cuadernillo teórico y práctico

ÍNDICEUNIDAD 1: INTRODUCCIÓN, FUNDAMENTOS Y SIMBOLOGÍA DE HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA..........2

1.1 Conceptos Básicos De La Neumática........................................................................................3

1.2 Conceptos Básicos De La Hidráulica.........................................................................................6

1.3 Símbolos y normas de neumática e hidráulica.......................................................................25

1.4 Ventajas Y Desventajas De Los Sistemas Hidráulicos Y Neumáticos.......................................50

UNIDAD 2: DISPOSITIVOS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS................................................................70

2.1 Producción y distribución de aire comprimido.......................................................................71

2.2 Producción y distribución de potencia hidráulica...................................................................88

2.3 Actuadores Neumáticos E Hidráulicos..................................................................................106

2.4 Válvulas de vías neumáticas e hidráulicas............................................................................110

2.5 Válvulas de bloqueo, de presión y de flujo...........................................................................139

UNIDAD 3: CIRCUITOS NEUMÁTICOS Y ELECTRONEUMÁTICOS.....................................................143

3.1 Desarrollo de circuitos neumáticos......................................................................................143

3.2 Desarrollo de circuitos electroneumáticos...........................................................................160

UNIDAD 4 CIRCUITOS HIDRÁULICOS Y ELECTROHIDRÁULICOS......................................................180

4.1 Desarrollo de circuitos típicos hidráulicos............................................................................181

4.2 Desarrollo típicos de circuitos electrohidráulicos.................................................................187

UNIDAD 5 APLICACIONES DE LA NEUMÁTICA-ELECTRÓNICA E HIDRÁULICA-ELECTRÓNICA..........204

SISTEMAS HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS DE POTENCIA I.T.A

UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN, FUNDAMENTOS Y SIMBOLOGÍA DE HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA.Los sistemas neumáticos e hidráulicos se encuentran difundidos por todos los ámbitos, riego de campos, instalaciones de agua potable y de desechos, en los vehículos autopropulsados utilizados en el transporte, aire acondicionado, etc. Sin embargo es en la industria donde nos interesa conocer cuál ha sido su implantación.

UNIDAD 1

INTRODUCCIÓN, FUNDAMENTOS Y SIMBOLOGÍA DE HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA.


1.1 Conceptos Básicos De La Neumática.La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. Los procesos consisten en incrementar la presión de aire y a través de la energía acumulada sobre los elementos del circuito neumático (por ejemplo los cilindros) y efectuar un trabajo útil.

Los circuitos neumáticos básicos están formados por una serie de elementos que tienen la función de la creación de aire comprimido, su distribución y control para efectuar un trabajo útil por medio de unos actuadores llamados cilindros.

Historia.

La neumática es el conjunto de las aplicaciones técnicas (transmisión y transformación de fuerzas y movimiento) que utilizan la energía acumulada en el aire comprimido.

Desde hace mucho tiempo se ha utilizado consciente o inconscientemente en distintas aplicaciones. El griego Ktesibios fue el primero que se sepa con seguridad utilizó aire comprimido como elemento de trabajo. Hace más de 2000 años construyó una catapulta de aire comprimido. Uno de los primeros libros que trató el empleo de aire comprimido como energía data del siglo I, describiendo mecanismos accionados por aire comprimido.

La propia palabra procede de la expresión griega “pneuma”, que se refiere a la respiración, el viento y, en filosofía, al alma. Hasta finales del siglo pasado no se comenzó a estudiar sistemáticamente su comportamiento y reglas, cuando el estudio de los gases es objeto de científicos como Torricelli, Pascal, Mariotte, Boyle, Gay Lussac, etc. La verdadera irrupción de la neumática en la industria se dio a partir de 1950 con la introducción de la automatización en los procesos de trabajo, aunque al comienzo fue rechazada por su desconocimiento.

Hoy en día no se concibe una explotación industrial sin aire comprimido.

La automatización permite la eliminación total o parcial de la intervención humana. Asume pues algunas funciones intelectuales más o menos complejas de cálculo y de decisión.

La “neumática convencional” es la tecnología que emplea elementos neumáticos con partes mecánicas en movimiento.

La energía estática contenida en un fluido bajo presión de 3 a 10 Kg/cm2 es transformada en energía mecánica mediante los actuadores (cilindros o motores).

Propiedades Del Aire.


•Elasticidad.- La presión ejercida en un gas se transmite con igual intensidad en todas las direcciones ocupando todo el volumen que lo engloba.

•Compresibilidad.- Un gas se puede comprimir en un recipiente cerrado aumentando la presión.

•Incoloro.- Sin color.

•Fluidez.- No ofrecen ningún tipo de resistencia al desplazamiento.

•Generación del aire comprimido.- sin limitaciones ya que la materia prima es sin costo.

•Fácil distribución.- no precisa recuperación.

•Fácil de acumular.- en tanques o depósitos.

•Puede ser utilizado en ambientes explosivos o inflamables.

•No interfiere con el medio ambiente.

Fundamentos Físicos.

El aire es una mezcla de gases cuya composición volumétrica es aproximadamente la siguiente:


Su peso específico es de 1,293 Kg/m3 a 0ºC y una atmósfera (1,013 bar) de presión.

