
de aire suministrado es prácticamente
hasta la temperatura ambiente con lo
va provisto de dos pistones, el caudal
el doble del que proporcionaría un
compresor de dos pistones de simple
efecto.
segunda, enfría el aire, prácticamente
que se obtiene un mayor rendimiento y
un aire más frío a la presión final.
Según esto, el aire en la primera etapa
212
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
se le comprime a pocos Kg. de presión
, luego se enfría y, seguidamente, se
realiza la segunda etapa o de alta
presión.
El
ciclo
de
aspiración
compresión y escape al depósito es
igual que para la etapa de baja presión,
aunque , en este caso, las cámaras de
compresión C-2 son más pequeñas,
pues, al estar comprimido en parte el
aire que penetra en ellas, ocupa menos
volumen que cuando lo hizo en las
cámaras C-1 igualmente sucede con
las válvulas, que pueden ser mas
pequeñas
por
necesitar
menos
superficie de paso (en algunos tipos se
colocan para aspiración de baja, dos
válvulas, y lo mismo para escape de
baja; y para aspiración y escape de alta
, una para cada caso ) .
DISPOSICIÓN DE LOS CILINDROS
En los compresores de cilindros, o a
pistón los fabricantes suelen utilizar
diversas formas de montaje para los
mismos, siendo las más frecuentes las
que se de tallan en la figura 6-10 y que
son
:
1)
disposición
vertical,
2)
horizontal, 3) en L o en ángulo (90º) y
4) de dos cilindros opuestos, debiendo
también incluir la disposición en V muy
adoptada
para
los
compresores
pequeños.
Los compresores verticales sólo se
utilizar
para
pequeñas,
ya
potencias
que
los
bastante
efectos
de
machaqueo relativamente importantes
producidos
por
esta
disposición
conducen al empleo de fundaciones
bastante pesadas y voluminosas, en
contraposici6n de las disposiciones
horizontales o en ángulo, las cuales
presentan
tales
que
cualidades
el
de
volumen
equilibrio
de
las
fundaciones se reducen muchísimo .
Para
compresores
pequeños,
la
disposición en V es la mas empleada.
Para compresores grandes de doble
efecto, se recurre a la forma en L o en
ángulo, con el cilindro de baja presión
vertical y el de alta presión horizontal.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
213
compresor trabaje constantemente a
su presión máxima..
COMPRESORES ROTATIVOS
Se denominan compresores rotativos a
aquellos grupos que producen aire
comprimido por un sistema rotatorio y
continuo, es decir, que empujan el aire
desde la aspiración hacia la salida,
comprimiéndolo.
Se distinguen los siguientes tipos:
-
De
tornillo
:
esencialmente
se
componen de un par de rotores que
tienen lóbulos helicoidales de engrane
constante.
TABLA DE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
DE LOS COMPRESORES A PISTÓN
En las tablas que siguen, se resumen a
título
de
información,
las
características y datos necesarios para
la
elección
del
tipo
adecuado
de
compresor a pistón, entre los diversos
modelos mencionados .
- De paletas : el rotor es excéntrico en
relación a la carcasa o el cilindro, y
lleva una serie de aletas que se ajustan
contra las paredes de la carcasa debido
a la fuerza centrífuga.
- Tipo Roots : consisten en una
envolvente elíptica con una rueda de
paletas giratoria.
Todos ellos son para trabajar a una
presión comprendida entre 6 y 7
Kg./cm2, la presión máxima de 8
Kg./cm²,
establecida
como
base
general, indica la presión límite a la
que pueden trabajar, no siendo, por
supuesto, recomendable hacer que un
COMPRESORES DE TORNILLO
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
214
compresor
continuo sufre aún mayor reducción
el profesor Alf Lysholm .El principio de
Cuando se alcanza la presión final a
El
estudio
del
primer
rotativo de tornillo, lo realiza en 1934
funcionamiento de este compresor está
esquematizado en la figura.
(E).
que se somete el aire, el espacio
interlobular queda conectado con el
Lo que esencialmente constituye el
orificio
rotores que tienen lóbulos helicoidales
separador que elimina las partículas de
de engranaje constante. Los rotores
aceite. Entonces fluye el aire limpio por
van montados en un cárter de hierro
la tubería neumática
compresor de tornillo, es un par de
de
salida
(D).
la
mezcla
descargada de aire/aceite pasa por un
fundido provisto de una admisión para
aire en un extremo y una salida en el
otro.
El
normalmente
tornillo
macho
cuatro
lóbulos
tiene
y
el
hembra seis. El tornillo macho ha
girado
1/4,
el
revoluciones,
en
hembra
cada
una
1/6
de
de
las
figuras de] diagrama. Según giran los
rotores, los espacios que hay entre los
lóbulos van siendo ofrecidos al orificio
de
admisión
y
el
incremento
de
volumen experimentado provoca un
Como estos compresores pueden girar
espacios empiezan a llenarse de aire
resultan apropiados especialmente en
descenso de presión, con lo que dichos
(A). Al mismo tiempo se inyecta aceite
sometido a presión neumática en el
a mayor velocidad que los demás
instalaciones
que
necesitan
gran
capacidad de aire comprimido.
aire entrante; no hay bomba de aceite.
Cuando
los
espacios
interlobulares
están completamente cargados de aire,
la rotación , que prosigue, cierra el
orificio de admisión y comienza la
compresión (B) El volumen de aire que
hay
entre
los
rotores
en
engrane
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
215
El volumen creado entre dos aletas
disminuye durante la rotación hacia la
Compresor a tornillo en proceso de
cámara de presión, desde donde se
construcción
suministra el aire comprimido.
COMPRESORES DE PALETAS.
Los compresores rotativos de paletas
pueden ser de una o de dos etapas.
Los de una etapa alcanzan presiones
efectivas de 0,5 a 4 Kg./cm2, y los de
dos
etapas,
presiones
de
3
a
8
Kg./cm2; el volumen de aire oscila
Un
compresor
de
paletas
es
una
máquina equilibrada, apropiada para la
conexión
directa
a
un
motor
de
velocidad relativamente alta.
Sin embargo, su bajo rendimiento le
impide competir con los compresores
entre 100 a 2500 N m3/h
de pistón en la mayoría de los casos
Su funcionamiento está ilustrado en la
Es apropiado para trabajos en los que
figura. El rotor R. que es excéntrico
respecto a la carcasa por efecto de la
fuerza centrífuga. Debido a la posición
excéntrica de los cojinetes del rotor, en
cada revolución las aletas se deslizan
hacia fuera y hacia dentro de las
ranuras del mismo.
sólo se necesita baja presión. Además,
con el uso, su rendimiento disminuye y
el consumo de lubricante es elevado.
COMPRESORES TIPO ROOTS
Los
compresores
Roots
conocidos
también con el nombre de soplantes
tienen un amplio campo de aplicación
para
bajas
presiones.
Estos
compresores tienen dos rotores de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
216
igual forma, por lo cual no pueden
peculiaridades,
volumen de las cámaras de trabajo no
Están considerados como compresores
realizan compresión interior ya que el
disminuye
durante
la
rotación.
El
retorno de presión. que tiene lugar en
la cámara de trabajo al efectuarse la
apertura hacia la cámara de presión,
requiere mayor consumo de potencia
que en el caso de la compresión
interior, por lo cual no se deben
alcanzar compresiones muy superiores
a los 0,8 Kg./cm² . Ello se debe a la
razón citada y, además a que se
producirán
pérdidas
demasiado
elevadas a través de los intersticios al
ser relativamente cortas las líneas de
cierre entre rotor y carcasa.
Con compresores de este tipo se
pueden
alcanzar
elevaciones
de
presión de unos 2 Kg./cm² resultando
adecuado especialmente su montaje
sobre camiones-silo para la impulsión
neumática
de
materiales
a
granel,
debido a su suave funcionamiento y a
su
favorables
dimensiones
constructivas.
para
particulares.
ciertos
casos
de una etapa para presiones de hasta 5
Kg./cm² , y su bajo rendimiento les
impedía competir con los compresores
de pistón en la mayoría de los casos;
por ello, su utilización solamente era
recomendada para trabajos en los que
,
únicamente
se
necesitase
baja
presión .
Sin embargo por los años setenta,
dado
él
avance
tecnológico
experimentado por el aire comprimido,
se
empiezan
a
comercializar
compresores de paletas que alcanzan
presiones máximas (a pleno caudal en
la descarga del grupo) de.8 Kg./cm² y
volúmenes de aire que oscilan entre 90
y 515
N m³/h, para una potencia
nominal del motor entre los 15 y 75
CV. Poseen una ventaja muy a tener en
cuenta: dado el alto nivel de ruido que
producen los compresores de pistón, y
es la insonorización grupo por medio
de
un
dispositivo
que
baja
NUEVOS DESARROLLOS EN LOS
sensiblemente el nivel sonoro de la
COMPRESORES ROTATIVOS
central de aire.
a) De paletas
Por otro lado, el arcaico diseño del
El
empleo
compresores
limitado,
industrial
de
por
de
los
paletas
quedaba
sus
propias
compresor de pistón queda marginado
y se configura un modelo industrial de
atrayente aspecto, que sigue la línea
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
217
cubista en su formato, con una carcasa
El aire exterior es introducido en el
elementos, desde el depósito de aire
través
arranque directo.
metálico del compresor y es recogido
metálica
que
agrupa
todos
los
hasta el cuadro de maniobras de
La
notable
para
una
y
como
fluye
del
un refrigerador posterior. Sin embargo,
en caso de necesitar un aire frío para
utilización
refrigerador
agua
o
la
adición
posterior
por
proporciones
filtrantes
exteriores que se encuentran en chasis
compresor. La acción del ventilador
compresor, sin necesidad de aplicarle
su
paneles
temperatura
los 100 ºC permite utilizar el aire
tal
los
por un ventilador que está montado
de
ambiente de 20 ºC, que se sitúa entre
comprimido
de
la
disminución
temperatura máxima del aire en la
descarga
rotor monobloque del compresor, a
de
enfriado
un
sobre el acoplamiento flexible motor
impulsa aire al compresor por medio
del filtro de aspiración, al mismo
tiempo que asegura la refrigeración del
aceite en el radiador y proporciona un
enfriamiento suplementario. al motor ,
ya que el compresor rotativo de paletas
esta refrigerado por aceite.
por
La
las
encuentra a la derecha del cilindro, y la
aire
no
alcanza
de
un
refrigerador
normal, debido a que el salto térmico
es menor que para los compresores de
pistón.
tubuladura
de
aspiración
se
de descarga a la Izquierda.
El rotor gira alrededor de un eje
excéntrico.
En
la
aspiración,
las
paletas, que se aplican contra las
Dado que en este tipo de compresores
paredes del cilindro por efecto de la
puede eliminarse la necesidad de un
hasta
depósito de aire, la regulación asegura
excentricidad, situado en la parte alta
una presión constante en la descarga
del cilindro. El aire aprisionado en el
para un caudal variable de 0 a 100%. Si
volumen
la regulación de la presión se efectúa a
paletas consecutivas en comprimido
7 Kg./cm2, ésta varía sólo de 7
cuando
Kg./cm2 a caudal nulo.
cilindro,
la descarga se efectúa sin pulsaciones,
Kg./cm2 a plena carga hasta 7,35
Funcionamiento
fuerza centrífuga, deslizan sus ranuras
el
punto
de
comprendido
la
rotación
mínima
entre
continúa
dos
y
el
volumen disminuye. En la parte alta del
compresión,
donde
se
comienza
inyecta
una
la
cierta
cantidad de aceite a través de los
218
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
orificios
calibrados
rodillos.
Este
y
de
los
alojamientos de los rodamientos de
aceite,
filtrado
y
refrigerado, absorbe el calor producido
por la compresión, según puede verse
en la figura representativa del principio
de compresión.
unidades portátiles, pero más tarde
pasó
a
emplearse
en
versiones
estacionarias.
Sin
embargo,
tornillo
tenían
los
compresores
algunos
de
factores
específicos que contribuían a limitar su
campo de operaciones, tales como
rotura
de
rotores
si
ocurrían
dificultades en su marcha, percances
sensibles
en
los
rodamientos,
incidencia del diseño del perfil de los
rotores
en
las
características
de
eficiencia, nivel de ruido bastante alto
y de elevada frecuencia, por cuyas
razones la utilización de un compresor
de
b) De tornillo
Desde que se construyó el primer
tornillo
instalaciones
quedaba
que
relegada
necesitaban
a
gran
capacidad de aire comprimido.
prototipo de compresor rotativo de
La
compresor ha sufrido una evolución
a tornillo dio origen a una cuidadosa
tornillo, hasta nuestros días, el referido
industrial considerable.
Uno de los rasgos definitivos de estos
primeros compresores a tornillo era
que todos funcionaban con cámaras de
compresión libres de aceite.
A fines de la década de los 50 se
produjo otra innovación: el uso del
compresor a tornillo con inyección de
aceite en las cámaras de compresión.
Este tipo de compresor a tornillo fue
pensado, en principio, para uso en
búsqueda
de
nuevos
perfeccionamientos para el compresor
investigación en el diseño de una
nueva generación de compresores a
tornillo, con la intención de eliminar
aquellas desventajas.
Las principales características de las
mejoras obtenidas son:
a) La adopción de un nuevo perfil de
rotor
para
mecánica
mejorar
y
la
seguridad
mejor
eficacia,
particularmente en unidades de menor
capacidad.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
219
b) Cierre de la estanquidad de grafito
más allá del límite fijado como presión
c) El uso de un sistema especial de
válvula de alivio de seguridad no es
sobre fundición.
refrigeración para los elementos del
compresor, a fin de asegurar una
de trabajo. En muchos sistemas la
normalmente
un componente activo
durante el ciclo de trabajo y en ese
expansión uniforme entre la carcasa y
caso ella está realizada mediante la
condiciones de funcionamiento.
directo.
los
rotores
bajo
todo
tipo
de
La figura muestra el nuevo aspecto de
los compresores rotativos de tornillo
dentro de un chasis metálico que
centraliza todos los componentes que
integran su funcionamiento.
forma una válvula de alivio de pistón
2) Establecimiento de la presión de
trabajo. En otros sistemas la válvula de
alivio es un elemento importante de
trabajo
durante
el
ciclo
regular,
manteniendo a un nivel preestablecido
la
presión
del
circuito,
Para
esta
función, se utilizan válvulas de alivio
comandadas en forma piloto como
vamos a describir en este tema.
3)
Establecimiento
presiones
máquinas
Son muy severos los requerimientos
del control de la presión en un sistema
hidráulico.
Esto
puede
ser
sumariamente descrito de la siguiente
fama:
de
de
dos
trabajo:
requieren
a
más
Muchas
variaciones
y
cambios del nivel de presión durante el
ciclo de su trabajo regular, para este
propósito el alivio accionado por piloto
puede
ser
automática
controlado
por
en
fama
accionamientos
manuales o eléctricos
1) Limite de la presión de seguridad.
Cada sistema hidráulico que utilice
bombas de desplazamiento positivo
debe poseer una válvula de alivio de
seguridad que garantiza el alivio de un
incremento accidental, de la presión
4) Otras máquinas requieren dos o más
niveles da presión que deben ser
mantenidos al mismo tiempo. Para ello
la válvula reductora de presión es
utilizada a los efectos de obtener los
niveles de presión menores.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
220
5)
En
algunas
instalaciones
es
necesario que la presión generada por
la bomba sea aliviada completamente
durante cierta parte del ciclo.
2.1.7 MANTENIMIENTO CORRECTIVO A
CONTROLES DE PROCESOS
BATCH Y DE MEDICIONES
ANALÍTICOS
CONTEXTUALIZACIÓN
Junto con la temperatura, la presión es
Competencia de calidad.
Realizar
las
actividades
de
mantenimiento
correctivo
a
controles de bombas y compresores
cumpliendo con la normatividad de
seguridad
e
higiene
y
los
procedimientos de calidad de la
empresa.
− Elabora el reporte correspondiente y
compáralo
con
sus
compañeros
participando en un debate sobre los
procedimientos
de
seguridad
a
contemplar en este ejercicio y las
precauciones en el manejo de los
controles.
la variable más comúnmente medida
en plantas de proceso. Su persistencia
se debe, entre otras razones, a que la
presión pude reflejar la fuerza motriz
para la reacción o transferencia de fase
de gases; la fuerza motriz para el
transporte de gases o líquidos; la
cantidad másica de un gas en un
volumen determinado; etc. Es también
común medir la presión en una línea
para cuantificar caudal, cuando se
conoce la pérdida de carga; o pérdida
de carga cundo se conoce el caudal.
La presión queda determinada por la
razón de una fuerza al área sobre la
que actúa la fuerza. Así, si una fuerza F
actúa sobre una superficie A, la presión
Competencia analítica:
Determinar la viabilidad de la
corrección de fallas de los controles
de bombas y compresores.
P queda estrictamente definida por la
proceso de reparación en caso de
escalar (es decir, sólo tiene magnitud,
− Describirá
en
un
informe,
el
razón P=F/A. Dado que tanto la fuerza
como
el
área
son
de
naturaleza
vectorial, la presión es una magnitud
que las fallas resulten viables de
no dirección).
corregir.
Manómetro de tubo en forma de "U"
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
221
diferencia de altura (es decir, una
longitud).
La
ganancia
se
puede
obtener
analíticamente, de modo que este tipo
de manómetros conforma un estándar
de medición de presión. Si el gas sobre
el líquido en ambos extremos del
manómetro
fuese
de
densidad
despreciable frente a la del líquido, si
el diámetro del tubo es idéntico en
ambas ramas, si la presión en los
extremos fuesen P1 y P2, si el líquido (a
la temperatura de operación) tuviese
densidad ρ , si la diferencia de altura
Los instrumentos utilizados para medir
presión
reciben
la
"manómetros".
denominación:
La forma más tradicional de medir
presión en forma precisa utiliza un
tubo de vidrio en forma de "U", donde
fuese h, entonces la diferencia de
presiones estará dada por P2-P1=Δ P=ρ
gh.
¿Cuál
será
la
ecuación
si
la
densidad del fluido superior no fuese
despreciable?
No es difícil obtener expresiones para
se deposita una cantidad de líquido de
este
altas, se utiliza habitualmente mercurio
sobre el líquido de alta densidad está
razonables;
despreciable.
densidad
conocida
(para
presiones
para que el tubo tenga dimensiones
sin
embargo,
para
presiones pequeñas el manómetro en
U de mercurio sería poco sensible).
ganancia que expresa la diferencia de
presión entre los dos extremos del
mediante
una
medición
de
manómetros
en
condiciones de operación en las que
otro
El
líquido,
manómetro
de
en
densidad
forma
de
no
"U"
conforma, según se especificó, un
Este tipo de manómetros tiene una
tubo
tipo
de
sistema de medición más bien absoluto
y
no
depende,
por
lo
tanto,
de
calibración. Esta ventaja lo hace un
artefacto muy común.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
222
Su desventaja principal es la longitud
materiales
de presiones altas y, desde el punto de
el más común en plantas de procesos
procesos, no es trivial transformarlo en
consiste de un tubo metálico achatado
un sistema de transmisión remota de
y curvado en forma de "C", abierto sólo
Manómetro de Bourdon
Al aplicar una presión al interior del
de tubos necesarios para una medición
vista
de
la
instrumentación
de
información sobre presión.
utilizados
en
su
construcción. Este manómetro, tal vez
que requieran medición de presiones,
en un extremo (ver figura).
tubo (se le infla, por ejemplo) la fuerza
generada
en
la
superficie
(área)
exterior de la "C" es mayor que la
fuerza
generada
en
la
superficie
interior, de modo que se genera una
fuerza neta que deforma la "C" hacia
una "C" más abierta. Esta deformación
es una medición de la presión aplicada
Para cualquier tipo de carga, la relación
entre la carga y la deformación es una
constante del material, conocida como
el módulo de Young: E=Carga/ε . Por
ende, si la constante de deformación
y
puede
trasladarse
a
una
aguja
indicadora tanto como a un sistema de
variación
de
resistencia
eléctricos o magnéticos.
o
campos
Galgas de extensión (strain gauges)
es conocida, se puede obtener la carga
según:
Carga = E*ε
De modo que frente a deformaciones
pequeñas de materiales elásticos, será
posible
obtener
una
cuantificación
reproducible de las cargas (fuerzas)
solicitantes.