Es muy compresible, sensible a las variaciones de temperatura y se adapta perfectamente a la forma del recipiente que lo contiene. Es incoloro en masas normales y de color azulado en grandes volúmenes.

Cualidades DE La Neumática

El aire es un elemento abundante en la naturaleza. Se puede transportar fácilmente. Es compresible. No existe riesgo de explosión ni incendio en ambientes peligrosos. Las fugas no crean ningún problema debido a la limpieza del aire. Los elementos se manejan fácilmente sin que entrañen peligrosidad.


1.2 Conceptos Básicos De La Hidráulica.Introducción a la hidráulica

La hidráulica es la ciencia que forma parte la física y comprende la transmisión y regulación de fuerzas y movimientos por medio de los líquidos. Cuando se escuche la palabra “hidráulica” hay que remarcar el concepto de que es la transformación de la energía, ya sea de mecánica ó eléctrica en hidráulica para obtener un beneficio en términos de energía mecánica al finalizar el proceso.

Etimológicamente la palabra hidráulica se refiere al agua:

Hidros = agua. Aulos = flauta.

Algunos especialistas que no emplean el agua como medio transmisor de energía, sino que el aceite han establecido los siguientes términos para establecer la distinción: Oleodinámica, Oleohidráulica u Oleólica.

La Hidráulica es la tecnología que emplea un líquido, bien agua o aceite (normalmente aceites especiales), como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. Básicamente consiste en hacer aumentar la presión de este fluido (el aceite) por medio de elementos del circuito hidráulico (compresor) para utilizarla como un trabajo útil, normalmente en un elemento de salida llamado cilindro. El aumento de esta presión se puede ver y estudiar mediante el principio de Pascal.


Los cilindros solo tienen recorrido de avance y retroceso en movimiento rectilíneo, es por eso que si queremos otro movimiento deberemos acoplar al cilindro un mecanismo que haga el cambio de movimiento. En un sistema hidráulico el aceite sustituye al aire comprimido que se usa en neumática. Muchas excavadoras, el camión de la basura, los coches, etc. utilizan sistemas hidráulicos para mover mecanismos que están unidos a un cilindro hidráulico movido por aceite.

Al llamarse hidráulica puede pensarse que solo usa agua, cosa que no es así, es más casi nunca se usa agua solo se usa aceite.

En la teoría si se usa aceite debería llamarse Oleohidraúlica, pero no es así. En la práctica cuando hablamos de sistemas por aceite, agua o cualquier fluido líquido usamos la palabra hidráulica.

Producción De Energía Hidráulica

La ventaja que implica la utilización de la energía hidráulica es la posibilidad de transmitir grandes fuerzas, empleando para ello pequeños elementos y la facilidad de poder realizar maniobras de mandos y reglaje. A pesar de estas ventajas hay también ciertos inconvenientes debido al fluido empleado como medio para la transmisión. Esto debido a las grandes presiones que se manejan en el sistema las cuales posibilitan el peligro de accidentes, por esto es preciso cuidar que los empalmes se encuentren perfectamente apretados y estancos.

Fluidos de Potencia.

La vida útil del sistema hidráulico depende en gran medida de la selección y del cuidado que se tenga con los fluidos hidráulicos. Al igual que con los componentes metálicos de un sistema hidráulico, el fluido hidráulico debe seleccionarse con base en sus características y propiedades para cumplir con la función para la cual fue diseñado.

Se usan líquidos en los sistemas hidráulicos porque tienen entre otras las siguientes ventajas:

1. Los líquidos toman la forma del recipiente que los contiene.

2. Los líquidos son prácticamente incompresibles.

3. Los líquidos ejercen igual presión en todas las direcciones.

4. Los líquidos toman la forma del recipiente que los contiene.


5. Los líquidos también fluyen en cualquier dirección al pasar a través de tuberías y mangueras de cualquier forma y tamaño.

Un líquido es prácticamente incompresible. Cuando una sustancia se comprime, ocupa menos espacio. Un líquido ocupa el mismo espacio o volumen, aun si se aplica presión. El espacio o volumen ocupado por una sustancia se llama “desplazamiento”.

De acuerdo con la Ley de Pascal, “la presión ejercida en un líquido, contenido en un recipiente cerrado, se transmite íntegramente en todas las direcciones y actúa con igual fuerza en todas las áreas”. Por tanto, en un sistema cerrado de aceite hidráulico, una fuerza aplicada en cualquier punto, transmite igual presión en todas las direcciones a través del sistema.

Las principales funciones de los fluidos hidráulicos son:

• Transmitir potencia • Lubricar

• Sellar

• Refrigerar

Transmisión de potencia.

Puesto que un fluido prácticamente es incompresible, un sistema hidráulico lleno de fluido puede producir potencia hidráulica instantánea de un área a otra. Sin embargo, esto no significa que todos los fluidos hidráulicos sean iguales y transmitan potencia con la misma eficiencia. Para escoger el fluido hidráulico correcto, se deben tener en cuenta el tipo de aplicación y las condiciones de operación en las que funcionará el sistema hidráulico.

Lubricación.

Los fluidos hidráulicos deben lubricar las piezas en movimiento del sistema hidráulico. Los componentes que rotan o se deslizan deben poder trabajar sin entrar en contacto con otras superficies. El fluido hidráulico debe mantener una película delgada entre las dos superficies para evitar el calor, la fricción y el desgaste.

Acción sellante.

Algunos componentes hidráulicos están diseñados para usar fluidos hidráulicos en lugar de sellos mecánicos entre los componentes. La propiedad del fluido de tener acción sellante depende de su viscosidad.

Enfriamiento


El funcionamiento del sistema hidráulico produce calor a medida que se transfiere energía mecánica a energía hidráulica y viceversa. La transferencia de calor en el sistema se realiza entre los componentes calientes y el fluido que circula a menor temperatura.

El fluido a su vez transfiere el calor al tanque o a los enfriadores, diseñados para mantener la temperatura del fluido dentro de límites definidos. Otras propiedades que debe tener un fluido hidráulico son:

Evitar la oxidación y corrosión de las piezas metálicas; resistencia a la formación de espuma y a la oxidación; mantener separado el aire, el agua y otros contaminantes; y mantener su estabilidad en una amplia gama de temperaturas.

Viscosidad

La viscosidad es la medida de la resistencia de un fluido para fluir a una temperatura determinada. Un fluido que fluye fácilmente tiene una viscosidad baja. Un fluido que no fluye fácilmente tiene una viscosidad alta. La viscosidad de un fluido depende de la temperatura. Cuando la temperatura aumenta, la viscosidad del fluido disminuye. Cuando la temperatura disminuye, la viscosidad del fluido aumenta. El aceite vegetal es un buen ejemplo para mostrar el efecto de la viscosidad con los cambios de temperatura.

Cuando el aceite vegetal está frío, se espesa y tiende a solidificarse. Si calentamos el aceite vegetal, se vuelve muy delgado y tiende a fluir fácilmente.

Se pueden diferenciar tres clases básicas de fluidos hidráulicos, estos son los siguientes:

a.- Líquidos de base acuosa: Aceite mineral en agua, Agua en aceite mineral,

Agua con glicerina y Glicol – agua.

b.- Líquidos sintéticos: Esteres Fosfatados y Siliconas

c.- Aceites minerales y vegetales

En algunos textos se incluye una cuarta categoría que es la de los fluidos que no causan daño al medio ambiente, esto se refiere a que el daño será mínimo en caso de un derrame.

Aceite lubricante

Todos los aceites lubricantes se adelgazan cuando la temperatura aumenta y se espesan cuando la temperatura disminuye. Si la viscosidad de un aceite lubricante es muy baja, habrá un excesivo escape por las juntas y los sellos.


Si la viscosidad del aceite lubricante es muy alta, el aceite tiende a “pegarse” y se necesitará mayor fuerza para bombearlo a través del sistema. La viscosidad del aceite lubricante se expresa con un número SAE, definido por la Society of Automotive Engineers. Los números SAE están definidos como:

5W, 10W, 20W, 30W, 40W, etc.

Aceites sintéticos.

Los aceites sintéticos se producen por procesos químicos en los que materiales de composición específica reaccionan para producir un compuesto con propiedades únicas y predecibles. El aceite sintético se produce específicamente para cierto tipo de operaciones realizadas a temperaturas altas y bajas.

Fluidos resistentes al fuego

Hay tres tipos básicos de fluidos resistentes al fuego: mezclas de glicol-agua, emulsiones de aceite-agua-aceite y fluidos sintéticos.

Los fluidos agua-glicol son una mezcla de 35% a 50% de agua (el agua inhibe el fuego), glicol (químico sintético o similar a algunos compuestos con propiedades anticongelantes) y espesantes del agua. Los aditivos se añaden para mejorar la lubricación y evitar la oxidación, la corrosión y la formación de espuma. Los fluidos a base de glicol son más pesados que el aceite y pueden causar cavitación de la bomba a altas velocidades. Estos fluidos pueden reaccionar con algunos metales y material de los sellos, y no se pueden usar con algunas clases de pintura.

Las emulsiones de agua-aceite son los fluidos resistentes al fuego más económicos. Al igual que en los fluidos a base de glicol, un porcentaje similar de agua (40%), se usa como inhibidor al fuego. Las emulsiones agua-aceite se usan en sistemas hidráulicos típicos. Generalmente contienen aditivos para prevenir la oxidación y la formación de espuma.

Los fluidos sintéticos se usan bajo ciertas condiciones para cumplir requerimientos específicos. Los fluidos sintéticos resistentes al fuego son menos inflamables que los aceites lubricantes y mejor adaptados para resistir presiones y temperaturas altas. Algunas veces los fluidos resistentes al fuego reaccionan con el material de los sellos de poliuretano y en estos casos puede requerirse el uso de sellos especiales.

Vida útil del aceite hidráulico


El aceite hidráulico no se desgasta. El uso de filtros para remover las partículas sólidas y contaminantes químicos alargan la vida útil del aceite. Sin embargo, eventualmente el aceite se contamina tanto que debe reemplazarse.

En las máquinas de construcción, el aceite se debe cambiar a intervalos de tiempos regulares. Los contaminantes del aceite pueden usarse como indicadores de desgaste no común y de posibles problemas del sistema.

Aplicaciones neumáticas e hidráulicas.