El manómetro de Bourdon depende,
precisamente, de la elasticidad de los
Según se observó, las propiedades de
elasticidad de los materiales pueden
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
223
dar origen a sistemas de medición de
fuerzas (y, por ende, también presión).
utiliza,
donde se ha definido una constante
elasticidad de los materiales sólidos
galga y que suele variar entre 2 y 2,2
El
manómetro
precisamente,
de
la
Bourdon
propiedad
de
(en particular, metálicos sólidos); pero,
ese manómetro no permite producir
una señal eléctrica directamente, si
bien se podría adaptar algún sistema.
El método de construcción de sensores
de presión modernos depende del
principio
de
deformación
es
elasticidad
convertida
pero
la
en
una
señal eléctrica mediante las galgas de
extensión, conocidas a menudo como
"celdas de torsión" o, en ingles, como
strain gauges.
Una galga de extensión se construye
sobre
un metal de
elasticidad
dado,
coeficiente
adosándole
de
"G", conocido como la constante de la
para galgas de soporte metálico.
Naturalmente, la posibilidad de medir
fuerza permite construir, con estas
galgas,
balanzas
electrónicas
tanto
como sistemas de medición de presión.
Habitualmente se utilizan circuitos en
puentes, diseñados para los valores
típicos de estas galgas (resistencias
nominales de 120Ω , 350Ω , 600Ω y
1000Ω ) utilizando corrientes que no
excedan los 10 mA.
Sensor de Presión Diferencial, análisis
dinámico
un
alambre, una tira semiconductora o
pistas conductoras. Al deformarse el
soporte de la galga, se "estira" o se
"comprime" el sensor, variando así su
resistencia. El cambio de resistencia
será, precisamente, el reflejo de la
deformación sufrida. En términos de su
caracterización, dada la resistencia R
sin deformación, la aplicación de una
fuerza
cambio
F
deformante
de
resistencia,
producirá
Δ
R,
un
cuya
medición permite calcular la fuerza
mediante:
Los sistemas discutidos antes, para
medición de Presión (Bourdon, Tubos
en "U" de líquidos de alta densidad,
Galgas de torsión [strain gauges], etc.)
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
224
miden, en general, la presión relativa a
posición del diafragma sensor será una
como P2 en el manómetro en "U"
introducir
menudo
la
sensor, se considerará que un lado
presión relativa entre dos puntos; tales
está a presión constante, de referencia,
manómetros) de presión diferencial.
De acuerdo a la nomenclatura de la
La figura describe un sensor de presión
figura, un cambio en la presión P1 (en
diferencial, basado en una galga de
algún punto del proceso) producirá un
extensión.
cambio en la presión P2, al final del
Las señales de presión, P1 y PR, se
tubo capilar (serán idénticos en estado
la presión atmosférica (si bien tanto P1
podrían ser parte de un proceso). A
es
necesario
conocer
sistemas se conocen como sensores (o
entregan a dos diafragmas aislantes,
que impiden que el fluido ingrese a la
cámara
sensible.
La
presión
función de la presión diferencial. Para
el
comportamiento
análisis
dinámico
de
del
este
denotado PR.
estacionario). El balance de fuerzas en
el capilar resulta en:
es
transmitida a la sección sensible (la
galga
propiamente
tal)
mediante
capilares, que están llenos de un fluido
adecuado
(usualmente
silicona).
Existen
aceite
dos
de
es decir,
cámaras
separadas por la galga en el centro,
conocida como el diafragma sensor,
(A= área de corte del capilar de
paso del fluido interno de un lado
conexión, r = densidad del líquido en
cuyo único requisito es que impida el
hacia el otro.
Uno de los diafragmas de aislación
puede
ser
sujeto
a
una
presión
constante de referencia, de modo que
la posición del diafragma de referencia
será una función de la presión aplicada
conexión, L= longitud del capilar de
el tubo capilar, x= desplazamiento del
fluido o desplazamiento del diafragma
de aislación).
La
fuerza
sobre
el
diafragma
de
aislación, p2*A establece un segundo
equilibrio de fuerzas:
en un sólo lado. Similarmente, se
pueden aplicar dos presiones y la
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
225
P&ID del Tratamiento de remoción de
cianuro (CN-) de aguas residuales
es decir,:
donde K es la constante de Hooke de la
galga
y
C
el
coeficiente
de
amortiguamiento del líquido viscoso en
frente del diafragma.
Como
es
sabido,
el
extraordinariamente
cianuro
tóxico
y
es
se
produce en algunos procesos como,
por ejemplo, en las industrias de
electroplatería.
Por reemplazos y despejes:
El tratamiento de aguas con cianuro
busca la completa destrucción de la
molécula, por ejemplo en la forma
ecuación que, finalmente, indica que la
respuesta del sensor (es decir, el
desplazamiento,
x,
del
diafragma)
sigue una dinámica de segundo orden,
para cualquier cambio en la presión de
proceso P1. Si se define un tiempo de
cianuro
de
sodio
(NaCN),
hasta
nitrógeno (N2) y bióxido de carbono
(CO2).
La peligrosidad de la molécula (por su
extrema toxicidad) obliga a utilizar
reactores controlado automáticamente,
respuesta t =A*L*r /(K*gC), un grupo
con un mínimo de interacción de
de amortiguación 2x t =C/K y una
operadores humanos.
ganancia KP=A/K, se puede obtener la
Habitualmente
función de transferencia en el campo
complejo:
se
opera
en
dos
reactores en serie, en que se realizan
dos reacciones distintas.
Primer Reactor (formación de cianato)
En el primer reactor se realiza la
que da cuenta del comportamiento
dinámico
una
vez
conocida
la
reacción de cianuro a cianato (que es
más estable):
excitación (P1) que impone el proceso
al sensor (por ejemplo, ¿cómo es la
respuesta dinámica, en el tiempo, si la
excitación fuese un escalón?, y ¿si
fuese un impulso?, y ¿si fuese una
función sinusoidal?, etc.).
Se puede observar que la reacción
consume
hidróxido
y
cloro.
Para
asegurar la reacción se debe operar el
reactor a pH 10 (o superior). Además,
en
condiciones
ácidas
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
se
podrían
226
formar los gases cianuro de cloro
aunque las variaciones pueden ser
pueden
La oxidación del cianuro es rápida,
(CNCl) o ácido cianhídrico (HCN) que
ser
respirados
por
seres
humanos, con efecto mortal.
El agente oxidante (cloro) se podría
mayores que un 20%.
pero no instantánea (comparado con
ácidos fuertes, por ejemplo) y se debe
agregar como gas, pero éste también
asegurar unos 15 a 30 minutos, según
condiciones de mayor seguridad) con
Se deduce que la reacción de cianuro a
es
tóxico.
Se
suele
operar
(en
el agente oxidante en la forma de
hipoclorito
de
sodio
(NaOCl)
y
descartamos la necesidad de explicarle
al estudiante por qué el hipoclorito
forma gas cloro en solución acuosa (se
les sugiere revisarlo si no les resulta
obvio).
Dadas las características de la química
del problema (recuerde la forma de la
ecuación de Nernst), el potencial de
óxido reducción cambia abruptamente
(unos 50 mV) cuando todo (o casi todo)
el cianuro pasa a la forma cianato, de
modo que es aconsejable operar a un
potencial oxidante de unos 250 mV,
la calidad del mezclado.
cianato requiere de un reactor en
mezcla completa, de un sistema de
regulación
de
hidróxido)
y
regulación
de
pH
de
(que
un
agrega
sistema
potencial
de
de
óxido
reducción (que agrega hipoclorito de
sodio).
Segundo reactor (conversión a
nitrógeno y dióxido de carbono)
La
segunda
reacción,
sobre
una
especie mucho menos peligrosa (en
concreto: cianato), busca la completa
oxidación
del
cianato
a
nitrógeno
gaseoso y bióxido de carbono, según:
agregando cloro (hipoclorito de sodio)
hasta obtener el potencial adecuado. El
potencial de óxido reducción de un
sistema
químico,
según
Nernst,
depende de las actividades de TODAS
las especies oxidantes y reductoras, de
modo que el potencial de una solución
acuosa
en
particular
debe
ser
determinado experimentalmente; pero,
siempre estará en torno a 250 mV,
Las condiciones físico químicas de esta
reacción son un pH entre 8,5 y 9
(observe que la reacción, nuevamente,
consume hidróxido) y el potencial de
óxido reducción deberá ser de unos
300 mV (nuevamente, recuerde que
pueden
existir
otras
especies
en
solución en el RIL que pueden tener
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
227
La
del P&ID o debieran figurar, al menos,
ligeramente superior a la primera pero,
En este caso se adoptó la segunda
actividades
cinética
de
óxido
esta
reductoras).
reacción
es
para propósitos prácticos, se usa el
mismo tiempo de contactación.
etapa es del todo similar a la primera
que
tanto
las
variables
a
regular, como las dosificaciones de
líquido son las mismas).
Es útil, también, considerar que es
posible
operar
enteramente
con
ON/OFF.
El
este
alternativa para poder imprimir el P&ID
en una página y que fuese aún legible.
La instrumentación de esta segunda
(puesto
en una memoria de cálculo anexada.
proceso
controladores
Diagrama P&ID de la Remoción de
Ciaunuro
El diagrama a continuación sintetiza la
discusión anterior, asignando códigos
a los diversos símbolos icónicos que
representan
a
los
diversos
instrumentos del P&ID. Estos códigos
deben
enlazar
a
la
memoria
de
instrumentación que figura más abajo.
diagrama
de
instrumentación
y
canalizaciones que sigue considera dos
reactores,
si
bien
en
la
práctica
industrial se suele operar con una
cisterna subdividida para conformar los
volúmenes de reacción.
Debiera
ser
posible
observar
que
algunos iconos fueron importados de
SUPERPRO©
a
AUTOCAD©,
lo
que
podría sugerirle que tal práctica puede
ahorrar
iconos,
trabajo
si
se
de
generación
dispone
de
de
ambas
licencias.
También es claro que los diversos
instrumentos
utilizados
no
están
especificados y estos detalles debieran,
en general, figurar en el mismo plano
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
228
Memoria de Especificaciones P&ID
anterior)
Remoción de Cianuro
Clave
TEh1 y Electrodos Transmisores de
Especificación
R1 y R2
Reactores
TEh2
Básica (dado el caudal de
proceso y sabido el tiempo
contactación
debe
ser
posible su determinación por
nuestros alumnos).
BD1
BD4
a Bombas
Dosificadoras
(dada
la
TpH1 y Electrodos Transmisores de
TpH2
AL1
de
curva
de
pH a especificar
y Alarmas
AL2
TN1
Reactivo, especificaciones a
definir
a especificar
según
especificación en Ingeniería
de
Potencial de Óxido Reducción
TN2
diagrama
experimental
del comportamiento del Eh
según
la
dosis
de
ON/OFF
de
hipoclorito).
CBD1 a Controladores
CBD4
Bombas Dosificadoras (Relés
que permiten el arranque o
detención de las bombas)
TK1
y Transmisores de nivel bajo,
ON/OFF
Rombos Interruptores
tamaño
a
especificar
dependerá
de
(su
la
discriminación
de
de
nivel
eléctrico (PLC)
Se observa que se deberán realizar
ciertos cálculos a fin de precisar más
las especificaciones. Por ejemplo, se
deben definir las concentraciones de
los
reactivos
en
los
tanques
alimentación
a
las
dosificadoras;
naturalmente,
de
bombas
estas
al consumo esperado de cada uno y
esa materia es ampliamente conocida
para
los
estudiantes
de
ingeniería
concentración de NaOH en el
química.
tanque y de la máxima dosis
Igualmente, las especificaciones de los
necesaria)
TK2
ON/OFF
concentraciones se calculan de acuerdo
Estanque de Hidróxido de
Sodio,
alto
volumen de sonido
titulación del RIL específico y
un
ON/OFF,
Estanque de Hipoclorito de
Sodio, a especificar (ídem al
diversos electrodos (pH y Eh) deberán
considerar las condiciones particulares
del
sistema,
por
ejemplo,
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
la
alta
229
corrosividad en ambos reactores. En
Para la generalidad de los metales, se
para el electrodo de Eh si la solución
en obtener una molécula de escasa
aguas de electroplatería. En tal caso, el
llevar los metales a un mínimo de
electrodo de Eh tendrá el electrodo
solubilidad de su hidróxido porque
puesto que la reactividad del Au es
equilibrio en solución (dado por la kPS)
menor (además se obtendrá una señal
es lo suficientemente baja como para
más alta).
descargar o reutilizar las aguas. En
particular, la corrosividad sería alta
contiene Zn o Cd, asunto probable en
sensible fabricado en Au y no Pt,
Se
recomienda,
como
ejercicio,
seleccionar un conjunto mínimo de
hipótesis que permita especificar los
utilizan procesos de remoción basados
solubilidad. Generalmente es posible
generalmente
la
concentración
de
otros casos (cadmio y arsénico, por
ejemplo)
se
debe
coprecipitar
con
hierro. Aún en otros, se debe recurrir a
TK y las BD.
la formación del sulfuro, que se intenta
P&ID del Tratamiento de remoción de
Cromo de aguas residuales
reactor en que participa el sulfuro son
evitar porque las emanaciones de un
En diversas actividades industriales se
utiliza cromo (Cr) por sus particulares
propiedades
reactivas.
electroplatería,
requiere
por
aumentar
anticorrosivas
de
En
ejemplo,
las
se
propiedades
los
productos
terminados. Una vez terminadas las
partes, los equipos de proceso deben
ser
lavados
metales
y
aparecen,
disueltos
en
entonces,
las
aguas
excedentes de proceso. En otros casos
se busca utilizar las rápidas reacciones
de óxido reducción en que participa
cromo (el dicromato de potasio, por
ejemplo,
común).
es
un
reactivo
bastante
tóxicas
(pues
evoluciona
ácido
sulfhídrico, H2S).
Es del todo habitual, en el caso de
aguas excedentes (la legislación las
llama RILES, por Residuos Industriales
Líquidos),
que
composición
se
precisa.
desconozca
Tan
su
sólo
se
conocen órdenes de magnitud de las
concentraciones
de
cromo
total
y
algunas nociones sobre la distribución
de las formas +3 y +6. En todo caso,
se suele saber si está en exceso de las
concentraciones deseables y, por ende,
si es necesario (o no) un proceso.
Varios
hidróxidos
metálicos
son
amfotéricos, de modo que se debe
llevar el proceso al mínimo (en lugar de
230
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
llevar a extrema alcalinidad) no sólo
más
también
propiedades
sulfuroso, SO2, si bien el uso de gases
En el caso del cromo, se observa que el
a ácido sulfuroso (H2SO3), bisulfito de
por ahorro de hidróxido sino que
amfotéricas.
por
las
bien
clásicos
en
la
industria
química y se suele recurrir a anhídrido
podría ser incómodo así que se recurre
cromo hexavalente (Cr+6) no forma
sodio (NaHSO3) o meta-bisulfito de
(Cr+3) si lo forma. Así, para remover el
nuestros alumnos sepan exactamente
hidróxido insoluble pero el trivalente
cromo hexavalente se debe recurrir a
una
primer
etapa
de
reducción,
seguida de una segunda etapa de
sodio
por
(Na2S2O5),
qué
reactivos
y
cualquiera
genera
acuosa.
se
espera
de
estos
en
SO2
que
tres
solución
formación del hidróxido de Cr+3 y,
La estequiometría, para el caso del
finalmente,
anhídrido sulfuroso es:
filtración
(o
una
sedimentación
ambas,
según
sea
o
el
objetivo de concentración final).
Primer Reactor (Reducción de Cromo VI
a Cromo III)
La primera etapa de reacción, según se
declaró más arriba, se realiza en un
primer reactor, cuya entrada tendrá un
caudal (que determina el tamaño del
equipo) determinado por los procesos
aguas
arriba,
y
una
concentración
variable de Cr+3 y Cr+6. La primera
etapa tiene como objetivo de diseño
producir
el
mismo
caudal
pero
garantizando que todo el cromo esté
en el estado +3. Esta reacción es
rápida si se garantiza un ambiente
ácido (pH 2 a 3). Para asegurar la
reacción se deberá agregar un agente
reductor. Los agentes reductores son
Se observa que el primer reactor debe
asegurar un pH ácido (para exacerbar
la solubilidad del cromo, formando el
ácido crómico), entre pH 2 y 3. Como
es habitual, los potenciales de óxido
reducción
(POR
o
Eh)
cambian
bruscamente al agotarse la especie
oxidante
o
(recuerde
la
que
especie
es
una
reductora
función
logarítmica).
En consecuencia, la dosificación del
agente
reductor
se
podrá
realizar
manteniendo el POR que refleje una
casi total conversión de Cr+6 a Cr+3.
Este POR será del orden 200 a 300 mV
pero cambia al cambiar el pH (unos
150
mV
por
unidad
de
pH,
se
recomienda revisar los diagramas Eh
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
231
pH
que
se
les
ha
electroquímica).
enseñado
en
entre 8 y 24 ppm).
hidróxido de Cromo III)
de
la
primera
rangos máximos y mínimos (p.e. 1 a 2
L/min, Cr+6 entre 7 y 15 ppm y Cr+3
Segundo Reactor (Producción del
Luego
caudal y composición de entrada en
reacción,
se
obtiene una línea de proceso con pH
Instrumentación de una Planta de
entre 2 y 3 y todo el cromo en su
Tratamiento de Aguas Servidas
estado
más
Cr+3.
reducido,
La
formación del hidróxido se realiza en
un segundo sistema que puede ser
muy variado. En este caso, se adoptará
la reacción de la línea de proceso con
cal (apagada), en la forma Ca(OH)2. La
estequiometría será:
El diagrama siguiente corresponde a un
ejercicio
de
instrumentación
Tratamiento
desarrollo
de
de
una
Aguas
de
Planta
la
de
Servidas
mediante una modalidad de "Lodos
Activos", desarrollado por la promoción
1997 del curso (mis agradecimientos a
ellos).
Las
aguas
resultantes
pueden
ser
dispuestas o recicladas a proceso, la
segunda alternativa es la preferida para
En este tipo de planta las aguas de la
alcantarilla son conducidas a una (CR)
cámara
de
rejas
(retención
de
minimizar la contaminación. Por otra
materiales gruesos, también llamada
considerado
operadores); luego a una (SP) cámara
parte, el hidróxido de cromo +3 es
inocuo
por
las
ambientales del hemisferio norte.
reglas
Para este proceso, los actuadores son
distintos
a
los
típicos
pues
las
dosificaciones ocurren en fase gas,
líquida y sólida (o, más bien, coloidal).
Se deja para los alumnos el desarrollo
de un diagrama de instrumentación
adecuado, junto con la memoria del
caso.
Similarmente,
puede
ser
útil
especificar los equipos dándose un
"operación
de
cribado"
por
los
de impulsión por bomba centrífuga
(que opera, además, como estanque de
ecualización de caudal para compensar
la variaciones de caudal típicas de una
línea de aguas servidas); luego a un
(TB)
reactor
donde
se
desarrollan
bacterias a partir de los orgánicos y
otros compuestos (nitrógeno, fósforo,
etc.) de las aguas servidas (y por ende
reducen el contenido de orgánicos);
dado que el proceso biológico requiere
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
232
aire este se suministra mediante un
descarga
biológico es sedimentado mediante la
obtenido del sistema de agua potable
debe
transferencia de momento, sólidos (las
(CA)
compresor;
luego
el
material
adición de un agente floculante que
ser
mezclado
primero
intensamente (MR) y luego lentamente
(ML)
antes
de
sedimentador
entrar
(para
al
obtener
(SF)
aguas
claras); el material biológico debe ser
recirculado
biológico
en
(para
parte
al
mantener
reactor
una
alta
densidad celular y asegurar una gran
reactividad); y las aguas claras son,
finalmente,
desinfectadas
(por
radiación ultra violeta) previo a su
descarga
al
ambiente.
La
sedimentación final produce, además,
un problema de lodos que deben ser
dispuestos
de
alguna
tratada en este ejemplo.
manera
no
memoria de instrumentación, donde
cada sensor se debe especificar con la
mayor precisión posible.