La neumática y la hidráulica de encargan respectivamente del estudio de las propiedades y aplicaciones de los gases comprimidos y de los líquidos. Etimológicamente estas palabras derivan de las griegas pneuma e hydro, que significan <viento> y <agua>.

Aunque las aplicaciones de los fluidos (gases y líquidos) no son nuevas, lo que sí es relativamente reciente es su empleo en circuitos cerrados en forma de sistemas de control y actuación. Un problema de automatización y control puede resolverse empleando mecanismos, circuitos eléctricos y electrónicos, circuitos neumohidráulicos o bien una combinación de todo ello.


Los circuitos neumáticos e hidráulicos se suelen utilizar en aplicaciones que requieren movimientos lineales y grandes fuerzas.Como:

Maquinaria de gran potencia (excavadora, perforadora de túneles) que emplean fundamentalmente circuitos hidráulicos.

Producción industrial automatizada. Se emplean circuitos neumáticos o hidráulicos.

Accionamientos de robot. Para producir el movimiento de las articulaciones de un robot industrial y de las atracciones de feria, se emplean principalmente sistemas neumáticos.

Máquinas y herramientas de aire comprimido. Como el martillo neumático o máquinas para pintar a pistola, son ejemplos del uso de la neumática.


COMPRESORES.

El aire comprimido se refiere a una tecnología o aplicación técnica que hace uso de aire que ha sido sometido a presión por medio de un compresor.

La producción de aire comprimido se realiza mediante el compresor. Existen varias clasificaciones, si los clasificamos por la forma de producción sería:

Compresores dinámicos: Incorporan elementos giratorios que aportan energía cinética al aire. Aumentando la velocidad se consigue mayor presión estática. Se caracterizan por producir un movimiento del aire continuo. Estos a su vez se dividen en:

Radial

Axial

Radiaxial

De desplazamiento positivo: Aumentan la presión al reducir el volumen, a veces con pistones, tornillos o compartimentos plásticos:

Alternativas

Rotativas

Compresor alternativo.

Tipos de compresores.

Compresores de desplazamiento

positivo.

Compresores alternativos o reciprocantes.

Compresor de piston.

Compresor de diafragma

(membrana)

Compresores rotativos.

Compresor rotativos de

paletas.Compresor

rotativo de tornillo.Compresor Roots

o lóbulos. Compresor scroll.

Compresores de desplazamiento no

positivo o dinámicos.

Compresores de flujo axial

Ventiladores centrifugos de flujo

radial.

http://es.wikipedia.org/wiki/Compresor_(m%C3%A1quina)

http://es.wikipedia.org/wiki/Compresor_de_gas

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Aire


El compresor reciprocante, también denominado recíproco, alternativo o de desplazamiento positivo, es un tipo de compresor de gas que logra comprimir un volumen de gas en un cilindro cerrado, volumen que posteriormente es reducido mediante una acción de desplazamiento mecánico del pistón dentro del cilindro. En estos compresores la capacidad se ve afectada por la presión de trabajo. Esto significa que una menor presión de succión implica un menor caudal; para una mayor presión de descarga, también se tiene un menor caudal.

Ventajas de los compresores alternativos.

Los compresores alternativos son marginalmente más eficientes que los compresores rotativos, en general, siendo capaces de comprimir la misma cantidad de gas con un consumo de energía de entre el 5 y el 10 por ciento menos.

Permite comprimir tanto aire como gases, con muy pocas modificaciones. Larga duración. Los materiales utilizados en la fabricación de compresores de

pistón deben ser de alta calidad y alta resistencia a la fricción y al desgaste.

Capacidad de compresión variable. Dependiendo de la cantidad de cilindros, la capacidad de compresión puede aumentar o disminuir, según las necesidades del proceso.

Adaptables. Los compresores de pistón pueden adaptarse al tipo de uso y de proceso industrial para el que se requieran.

Mantenimiento sencillo y conocido por prácticamente todo el personal mecánico.

Mejor COP (coeficient of perfomance o coeficiente de desempeño de un compresor) a cargas parciales.

Desventajas de los compresores alternativos.

Frecuentes mantenimientos. Máquinas muy ruidosas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal_(fluido)

http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen

http://es.wikipedia.org/wiki/Cilindro_(motor)

http://es.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Compresor_(m%C3%A1quina)


Temperaturas de descarga más elevadas lo que implica más consumo de aceite. Contaminación del fluido por el aceite.

Aplicaciones.

Refinación: las mezclas de hidrogeno e hidrocarburos se comprimen para producir gasolina limpia, diesel, combustibles pesados, aceites de calefacción, lubricantes, asfalto y otros productos de refinería.

Petroquímica: miles de productos que van desde plásticos hasta champú, se crean a partir de la compresión de diversas mezclas gaseosas en muchos procesos químicos distintos.

Transmisión de gas natural: la mayor parte del gas natural que calienta nuestros hogares y cocina nuestra comida es acoplada, procesada, almacenada y transportada por compresores a través de ductos.

Embotellado P.E.T. Arranque de motores.

Compresor rotativo de paletas.

Compuesto de un rotor excéntrico provisto de paletas que giran en el interior de un cilindro estanco dotado de dos orificios: uno de aspiración de aire y otro de salida.

El rotor está provisto de un cierto número de aletas que se deslizan en el interior de las ranuras y forman las células con la pared del cárter. Cuando el rotor gira, las aletas son oprimidas por la fuerza centrifuga contra la pared del cárter, y debido a la excentricidad el volumen de las células varía constantemente.

Ventajas del compresor rotativo de paletas.


Maquinas poco ruidosas. No necesitan válvula de admisión por lo que el aire o gas aspirado entra de

manera continua. No existen espacios muertos perjudiciales. Rendimientos volumétricos muy altos.

Desventajas del compresor rotativo de paletas.

Su fabricación exige una gran precisión. Genera aire con vestigios de aceite, por lo que no se puede usar si quieres un aire

estéril.

Aplicaciones.

Depuración de aguas residuales. Industria del papel. Electrónica. Maquinaría para embalaje. Transporte neumático. Odontología. Envasado Robótica.

Compresor rotativo de tornillo.

Dos tornillos helicoidales que engranan con sus perfiles cóncavo y convexo impulsan hacia el otro lado el aire aspirado axialmente. Los tornillos del tipo helicoidal engranan con sus perfiles y de ese modo se logra reducir el espacio de que dispone el aire. Esta situación genera un aumento de la presión interna del aire y además por la rotación y el sentido de las hélices es impulsado hacia el extremo opuesto.


Ventajas del compresor rotativo de tornillo de 2 rotores.

Cuenta con menos mantenimiento. Cuenta con menos partes móviles y por tanto susceptibles de problemas. Rendimiento energético: el compresor de tornillo tiene un rendimiento superior al

alternativo cuando la instalación se encuentra a plena producción.

Desventajas del compresor rotativo de tornillo de 2 rotores.

Precio: más caro que el compresor alternativo. Mano de obra especializada para su mantenimiento.

Aplicaciones.

Líneas industriales de producción. Procesos de pintado y aplicaciones de adhesivos. Industria mueblera. Hogares. Hospitales Sand blast (“arenado”). Industria militar. Industria de la construcción. Industria Aeronáutica. Inyección de plástico. Alimentación y bebidas.

Compresor Roots o Lóbulos.

Emplea un doble husillo de forma que toma el aire de la zona de aspiración y lo comprime al reducirse el volumen en la cámara creada entre ellos y el cuerpo del compresor.


Se conocen como compresores de doble rotor o de doble impulsor aquellos que trabajan con dos rotores acoplados, montados sobre ejes paralelos, para una misma etapa de compresión. Una máquina de este tipo muy difundida es el compresor de lóbulos mayor conocida como "Roots", de gran ampliación como sobre alimentador de los motores diesel o sopladores de gases a presión moderada. Los rotores, por lo general, de dos o tres lóbulos están conectados mediante engranajes exteriores. El gas que entra al soplador queda atrapado entre los lóbulos y la carcasa; con el movimiento de los rotores de la máquina, por donde sale, no pudieron regresarse debido al estrecho juego existente entre los lóbulos que se desplazan por el lado interno.

Ventajas del compresor Roots o Lóbulos.

En el rango de 1 a 100 m3/s (según cuál sea la razón de compresión) es el más conveniente desde el punto de vista económico, pues basta una sola unidad.

Se les pueden conseguir variaciones relativamente grandes de la capacidad sin que varíe mucho la presión de descargar.

Ocupan relativamente poco espacio Flujo continuo y sin pulsaciones. Se pueden conectar directamente a un motor eléctrico o a una turbina movida por

vapor. Largos periodo de tiempo entre reparaciones u operaciones de mantenimiento. No hay contaminación del gas por aceite lubricante. Proporciona un gran caudal, lo que lo hace especial para empresas que requieren

soplar, mover gran cantidad de aire.


Desventajas del compresor Roots o Lóbulos.

La presión de descarga depende del peso molecular del gas: un cambio imprevisto de la composición puede modificar grandemente la presión de descarga (demasiado baja o demasiado alta).

Se necesitan velocidades de giro muy altas. Aumentos relativamente pequeños de la pérdida de carga en la tubería de

impulsión pueden provocar grandes reducciones de la capacidad. Se necesita un sistema complicado para evitar las fugas y para la lubricación.

Aplicaciones:

Transporte neumático por presión o vacío. Aireación de efluentes líquidos, industriales y cloacales; estiercoleras;

equipamiento soplador bi lobular. Agitación neumática. Camiones barométricos. Estiércoleros.

Compresor Scroll.

Este tipo de compresores utilizan dos espirales para realizar la compresión del gas. Las espirales se disponen cara contra cara. Siendo la superior fija y la que incorpora la puerta de descarga. La inferior es la espiral motriz, Las espirales disponen de sellos a lo largo del perfil en las cargas opuestas.

Estos actúan como segmentos de los cilindros proporcionando un sello de refrigerante entre ambas superficies, el centro del cojinete de la espiral y el centro del eje del cigüeñal del conjunto motriz están desalineados.

Esto produce una excentricidad o movimiento orbital de la espira móvil, el movimiento orbital permite a las espirales crear bolsas de gas, y, como la acción orbital continua, el movimiento relativo entre ambas espirales, fija y móvil, obliga a las bolsas de refrigerante a desplazarse hacia la puerta de descarga en el centro del conjunto disminuyendo progresivamente el volumen.