P&ID de un inodoro domiciliario común
Como ejemplo de diseño, utilizando un
de
canalizaciones
instrumentación
conceptual,
de
un
volumen
determinado de agua (unos 7 a 10 L),
del
domicilio,
feces)
para
contenidos
pequeño de líquido.
en
arrastrar,
un
por
volumen
1. El diagrama en bloques sería,
simplemente, una sola caja negra
que
indica
el
volumen
a
descargar. En la memoria de
diseño básico se indicaría:
2. El volumen de agua a contener
3. El sistema de comando de
descarga (operación manual, en
este caso)
4. El método de cierre automático
de la descarga (una vez
descargado)
La clave de códigos se debe ligar a la
diagrama
rápida
5. El método de llenado desde el
sistema de agua potable
(automático, en este caso)
De modo que el P&ID, reseñado en el
diagrama, identifica cada una de esas
partes.
y
se
considera aquí el caso de un sistema
de descarga de un inodoro domiciliario
común. En este caso, el "requisito de
diseño" será proveer un sistema de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
233
actuación sobre un elemento final de
control
Los amplificadores envían (en el caso
de sensores) o reciben (en el caso de
actuadores)
líneas
(típicamente
eléctricas, pero a veces neumáticas)
representadas por líneas discontinuas
La "inteligencia" o el algortimo de
control
rombo
está
representado
pequeño,
especificaciones
figurarán
por
un
cuyas
en
una
memoria de control del proceso. En
Algunas precisiones de interés:
Las válvulas en el diseño corresponden
a válvulas de corte (es decir, sólo
este caso, si se tratase de un inodoro
domiciliario común (se sugiere a los
alumnos
sirven para abrir o cerrar y no son
útiles para regular flujo) y su símbolo
será una manilla plana;
que
no
conozcan
este
artefacto que abran, cuidadosamente,
uno), la operación es enteramente
mecánica e hidráulica. La descripción
una
de la memoria deberá aclarar por qué y
diagonalmente al actuador final de la
detección de nivel (flotador en TN1 y la
El
actuador
circunferencia
final
manual
es
conectada
válvula (o del equipo del caso);
Cada sensor está conectado por una
línea rígida a su amplificador, que se
representa por un círculo con un
código (TN1, p.e.) que lo identifica en
el listado de materiales (listado que, a
menudo, se abrevia por B.O.M.: Bill Of
Materials)
Cada
propia válvula de descarga en TN2) con
los actuadores (p.e. CC1 es una válvula
de
corte
y
el
rombo
2
es
una
amplificación mecánica, por palanca,
de la fuerza de empuje sobre el
flotador TN1).
Especificación de sensores.
Todos los instrumentos deben ser
círculo
representa
un
amplificador y si está enmarcado en un
cuadrado
como se enlazan los sistemas de
es
un
amplificador
especificados
a
un
punto
tal
que
aseguren la operación del proceso y
de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
234
que permita la estimación de sus
estará sujeta a una imprecisión de
Estas
temperatura estará entre 36,7 y 37,7
costos.
especificaciones
sistematizar,
se
aplicándolas
pueden
tanto
a
0,5ºC
(si
se
mide
37,2ºC,
la
ºC).
sistemas sensores como a sistemas
La precisión está asociada al cálculo de
actuadores, sin que todas y cada una
la desviación estándar del instrumento
continuación sean aplicables a todo
ERROR
de
las
definiciones
que
siguen
a
sensor o actuador. Sin embargo, las
definiciones conforman parte del léxico
básico
del
proyecto
de
instrumentación.
o de un procedimiento analítico.
Expresa la diferencia entre la magnitud
medida y la lectura instrumental. En
toda aplicación se desearía que el error
fuese
PRECISION (o EXACTITUD)
0;
sin
instrumentos
embargo,
todos
modifican
los
su
Todo sistema sensor responde a un
comportamiento a lo largo de su vida y
principio físico, químico o biológico
es común calibrarlos de cuando en
que permite su funcionamiento. Por
cuando. Un instrumento tan sencillo
limitaciones que serán inherentes a sus
debe calibrar para corregir el error. Por
la precisión, que regula el margen de
instrumento lee 69ºC, el error será de –
imprecisión instrumental. Por ejemplo,
1ºC.
dado
El error se define, habitualmente, como
ende,
todo
sistema
sensor
tendrá
principios. Una de tales limitaciones es
un
sistema
de
medición
de
temperatura, de precisión 0,05 ºC,
cuando su lectura fuese de 37,2ºC
significa
que
la
temperatura
del
ambiente medido está entre 37,15 y
37,25 ºC.
Habitualmente, la precisión se expresa
como porcentaje de la escala completa.
Por ejemplo, un termómetro cuyo tope
de escala fuese 100ºC y de precisión
0,5% significa que toda lectura de T ºC
como un termómetro de mercurio se
ejemplo, si un reactor está a 70ºC y el
Lectura-Valor
usarse
a
la
real;
si
inversa
bien
sin
podría
mayores
confusiones, con tan sólo especificar
que opción se usa.
ERROR de NO LINEALIDAD
Los instrumentos ideales son lineales.
De hecho, la mayoría de los sistemas
instrumentales
comerciales
tienen
respuesta lineal. Puede ocurrir, sin
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
235
embargo, que la respuesta no sea
estrictamente lineal y, por ende, que
ocurra un error por no linealidad de la
respuesta del instrumento.
REPETIBILIDAD
Especifica la habilidad del instrumento
para entregar la misma lectura en
aplicaciones repetidas del mismo valor
de
la
variable
medida.
Así,
por
ejemplo, si a una misma presión de 25
p.s.i.g., un manómetro de precisión de
1 p.s.i., entrega las lecturas de 25,5;
26; 24,3; y 24 p.s.i.g. su operación es
repetible; una lectura de 27 p.s.i.g.
indicaría un problema de repetibilidad
del instrumento (a menos que conste
que fuese un problema de histéresis).
Un caso típico que conviene tener en
cuenta es el de los electrodos y
medidores de pH. Como es sabido, la
escala de pH resulta lineal pues el
potencial
de
Nernst
generado
corresponde al logaritmo negativo de
la concentración molar de hidrógeno
ionizado (H+). A pesar de la sólida
definición que sustenta la linealidad
del
medidor
y
de
la
electrónica
utilizada para la amplificación, los
REPRODUCIBILIDAD
Se
refiere
a
la
capacidad
del
instrumento de mantener una misma
lectura cuando el valor de la especie
sensada
está
a
valor
constante.
También se utiliza este término para
describir la capacidad de entregar el
mismo
valor
medio
y
desviación
estándar al medir repetidamente un
mismo valor.
sistemas (electrodo más medidor) de
SENSIBILIDAD
medición
Término utilizado para describir el
de
pH
sufren
de
no
linealidades y, en realidad, la relación
entre el pH de la solución y el pH
medido es más bien como indican los
puntos (circulitos) que como la línea
sólida (hipotética respuesta lineal) de la
figura a continuación.
mínimo cambio en la especie sensada
que el instrumento puede detectar. Su
definición es similar a la definición de
ganancia pero se refiere, más bien, a la
posibilidad de discriminar dos valores
muy cercanos entre si. La sensibilidad
se expresa cuantitativamente mediante
236
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
la tasa de cambio de la medición
respecto del cambio en la especie
sensada.
RANGO
Expresa los límites inferior y superior
del
instrumento.
Por
ejemplo,
los
Es común (pero erróneo) asociar la
sistemas de medición de pH suelen ser
si una escala de temperatura tiene
conceptual de pH puede exceder este
se podría pensar que la sensibilidad
llamaríamos "acuosas").
sensibilidad a la escala de lectura; p.e.
divisiones cada un grado centígrado,
fuese de ½ grado porque no sería
posible "estimar" valores como ¼ de
grado. En realidad, es posible que el
sistema termómetro en uso necesite un
cambió de un grado antes de modificar
su aguja indicadora.
anterior.
de
Expresa
discriminar
la
entre
valores, debido a las graduaciones del
instrumento.
Se
suele
hablar
de
número de dígitos para indicadores
numéricos digitales y de porcentaje de
escala para instrumentos de aguja. Es
bien sabido, por ejemplo, que los
termómetros
de
baja
calidad
sólo
tienen indicaciones cada 10 ºC, sin
subdivisiones, a fin de enfatizar al
usuario que el instrumento sólo da una
noción
y
RANGO de TRABAJO o de OPERACIÓN
Muchos instrumentos, sobre todo los
industriales,
permiten
definir
sub
rangos de su rango intrínseco, Típico
de medidores de pH, subrangos de 0 a
rango de trabajo mejora la resolución
Se refiere, precisamente, al contra
posibilidad
rango; pero, en soluciones que no
1,4; de 1 a 2,4; de 2 a 3,4; etc. El
RESOLUCIÖN
ejemplo
de rango 0 a 14 (aún cuando la "escala"
no
se
debe
usar
como
instrumento de alta resolución. La
resolución está en directa relación a la
escala del instrumento.
pero no necesariamente la sensibilidad.
BANDA MUERTA
Los
instrumentos
suelen
ser
insensibles a muy pequeños cambios,
porque su sensibilidad así lo impone.
Este mismo concepto puede ser visto a
la inversa, especificando, en cambio, la
banda
(en
el
sentido
de
espacio)
muerta del instrumento, es decir, cuan
grande debe ser el cambio de la
especie
sensada
para
que
el
instrumento reaccione. Este término
también se aplica a los rangos de valor
de la especie sensada para los que el
instrumento
no
responde;
p.e.
temperaturas debajo o sobre el rengo
de un termómetro.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
237
respuesta del orden 5 segundos; pero
CORRIMIENTO DEL CERO
La lectura en cero suele cambiar por
razones
asociadas
instrumento
o
al
uso
porque
las
de
un
etapas
existen electrodos de mejores tiempos
de respuesta (electrodos de "Ross"), del
orden de un segundo.
amplificadoras sufren de deriva en el
HISTÉRESIS
tiempo (como, por ejemplo, la línea
Algunos instrumentos presentan un
base
de
un
instrumentos
cromatograma).
deben
especificar
Los
su
tolerancia al corrimiento del cero y,
además,
los
periodicidad
de
procedimientos
y
recalibraciones.
Un
caso muy típico es el cero de la escala
de pH (la concentración molar de H+ es
igual a la de OH- a pH 7,00) que se
debe recalibrar frecuentemente.
fenómeno de "memoria" que impone
un
histéresis
a
su
respuesta.
En
particular, un sistema de medición de
presión podría indicar los cambios de
presión según si la presión anterior era
más alta o más baja que la actual,
debido a fenómenos de resistencia
viscosa al desplazamiento de partes
interiores del sensor. Así, una presión
de 3 p.s.i.g., por ejemplo, podría leer
TIEMPO DE RESPUESTA
La medición de cualquier variable de
3,1 si la presión acaba de bajar, pero
proceso puede implicar una demora,
2,9 si esta ha subido. El diagrama
transporte, etc.) que debe ser definida
histéresis consiste de dos curvas, en
(ebida
a
fenómenos
de
equilibrio,
adecuadamente. Si la medición tiene
tradicional
de
las
respuestas
con
lugar de la línea recta hipotética.
una cinética más lenta que la de la
propia variable, habrá que disponer de
sistemas complejos de predicción del
valor en lugar de descansar sólo sobre
la medición instrumental. Los tiempos
de respuesta se definen en base al
tiempo necesario para obtener una
medida que corresponda al 96% (o
cualquier otro porcentaje) del valor
final. Los electrodos de pH comunes,
por
ejemplo,
tienen
tiempos
de
FUNCION DE TRANSFERENCIA
Un instrumento se puede caracterizar
formalmente mediante su función de
238
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
transferencia, es decir, por su modelo
termodinámico, si bien guarda alguna
entrada es el valor real de la propiedad
termodinámico,
instrumento.
toda
cuantitativo de todas y cada una de las
ganancia deberá ser unitaria; pero
variables que permiten la completa
(si oscila, por ejemplo) entre cambios
embargo, las variables del estado de
como el tiempo de respuesta pueden
una planta no requieren estar todas
ser importantes para la aplicación que
ligadas entre si en forma explícita,
transferencia de instrumentos de alta
el caso de las variables termodinámicas
el fabricante. De no ser tal el caso, esta
proceso es más bien simple, pero
se
el
puede generar un extenso listado de
análisis dinámico clásico (según se
variables. Mediante esta definición se
analiza en el trabajo de laboratorio del
podrá generar un listado de variables,
curso,
también,
ordenado, que contenga los valores de
recordar la respuesta dinámica del
cada una de ellas, indexado por un
analizado).
así como se suele hablar del vector de
matemático Entrada/Salida, donde la
sensada y la salida es la lectura en el
Por
descontado,
tanto la forma dinámica de la respuesta
se esté diseñando. Las funciones de
calidad suelen estar disponibles desde
deberá
construir
puede
ser
mediante
útil,
transductor diferencial de presión ya
Los
procesos
instrumentados,
especificado,
deben
según
para
se
disponer
ser
ha
de
similitud.
Al
igual
el
que
el
estado
estado
de
un
proceso está reflejado por el valor
caracterización de la operación; sin
mediante leyes de conservación (que es
de estado). La noción de estado del
número secuencial (una cuenta) y es
estado, para referirse al valor de cada
una de las variables de proceso que
permiten la más completa definición
información sobre el estado de su
del mismo.
operación. Tal información es útil para
Las variables son cuantificadas por
acuerdo
sensores seguidos de amplificadores
asegurar que el proceso opera de
a
las
especificaciones
de
diseño, es decir, el estado de la planta
debe
especificar
(también
sensores,
llamados
es
decir,
por
acondicionadores
de señales) que generan una señal
es el deseado.
Se
sistemas
aquí
que
se
entiende por estado de un proceso. La
noción difiere de la noción de estado
eléctrica (si bien existieron los que
generaban
señales
de
presión)
y,
posiblemente, producen una indicación
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
239
local. Estos sistemas sensores suelen
Las
señales, es decir, generan una salida
comunes, que pueden ser en potencial
valor de la variable medida.
(amper). Se encuentran instrumentos
Si se dispone de sistemas sensores con
cuya salida varía entre 0 y 10 volts, 0 a
llevar la información acerca de las
mA. El estándar favorito es la salida en
tener capacidad de transmisión de
eléctrica cuyo valor es proporcional al
capacidad de transmisión, es posible
variables en proceso, a un sistema
computacional que permita mantener
una versión actualizada permanente
del estado de la planta.
Los instrumentos suelen generar una
salida eléctrica que es una función del
valor de la propiedad que miden (es
decir, tienen una ganancia definida y
única, poco variante en el tiempo). Esta
se
dice
de
comportamiento
análogo a la medición de la variable,
pues refleja estrictamente, en todo
momento,
el
valor
medido
de
la
propiedad. La salida se dice análoga
porque
es
una
simple
función,
usualmente lineal, de la posición de la
aguja o del valor desplegado (en caso
de medidores a dígitos) del sistema
sensor; también se usa el término
"análogo"
para
diferenciar
esta
medición de un número digital, válido
en un computador digital.
conforman
de
los
con
ciertos
instrumentos
estándares
eléctrico (volts) o en corriente eléctrica
1 volts, 0 a 5 volts, 0 a 20 mA y 4 a 20
corriente, en el rango 4 a 20 mA. En
primer
lugar,
corrientes
la
es
transmisión
preferible
a
de
la
transmisión de voltajes porque el ruido
hertziano
Conversores análogo a digital
salida
salidas
(efecto
antena)
genera
potenciales pero no puede (sin una
transformación a propósito) generar
corrientes; en segundo lugar, es muy
útil que el cero instrumental no esté en
el cero de señal transmitida porque de
esta manera una corriente cero será,
necesariamente, debida a un cable
cortado y no una medición válida (si el
cero
de
voltaje
o
de
corriente
corresponde a un valor aceptable de la
propiedad medida, no será posible
distinguir
un
cable
cortado
o
un
cortocircuito respecto de la condición
cero de proceso).
La información de salida se puede
llevar
a
cualquier
instrumento
subsecuente (habitualmente carta de
registro en papel, acumuladores de
datos, multi tester, etc.) mediante un
simple par de cables, con tal que los
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
240
rangos
de
ambos
correspondan
entre
extremos
si;
de
allí
la
importancia de especificar las normas
de
salida
de
los
transmisores
instrumentales.
significativo
de
Para
la
intertanto.
lograr
número
propiedades
consecución
digital
que
en
de
el
un
refleje
estrictamente el valor de una entrada
Para poder disponer de información en
(p.e. de voltaje), basta con generar una
traducir
a
caso) en el tiempo. Simultáneamente,
puedan
se arranca un reloj digital (un número
un computador digital, es necesario
los
números
valores
digitales
de
que
salida
se
rampa analógica (de voltaje en este
se
digital que aumenta en uno su valor
conectan a un sistema de circuitos
cada cierta unidad de tiempo, p.e. cada
eléctricos conocido como conversor
millonésima de segundo) y se compara
análogo a digital, abreviado CA/D.
el voltaje de la rampa con el voltaje a
procesar.
Los
amplificadores
Un conversor análogo a digital acepta
en
su
entrada
un
voltaje
o
una
corriente eléctrica y genera un número
digital que corresponde al valor de
entrada, en el instante en que se
realiza
la
conversión
conversión.
y/o
entre
Durante
una
y
la
"convertir".
Cuando
el
comparador
detecta la igualdad de ambos voltajes,
detiene el contador del reloj y es ese
número
el
que
se
utiliza
para
representar el valor del voltaje de
entrada.
otra
Por ejemplo, dado un reloj de 1 KHz
variar sin que el conversor pueda
segundo) y un contador de 8 bits (es
números digitales significa que los
conversor de rango 0 a 10 volts, la
valores de las propiedades se conocen
rampa de voltaje generará 10 volts en
en ciertos instantes y no en otros (en
256 milésimas de segundo, es decir,
particular,
se
conocen
frecuencia
de
muestreo).
medición, la señal de entrada podría
tomar nota. Es decir, la conversión a
(kilo Hertz significa mil veces por
decir,
de
256
cuentas),
para
un
según
la
39.0625 volts por segundo o, su
Desde
el
inverso, 0.0256 segundos por volt. Si
punto de vista de los procesos, las
se presenta una entrada de 5 volts, la
tan
segundos
frecuencias de conversión actuales son
altas
(p.e.
cada
milésima
de
segundo) que no es posible el cambio
comparación se alcanzará en 5*0.0256
(=0.128
segundos).
Naturalmente, un contador a tasa de
1000
cuentas
por
segundo,
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
habrá
241
generado el número 128 en versión
su captura de ruido es menor y permite
número (digital) será utilizado en el
Así
digital (es decir, 10000000) y este
computador para representar 5 volts.
Los CA/D necesitan, además, poder
transmitir
la
información
digital
adquirida al sistema computacional del
transmisiones de uno 700 metros.
entonces,
las
salidas
de
los
instrumentos pueden ser conectadas a
conversores
análogo
conversores
análogo
a
digital,
los
digital
se
a
alambran a su vez a un computador
caso. A este fin, se utilizan protocolos
mediante interfaces de comunicaciones
de comunicación estandarizados, si
estandarizadas y, finalmente, se puede
bien existen aún protocolos ad hoc.
disponer
Los
computacional
protocolos
más
habituales
en
de
un
programa
que
administre,
proceso químicos son de tipo serial,
mediante el puerto de comunicaciones,
porque permiten mayores distancias de
la adquisición de datos de una planta
eléctricos se utilizan protocolos de
Selección de conversores Análogo a
Digital
transmisión mientras que en procesos
transmisión paralela porque son más
rápidos (pero de menor distancia de
transmisión). Cómo ejemplo, se puede
considerar que la interface RS232C
(puerto
"mouse"),
instalada
como
estándar en los computadores tipo PC,
de proceso.
El
uso
de
adquisición
conversores
de
datos
para
implica
número de definiciones de diseño.
la
un
Cabe destacar, en primer lugar, que no
permite transmitir a unos 100 metros,
es imperativo utilizar un CA/D para
(puerto
posible
mientras que la interface centronix
de
impresora)
permite
transmitir a unos 5 metros.
Aún la interface RS232C sería limitante
en una planta de procesos, porque sus
señales de transmisión operan en base
a voltajes absolutos (respecto de una
referencia a tierra) y es así como se ha
creado la interface RS422A (y similares)
que operan en corrientes, de modo que
cada sistema sensor, pues suele ser
mediante
multiplexar
interruptores
(seleccionar
electrónicos
programables) varias señales a un solo
conversor
A/D.
En
particular,
el
sistema utilizado en el laboratorio, de
la
marca
OPTO22,
multiplexa
16
señales analógicas en un solo "tablero"
CA/D.