Durante el primer giro o fase de aspiración, la separación de las paredes de las espirales permite entrar al gas, al completar el giro, las superficies de las espirales se vuelven a unir formando las bolsas de agua, durante el segundo giro o fase de compresión, el volumen de las bolsas de gas se reduce progresivamente, la finalización del segundo giro produce la máxima compresión, durante el tercer giro o fase de descarga, la parte final del scroll obliga al gas comprimido a salir a través de la puerta descargada.


Ventajas del compresor Scroll.

Buen rendimiento volumétrico. Inexistencia de espacio muerto perjudicial. Ausencia de válvulas de admisión. Adaptabilidad axial y radial muy buena. Elevada fiabilidad de funcionamiento. Excelente nivel sonoro.

Desventaja del compresor Scroll.

Limitación de fabricar compresores Scroll de tamaño pequeño. Presión de escape baja.

Aplicaciones.

Está encaminado a los pequeños desplazamientos (aire acondicionado y bomba de calor en viviendas) para potencias frigoríficas comprendidas entre 5 y 100 KW.

COMPRESOR DE MEMBRANA

Su funcionamiento es similar a los de émbolo. Una membrana se interpone entre el aire y el pistón, de forma que se aumenta su superficie útil y evita que el aceite de lubricación entre en contacto con el aire estos compresores proporcionan aire limpio, por lo que son adecuados para trabajar en industrias químicas o alimentarias.

Normalmente no superan los 30m3/h de caudal. Se utilizan para presiones inferiores a los 7 bares.


Características

-Diseño compacto: se logra un elevado incremento de presión en comparativamente pocas etapas gracias a la gran eficiencia volumétrica de sus cabezales.

-Conservación de la limpieza del gas: el efectivo sistema de sellado de la cámara de compresión garantiza un procedimiento libre de contaminación.

-Protección del entorno del compresor: su cámara completamente aislada evita que el gas comprimido pueda contaminar la zona circundante.

-Sistema de seguridad: detecta cualquier posible rotura de los tres cabezales de los diafragmas, manteniendo la integridad de la cámara de compresión.

-Estudio técnico específico de cada aplicación concreta.

-Grupos plug and play completos que integran sistemas de control y equipos de regulación y de tratamiento de gases.

-Sencillo mantenimiento, realizado casi en su totalidad por los propios operadores

COMPRESOR RADIAL

Se basan en el principio de la compresión de aire por fuerza centrifuga y constan de un rotor centrifugo que gira dentro de una cámara espiral, tomando aire en sentido axial y arrojándolo a gran velocidad en sentido radial. La fuerza centrifuga que actúa sobre el aire lo comprime contra la cámara de compresión.

Pueden ser de una o varias etapas de compresión consecutivas, alcanzándose presiones de 8-12 bares y caudales entre 10.000 y 20.000m3/h. Son maquinas de alta velocidad, siendo esta un factor fundamental en el funcionamiento ya que está basado en principios dinámicos, siendo la velocidad de rotación del orden de las 15.000 a 20.000 r.p.m.


Aplicaciones

*Turbo reactores *túneles de viento *turbina de gas *industria siderúrgica *en el sector aeroespacial para la fabricación de turbinas y motores de jet *En el sector industrial para la separación de aire en plantas y aire de alto horno Ventajas *Menor área frontal (importante para usos aeronáuticos) *mayores relaciones de compresión y eficiencias, *Mayores relaciones de presión obtenibles mediante múltiples etapas de

compresión. *Menores pérdidas de energía debido a que no existen cambios considerables en

la dirección del flujo de aire.

ANÁLISIS COMPARATIVO DE LOS DISTINTOS TIPOS DE COMPRESORES.

A) Ventajas de los turbocompresores sobre los compresores reciprocantes.

1) Construcción compacta que siempre ofrece una maquina giratoria sobre una alternativa.

2) Tamaño reducido de máquina.3) Seguridad en el funcionamiento.4) Mantenimiento mínimo.5) Desgaste despreciables.6) Recambio superfluo de partes.7) Cimentación sencilla y económica.8) Fácil instalación y operación.9) Funcionamiento sin vibraciones o en grado mínimo.10) Regulación progresiva fácil.11) Empleo de motores eléctricos de inducción simples para actuarlos.


12) Remota contaminación del fluido por el aceite lubricante.13) Gasto volumétrico superior.

B) Ventajas de los turbocompresores centrífugos sobre los axiales.

1) Más robustez y, por tanto, mayor seguridad en la operación.2) Menor número de escalonamientos para la misma relación total de presiones. La

ganancia por peso es mayor.3) Presentan mayor facilidad para alojar los interrefrigeradores.4) Mayor estabilidad en su funcionamiento. El fenómeno de oscilación es menos

notorio.5) Alcanzan presiones de trabajo más altas, hasta de 400 bar. Los axiales están

limitados a unos 50 bar.6) La curva de rendimiento es más plana, por ser menos sensibles a los efectos de

incidencia del fluido sobre los álabes en el trabajo a carga parcial y sobrecarga.

C) Ventajas de los compresores axiales sobre los centrífugos.

1) Mejor rendimiento trabajando en condiciones de diseño.2) Para la misma potencia, el axial es de menor tamaño y peso, aumentando la

velocidad de giro. Esta tiene excelente aplicación.3) Permiten manejar mayores caudales de fluido que los centrífugos, lo que significa

una gran ventaja en su aplicación a los motores de turbina de gas, ya que se pueden obtener mayores potencias en estas máquinas.

D) Ventajas de los compresores de desplazamiento positivo sobre los turbocompresores.

1) Los compresores de desplazamiento positivo reciprocantes pueden alcanzar presiones de trabajo mucho más altas que con los turbocompresores. En ciertos procesos donde se exijan presiones superiores a los 500bar y hasta 8,000 es necesario hacer uso de compresores reciprocantes. También han resultado convenientes los compresores de pistón en la ingeniería de las bajas temperaturas, en procesos de llenado de tanques, en el manejo del gas natural, etc.

Los compresores de pistón de laberinto ofrecen sistemas de sellado muy eficaces que permiten la compresión de fluidos libres de contaminación por el aceite de lubricante, como es la exigencia de ciertos procesos químicos.

2) Cuando la presión en la succión es inferior a la atmosfera, los turbocompresores tienen muy limitada su aplicación, salvo en aquellos casos donde no sea muy sensible esa reducción de presión, por ejemplo, hasta del orden de 500 m bar. Pero cuando se requieren presiones de vacío más drásticas es preciso recurrir a las bombas de vacío o compresores rotativos positivos, las cuales bien pueden ser del tipo Ro-Flo o de anillos líquidos, con las que se puede llegar a presiones en la succión desde 1 bar hasta 4×10−6 bar.


1.3 Símbolos y normas de neumática e hidráulica.

Norma UNE-101 149 86 (ISO 1219 1 y ISO 1219 2).A nivel internacional la norma ISO 1219 1 y ISO 1219 2, que se ha adoptado en España como la norma UNE-101 149 86, se encarga de representar los símbolos que se deben utilizar en los esquemas neumáticos e hidráulicos.

En esta unidad solamente nos ceñiremos a la citada norma, aunque existen otras normas que complementan a la anterior y que también deberían conocerse. Estas son:

Norma DescripciónUNE 101-101-

85 Gama de presiones.

UNE 101-149-86 Símbolos gráficos.

UNE 101-360-86 Diámetros de los cilindros y de los vástagos de pistón.

UNE 101-362-86 Cilindros gama básica de presiones normales.

UNE 101-363-86 Serie básica de carreras de pistón.

UNE 101-365-86

Cilindros. Medidas y tipos de roscas de los vástagos de pistón.

Para conocer todos los símbolos con detalle, así como la representación de nuevos símbolos deben consultarse las normas al completo.SIMBOLOGÍA.

http://www.mitecnologico.com/iem2010/Main/SimbolosYNormasDeNeumaticaEHidraulica


Las válvulas de regulación y control, se nombran y representan con arreglo a su constitución, de manera que se indica en primer lugar el número de vías (orificios de entrada o salida) y a continuación el número de posiciones.


Su representación sigue las siguientes reglas:

1.- Cada posición se indica por un cuadrado.

2.- Se indica en cada casilla (cuadrado), las canalizaciones, el sentido del flujo y la situación de las conexiones (vías).

3.- Las vías de las válvulas se dibujan en la posición de reposo.

4.- El desplazamiento a la posición de trabajo se realiza transversalmente, hasta que las canalizaciones coinciden con las vías en la nueva posición.

5.- También se indica el tipo de mando que modifica la posición de la válvula (señal de pilotaje). Puede ser manual, por muelle, por presión.

Por ejemplo:

Válvula 2/2

Válvula de dos vías y dos posiciones.

Válvula 3/2

Válvula de tres vías y dos posiciones.

Válvula 5/3

Válvula de cinco vías y tres posiciones.

Válvula 4/2

Válvula de cuatro vías y dos posiciones.


Por ejemplo:

El aire circula de 1 a 2

El aire circula de 3 a 4

El trazo transversal indica que no se permite el paso de aire.

El punto relleno, indica que las canalizaciones están unidas.

El triángulo indica la situación de un escape de aire sobre la válvula.

El escape de aire se encuentra con un orificio roscado, que permite acoplar un silenciador si se desea.


Válvulas completas:

Válvula 2/2 con activación manual por mando con bloqueo y retorno mecánico por muelle.

Válvula 3/2 con activación por presión y retorno mecánico por muelle.

La norma establece la identificación de los orificios (vías) de las válvulas, debe seguir la siguiente norma:

Puede tener una identificación numérica o alfabética.

Designación de conexiones Letras NúmerosConexiones de trabajo A, B, C ... 2, 4, 6 ...Conexión de presión, alimentación de energía P 1Escapes, retornos R, S, T ... 3, 5, 7 ...

Descarga L

Conexiones de mando X, Y, Z ... 10,12,14 ...

Por ejemplo: La representación completa de las válvulas puede ser:

Válvula 3/2 pilotada por presión.

Válvula 5/2 pilotada por presión.


Conexiones e instrumentos de medición y mantenimiento.Para empezar con los símbolos se muestran a continuación como se representan las canalizaciones y los elementos de medición y mantenimiento.

ConexionesSímbolo Descripción

Unión de tuberías.