En segundo lugar, la precisión digital
alcanzada por la conversión de una
242
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
señal analógica depende del número
transmisión); velocidad conocida como
ejemplo,
si
sistemas
convierte
a
de bits del CA/D que se usa. Por
un
sistema
sensor
transmite en la norma 4 a 20 mA y se
digital
mediante
el throughput del sistema CA/D. Los
CA/D
capacidades
de
comunes
medición
tienen
cada
un
milésima de segundo (1KHz) y se
conversor de 8 bits, se dispondrá de
pueden conseguir mejores velocidades
espacio de 16 mA de la señal análoga
procesos suelen ser de cinéticas más
(desde 4 a 20 mA), originando así una
bien lentas, si no están sujetos a
"precisión" de 16/256 mA, es decir, se
cambios importantes de requerimiento
términos de la propiedad medida, es
La frecuencia de toma de muestras
desde la propiedad medida (es decir, el
cambio posible en el proceso y se
valor que despliega el medidor local)
debiera,
hasta
frecuencia
256 números (28=256) para recorrer el
puede discriminar cada 5,14 pA. En
posible utilizar una ganancia global,
el
número
digital
en
el
con conversores de mayor costo. Los
de producción o de las perturbaciones.
será tan rápida como sea el más rápido
entonces
del
especificar
conversor
la
según
la
computador. Así por ejemplo, para la
cinética propia del proceso.
escala de pH de 0 a 14, una conversión
Es prudente, sin embargo, destacar
de 8 bits permitiría discriminar cada
14/256 (0,05) unidades de pH, que es
perfectamente útil. Considerando, por
otra
lado,
que
hay
variables
que
recorren un más amplio espacio de
valores, como una termocupla de 0 a
1000 ºC, la discriminación sería más
bien pobre (1000/256≈ 0,25ºC) y se
debiera pensar en utilizar un conversor
de 12 bits o definir subrangos de
operación de la variable medida.
que la velocidad de conversión, en un
sistema multiplexado, será válida para
cada variable medida, de modo que un
throughput de 1KHz, utilizado para
medir
10
medición
variables,
sea
el
donde
promedio
cada
de
5
mediciones sucesivas permitirá obtener
un nuevo conjunto de los 10 valores
cada
50
milésimas
de
segundo.
Además, utilizar el computador a esta
tasa
de
adquisición
de
datos
El diseñador debe también especificar
significaría que no cumple ninguna
la velocidad con que el valor de una
otra tarea.
variable puede ser obtenida en el
computador (comando, conversión y
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
243
En la práctica, mediciones cada 1 a 30
minutos son más que suficientes en
conversores CA/D y CD/A en un mismo
equipo o circuito).
procesos químicos de alta escala.
Conversión digital a análogo (CD/A)
CONTEXTUALIZACIÓN
En muchos casos puede ser importante
que el computador que adquiere los
datos fije, además, el valor de una
Competencia lógica.
acción sobre el proceso (por ejemplo,
mover una válvula; acelerar o decelerar
una bomba centrífuga; etc.)
En estos casos, en el programa del
computador se concluye que una dada
variable
de
operación
tenga
un
determinado valor (p.e. frecuencia de
− Elabora un diagrama de flujo sobre
los
un motor de bomba centrífuga) y este
uno
digital.
Habitualmente,
nos
interesará
conseguir una corriente en el rango 4 a
20 mA.
aplicó
desarrolló,
de
acuerdo
al
análisis individual del caso.
Para utilizar el valor calculado de la
un voltaje o corriente estandarizado.
que
compañeros las variantes que cada
programa,. Por ende es un número
analógico en la forma, por ejemplo, de
procedimientos
según el caso y comenta con sus
cálculo está alojado en una variable del
variable, se debe conseguir un número
Identificar
los
procesos
e
mantenimiento correctivo y su
aplicación en diferentes tipos de
controles para procesos de reacción
química y transferencia de masa.
Competencia para la vida:
Respetar a sus pares, en toda
actividad y desempeño cotidiano.
− Aplica
los
responsabilidad
valores
en
toda
de
respeto y
actividad
que
desarrolles.
La conversión de un número digital a
un
variable
eléctrica
analógica
se
consigue mediante un conversor de
digital
a
análogo
CD/A,
que
habitualmente coexiste en el mismo
sistema
CA/D
(i.e.
se
especifican
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
244
Estas y otras respuestas determinan la
factibilidad de un proyecto.
Un estudio de mercado debe servir
RESULTADO DE APRENDIZAJE
para tener una noción clara de la
2.2 Registrar los resultados utilizando
de adquirir el bien o servicio que se
los formatos de registro de
cantidad de consumidores que habrán
piensa vender, dentro de un espacio
mantenimiento y respetando las
definido,
normas de seguridad.
durante
un
periodo
de
mediano plazo y a qué precio están
dispuestos a obtenerlo.
Adicionalmente, el estudio de mercado
2.2.1 DOCUMENTACIÓN DEL
va a indicar si las características y
MANTENIMIENTO CORRECTIVO.
especificaciones
Los estudios de viabilidad son análisis
que nos permiten determinar si el
proyecto será de impacto y tendrá
rentabilidad, a fin de tomar la decisión
sobre su puesta o no en marcha. El
primer paso hacia el análisis de la
factibilidad lo representa el desarrollo
de estudios de mercado.
serie de interrogantes sobre aspectos
básicos como son: ¿cuáles son sus
objetivos?, ¿qué métodos utilizar?, ¿qué
análisis
de
la
oferta
y
la
demanda?, ¿cuáles son los métodos de
proyección de la oferta y demanda?,
¿cómo determinar el precio de un
servicio?, ¿cómo presentar un estudio
de mercado?
o
producto corresponden a las que desea
comprar el cliente.
Nos
dirá
clientes
igualmente
son
los
qué
tipo
interesados
de
en
nuestros bienes, lo cual servirá para
orientar la producción del negocio.
Finalmente, el estudio de mercado nos
apropiado para colocar nuestro bien o
Todo estudio de mercado plantea una
el
servicio
dará la información acerca del precio
Estudio de mercado
es
del
servicio y competir en el mercado, o
bien imponer un nuevo precio por
alguna razón justificada.
Por otra parte, cuando el estudio se
hace como paso inicial de un propósito
de
inversión,
ayuda
tamaño
indicado
del
instalar,
con
las
a
conocer
negocio
el
por
previsiones
correspondientes para las ampliaciones
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
245
posteriores,
consecuentes
del
crecimiento esperado de la empresa.
Finalmente, el estudio de mercado
deberá
exponer
distribución
los
canales
acostumbrados
de
para
colocar y cuál es su funcionamiento.
Tipos de estudios de viabilidad.
La viabilidad para realizar un proyecto
de
automatización
industrial,
sustenten otros materiales que sirvan
de
se
resume de la siguiente forma
apoyo
en
caso
de
requerir
representatividad en aspectos legales.
el
tipo de bien o servicio que se desea
•
dando el crédito a los participantes que
− De gestión.
Determina si habrá respaldo de todos
los involucrados en el proyecto.
− Ambiental.
Determina
las
implicaciones
ambientales del proyecto, o su impacto
en la mejora del mismo.
− Técnica.
Identifica si se e cuenta con los
materiales e insumos necesarios para
− Económica.
Dado el costo del proyecto, este tipo
realizar el proyecto de automatización
de
humano,
indica
logrará optimizar con la herramienta,
personal
con conocimientos técnicos
y
además
industrial.
que
Respecto
disponibilidad
si
y
al
se
material
cuenta
que
con
presenten
motivación
beneficioso
su desarrollo y que se
− Política.
sociedad y cuales serán los beneficios
de
automatización
industrial; implica el determinar si está
orientado hacia la solución de un
que
resulta
Que impacto tendrá el proyecto ante la
Responde a las implicaciones legales
problema
si
que ofrece el sistema.
para
− Legal.
proyecto
identifica
aumentando la calidad de los servicios
apoyar al proyecto.
del
viabilidad
realmente
se
esta
que aportará a la organización.
•
Beneficio neto
− Costos del proyecto.
presentando en el sistema, y si existe
la disposición para apoyar el proyecto,
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
246
El costo del proyecto determina la
inversión y los medios necesarios para
CONTEXTUALIZACIÓN
su implementación.
Competencia tecnológica.
− Beneficios esperados.
Se refiere a
la disminución de
costos que se obtendrán con el
desarrollo
del
proyecto
de
− Elabora un texto redactado en Word,
explicando
automatización.
•
Emplear el procesador de textos de
Word para realizar formatos y
documentar la información.
la
importancia
y
características de la documentación
Condiciones de funcionalidad.
para el control del mantenimiento
correctivo.
Determina los requisitos para la
operación óptima del proyecto a
desarrollar.
•
Competencia de calidad:
Formulación y evaluación del
proyecto.
Cuando los emprendedores deciden
utilizar sus recursos o de terceros en
una actividad productiva, asumen un
riesgo, el riesgo que puede significar
fracasar en dicha "experiencia" y por
consiguiente ocasionarles pérdidas.
La
evaluación
de
un
proyecto
Generación
de
bitácoras
mantenimiento correctivo
de
− Realiza la búsqueda en INTERNET de
sitios que presenten sus proyectos
para
analizar
factibilidad
identificar
que
el
los
criterios
estudio
sustenta
tomados
de
e
en
cuenta para validar el proyecto.
de
automatización industrial tiene como
propósito establecer en el presente si
dicho proyecto es rentable económica y
financieramente, de tal manera que los
interesados puedan tomar una actitud
frente al mismo, en el sentido de
implementarlo o no.
Competencia para la vida:
− Elaborará un cuadro sinóptico sobre
las
características
de
la
documentación requerida para el
control
administrativo
mantenimiento
correctivo
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
del
de
247
sistemas de control digital.
− Elabora
un
manual
de
procedimientos administrativos del
mantenimiento correctivo.
Constituida por el valor monetario de
la materia prima o insumos que se
consume en el proceso de producción
Costo Indirecto de Fabricación (CIF)
Son aquellos recursos que participan
indirectamente en la fabricación del
producto o del servicio, así tenemos:
2.2.2 RELACIÓN COSTO – BENEFICIO
seguro, mantenimiento, artículos de
DE LA APLICACIÓN DEL
limpieza, depreciación, etc.
MANTENIMIENTO.
Relación costo – beneficio.
En toda actividad productiva al ofrecer
fabricar un producto o prestar un
servicio
se
entendiéndose
generan
que
los
costos,
costos
son
desembolsos monetarios relacionados
justamente
con
la
fabricación
del
producto o la prestación del servicio ya
sea en forma directa o indirectamente.
Dentro
los
elementos
del
costo
tenemos (los cuales constituyen el
costo de producción):
con
el
personal
del producto y la remuneración que
por
tenemos
a
dicha
los
ayudantes, etc.
Costo de Insumos
actividad,
operarios,
Proyectar el costo anual de producción
de una empresa teniendo en cuenta la
siguiente información:
o Las ventas proyectada para dicho
año
así
obreros,
se
ha
estimado
en
6500
unidades
o La política de inventarios es la
siguiente:
Productos
Terminados:
inventario final es equivalente
que
trabaja directamente con la fabricación
percibe
Caso Integral de Costo de Producción
•
Costo de la Mano de Obra Directa
Relacionado
Ejemplo de desarrollo de un
al 20% de las ventas
•
Insumos: inventario final es
equivalente al 10% de las
unidades a consumir
o Mano de Obra
En planta labora el siguiente personal:
4 operarios y 3 obreros: los primeros
248
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
ganan mensualmente S/. 1400 y los
1100
segundos ganan S/. 1100, todos en
planillas y los obreros todos tienen
13200
S/.
S/.
1100
13200
hijos (los importes antes mencionados
no incluyen asignación familiar)
Cada unidad producida consume los
siguientes insumos:
Cantidad
Costo/unitario
A
3.2 lt
S/. 2.50
B
1.4 lt
S/. 1.80
189
S/.
149
(*) 10% del sueldo mínimo legal, por 14
veces
anual
+
asignación
familiar
+
gratificación)
S/. 820 semestral; Depreciación = S/.
2500 anual; Servicios públicos = S/.
970 mensual
En el caso de las empresas industriales
el aporte del empleador es del 11.75%
(9% prestaciones de salud, 2% IES y
0.75% Senati)
Las gratificaciones no están afectas al
IES
Solución:
Insumos
Mano de Obra Directa
Salario
mensual anual
S/.
Operario 1 1400
S/.
Operario 2 S/.
S/.
Operario 3 1400
S/.
Operario 4 1400
S/.
16800
16800
16800
S/.
Obrero 1
S/.
Obrero 2
1400
16800
S/.
S/.
S/.
S/.
1337
Aporte empleador = 9.75% (salario
= S/. 420 mensual; Mantenimiento =
1100
S/.
asign. Famil.) / 12
- En cuanto a los CIF tenemos:: Seguro
Obrero 3
189
CTS = (salario anual + gratificación +
Insumo
Trabajador
S/.
1337
Total
o Insumos
Salario
S/.
13200
S/.
Gratificación
Asignación
familiar (*)
CTS
Aporte
Total
tenemos
empleador
las
S/.
S/. 2800
S/. 2800 S/.
2800
2800
S/. 2200
S/. 2200
S/. 2200
----
1633 S/. 1911
----
S/.
S/. ------S/. 644
S/. 644
S/. 644
1633
S/.
1633
S/.
S/. 1911
S/. 1911
S/. 1911
S/. 1564
1633 S/. 1564
S/.
1337
Para proyectar el costo de los insumos,
S/. 1564
S/.
que tener presente primero
unidades
a
producir,
que
no
necesariamente serán las mismas de
23144
loas unidades a vender, en nuestro
S/.
caso
23144se presenta este hecho (las ventas
no
S/. son iguales a la producción, por la
23144
política de inventarios para productos
S/.
terminados
en este caso),
23144
S/.
Año
18945
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
1
249
o
Mes
Ventas
6500
Inventario final
1300
Unidad. Requer.
7800
Invent. Inic.
(0)
Producción
7800
inicial
nuevo
el
inventario inicial es cero, pero en
negocios
en
marcha,
no
necesariamente será cero
Como
ya tenemos
la
cantidad ha
producir, podemos entonces establecer
el costo de los insumos, el cual en este
caso
al
inventarios
existir
para
una
política
insumos
de
se
establecerán dos valores: el primero es
el costo de los insumos consumidos en
el proceso de producción y el segundo
es el costo de los insumos ha comprar
(el primero se utiliza en el costo de
producción y el segundo en el flujo de
caja
para
proyectar
los
la
1
Mes
unidades requeridas con el inventario
negocio
implemente
Año
La producción es la diferencia entre
un
que
Insumo A:
ventas con inventario final
es
pago
empresa)
Las unidades requeridas es la suma de
Como
de
egresos,
sumando a ello la política de compras
Unidades a consumir
24960
Inventario final
2496
Unidad. Requer.
27456
Invent. Inic.
(0)
Total a comprar
27456
Costo de ins. comprar
S/. 68640
Las unidades a consumir se determina
multiplicando la producción con la
cantidad unitaria de cada insumo
Insumo B:
Año
Mes
1
Unidades a consumir
10920
Inventario final
1092
Unidad. Requer.
12012
Invent. Inic.
(0)
Total a comprar
12012
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
250
Costo de ins. comprar
S/. 21621.6
Concepto
Seguro
Costo total de los insumos a comprar
Importe
Importe
parcial
anual
420 mens
5040
Mantenimiento 820 semest 9840
Insumo
1
A
S/. 68640.0
Serv. Públicos 970 mens.
11640
B
S/. 21621.6
Total
29020
Total
S/. 90261.6
Depreciación
Costo total de los insumos a consumir
RESUMEN
en la producción
DEL
COSTO
DE
PRODUCCIÒN
Insumo
1
A
S/. 62400
B
S/. 19656
Total
S/. 82056
Para
2500 anual 2500
determinar
el
costo
de
los
insumos a consumir, lo que se hace es
CONCEPTO
1
Mano de obra
S/. 149411
Insumos
S/. 82056
CIF
S/. 29020
Costo de Producción
S/. 260487
multiplicar las unidades a consumir por
el costo unitario del insumo (10920 x
1.8 = 19656)
Costo Indirecto de Fabricación (CIF)
Según la información proporcionada
podemos
determinar
el
CIF
de
Ejercicios Propuestos
la
siguiente manera:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
251
a.
Proyectar
el
costo
anual
de
producción de una empresa teniendo
o En
Seguro
ha
estimado
en
o La política de inventarios es la
siguiente:
Terminados:
inventario
final es equivalente al 5% de las
ventas
o Insumos:
inventario
Servicios
3800
unidades
o Productos
final
los
S/.
CIF
520
tenemos::
mensual;
Depreciación = S/. 2800 semestral;
o Las ventas proyectadas para dicho
se
=
a
Mantenimiento = S/. 520 trimestral;
en cuenta la siguiente información:
año
cuanto
es
equivalente al 8% de las unidades a
consumir
públicos
=
S/.
690
mensual
b.
Proyectar
el
costo
anual
de
producción de una empresa teniendo
en cuenta la siguiente información:
o Las ventas proyectadas para dicho
año
se
ha
estimado
en
5800
unidades
o La política de inventarios es la
siguiente:
Productos Terminados: inventario final
o Mano de Obra
En planta labora el siguiente personal:
5 operarios y 2 obreros: los primeros
ganan mensualmente S/. 1300 y los
es equivalente al 12% de las ventas
Insumos: inventario final es equivalente
al 10% de las unidades a consumir
segundos ganan S/. 950, todos en
o Mano de Obra
planillas y los operarios todos tienen
En planta labora el siguiente personal:
hijos (los importes antes mencionados
no incluyen asignación familiar)
o Insumos
4 operarios y 5 obreros: los primeros
ganan mensualmente S/. 1150 y los
segundos ganan S/. 730, todos en
Cada unidad producida consume los
siguientes insumos:
planillas y los obreros todos tienen
hijos (los importes antes mencionados
no incluyen asignación familiar y otros
Insumo
Cantidad
Costo/unitario
A
0.9 lt
S/. 4.50
B
2.1 lt
S/. 3.20
beneficios)
o Insumos
Cada unidad producida consume los
siguientes insumos:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
252
Insumo
Cantidad
Costo/unitario
A
2.4 lt
S/. 1.50
B
1.8 lt
S/. 2.10
o En
cuanto
Seguro
a
=
los
S/.
Mantenimiento
planificación
•
tenemos::
1200
mensual;
S/.
1420
850 mensual
•
planificación del proyecto, hoy tendrán
en
la
impacto
organización.
Generalmente, los papeles estratégicos
gerente
del
proyecto
para
coordinar
la
El gerente de paquete de trabajo es
entrada a los planes del proyecto.
•
Los profesionales participan como
contribución
a
los
procesos
como sigue:
Las
decisiones
de
los
más
complejas
financieros
de
se
son
resultados,
que
proporcionan información para la toma
directores y aprueba (o remite para
de decisiones en salvaguarda de los
proyecto importantes y mantiene la
la precisión y la veracidad de la
esto que planea.
importante.
el estudio extenso) los planes del
vigilancia encima de la aplicación de
•
estados
documentos
revisiones
de
planificación del proyecto.
Los
de
de
planificación del proyecto.
en la planificación del proyecto son
tabla
y
actividad
refieren a los aspectos financieros.
La
es
integrar
de individuos importantes involucrados
•
son
responsable para proporcionar la
Individuos que toman las decisiones de
estratégico
El
responsable
− Toma de decisiones.
el
funcionales
los planes del proyecto.
•
largo,
gerentes
lo
tecnología funcional innovadora en
mensual; Servicios públicos = S/.
término
Los
y
responsables para la integración de
trimestral; Depreciación = S/. 530
un
proyecto
procesa para la corporación.
CIF
=
del
La mayor dirección dirige el plan,
desarrollo,
sistema
y
de
estratégica
y
aplicación
la
una
de
un
planificación
filosofía
de
intereses de la empresa, en tal sentido
información que pueda contener es
Entre
los
estados
financieros tenemos:
a. Estado de Ganancias y Pérdidas
Este estado financiero nos permite
determinar si la empresa en un periodo
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
253
determinado ha obtenido utilidades o
pérdidas
- Cuenta por cobrar
Estructura
- Otros ingresos
Un estado de ganancias y pérdidas por
lo
- Ventas (contado)
general
presenta
la
siguiente
estructura:
Ventas 1000.0
(Costo de ventas) (600.0)
Utilidad bruta 400.0
(Gastos operativos) (120.0)
Utilidad operativa 280.0
(Gastos financieros) (10.0)
Utilidad antes de impuesto 270.0
(Impuesto 29%) 78.3
Utilidad neta 191.7
b. Flujo Neto de Caja
El flujo neto de caja es un estado
financiero en el cual se registran los
ingresos y egresos generados en un
periodo determinado, es decir que el
flujo neto de caja es el saldo entre los
ingresos y egresos de un periodo
Egresos
- Mano de obra
- Insumos (contado)
- Cuenta por pagar
- Cif (*)
- Gastos administrativos
- Gastos de ventas
- Intereses
- Amortización de deuda
- Impuesto
- Otros egresos
Flujo Neto de caja
(*) sin depreciación de maquinarias y
equipos,
porque
no
constituye
un
egreso real inmediato
Todo esto influye en la toma de
decisiones para iniciar un proyecto de
automatización industrial.
determinado.
Estructura
La estructura de un flujo neto de caja
es el siguiente:
Ingresos
- Caja inicial
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
254
empresas,
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia
teórica.
un
listado
de
las
variables físicas expuestas por el
y
su
influencia
de
evaluar
su
científico-
consideraciones de cada una de las
PSP
fin
sustento tecnológico.
Describir las características de las
variables físicas presentes en los
procesos industriales.
− Realiza
a
dentro
del
Competencia lógica:
Identificar la diferencia entre
precisión
y
exactitud
y
su
importancia en la instrumentación
industrial.
− Realiza el cálculo de la precisión y la
exactitud,
para
un
multímetro
proceso a automatizar.
digital y uno analógico, de acuerdo
Competencia tecnológica:
identificando sus diferencias y su
a
Identificar
las
características
técnicas de la instrumentación
presente
en
un
determinado
proceso.
lo
expuesto
por
el
PSP,
importancia dentro de un proceso.
− Realiza un cuadro comparativo para
evaluar la instrumentación presente
en
dos
procesos
implementados
por
similares
diferentes
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
255
PRÁCTICAS DE EJERCICIOS Y LISTAS DE COTEJO
2
Unidad de
aprendizaje:
5
Práctica número:
Nombre de la
Reparación de fallas en un PLC’s
Propósito de la
Al finalizar la práctica, el alumno será capaz de identificar y reparar fallas en
práctica:
un PLC con base en los procedimientos y normatividad establecida.
Escenario:
Taller o Laboratorio
Duración:
4 hrs.
práctica:
Materiales
Un PLC de propósito
general
Formatos conforme los
mostrados en la práctica.
Maquinaria y equipo
Multímetro digital y/o
Analógico
Osciloscopio
Pulsera antiestática
Herramienta
Pinzas
Desarmadores
Llaves (Milimétricas y
estándar)
NOTA: el PSP debe fomentar en el alumno las actitudes de responsabilidad, disciplina, limpieza,
seguridad y trabajo en equipo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
256
Procedimiento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
257
Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
De espacio:
• Identificar los señalamientos y medidas de seguridad establecidos en el taller.
• El taller deberá estar limpio antes de iniciar la práctica.
• En el taller se deberá contar siempre con un extintor ABC cuya carga este debidamente
verificada.
• No deberá de localizarse objeto alguno tirado en el suelo, que pueda ocasionar un accidente.
• Todas las conexiones eléctricas del taller deberán encontrarse en buen estado y por ningún
motivo existirán cables o conductores expuestos.
• Los materiales y equipos antes de su uso, deberán estar guardados en casilleros, o su
equivalente.
• No se permitirá el acceso al taller a personas ajenas a la práctica.
Personales:
• Lavarse las manos perfectamente.
• Evitar el uso de relojes, hebillas, botones protuberantes, corbatas, ropa holgada
• Evitar traer suelto el cabello largo.
• Utilizar la ropa y equipo de trabajo (Overol, bata o la ropa adecuada, zapatos de seguridad).
Utilizar el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar.
• Casco.
• Gogles o lentes.
• Guantes de algodón o carnaza, según sea la labor.
• Protección auditiva.
• Mascara antigases.
5. Aplicar las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
• Los desperdicios que se generen, deberán ser depositados en los recipientes adecuados para
ello (separando los materiales orgánicos e inorgánicos).
• Deberá de evitarse residuos de aceites o grasas en el piso.
• Se deberá evitar daños a materiales, equipos, mobiliario y aulas.
• Los materiales que sean susceptibles a ser reutilizados serán conservados para tal fin.
• No se permitirá introducir al taller, alimentos y bebidas.
Aplicar estrategias de construcción del aprendizaje.
9
Se sugiere que con la guía del PSP, el alumno más adelantado o experimentado:
• Explique
el procedimiento que se va a ejecutar, reafirmando el tipo de tareas que se
aprenderán.
9
El PSP realizará de manera adicional a la conducción y supervisión de las actividades de la
práctica:
• La aportación de comentarios referentes a los resultados que se vayan obteniendo en cada
actividad desarrollada.
• La corrección de errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta
ejecución.
258
Los alumnos
participaran activamente
lo largo
de la práctica:
Mantenimiento
Correctivoa de
Sistemas
de Control Digital
• Contestando las preguntas que haga el PSP, sobre el procedimiento desarrollado, los aspectos
9
importantes que deben cuidar,
los errores más frecuentes que se suelen cometer, las
recomendaciones del fabricante, etc.
Procedimiento
Los materiales que sean susceptibles a ser reutilizados serán conservados para tal fin
Desarrollo de la práctica
Para identificar la falla en un PLC de una máquina se requiere el reporte; el cual será proporcionado por
el PSP.
1. Seleccionar la herramienta y equipo de medición y llenar el cuadro que se presenta a
continuación.
Nombre de la
Máquina
Elementos a
desarmar
Elementos a
evaluar
Selección de
Herramienta
Observaciones
Tabla 1. Selección de herramienta
2. Identificar cada uno de los elementos del PLC y su función según el manual del fabricante y la
falla reportada:
Fig. 1 PLC de propósito general
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
259
Procedimiento
Fig. 2 Elementos periféricos al PLC
3. Consultar el reporte de la falla e interpretar para definir la intervención correspondiente.
El manual del fabricante se usara para realizar pruebas y mediciones de funcionamiento.
e. Observación del funcionamiento para evaluar la magnitud de la falla
f.
Medición en la o las partes dañadas; medir la señal en cada una de las terminales de del
PLC para identificar la señal, con el osciloscopio ó Multímetro.
g. Comparación de resultados
Fig. 4 Identificación de terminales para su medición
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
260
Procedimiento
Fig. 5 Medición de las terminales
4. Registrar los resultados conforme el siguiente formato, una vez identificada la falla.
Fecha:
Máquina
Función
Causas
del
del
elemento
fallo
Efectos del fallo
Local
Sistema
No. de
serie del
elemento
observaciones
Tabla 2 Resultados de la inspección
5. Reemplazar o reparar el elemento dañado o elementos
Para cambiar el elemento ó elementos se debe de tomar en cuenta el número de serie, el origen, modelo
y por último la compatibilidad. Además cuando se instale se debe de tener cuidado para no dañarlo con
la energía estática. En caso de repararlo por medio de programación, tener cuidado de seguir el manual
del fabricante.
6. Una vez reemplazado(s) el/los elemento(s) , se registrarán las actividades realizadas en la Tabla
3:
Fecha:
Máquina
Descripción
del(os)
elemento(s)
reemplazado(s)
Descripción
de la
intervención
Examen de
Condiciones
mantenimiento
inicialización
evaluación del
de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
Observaciones
261
Procedimiento
Tabla 3 Resultados de Mantenimiento correctivo
7. Armar y calibrar.
Se armara conforme la secuencia en que se desarmo y se procederá en orden inverso.
8. Realizar una secuencia de operación, consultando el manual del fabricante.
9. Iniciar una prueba de funcionamiento, poniendo a llenar el tanque del compresor.
10. Registrar los resultados de la prueba para
presión.
determinar la falla del controlador automático de
11. Limpiar la herramienta y equipo, y colocarlo en el lugar asignado para resguardo.
12. Limpiar el área de trabajo, colocando los desechos en una basura inorgánica
13. Elaborar reporte de las condiciones del equipo, en el formato proporcionado por el PSP.
14. Elaborar reporte de la práctica.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
262
Lista de cotejo de la práctica
Reparación de fallas en un PLC
Número 5:
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
observación del mismo.
Instrucciones:
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno
durante su desempeño
Si
Desarrollo
No
No
Aplica
Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
Utilizó el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a
desarrollar.
1. Aplicó las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
2. Seleccionó la herramienta y equipo de medición.
3. Identificó cada uno de los elementos del PLC y su función según el
manual del fabricante y la falla reportada.
4. Consultó e interpretó correctamente
correctamente las mediciones
el reporte de la falla y realizó
5. Identificó correctamente la falla y lleno el formato correspondiente
6. Reemplazó el elemento dañado o elementos, de forma correcta
7. Registró las actividades realizadas en la tabla 3
8. Armó y calibró correctamente.
9. Realizo una secuencia de operación de forma correcta
10. Inició una prueba de funcionamiento de forma correcta.
11. Registró los resultados de
la prueba para
controlador automático de presión
determinar la falla del
12. Limpió la herramienta y equipo, y lo colocó en el lugar asignado para
resguardo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
263
13. Limpió el área de trabajo, colocando los desechos en una basura
inorgánica
14. Elaboró un
reporte de las condiciones del equipo, en el formato
proporcionado por el PSP
15. Elaboró un reporte de la práctica.
Observaciones:
PSP:
Hora de
Hora de
inicio:
término:
Evaluación:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
264
2
Unidad de
aprendizaje:
6
Práctica número:
Nombre de la
Reparación de fallas en un servomecanismo
Propósito de la
Al finalizar la práctica, el alumno será capaz de identificar y reparar fallas en
práctica:
práctica:
un servomecanismo con base en los procedimientos establecidos.
Escenario:
Taller o Laboratorio
Duración:
4 hrs.
Materiales
Servomecanismo
Formatos conforme los
mostrados en la práctica.
Maquinaria y equipo
Multímetro digital y/o
Analógico
Amperímetro digital
Termómetro digital
Pulsera antiestática
Herramienta
Pinzas
Desarmadores
Llaves (Milimétricas y
estándar)
NOTA: el PSP debe fomentar en el alumno las actitudes de responsabilidad, disciplina, limpieza,
seguridad y trabajo en equipo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
265
Procedimiento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
266
Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
De espacio:
• Identificar los señalamientos y medidas de seguridad establecidos en el taller.
• El taller deberá estar limpio antes de iniciar la práctica.
• En el taller se deberá contar siempre con un extintor ABC cuya carga este debidamente
verificada.
• No deberá de localizarse objeto alguno tirado en el suelo, que pueda ocasionar un accidente.
• Todas las conexiones eléctricas del taller deberán encontrarse en buen estado y por ningún
motivo existirán cables o conductores expuestos.
• Los materiales y equipos antes de su uso, deberán estar guardados en casilleros, o su
equivalente.
• No se permitirá el acceso al taller a personas ajenas a la práctica.
Personales:
• Lavarse las manos perfectamente.
• Evitar el uso de relojes, hebillas, botones protuberantes, corbatas, ropa holgada
• Evitar traer suelto el cabello largo.
• Utilizar la ropa y equipo de trabajo (Overol, bata o la ropa adecuada, zapatos de seguridad).
Utilizar el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar.
• Casco.
• Gogles o lentes.
• Guantes de algodón o carnaza, según sea la labor.
• Protección auditiva.
• Mascara antigases.
6. Aplicar las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
• Los desperdicios que se generen, deberán ser depositados en los recipientes adecuados para
ello (separando los materiales orgánicos e inorgánicos).
• Deberá de evitarse residuos de aceites o grasas en el piso.
• Se deberá evitar daños a materiales, equipos, mobiliario y aulas.
• Los materiales que sean susceptibles a ser reutilizados serán conservados para tal fin.
• No se permitirá introducir al taller, alimentos y bebidas.
Aplicar estrategias de construcción del aprendizaje.
9
Se sugiere que con la guía del PSP, el alumno más adelantado o experimentado:
• Explique
el procedimiento que se va a ejecutar, reafirmando el tipo de tareas que se
aprenderán.
9
El PSP realizará de manera adicional a la conducción y supervisión de las actividades de la
práctica:
• La aportación de comentarios referentes a los resultados que se vayan obteniendo en cada
actividad desarrollada.
• La corrección de errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta
ejecución.
267
Los alumnos
participaran activamente
lo largo
de la práctica:
Mantenimiento
Correctivoa de
Sistemas
de Control Digital
• Contestando las preguntas que haga el PSP, sobre el procedimiento desarrollado, los aspectos
9
importantes que deben cuidar,
los errores más frecuentes que se suelen cometer, las
recomendaciones del fabricante, etc.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
268
Procedimiento
Desarrollo de la práctica:
Para identificar la falla en el servomecanismo de una máquina primero tendrá que haber un reporte;
el cual será proporcionado por el PSP , estando este se realizará lo siguiente:
1. Seleccionar la herramienta y equipo de medición.
Nombre de la
Máquina
Elementos a
desarmar
Elementos a
evaluar
Selección de
Herramienta
Observaciones
Tabla 1. Selección de herramienta
2. Identificar cada uno de los elementos electrónicos del servomecanismo y su función según
el manual del fabricante y la falla reportada:
Fig. 1 Servomecanismo con motor CD
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
269
Procedimiento
Fig. 3 Elementos que componen un
servomecanismo
3. Consultar el reporte de la falla y se interpretará para realizar la intervención correspondiente
El manual del fabricante se usara para realizar pruebas y mediciones de funcionamiento.
a. Observación del funcionamiento para evaluar la magnitud de la falla
b. Medición en la o las partes dañadas; medir la señal en cada una de las terminales de
control del servomotor para identificar la señal, con el osciloscopio ó Multímetro.
c. Comparación de resultados
Fig. 4 Desmontaje de elementos para su medición
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
270
Procedimiento
Fig. 5 Medición de las terminales
Una vez identificada la falla se procede con lo siguiente:
4. Registrar los resultados conforme el siguiente formato:
Fecha:
Máquina
Función
del
Causas del
elemento
fallo
Efectos del
No. de serie
fallo
del elemento
Local
Sistema
observaciones
Tabla 2 Resultados de la inspección
5. Reemplazar el elemento dañado o elementos
Para cambiar el elemento ó elementos se debe de tomar en cuenta el número de serie, el origen,
modelo y por último la compatibilidad. Además cuando se instale se debe de tener cuidado para no
dañarlo con la energía estática.
6. Registrar las actividades realizadas en la Tabla 3 una vez reemplazado(s) el/los elemento(s).
Fecha:
Máquina
Descripción
Descripción
de la
evaluación del
Examen de
Condiciones
elemento(s)
intervención
mantenimiento
inicialización
del(os)
de
Observaciones
reemplazado(s)
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
271
Procedimiento
Tabla 3 Resultados de Mantenimiento correctivo
7. Armar y calibrar.
Se armara conforme la secuencia en que se desarmo y se procederá en orden inverso.
8. Realizar una secuencia de operación, consultando el manual del fabricante.
9. Iniciar una prueba de funcionamiento, poniendo a llenar el tanque del compresor.
10. Registrar los resultados de la prueba para determinar la falla del controlador automático de
presión.
11. Limpiar la herramienta y equipo, y colocarlo en el lugar asignado para resguardo.
12. Limpiar el área de trabajo, colocando los desechos en una basura inorgánica
13. Elaborar reporte de las condiciones del equipo, en el formato proporcionado por el PSP.
14. Elaborar reporte de la práctica.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
272
Lista de cotejo de la práctica
Reparación de fallas en un servomecanismo
Número 6:
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
observación del mismo.
Instrucciones:
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno
durante su desempeño
Si
Desarrollo
No
No
Aplica
Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
Utilizó el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a
desarrollar.
1. Aplicó las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
2. Seleccionó la herramienta y equipo de medición.
3. Identificó
cada
uno
de
los
elementos
electrónicos
del
servomecanismo y su función según el manual del fabricante y la falla
reportada
4. Consultó e interpretó correctamente
correctamente las mediciones
el reporte de la falla y realizó
5. Identificó correctamente la falla y lleno el formato correspondiente
6. Reemplazó el elemento dañado o elementos, de forma correcta
7. Registró las actividades realizadas en la tabla 3
8. Armó y calibró correctamente.
9. Realizo una secuencia de operación de forma correcta
10. Inició una prueba de funcionamiento de forma correcta.
11. Registró los resultados de
la prueba para
controlador automático de presión
determinar la falla del
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
273
12. Limpió la herramienta y equipo, y lo colocó en el lugar asignado para
resguardo.
13. Limpió el área de trabajo, colocando los desechos en una basura
inorgánica
14. Elaboró un
reporte de las condiciones del equipo, en el formato
proporcionado por el PSP
15. Elaboró un reporte de la práctica.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
274
Observaciones:
PSP:
Hora de
Hora de
inicio:
término:
Evaluación:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
275
2
Unidad de
aprendizaje:
7
Práctica número:
Nombre de la
Reparación de un encoder de una maquina cortadora
práctica:
programable para madera.
Propósito de la
Al finalizar la práctica, el alumno será capaz de realizar el mantenimiento
práctica:
correctivo al control electrónico de una maquina cortadora de madera
Escenario:
Taller o Laboratorio
Duración:
4 hrs.
programable, siguiendo los procedimientos y normatividad establecida.
Materiales
Formatos conforme los
mostrados en la práctica.
Maquinaria y equipo
Multímetro digital y/o
Analógico
Osciloscopio
Máquina guillotina de
control digital
Herramienta
Pinzas
Desarmadores
Llaves (Milimétricas y
estándar)
NOTA: el PSP debe fomentar en el alumno las actitudes de responsabilidad, disciplina, limpieza,
seguridad y trabajo en equipo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
276
Procedimiento
Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
De espacio:
• Identificar los señalamientos y medidas de seguridad establecidos en el taller.
• El taller deberá estar limpio antes de iniciar la práctica.
• En el taller se deberá contar siempre con un extintor ABC cuya carga este debidamente
verificada.
• No deberá de localizarse objeto alguno tirado en el suelo, que pueda ocasionar un accidente.
• Todas las conexiones eléctricas del taller deberán encontrarse en buen estado y por ningún
motivo existirán cables o conductores expuestos.
• Los materiales y equipos antes de su uso, deberán estar guardados en casilleros, o su
equivalente.
• No se permitirá el acceso al taller a personas ajenas a la práctica.
Personales:
• Lavarse las manos perfectamente.
• Utilizar la ropa y equipo de trabajo (Overol, bata o la ropa adecuada, zapatos de seguridad).
Utilizar el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar.
• Pulsera antiestática.
Aplicar las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
• Los desperdicios que se generen, deberán ser depositados en los recipientes adecuados para
ello (separando los materiales orgánicos e inorgánicos).
• Se deberá evitar daños a materiales, equipos, mobiliario y aulas.
• Los materiales que sean susceptibles a ser reutilizados serán conservados para tal fin.
• No se permitirá introducir al taller, alimentos y bebidas.
Aplicar estrategias de construcción del aprendizaje.
9 Se sugiere que con la guía del PSP:
• Explique
el procedimiento que se va a ejecutar, reafirmando el tipo de tareas que se
aprenderán.
9 El
PSP realizará de manera adicional a la conducción y supervisión de las actividades de la
práctica:
• La aportación de comentarios referentes a los resultados que se vayan obteniendo en cada
actividad desarrollada.
• La corrección de errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta
ejecución.
9 Los alumnos participaran activamente a lo largo de la práctica:
• Contestando las preguntas que haga el PSP, sobre el procedimiento desarrollado, los aspectos
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
277
importantes que deben cuidar,
los errores más frecuentes que se suelen cometer, las
recomendaciones del fabricante, etc.
• Planteando sus dudas, así como las posibles soluciones a los problemas que se presenten
durante la práctica, incluyendo las relacionadas con situaciones y casos específicos.
• Explicando
el procedimiento a sus compañeros y tratando de ayudarse mutuamente en la
comprensión de los conocimientos implícitos.
• Ejecutando el procedimiento, tantas veces como sean necesarias, hasta hacerlo con precisión.
• Pasando en forma rotatoria por el aprendizaje de enseñar.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
278
Procedimiento
Para identificar la falla en el control de una maquina cortadora de madera programable primero
tendrá que haber un reporte; el cual será proporcionado por el PSP (para efectos de la practica se
tomara que el peine posicionador del bloque de madera se ubica en otra posición) , estando este se
realizará lo siguiente:
1. Seleccionar la herramienta y equipo de medición para realizar el mantenimiento correctivo
en el control electrónico de la maquina.
Nombre de la
Maquina
Elementos a
desarmar
Elementos a
evaluar
Selección de
Herramienta
Observaciones
Tabla 1. Selección de herramienta
2. Desmontar tapas y tolvas para ubicar los componentes del control eléctrico y dispositivos
periféricos.
3. Se identificará cada uno de los elementos electrónicos que intervienen de forma directa o
indirecta en el posicionamiento del peine y su función según el manual del fabricante y la
falla reportada:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
279
Procedimiento
Fig. 1 Diagrama de los elementos que intervienen en el posicionamiento del peine.
4. Realizar mediciones en los dispositivos del control y en las tarjetas, a si como en los
dispositivos periféricos.
El manual del fabricante se usara para realizar pruebas y mediciones de funcionamiento a los
elementos de la tarjeta, a si como para identificarlos.
h. Medir con el Osciloscopio las señales de entrada de los sensores de inicio y fin de
i.
j.
carrera.
Medir el nivel de voltaje en la entrada de alimentación de los dispositivos.
Medir el tiempo de respuesta de los dispositivos.
k. Medir la forma de onda de salida de señal del encoder.
l.
Comparación de resultados con datos técnicos del manual del fabricante.
Fig. 2 Medición de la señal de salida del encoder.
Una vez identificado el dispositivo fallido se procede con lo siguiente:
5. Registrar los resultados conforme el siguiente formato:
Fecha:
Maquin
a
Función
del
element
o
Causas
del
fallo
Efectos del fallo
Local
Sistema
No. de serie
del elemento
observaciones
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
280
Procedimiento
Tabla 2 Resultados de la inspección
6. Reemplazar el elemento dañado o elementos.
Para cambiar el elemento ó elementos se debe de considerar el tipo de encoder, modelo y
datos técnicos, en caso de ubicar algún modelo compatible, y si no solo montar otro con el
mismo número de serie. Además cuando se instale se debe de tener cuidado con sus
terminales de no doblarlas o quemarlas, usar pulsera antiestática.
7. Una vez reemplazado(s) el/los elemento(s) , se registrarán las actividades realizadas en la
Tabla 3:
Fecha:
Descripción
Descripción
elemento(s)
intervención
del(os)
Máquina
reemplazado
de la
Examen de
Condiciones
mantenimiento
inicialización
evaluación del
de
Observaciones
(s)
Tabla 3 Resultados de Mantenimiento correctivo
8. Armar y calibrar.
Se armara conforme la secuencia en que se desarmo y se procederá en orden inverso.
9. Realizar una secuencia de operación, consultando el manual del fabricante.
10. Iniciar una prueba de funcionamiento para observar si los movimientos son correctos.
11. Registrar los resultados de la prueba para determinar la falla del controlador automático de
presión.
12. Limpiar la herramienta y equipo, y colocarlo en el lugar asignado para resguardo.
13. Limpiar el área de trabajo, colocando los desechos en una basura inorgánica
14. Elaborar reporte de las condiciones del equipo, en el formato proporcionado por el PSP.
15. Elaborar reporte de la práctica.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
281
Reparación de un encoder de una maquina cortadora
Lista de cotejo de la práctica
programable para madera.
Número 7:
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
observación del mismo.
Instrucciones:
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno
durante su desempeño
Si
Desarrollo
No
No
Aplica
Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
Utilizó el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a
desarrollar.
1. Aplicó las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
2. Seleccionó la herramienta y equipo de medición para realizar el
mantenimiento correctivo en el control electrónico de la maquina.
3. Desmontó las tapas y tolvas para ubicar los componentes del control
eléctrico y dispositivos periféricos.
4. Identificó cada uno de los elementos electrónicos que intervienen de
forma directa o indirecta en el
posicionamiento del peine
función según el manual del fabricante y la falla reportada
y su
5. Realizó mediciones en los dispositivos del control y en las tarjetas, a si
como en los dispositivos periféricos.
6. Identificó correctamente la falla y lleno el formato correspondiente
7. Reemplazó el elemento dañado o elementos, de forma correcta
8. Registró las actividades realizadas en la tabla 3
9. Armó y calibró correctamente.
10. Realizo una secuencia de operación de forma correcta
11. Inició una prueba de funcionamiento de forma correcta.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
282
12. Registró los resultados de
la prueba para
determinar la falla del
controlador automático de presión
13. Limpió la herramienta y equipo, y lo colocó en el lugar asignado para
resguardo.
14. Limpió el área de trabajo, colocando los desechos en una basura
inorgánica
15. Elaboró un
reporte de las condiciones del equipo, en el formato
proporcionado por el PSP
16. Elaboró un reporte de la práctica.
Observaciones:
PSP:
Hora de
inicio:
Hora de
término:
Evaluación:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
283
2
Unidad de
aprendizaje:
8
Práctica número:
Nombre de la
Reparación de una falla de un control de temperatura de
práctica:
una máquina chapeadora de madera.
Propósito de la
Al finalizar la práctica, el alumno será capaz de diagnosticar fallas en un
práctica:
control de temperatura de una máquina chapeadora automática, aplicando el
Escenario:
Taller de máquinas
Duración:
4 hrs.
procedimiento establecido.
Materiales
Formatos conforme los
mostrados en la práctica.
Maquinaria y equipo
Multímetro con puntas
Termómetro digital
con termopar
Osciloscopio con
puntas
Caimanes
Máquina chapeadora
automática
Herramienta
Pinzas
Desarmadores
Llaves (Milimétricas y
estándar)
NOTA: el PSP debe fomentar en el alumno las actitudes de responsabilidad, disciplina, limpieza,
seguridad y trabajo en equipo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
284
Procedimiento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
285
Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
De espacio:
• Identificar los señalamientos y medidas de seguridad establecidos en el taller.
• El taller deberá estar limpio antes de iniciar la práctica.
• En el taller se deberá contar siempre con un extintor ABC cuya carga este debidamente
verificada.
• No deberá de localizarse objeto alguno tirado en el suelo, que pueda ocasionar un accidente.
• Todas las conexiones eléctricas del taller deberán encontrarse en buen estado y por ningún
motivo existirán cables o conductores expuestos.
• Los materiales y equipos antes de su uso, deberán estar guardados en casilleros, o su
equivalente.
• No se permitirá el acceso al taller a personas ajenas a la práctica.
Personales:
• Lavarse las manos perfectamente.
• Evitar el uso de relojes, hebillas, botones protuberantes, corbatas, ropa holgada
• Evitar traer suelto el cabello largo.
• Utilizar la ropa y equipo de trabajo (Overol, bata o la ropa adecuada, zapatos de seguridad).
Utilizar el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar.
• Casco.
• Gogles o lentes.
• Guantes de algodón o carnaza, según sea la labor.
• Protección auditiva.
• Mascara antigases.
7. Aplicar las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
• Los desperdicios que se generen, deberán ser depositados en los recipientes adecuados para
ello (separando los materiales orgánicos e inorgánicos).
• Deberá de evitarse residuos de aceites o grasas en el piso.
• Se deberá evitar daños a materiales, equipos, mobiliario y aulas.
• Los materiales que sean susceptibles a ser reutilizados serán conservados para tal fin.
• No se permitirá introducir al taller, alimentos y bebidas.
Aplicar estrategias de construcción del aprendizaje.
9
Se sugiere que con la guía del PSP, el alumno más adelantado o experimentado:
• Explique
el procedimiento que se va a ejecutar, reafirmando el tipo de tareas que se
aprenderán.
9
El PSP realizará de manera adicional a la conducción y supervisión de las actividades de la
práctica:
• La aportación de comentarios referentes a los resultados que se vayan obteniendo en cada
actividad desarrollada.
• La corrección de errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta
ejecución.
286
Los alumnos
participaran activamente
lo largo
de la práctica:
Mantenimiento
Correctivoa de
Sistemas
de Control Digital
• Contestando las preguntas que haga el PSP, sobre el procedimiento desarrollado, los aspectos
9
importantes que deben cuidar,
los errores más frecuentes que se suelen cometer, las
recomendaciones del fabricante, etc.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
287
Procedimiento
Desarrollo de la práctica
1. Analizar el reporte que proporcionará el PSP sobre el Control de automatización de
temperatura (Como por ejemplo: El encendido varía en tiempo y a veces calienta mucho).
2. Seleccionar la herramienta y equipo de medición enlistándola en la tabla 1.
Nombre de la
Máquina
Elementos a
desarmar
Elementos a
evaluar
Selección de
Herramienta
Observaciones
Tabla 1. Selección de herramienta
3. Identificar cada uno de los elementos del Controlador de automatización de temperatura y
su función según el manual del fabricante y la falla reportada:
Fig. 1 Controlador de temperatura.
4. Consultar el reporte de la falla para enfocarse en la parte o partes dañadas.
5.
Realizar pruebas y mediciones de funcionamiento utilizando los parámetros del manual del
fabricante,
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
288
Procedimiento
Fig. 2 Terminales del controlador
Las pruebas que se realizarán serán las siguientes:
Encender el controlador automático de temperatura y medir voltaje, amperaje, frecuencia, y
registrar los datos en la tabla 2.
Poner a trabajar la máquina para identificar las funciones que no se están realizando de
forma correcta y observar su comportamiento con los parámetros mencionados, así como la
temperatura medida en los dispositivos.
Observar si el termopar no presenta anormalidades tales como: corto en sus terminales, que
no este abierto.
Fig. 3. Termopar Pt 100
6. Desarmar los elementos o dispositivos necesarios para tomar las mediciones necesarias.
7. Comparar contra parámetros
mediciones obtenidas.
para evaluar la magnitud de la falla, con base en las
8. Realizar la medición en la o las partes dañadas, elemento por elemento.
9. Comparar los resultados
Fecha:
Máquina
Función
Causas
del
del fallo
elemento
Efectos del fallo
Local
Sistema
No. de serie
Observaciones
del elemento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
289
Procedimiento
Tabla 2 Resultados del diagnóstico
9
Una vez identificada la falla se procede con lo siguiente:
10. Reemplazar el elemento o elementos dañados.
Para cambiar el elemento ó elementos se debe de tomar en cuenta el número de serie, el origen,
modelo y por último la compatibilidad. Además cuando se instale se debe de tener cuidado para no
dañarlo con la energía estática, es por eso que se debe de tener una pulsera antiestática.
11. Registrar las actividades realizadas en la Tabla 3, una vez reemplazado(s) el/los
elemento(s),:
Fecha:
Máquina
Descripción
del(os)
Descripción
Examen de
elemento(s)
de la
evaluación del
reemplazado(s
intervención
mantenimiento
Condiciones
de
inicialización
Observaciones
)
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
290
Procedimiento
Tabla 3 Resultados de Mantenimiento correctivo
12. Armar conforme la secuencia en que se desarmó, procediendo de manera inversa y
realizando la calibración conforme se va efectuando el armado de elementos.
13. Realizar una secuencia de operación, consultando el manual del fabricante.
14. Iniciar una prueba de funcionamiento, activando manualmente el encendido de las
resistencias de calentamiento de la olla del pegamento.
15. Registrar los resultados de la prueba para determinar la falla del controlador automático de
temperatura.
16. Limpiar la herramienta y equipo, y colocarlo en el lugar asignado para resguardo.
17. Limpiar el área de trabajo, colocando los desechos en una basura inorgánica.
18. Elaborar reporte de las condiciones del equipo, en el formato proporcionado por el PSP.
19. Elaborar reporte de la práctica.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
291
Lista de cotejo de la práctica
Número 8:
Reparación de una falla de un control de temperatura de una
máquina chapeadora de madera.
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
Instrucciones:
observación del mismo.
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno
durante su desempeño
Si
Desarrollo
No
No
Aplica
Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
Utilizó el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a
desarrollar.
1. Aplicó las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
2. Analizó el reporte que proporcionará el PSP sobre el Control de
automatización de temperatura.
3. Seleccionó la herramienta y equipo de medición enlistándola en la
tabla 1.
4. Identificó cada uno de los elementos del controlador automático de
temperatura y su función según el manual del fabricante y la falla
reportada
5. Consultó el reporte de la falla para enfocarse en la parte o partes
dañadas.
6. Realizó
pruebas y mediciones de funcionamiento utilizando el
manual del fabricante,
7. Desarmó los elementos o dispositivos necesarios para tomar las
mediciones necesarias.
8. Comparó contra parámetros para evaluar la magnitud de la falla.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
292
Si
Desarrollo
No
No
Aplica
9. Realizó la medición en la o las partes dañadas, elemento por
elemento.
10. Comparó los resultados
11. Registro los resultados en el formato presentado
12. Reemplazó el elemento o elementos dañados de forma correcta
13. Registró las actividades realizadas en la tabla 3
14. Armó conforme la secuencia en que se desarmó, procediendo de
manera inversa, y calibró
15. Realizó una secuencia de operación, consultando el manual del
fabricante.
16. Inició una prueba de funcionamiento, poniendo a llenar el tanque del
compresor.
17. Registró los resultados de la prueba para
controlador automático de temperatura.
determinar la falla del
18. Limpió la herramienta y equipo, y colocarlo en el lugar asignado para
resguardo.
19. Limpió el área de trabajo, colocando los desechos en una basura
inorgánica
20. Elaboró reporte de las condiciones del equipo, en el formato
proporcionado por el PSP.
21. Elaboró reporte de la práctica.
Observaciones:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
293
PSP:
Hora de
inicio:
Hora de
término:
Evaluación:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
294
2
Unidad de
aprendizaje:
9
Práctica número:
Nombre de la
Reparación de fallas en un control automático de presión
práctica:
de un compresor.
Propósito de la
Al finalizar la práctica, el alumno será capaz de diagnosticar y reparar fallas
práctica:
en un control automático de presión de un compresor, aplicando el
procedimiento establecido para determinar las acciones a realizar para su
reparación.
Escenario:
Taller de máquinas
Duración:
4 hrs.
Materiales
Controlador automático de
presión
Formatos conforme los
mostrados en la práctica.
Maquinaria y equipo
Extractor de piezas
sobre eje.
Pulsera antiestática
Herramienta
Pinzas
Desarmadores
Llaves (Milimétricas y
estándar)
NOTA: el PSP debe fomentar en el alumno las actitudes de responsabilidad, disciplina, limpieza,
seguridad y trabajo en equipo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
295
Procedimiento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
296
Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
De espacio:
• Identificar los señalamientos y medidas de seguridad establecidos en el taller.
• El taller deberá estar limpio antes de iniciar la práctica.
• En el taller se deberá contar siempre con un extintor ABC cuya carga este debidamente
verificada.
• No deberá de localizarse objeto alguno tirado en el suelo, que pueda ocasionar un accidente.
• Todas las conexiones eléctricas del taller deberán encontrarse en buen estado y por ningún
motivo existirán cables o conductores expuestos.
• Los materiales y equipos antes de su uso, deberán estar guardados en casilleros, o su
equivalente.
• No se permitirá el acceso al taller a personas ajenas a la práctica.
Personales:
• Lavarse las manos perfectamente.
• Evitar el uso de relojes, hebillas, botones protuberantes, corbatas, ropa holgada
• Evitar traer suelto el cabello largo.
• Utilizar la ropa y equipo de trabajo (Overol, bata o la ropa adecuada, zapatos de seguridad).
Utilizar el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar.
• Casco.
• Gogles o lentes.
• Guantes de algodón o carnaza, según sea la labor.
• Protección auditiva.
• Mascara antigases.
8. Aplicar las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
• Los desperdicios que se generen, deberán ser depositados en los recipientes adecuados para
ello (separando los materiales orgánicos e inorgánicos).
• Deberá de evitarse residuos de aceites o grasas en el piso.
• Se deberá evitar daños a materiales, equipos, mobiliario y aulas.
• Los materiales que sean susceptibles a ser reutilizados serán conservados para tal fin.
• No se permitirá introducir al taller, alimentos y bebidas.
Aplicar estrategias de construcción del aprendizaje.
9
Se sugiere que con la guía del PSP, el alumno más adelantado o experimentado:
• Explique
el procedimiento que se va a ejecutar, reafirmando el tipo de tareas que se
aprenderán.
9
El PSP realizará de manera adicional a la conducción y supervisión de las actividades de la
práctica:
• La aportación de comentarios referentes a los resultados que se vayan obteniendo en cada
actividad desarrollada.
• La corrección de errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta
ejecución.
297
Los alumnos
participaran activamente
lo largo
de la práctica:
Mantenimiento
Correctivoa de
Sistemas
de Control Digital
• Contestando las preguntas que haga el PSP, sobre el procedimiento desarrollado, los aspectos
9
importantes que deben cuidar,
los errores más frecuentes que se suelen cometer, las
recomendaciones del fabricante, etc.
Procedimiento
Desarrollo de la práctica
1. Analizar el reporte que proporcionará el PSP sobre el Control de automatización de presión.
2. Seleccionar la herramienta y equipo de medición enlistándola en la tabla 1.
Nombre de la
Máquina
Elementos a
desarmar
Elementos a
evaluar
Selección de
Herramienta
Observaciones
Tabla 1. Selección de herramienta
3. Identificar cada uno de los elementos del Controlador de automatización de presión y su
función según el manual del fabricante y la falla reportada:
Fig. 1 Compresor con control automático de presión.
4. Consultar el reporte de la falla para enfocarse en la parte o partes dañadas.
5. Realizar pruebas y mediciones de funcionamiento utilizando los parámetros del manual del
fabricante,
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
298
Procedimiento
Fig. 2 Desmontaje de elementos para su medición de parámetros
Las pruebas que se realizaran serán las siguientes:
Poner en movimiento el controlador automático de presión y medir voltaje, amperaje,
frecuencia, y registrar los datos en la tabla 2.
Poner a trabajar el compresor alrededor de tres paradas y observar su comportamiento con
los parámetros mencionados, así como la temperatura medida.
Observar si registra mucha vibración.
6. Desarmar los elementos o dispositivos necesarios para tomar las mediciones.
7. Comparar contra parámetros para evaluar la magnitud de la falla.
8. Realizar la medición en la o las partes dañadas, elemento por elemento.
9. Comparar los resultados y registrarlos en el formato siguiente
Fecha:
Función
Causas
Máquina
del
del fallo
elemento
Efectos del fallo
Local
Sistema
No. de serie
Observaciones
del elemento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
299
Procedimiento
Tabla 2 Resultados de la inspección
10. Reemplazar el elemento o elementos dañados.
Para cambiar el elemento ó elementos se debe de tomar en cuenta el número de serie, el origen,
modelo y por último la compatibilidad. Además cuando se instale se debe de tener cuidado para no
dañarlo con la energía estática, es por eso que se debe de tener una pulsera antiestática.
11. Registrar las actividades realizadas en la Tabla 3, una vez reemplazado(s) el/los elemento(s)
,:
Fecha:
Máquina
Descripción
Descripción de la
Examen de
Condiciones
del(os)
intervención
evaluación del
de
mantenimiento
inicialización
elemento(s)
Observaciones
reemplazado(s)
Tabla 3 Resultados de Mantenimiento correctivo
12. Armar conforme la secuencia en que se desarmó, procediendo de manera inversa y
realizando la calibración conforme se va efectuando el armado de elementos.
13. Realizar una secuencia de operación, consultando el manual del fabricante.
14. Iniciar una prueba de funcionamiento, poniendo a llenar el tanque del compresor.
15. Registrar los resultados de la prueba para determinar la falla del controlador automático de
presión.
16. Limpiar la herramienta y equipo, y colocarlo en el lugar asignado para resguardo.
17. Limpiar el área de trabajo, colocando los desechos en una basura inorgánica
18. Elaborar reporte de las condiciones del equipo, en el formato proporcionado por el PSP.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
300
Lista de cotejo de la práctica
Número 9:
Reparación de fallas en un control automático de presión de
un compresor.
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
Instrucciones:
observación del mismo.
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno
durante su desempeño
Si
Desarrollo
No
No
Aplica
Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
Utilizó el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a
desarrollar.
Aplicó las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
1. Analizó el reporte que proporcionará el PSP sobre el Control de
automatización de presión.
2. Seleccionó la herramienta y equipo de medición enlistándola en la
tabla 1.
3. Identificó cada uno de los elementos del controlador automático de
presión y su función según el manual del fabricante y la falla
reportada
4. Consultó el reporte de la falla para enfocarse en la parte o partes
dañadas.
5. Realizó
pruebas y mediciones de funcionamiento utilizando el
manual del fabricante,
6. Desarmó los elementos o dispositivos necesarios para tomar las
mediciones necesarias.
7. Comparó contra parámetros para evaluar la magnitud de la falla.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
301
Si
Desarrollo
No
No
Aplica
8. Realizó la medición en la o las partes dañadas, elemento por
elemento.
9. Comparó los resultados
10. Registro los resultados en el formato presentado
11. Reemplazó el elemento o elementos dañados de forma correcta.
12. Registró las actividades realizadas en la tabla 3
13. Armó conforme la secuencia en que se desarmó, procediendo de
manera inversa, y calibró
14. Realizó una secuencia de operación, consultando el manual del
fabricante.
15. Inició una prueba de funcionamiento, poniendo a llenar el tanque del
compresor.
16. Registró los resultados de la prueba para
determinar la falla del
controlador automático de presión.
17. Limpió la herramienta y equipo, y colocarlo en el lugar asignado para
resguardo.
18. Limpió el área de trabajo, colocando los desechos en una basura
inorgánica
19. Elaboró reporte de las condiciones del equipo, en el formato
proporcionado por el PSP.
20. Elaboró reporte de la práctica.
Observaciones:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
302
PSP:
Hora de
inicio:
Hora de
término:
Evaluación:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
303
2
Unidad de
aprendizaje:
10
Práctica número:
Nombre de la
Cedulación del equipo y reporte del mantenimiento
Propósito de la
Al finalizar la práctica, el alumno será capaz de crear tarjetas de registro por
práctica:
práctica:
equipo así como de realizar un reporte con la cédula respectiva a cada
Escenario:
Taller de máquinas
Duración:
4hrs.
equipo, con base en la normatividad establecida.
Materiales
Formatos de reporte.
Maquinaria y equipo
•
Máquinas y equipos
del taller.
•
Osciloscopio
•
Multímetro
Herramienta
•
•
•
Trapos de limpieza
Desarmadores
Equipo de reparación
NOTA: el PSP debe fomentar en el alumno las actitudes de responsabilidad, disciplina, limpieza,
seguridad y trabajo en equipo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
304
Procedimiento
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
305
Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
De espacio:
• Identificar los señalamientos y medidas de seguridad establecidos en el taller.
• El taller deberá estar limpio antes de iniciar la práctica.
• En el taller se deberá contar siempre con un extintor ABC cuya carga este debidamente
verificada.
• No deberá de localizarse objeto alguno tirado en el suelo, que pueda ocasionar un accidente.
• Todas las conexiones eléctricas del taller deberán encontrarse en buen estado y por ningún
motivo existirán cables o conductores expuestos.
• Los materiales y equipos antes de su uso, deberán estar guardados en casilleros, o su
equivalente.
• No se permitirá el acceso al taller a personas ajenas a la práctica.
Personales:
• Lavarse las manos perfectamente.
• Evitar el uso de relojes, hebillas, botones protuberantes, corbatas, ropa holgada
• Evitar traer suelto el cabello largo.
• Utilizar la ropa y equipo de trabajo (Overol, bata o la ropa adecuada, zapatos de seguridad).
Utilizar el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar.
• Casco.
• Gogles o lentes.
• Guantes de algodón o carnaza, según sea la labor.
• Protección auditiva.
• Mascara antigases.
9. Aplicar las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
• Los desperdicios que se generen, deberán ser depositados en los recipientes adecuados para
ello (separando los materiales orgánicos e inorgánicos).
• Deberá de evitarse residuos de aceites o grasas en el piso.
• Se deberá evitar daños a materiales, equipos, mobiliario y aulas.
• Los materiales que sean susceptibles a ser reutilizados serán conservados para tal fin.
• No se permitirá introducir al taller, alimentos y bebidas.
Aplicar estrategias de construcción del aprendizaje.
9
Se sugiere que con la guía del PSP, el alumno más adelantado o experimentado:
• Explique
el procedimiento que se va a ejecutar, reafirmando el tipo de tareas que se
aprenderán.
9
El PSP realizará de manera adicional a la conducción y supervisión de las actividades de la
práctica:
• La aportación de comentarios referentes a los resultados que se vayan obteniendo en cada
actividad desarrollada.
• La corrección de errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta
ejecución.
306
Los alumnos
participaran activamente
lo largo
de la práctica:
Mantenimiento
Correctivoa de
Sistemas
de Control Digital
• Contestando las preguntas que haga el PSP, sobre el procedimiento desarrollado, los aspectos
9
importantes que deben cuidar,
los errores más frecuentes que se suelen cometer, las
recomendaciones del fabricante, etc.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
307
Procedimiento
Realizar lo siguiente:
1. Identificar todos los equipos o máquinas de las áreas de trabajo.
Nombre
de la
Máquina
Clave
Área y
asignada
sección (A
Procedencia
por la
Modelo, tipo y
la que
Fecha de
(para saber el
fabrica(en
numero de serie
pertenecen
adquisición
alcance de las
caso de
o serán
tener)
destinadas)
refacciones)
Tabla 1. Identificación de equipos
2. Realizar el siguiente procedimiento para dar una cédula (Código), a las máquinas o equipos
que hay en existencia, y por lo menos cedular bien a dos equipos o máquinas, con sus
elementos o accesorios.
En el siguiente ejemplo se muestran los datos que se deben contemplar en la cedulación de equipos y
sus elementos o accesorios.
X
18 – 03
Accesorio número 03
Equipo número 18
Área de localización o especialidad
Nota: Los números que se escojan deben ser planeados considerando el número de equipos o
máquinas en la fábrica, por ejemplo 001 al 999.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
308
Procedimiento
3. Realizar una base de datos con la relación de la cedulación de los equipos y sus nombres
correspondientes.
Seguir el ejemplo:
Cédula
Área
Máquina
Ma 02-00
Ma - Maquinado
Fresadora CNC
Ma 02-01
Ma - Maquinado
Fresadora CNC
Parte
Cubierta
parte
frontal
Tabla 2. Base de datos de la relación de calves y equipos
4. Asignar códigos a las actividades del mantenimiento, para el reporte de mantenimiento.
Tomar en cuenta el siguiente ejemplo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
309
Procedimiento
5. Realizar el mantenimiento
correctivo a una máquina CNC cortadora de madera, la cual
presenta el siguiente problema: No registra en pantalla la distancia en la cual se encuentra el
peine que recorre la madera para su corte.
Para la realización del mantenimiento correctivo seguir los siguientes pasos:
Inspeccionar el equipo.
Evaluar las condiciones del equipo.
Desarmar partes del equipo (en caso de ser necesario).
Diagnosticar la falla del equipo.
Evaluar la falla del equipo
Reparar la falla del equipo.
Armar partes o elementos (en caso de que se hayan desarmado).
Realizar pruebas de funcionamiento y operación de la parte reparada.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
310
Procedimiento
6. Anotar lo que se pide en el siguiente formato de reporte.
Nota: El PSP proporcionará una lista de códigos y su descripción, para efectos de elaboración de un
reporte, de mantenimiento correctivo aplicado
Especialidad = Eléctrica/electrónica
Tipo de mantenimiento.= Correctivo
Código
Descripción
EA01
Limpieza Interior
EA02
Limpieza Exterior
EB02
Vibración en el engrane del encoder.
EB09
Terminales del encoger abiertas
EB10
Terminales del encoder en corto
ED02
Cambiar cables del encoder
ED04
Soldar terminales del encoder
Tabla 3. Ejemplo de códigos para el reporte de mantenimiento
Se registraran los resultados conforme el siguiente formato:
Fecha:
000000
Clave
Clave de
del
la
Especialidad
técnico
Tipo de
mantenimiento
Diagnóstico
Descripción
Actividades y
observaciones
Máquina
EA01
EA02
(Se anexa
Ma0200
015
E
C
EA03
EC06
informe
detallado del
mantenimiento
predictivo)
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
311
Procedimiento
Tabla 2 Resultados del muestreo
INFORMACIÓN ADICIONAL
⎯ Fecha: es la fecha en la que es elaborado el reporte del mantenimiento correctivo
⎯ Clave de la máquina: Es la clave con la que el equipo fue cedulizado.
⎯ Clave del técnico: Es la clave con la que el técnico es dado de alta.
⎯ Especialidad: Es el área en la que se realizara el mantenimiento en el equipo (E=
eléctrico/electrónico, M0 Mecánico).
⎯ Tipo de mantenimiento: Es el tipo de mantenimiento que se realizo en el equipo
(Pred.= predictivo, Prev. =Preventivo, C=correctivo).
⎯ Diagnóstico: Es la clave de la falla diagnosticada que se encontró, conforme al
mantenimiento
⎯ Descripción: Clave de la actividad a realizar, según el diagnóstico del mantenimiento
⎯ Actividades y observaciones: Clave de las actividades que se realizaron como parte del
mantenimiento y otras observaciones.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
312
Procedimiento
7. Elaborar un reporte con la descripción a detalle del mantenimiento que incluya los formatos
antes mencionados y también se entregará otro de la práctica.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
313
Lista de cotejo de la práctica
Número 10:
Cedulación del equipo y reporte del mantenimiento
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
Instrucciones:
observación del mismo.
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno
durante su desempeño
Si
Desarrollo
No
No
Aplica
Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
Utilizó el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a
desarrollar.
Aplicó las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.
1. Identificó todos los equipos o máquinas de las áreas de trabajo
2. Siguió el procedimiento para dar una cédula (Código), alas
máquinas o equipos que hay en existencia, y por lo menos ceduló
bien a dos equipos o máquinas, con sus elementos o accesorios.
3. Realizó una base de datos con la relación de la cedulación de los
equipos y sus nombres correspondientes.
4. Tomó en cuenta los puntos propuestos, para asignar códigos a
las actividades del mantenimiento, para la realización de un
reporte de mantenimiento.
5. Realizó el mantenimiento correctivo a máquina CNC cortadora de
madera de los equipos siguiendo el procedimiento establecido.
6. Anotó lo que se pide en el formato de reporte propuesto.
7. Entregó los reportes con los formatos.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
314
Observaciones:
PSP:
Hora de
Hora de
inicio:
término:
Evaluación:
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
315
RESUMEN
En
ésta
unidad,
importancia
de
aprendimos
conocer
la
la
los
actuadores, junto con su simbología,
elementos de trabajo, cuya función es
la de transformar la energía neumática
del
aire
comprimido
en
pues bien, estos símbolos, explican
mecánico.
una gran nomenclatura,, el cual nos
Los
ayuda identificar la estructura de un
clasifican
actuador,
grupos:CilindrosMotores,
se
fueron
desmenuzando
conceptos y se mostraron esquemas
actuadores
trabajo
neumáticos
en
dos
se
grande
Aunque el
concepto de motor se emplea para
que nos ayuda a entender el proceso
designar
que es sencillo, con sus simbologías,
mecánico, en neumática solo se habla
que son importantes en materia de la
de
neumática,
movimiento de rotación, aunque es
aunque es complejo, podemos decir
porque
son
la
estandarización de esta simbología,
transforma
un
a
una
energía
motor
motores lineales.
neumático, y si queremos transmitir la
Cilindros
facilidad, ya que no habría un estándar,
por eso es que debemos tener en
cuenta toda la simbología para armar
un circuito.
El
trabajo
de
estudio
de
la
en
es
que
trabajo
generado
un
también frecuente llamar a los cilindros
uno se complicaría al armar un circuito
idea del circuito no se podrá con
si
máquina
NeumáticosLos
cilindros
neumáticos son, por regla general, los
elementos que realizan el trabajo. Su
función es la de transformar la energía
neumática en trabajo mecánico de
movimiento rectilíneo, que consta de
carrera
de
avance
y
carrera
de
automatización de una máquina no
retroceso. Generalmente, el cilindro
acaba con el esquema del automatismo
neumático está constituido por un tubo
a
circular
realizar,
sino
con
la
adecuada
elección del receptor a utilizar y la
cerrado
en
los
extremos
mediante dos tapas, entre las cuales de
perfecta unión entre éste y la máquina
desliza un émbolo que separa dos
neumático
vástago que saliendo a través de una
a
la
cual
llamados
sirve.
los
En
un
receptores
actuadores
sistema
son
neumáticos
los
o
cámaras. Al émbolo va unido a un
ambas tapas, permite utilizar la fuerza
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
316
desarrollada por el cilindro en virtud de
Mediante
superficies del émbolo.
de los cilindros de simple efecto; por
la presión del fluido al actuar sobre las
Existen diferentes tipos de cilindros
neumáticos. Según la forma en la que
se realiza el retroceso del vástago, los
cilindros se dividen en dos grupos:
Cilindros de simple efecto y Cilindros
de doble efecto
realizar trabajo en un único sentido, es
decir, el desplazamiento del émbolo
por la presión del aire comprimido
tiene lugar en un solo sentido, pues el
retorno a su posición inicial se realiza
por medio de un muelle recuperador
que lleva el cilindro incorporado o bien
exteriores.
acción
de
fuerzas
En la práctica existen varios tipos. Los
más empleados son los cilindros de
émbolo. El movimiento de trabajo es
efectuado por el aire a presión que
obliga
a
desplazarse
al
émbolo
comprimiendo el muelle.
Según la disposición del muelle, los
cilindros
de
simple
efecto
pueden
aplicarse para trabajar a compresión
(vástago
desplazado
recuperador
regla general la longitud de la carrera
no supera los 100 mm. Por razones
prácticas,
son
los
del
en
muelle en cámara posterior).
reposo
y
diámetro
pequeño y la única ventaja de estos
cilindros es su reducido consumo de
aire, por lo que suelen aplicarse como
auxiliares
automatizaciones.
El cilindro de doble efecto solo puede
la
resorte
incorporado, queda limitada la carrera
elementos
Cilindros de Simple Efecto
mediante
el
en
las
Cilindros de doble Efecto
Al
decir
doble
efecto
se
quiere
significar que tanto el movimiento de
salida como el de entrada son debidos
al aire comprimido, es decir, el aire
comprimido ejerce su acción en las dos
cámaras del cilindro, de esta forma
puede realizar trabajo en los sentidos
del movimiento.
El campo de aplicación de los cilindros
de doble efecto es mucho más extenso
que el de los cilindros de
simple
efecto; incluso si no es necesario
ejercer una fuerza en los sentidos, el
cilindro de doble efecto es preferible al
cilindro de simple efecto con muelle de
retorno incorporado.
El cilindro de doble efecto se construye
siempre
en
forma
de
cilindro
de
émbolo y posee dos tomas para el aire
comprimido situadas a ambos lados
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
317
del émbolo. Al aplicar el aire a presión
Los cilindros de doble efecto presentan
cámara anterior con la atmósfera a
cilindros de simple efecto:
en la cámara posterior y comunicar la
través de una válvula, el cilindro realiza
la carrera de avance.
introduciendo aire a presión en la
anterior
y
comunicando
la
cámara posterior con la atmósfera,
igualmente a través de una válvula para
la evacuación del aire contenido en esa
cámara de cilindro. Para una presión
determinada
en
el
doble
efecto
ventajas
sobre
Posibilidad de realizar trabajo en los
desarrolla
No se pierde fuerza para dejar de
comprimir al muelle
No se aprovecha toda la longitud del
cuerpo del cilindro como carrera útil.
Los fabricantes de cilindros adoptan
varios criterios sobre las dimensiones
de los mismos, ya que, según las
menos
licencias de fabricación que poseen,
implicaciones
geográficas
o
fuerza que el movimiento de avance, ya
adoptan unas u otras normativas.
que la superficie del émbolo se va
Fuerza del Cilindro
ahora
reducida
por
la
sección
transversal del vástago. Los cilindros
de
doble
efecto
pueden
ser:
Sin
amortiguación
Con amortiguación
En la práctica el uso de uno u otro
depende de la carga y velocidad de
desplazamiento. Por ejemplo, cuando
la carga viene detenida por dos topes
externos y pueden aplicarse a los
cilindros de amortiguación.
Sin embargo, cuando la carga no viene
detenida por tales
topes se debe
recurrir a la utilización de los cilindros
con amortiguador.
los
el
circuito,
movimiento de retroceso en un cilindro
de
siguientes
dos sentidos
La carrera de retroceso se efectúa
cámara
las
las
La transmisión de potencia mediante
aire comprimido se basa en el principio
de pascal: toda presión ejercida sobre
un fluido se transmite íntegramente en
todas direcciones.
Por tanto la fuerza ejercida por un
émbolo es igual a producto de la
presión por la superficie.
CONSUMO DE AIRE
Otra característica importante es la
cantidad de aire a presión necesario
para el funcionamiento de un cilindro.
La energía de aire comprimido que
alimenta
los
cilindros
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
se
consume
318
transformándose en trabajo y una vez
0.1
el
mayor.
utilizado se expulsa a la atmósfera por
escape
durante
la
carrera
de
retroceso. Se entiende por consumo en
y
1.5
especiales
cilindros
la
m/s.
Nunca
sin
En
velocidad
deben
los
cilindros
puede
ser
utilizarse
los
amortiguación
para
cada ciclo de trabajo.
trabajar a grandes velocidades o bajo
VELOCIDAD DEL ÉMBOLO
condiciones de choque.
La velocidad media del émbolo en los
.
cilindros estándar comprendida entre
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
319
AUTOEVALUACIÓN DE CONOCIMIENTOS DEL CAPITULO 2
1. Menciona que aspectos se toman en cuenta para saber el costo del
mantenimiento.
2. ¿Qué aspectos se toman en cuenta para ajustar un equipo?
3. Menciona que aspectos intervienen en las operaciones de primer grado de
mantenimiento
4. ¿Cuáles el principio con el trabajan los relevadores, actuadores eléctricos y
electrónicos?
5. ¿Qué es un LVDT?
6.
Menciona algunos problemas de fallas usuales en los PLC´s.
7. Para reparar el control de una posición de un motor de CD, menciona qué
partes son fundamentales para inspeccionar.
8. Menciona que elemento es capaz de medir la temperatura por medio de
resistencia.
9. Menciona los elementos de control con los que puede contar un control de
temperatura.
10.
Para realizar la calibración de un control de presión, se debe de tener en
cuenta:
11.
En los controles de automatización de presión la secuencia de operación
se revisa conforme a:
12.
Dentro del Funcionamiento del control de un compresor, menciona qué
13.
Menciona qué es la cedulación de un equipo.
fallas son mas frecuentes.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
320
14.
Para determinar la vida útil de un equipo, ¿qué factores intervienen?
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
321
RESPUESTAS A LA AUTOEVALUACIÓN DE CONOCIMIENTOS
1. Respuesta
2. Los elementos que conforman el TPM son: Mantenimiento basado en tiempo,
mantenimiento basado en condiciones, mantenimiento predictivo,
mantenimiento preventivo, mantenimiento correctivo.
3. El mantenimiento correctivo consiste en realizar una serie de operaciones
necesarias para la reparación de un equipo averiado, es decir que la
intervención del mantenimiento correctivo cubre desde la aparición de la
avería hasta la reinicialización del proceso.
4. El objetivo de un diagnóstico en el mantenimiento correctivo es definir cuál es
el problema específico. Se basa en un análisis previo y determina la falla y sus
consecuencias.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
322
5. Los equipos que se pueden emplear dentro de una inspección de
mantenimiento correctivo son:
Osciloscopio
Multímetro
Generador de señales
6. El equipo de seguridad con el que se debe aplicar el mantenimiento es:
⎯ Ropa de algodón (overol, bata, pantalón y camisola)
⎯ Zapatos antiestáticos
⎯ Lentes protectores
⎯ Pulsera antiestática
⎯ Herramienta de adecuado con mangos protectores.
7. Los pasos más importantes son:
⎯ Los pasos más importantes del mantenimiento correctivo son:
⎯ Detección de la avería.
⎯ Localización del elemento dañado o defectuoso.
⎯ Desarmado y reemplazo del elemento.
⎯ Armado, ajustes y verificaciones del equipo.
⎯ Validación del equipo
8. Respuesta
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
323
9. Dentro del proceso de información el(los) elemento más importante es el
procesador el cual es el que dirige toda la orquesta.
10.
Un multiplexor es un dispositivo el cual direcciona hacia donde debe de
ir un dato, en base a la dirección que este vaya.
11.
Los elementos que se usan son 3: Es un proporcional, integrador y un
12.
Los circuitos que realizan esta función son los llamados Opam´s los
derivador.
cuales son llamados amplificadores operacionales.
13.
Las acciones de mantenimiento que se deben de tener en cuenta son:
⎯ La elección del reemplazo debe ser conforme a las especificaciones técnicas
del manual del fabricante.
⎯ El desarmado debe realizarse a conciencia y debe de anotarse el orden en que
se procedió a desarmar.
14.
Dentro de la logística del mantenimiento se toman aspectos tales como:
Selección de equipo y herramienta.
Establecimiento de los pasos dentro de la intervención.
Selección del número de personas para la intervención.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
324
15.
Los tres parámetros más importantes dentro del mantenimiento
correctivo son:
Periodo de intervención
Periodo de reparación o de arreglo
Periodo de espera
16.
Los aspectos que se toman en cuenta para determinar el costo del
mantenimiento son:
Costo del personal de reparación.
Costo de los elementos reemplazados.
Costo de la documentación.
Costo del embalaje y del transporte.
Costo de los equipos de prueba.
17.
Para realizar el ajuste de un equipo se debe de tener en cuenta lo
siguiente:
a. Parámetros.
b. Tiempos de entradas y salidas
c. Ajustes máximos y mínimos en los parámetros
d. Las tolerancias
18.
Los aspectos que intervienen en las operaciones de primer grado de
mantenimiento son:
La logística de la selección del personal a intervenir, tomando en cuenta la
magnitud de la falla y el tiempo con que se tiene que realizar.
La selección de elementos para la sustitución tomando en cuenta la
compatibilidad, país de origen, modelo.
19.
El principio con el que trabajan los relevadores, actuadores eléctricos y
electrónicos, se basa en electromagnetismo, los cuales son controlados por
PLC, microcontroladores, PIC, entre otros.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
325
20.
Un LVDT es un transformador diferencial de variación lineal, es un
detector de posición, que proporciona una salida de voltaje alterna que tiene
una amplitud relacionada con la posición de un núcleo ferroso.
21.
Algunos problemas usuales de PLC´s y sus soluciones se presentan a
continuación:
Problema
Causa posible
Solución
Configure un bloque de
El PLC no pudo localizar un
parámetros para el PLC en el
bloque de parámetros en el
sistema de automatización.
sistema de automatización.
Consulte el Manual del
Fabricante.
Cerciórese de que todos los
FALTA BLOQUE
PARAM
El PLC localizó un bloque de
parámetros en el sistema de
automatización, pero dicho
bloque contiene errores.
campos respetan el margen
permitido.
Cerciórese de que todas las
direcciones son válidas para
el PLC.
Consulte el Manual del
Fabricante.
Dirección del PLC incorrecta.
PLC NO RESPONDE
Problemas con el cable.
Corrija la dirección. Consulte
el Manual del Fabricante.
Compruebe las conexiones
del cable.
Configuración errónea de la
Corrija la velocidad de
velocidad de transferencia.
transferencia.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
326
Varias PLC en una misma
Retire los PLC´s e inténtelo
dirección.
de nuevo.
Puede ser que algún modulo
ERROR HARDWARE
22.
El PLC no funciona.
esté averiado. Sustitúyalo por
uno nuevo.
Las partes fundamentales para inspeccionaren el control de posición de
un motor de CD son:
El PID observar la grafica de los parámetros (Curvas de
amortiguamiento, frecuencia) en osciloscopio.
Inspeccionar el motor.
Inspeccionar la retroalimentación
23.
El elemento para medir la temperatura es el termopar, el cual tiene una
resistencia, que a medida que la temperatura se incrementa, la resistencia
varía.
24.
Los parámetros más importantes de un control de automatización de
temperatura son:
Algoritmo de control PIDD.
Sintonización adaptable en la puesta en marcha y gama selectivas
adicionales.
Modos de funcionamiento automático y manual
Termopar en espera
Alarmas de termopar abierto, cortocircuitado e invertido
Alarmas de desviación de temperatura alta y baja
Anulación de alarma de desviación baja en la puesta en mar-cha
Banda de desviación programable para alarmas de temperatura
Alarmas de calentador abierto y cortocircuitado
Alarma de fusible abierto
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
327
25.
Indicación visual en Grados F o C
Termopares tipo J o tipo K seleccionables por el usuario
Puesta en marcha subordinada automática programable
Telecomunicaciones a través de RS-232 ó RS-485
Menús internos con adicionales disponibles con el paquete de software
Calibración de temperatura in situ
Para la calibración de un control de automatización de presión se debe
de tener en cuenta lo siguiente:
Consultar los parámetros necesarios en el manual del fabricante.
Consultar los niveles y parámetros con los que el equipo o Maquinaria
estaban trabajando.
Realizar la calibración de los elementos en base al estado actual del
equipo o máquina, antes de la realización de una intervención.
Revisar las advertencias para la calibración.
26.
La secuencia de la operación de los controles de automatización de
presión se revisa conforme a los puntos propuestos por el manual del
fabricante, tomando en cuenta el modelo y tipo de fabricación del control.
27.
Las fallas más frecuentes que se presentan en el control de un
compresor son:
Corto en las partes internas del censor
Voltaje muy variado en la salida del censor
No registro de voltaje en las entradas del control (PLC, Controlador PIC).
La alimentación principal de energía del controlador es muy variado.
28.
La cedulación de un equipo es asignar una clave la cual identificara al
equipo dentro de la planta o industria. Esta cedulación se aplica teniendo los
siguientes elementos:
Área correspondiente
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
328
Numero del equipo
Numero de su elemento
Teniendo estos datos se asigna una clave con ellos.
29.
Los factores que intervienen son:
Fecha de adquisición del equipo.
Fecha de la puesta en marcha.
Cantidad en horas de la máquina trabajando por día.
Producción por día.
Desgaste del equipo por semana
Reportes de los mantenimientos periódicos.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
329
GLOSARIO DE TÉRMINOS DE E-CBNC
Campo de aplicación
Parte constitutiva de una Norma Técnica de Competencia
Laboral que describe el conjunto de circunstancias laborales
posibles en las que una persona debe ser capaz de
demostrar dominio sobre el elemento de competencia. Es
decir, el campo de aplicación describe el ambiente laboral
donde el individuo aplica el elemento de competencia y
ofrece indicadores para juzgar que las demostraciones del
desempeño son suficientes para validarlo.
Competencia laboral
Aptitud de un individuo para desempeñar una misma
función productiva en diferentes contextos y con base en
los requerimientos de calidad esperados por el sector
productivo. Esta aptitud se logra con la adquisición y
desarrollo de conocimientos, habilidades y capacidades que
son expresados en el saber, el hacer y el saber-hacer.
Criterio de desempeño Parte constitutiva de una Norma Técnica de Competencia
Laboral que se refiere al conjunto de atributos que deberán
presentar
tanto
los
resultados
obtenidos,
como
el
desempeño mismo de un elemento de competencia; es
decir, el cómo y el qué se espera del desempeño. Los
criterios de desempeño se asocian a los elementos de
competencia. Son una descripción de los requisitos de
calidad para el resultado obtenido en el desempeño laboral;
permiten establecer si se alcanza o no el resultado descrito
en el elemento de competencia.
Elemento de
Es
competencia
una persona en al ámbito de su ocupación. Se refiere a una
por
la
descripción de la realización que debe ser lograda
acción, un comportamiento o un resultado que se debe
demostrar por lo tanto es una función realizada por un
individuo. La desagregación de funciones realizada a lo
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
330
largo del proceso de análisis funcional usualmente no
sobrepasa de cuatro a cinco niveles. Estas diferentes
funciones, cuando ya pueden ser ejecutadas por personas y
describen acciones que se pueden lograr y resumir, reciben
el nombre de elementos de competencia.
Evidencia de
Parte
constitutiva
de
una
Norma
Técnica
de
Competencia
conocimiento
Laboral que hace referencia al conocimiento y comprensión
necesarios para lograr el desempeño competente.
Puede referirse a los conocimientos teóricos y de principios
de base científica que el alumno y el trabajador deben
dominar, así como a sus habilidades cognitivas en relación
con el elemento de competencia al que pertenecen.
Evidencia por producto Hacen referencia a los objetos que pueden usarse como
prueba de que la persona realizó lo establecido en la Norma
Técnica
de
Competencia
Laboral.
Las
evidencias
por
producto son pruebas reales, observables y tangibles de las
consecuencias del desempeño.
Evidencia por
Parte
constitutiva
de
una
Norma
Técnica
de
desempeño
Competencia Laboral, que hace referencia a una serie de
resultados y/o productos, requeridos por el criterio de
desempeño y delimitados por el campo de aplicación, que
permite probar y evaluar la competencia del trabajador.
Cabe hacer notar que en este apartado se incluirán las
manifestaciones que correspondan a las denominadas
habilidades sociales del trabajador. Son descripciones sobre
variables o condiciones cuyo estado permite inferir que el
desempeño fue efectivamente logrado. Las evidencias
directas tienen que ver con la técnica utilizada en el ejercicio
de una competencia y se verifican mediante la observación.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
331
La evidencia por desempeño se refiere a las situaciones que
pueden usarse como pruebas de que el individuo cumple
con
los
requerimientos
Competencia Laboral.
Evidencia de actitud
de
la
Norma
Técnicas
de
Las Normas Técnicas de Competencia Laboral incluyen
también la referencia a las actitudes subyacentes en el
desempeño evaluado.
Formación ocupacional Proceso por medio del cual se construye un desarrollo
individual referido a un grupo común de competencias para
el desempeño relevante de diversas ocupaciones en el
medio laboral.
Módulo ocupacional
Unidad autónoma integrada por unidades de aprendizaje
con
la
finalidad
de
combinar
diversos
propósitos
y
experiencias de aprendizaje en una secuencia integral de
manera que cada una de ellas se complementa hasta lograr
el dominio y desarrollo de una función productiva.
Norma Técnica de
Competencia Laboral
Documento
en
el
que
se
registran
las
especificaciones
con base en las cuales se espera sea desempeñada una
función productiva. Cada Norma Técnica de Competencia
Laboral esta constituida por unidades y elementos de
competencia, criterios de desempeño, campo de aplicación y
evidencias de desempeño y conocimiento.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
332
GLOSARIO DE TÉRMINOS DE E-CBCC
Competencias
Metodología que refuerza el aprendizaje, lo integra y lo
contextualizadas
hace significativo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
333
Competencias
Se definen como la aptitud del individuo para desempeñar
Laborales
una misma función productiva en diferentes contextos y
con base en los requerimientos de calidad esperados por el
sector productivo. Esta aptitud se logra con la adquisición y
desarrollo de conocimientos, habilidades y capacidades que
son expresadas en el saber, el saber hacer, el saber ser y el
saber estar.
Competencias básicas
Son las que identifican el saber y el saber hacer en los
contextos científico teórico, tecnológico, analítico y lógico.
Competencias
Estas hacen referencia a los procesos cognitivos internos
Analíticas
necesarios para simbolizar, representar ideas, imágenes,
conceptos u otras abstracciones. Dotan al alumno de
habilidades para inferir, predecir e interpretar resultados.
Competencias
Son las que le confieren a los alumnos habilidades para la
Científico – Teóricas
conceptualización de principios, leyes y teorías, para la
comprensión
y
aplicación
a
procesos
productivos;
y
propician la transferencia del conocimiento.
Competencias Lógicas
Se refieren a las habilidades de razonamiento que le
permiten analizar la validez de teorías, principios y
argumentos, así mismo, le facilitan la comunicación oral y
escrita. Estas habilidades del pensamiento le permiten pasar
del sentido común a la lógica propia de las ciencias. En
estas competencias se encuentra también el manejo de los
idiomas.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
334
Competencias
Hacen
referencia
a
las
habilidades,
destrezas
y
Tecnológicas
conocimientos para la comprensión de las tecnologías en un
sentido amplio, que permite desarrollar la capacidad de
adaptación
tecnológicos.
Competencias clave
en
un
mundo
de
continuos
cambios
Son las que identifican el saber, el saber hacer, el saber ser
y el saber hacer; en los contextos de información,
ambiental, de calidad, emprendedor y para la vida.
Competencias para la
sustentabilidad
Se refieren a la aplicación de conceptos, principios y
procedimientos relacionados con el medio ambiente, para el
desarrollo autosustentable.
Competencias de
Se refieren a la aplicación de conceptos y herramientas de
Calidad
las teorías de calidad total y de aseguramiento de la calidad,
y su relación con el ser humano.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
335
Competencias
Son aquellas que se asocian al desarrollo de la creatividad,
Emprendedoras
fomento del autoempleo y fortalecimiento de la capacidad
de autogestoría.
Competencias de
información
Se refieren a las habilidades para la búsqueda y utilización
de diversas fuentes de información, y capacidad de uso de
la informática y las telecomunicaciones.
Competencias para la
vida
Competencias referidas al desarrollo de habilidades y
actitudes sustentadas en los valores éticos y sociales.
Permiten
fomentar
la
responsabilidad
individual,
la
colaboración, el pensamiento crítico y propositivo y la
convivencia armónica en sociedad.
Contextualización
Puede ser entendida como la forma en que, al darse el
proceso de aprendizaje, el sujeto establece una relación
activa del conocimiento y sus habilidades sobre el objeto
desde un contexto científico, tecnológico, social, cultural e
histórico que le permite hacer significativo su aprendizaje,
es decir, el sujeto aprende durante la interacción social,
haciendo del conocimiento un acto individual y social. Esta
contextualización de las competencias le permite al
educando establecer una relación entre lo que aprende y su
realidad, reconstruyéndola.
Matriz de competencias Describe las competencias laborales, básicas y claves que se
contextualizan como parte de la metodología que refuerza
el aprendizaje, lo integra y lo hace significativo.
Matriz de
Presenta de manera concentrada, las estrategias sugeridas a
realizar a lo largo del módulo para la contextualización de
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
336
contextualización
las
competencias
básicas
y
claves
con
lo
cual,
al
desarrollarse el proceso de aprendizaje, se promueve que el
sujeto establezca una relación activa del conocimiento
sobre el objeto desde situaciones científicas, tecnológicas,
laborales, culturales, políticas, sociales y económicas.
Módulo autocontenido
Es una estructura integral multidisciplinaria y autosuficiente
de actividades de enseñanza-aprendizaje, que permite
alcanzar objetivos educacionales a través de la interacción
del alumno con el objeto de conocimiento.
Módulos
autocontenidos
Están diseñados para atender la formación vocacional
genérica en un área disciplinaria que agrupa varias carreras.
transversales
Módulos
Están diseñados para atender la formación vocacional y
autocontenidos
disciplinaria en una carrera específica.
específicos
Módulos
Están diseñados con la finalidad de atender las necesidades
autocontenidos
regionales de la formación vocacional.
Optativos
A través de ellos también es posible que el alumno tenga la
posibilidad de cursar un módulo de otra especialidad que le
sea compatible y acreditarlo como un módulo Optativo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
337
Módulos integradores
Conforman una estructura ecléctica que proporciona los
conocimientos disciplinarios científicos, humanísticos y
sociales
orientados
a
alcanzar
las
competencias
de
formación genérica. Apoyan el proceso de integrac ión de
la formación vocacional u ocupacional, proporcionando a
los alumnos los conocimientos científicos, humanísticos y
sociales de carácter básico y propedéutico, que los formen
para la vida en el nivel de educación media superior, y los
preparen para tener la opción de cursar estudios en el nivel
de educación superior. Con ello, se avala la formación de
bachiller, de naturaleza especializada y relacionada con su
formación profesional.
Unidades de
aprendizaje
Especifican los contenidos a enseñar, proponen estrategias
tanto para la enseñanza como para el aprendizaje y la
contextualización, así como los recursos necesarios para
apoyar el proceso de enseñanza-aprendizaje y finalmente el
tiempo requerido para su desarrollo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
338
GLOSARIO DE TÉRMINOS TÉCNICOS
Automatización
Implementación de las funciones de una planta o fábrica
a
través
de
máquinas,
robots
y
actuadores
que
disminuyan los tiempos de operación, reduzcan costos y
laboren veinticuatro horas al día sin posibilidades de
error.
CAD
Diseño asistido por computadora. Computer Integrated
CADICAM
Diseño
Manufacturing
y
Manufactura
Asistido
por
Computadora
(Computer Aided Design and Manufacturing)
CAM
Manufactura Asistida por Computadora.
CIM
Sistemas de automatización integrada de la producción
(Computer Integrad Manufacturing CIM).
Compresor
Máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una
mezcla de gases y vapores.
Contactor
El contactor es un interruptor accionado o gobernado a
distancia por un electroimán
Costo de Capital
Es el costo financiero ponderado por destinar ciertos
recursos
a
una
actividad
productiva,
determinar de la siguiente manera
se
puede
Estudio de
Análisis integral de las posibilidades de éxito de un
mercado
proyecto.
Factor Simple de
Este factor permite transformar un valor futuro en un
Actualización (FSA)
valor presente.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
339
P = F / (1 + i)n
Factor Simple de
Este factor permite transformar un valor presente en un
Capitalización
valor futuro.
(FSC)
F = P (1 + i)n
Factores
Son aquellos utilizados en las diversas operaciones del
Financieros
sistema financiero
Grado de
Nivel aspirado para realizar la automatización
Interés (I)
Es la utilidad que genera un determinado capital
Manómetro de
Este manómetro, tal vez el más común en plantas de
Bourdon
procesos que requieran medición de presiones, consiste
automatización
de un tubo metálico achatado y curvado en forma de "C",
abierto sólo en un extremo
MODICON
Controlador Digital Modular
Motores a paso
Es un dispositivo electromecánico que convierte pulsos
eléctricos en movimientos mecánicos distintos.
Nemónico
Es un símbolo (abreviatura) que utiliza el programador
para facilitarle la tarea en la programación ya que,
dependiendo del lenguaje de programación, se le puede
permitir utilizar sólo las numeraciones de las entradas,
salidas.
PID
Modo
de
control
Proporcional
más
integral
más
derivativo
PLC
Controlador Lógico Programable
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
340
Presión
La presión queda determinada por la razón de una
fuerza al área sobre la que actúa la fuerza
Robot Industrial
Elemento más visible de la fabricación asistida por
computador y como la base técnica para la mayor
automatización de la producción
SCADA
Es un acrónimo por “Supervisory Control And Data
Acquisition” (control supervisor y adquisición de datos).
SCR
El SCR es un rectificador construido con material de
silicio con una tercera terminal para efecto de control
Sensor
Instrumento
que
produce
una
señal,
usualmente
eléctrica (antaño se utilizaban señales hidráulicas), que
refleja el valor de una propiedad, mediante alguna
correlación definida (su ganancia)
Tasa de Interés (i)
Es la relación entre el interés y el capital que lo generó
Tasa de Interés
Es aquella tasa en la cual los intereses se capitalizan, es decir
Efectiva (TIE)
que los intereses se van sumando al capital inicial, para el
cálculo de los nuevos intereses.
Tasa de Interés
Es aquella tasa, donde los intereses no se capitalizan, es
(IN)
determinan en función del capital inicial
Tasa interna de
Es la tasa de descuento a la cual el valor presente neto
retorno (TIR)
de una inversión es cero. Es un método comúnmente
Simple o Nominal
decir que los intereses de diferentes periodos, se
utilizado para valuar los proyectos de inversión
Transductor
Instrumento que convierte una forma de energía en otra
(o una propiedad en otra).
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
341
TRIAC
es fundamentalmente una combinación paralela inversa
de dos terminales de capas de semiconductor que
permiten el disparo en cualquier dirección con una
terminal de compuerta para controlar las condiciones de
encendido
bilateral
del
dispositivo
en
cualquier
dirección.
Valor actual neto
Es aquel que permite determinar la valoración de una
(VAN).
inversión en función de la diferencia entre el valor
actualizado de todos los cobros derivados de la
inversión y todos los pagos actualizados originados por
la misma a lo largo del plazo de la inversión realizada
Wireframe (malla)
Sistema en el que el modelo 3D es creado y guardado
solo como una representación geométrica de aristas y
puntos dentro del modelo.
Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
342
REFERENCIAS DOCUMENTALES
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Tecnológica CEKIT.
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• DEPPERT W. / K. Stoll. “Dispositivo Neumáticos” Ed. Marcombo Boixareu.
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• Gordon J. Van Wylen – Richard E. Sonntag. “Fundamentos de Termodinámica”
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Mantenimiento Correctivo de Sistemas de Control Digital
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• GUILLÉN SALVADOR, Antonio. “Introducción a la Neumática” Editorial:
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• RESNICK, Roberto; HALLIDAY; WALKER. “Fundamentos de Física” Sexta Edición,
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