Cruce de tuberías.

Manguera.

Acople rotante.

Línea eléctrica.

Silenciador.

Fuente de presión, hidráulica, neumática.

Conexión de presión cerrada.

Línea de presión con conexión.

Acople rápido sin retención, acoplado.

Acople rápido con retención, acoplado.


Desacoplado línea abierta.

Desacoplado línea cerrada.

Escape sin rosca.

Escape con rosca.

Retorno a tanque.

Unidad operacional.

Unión mecánica, varilla, leva, etc.

Motor eléctrico.

Motor de combustión interna.

Medición y mantenimientoSímbolo Descripción


Unidad de mantenimiento, símbolo general.

Filtro.

Drenador de condensado, vaciado manual.

Drenador de condensado, vaciado automático.

Filtro con drenador de condensado, vaciado automático.

Filtro con drenador de condensado, vaciado manual.

Filtro con indicador de acumulación de impurezas.

Lubricador.

Secador.

Separador de neblina.


Limitador de temperatura.

Refrigerador.

Filtro micrónico.

Manómetro.

Manómetro diferencial.

Unidad de mantenimiento, filtro, regulador, lubricador. Gráfico simplificado.

Válvula de control de presión, regulador de presión de alivio, regulable.

Combinación de filtro y regulador.

Combinación de filtro, regulador y lubricador.


Combinación de filtro, separador de neblina y regulador.

Termómetro.

Caudalímetro.

Medidor volumétrico.

Indicador óptico. Indicador neumático.

Sensor.

Sensor de temperatura.

SISTEMAS HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS DE POTENCIA I.T.A Bombas y compresores.

Bombas, compresores y motoresSímbolo Descripción

Bomba hidráulica de flujo unidireccional.

Bomba hidráulica de caudal variable.

Bomba hidráulica de caudal bidireccional.

Bomba hidráulica de caudal bidireccional varible.

Mecanismo hidráulico con bomba y motor.

Compresor para aire comprimido.

Depósito. Símbolo general.

Depósito hidráulico.

Depósito neumático.


Mecanismos (actuadores).Mecanismos (actuadores)

Símbolo Descripción

Cilindro de simple efecto, retorno por esfuerzos externos.

Cilindro de simple efecto, retorno por esfuerzos externos.

Cilindro de simple efecto, retorno por muelle.

Cilindro de simple efecto, retorno por muelle.

Cilindro de simple efecto, carrera por resorte (muelle), retorno por presión de aire.

Cilindro de simple efecto, carrera por resorte (muelle), retorno por presión de aire.

Cilindro de simple efecto, vástago simple anti giro, carrera por resorte (muelle), retorno por presión de aire.

Cilindro de simple efecto, vástago simple anti giro, carrera por resorte (muelle), retorno por presión de aire.

Cilindro de doble efecto, vástago simple.



Cilindro de doble efecto, vástago simple anti giro.

Cilindro de doble efecto, vástago simple anti giro.

Cilindro de doble efecto, vástago simple montaje muñón trasero.

Cilindro de doble efecto, doble vástago.

Cilindro de doble efecto, doble vástago.

Cilindro de doble efecto, doble vástago anti giro.

Cilindro de doble efecto, vástago telescópico.

Cilindro diferencial de doble efecto.


Cilindro de posición múltiple.

Cilindro de doble efecto sin vástago.

Cilindro de doble efecto sin vástago, de arrastre magnético.

Cilindro de doble efecto, con amortiguación final en un lado.

Cilindro de doble efecto, con amortiguación ajustable en ambos extremos.

Cilindro de doble efecto, con amortiguación ajustable en ambos extremos.

Cilindro de doble efecto, con doble vástago, con amortiguación ajustable en ambos extremos.

Cilindro de doble efecto hidroneumático. Hidráulico.

Cilindro con lectura de carrera. Vástago simple.


Cilindro con lectura de carrera, con freno. Vástago simple.

Cilindro de doble efecto, con bloqueo, vástago simple.

Cilindro de doble efecto, con regulador de caudal integrado, vástago simple.

Cilindro de doble efecto, con regulador de caudal integrado, doble vástago.

Pinza de apertura angular de simple efecto.

Pinza de apertura paralela de simple efecto.

Pinza de apertura angular de doble efecto.

Pinza de apertura paralela de doble efecto.


Multiplicador de presión mismo medio.

Multiplicador de presión para distintos medios.

Motor neumático 1 sentido de giro.

Motor neumático 2 sentidos de giro.

Cilindro basculante 2 sentidos de giro.

Motor hidráulico 1 sentido de giro.

Motor hidráulico 2 sentidos de giro.

Cilindro hidráulico basculante 1 sentido de giro, retorno por muelle.


Bomba/motor hidráulico regulable.

Válvulas direccionales.

Válvulas direccionalesSímbolo Descripción

Válvula 2/2 en posición normalmente cerrada.

Válvula 2/2 en posición normalmente abierta.

Válvula 2/2 de asiento en posición normalmente cerrada.




Válvula 4/2.

Válvula 4/2.


Válvula 3/3 en posición neutra normalmente cerrada.

Válvula 4/3 en posición neutra normalmente cerrada.

Válvula 4/3 en posición neutra escape.

Válvula 4/3 en posición central con circulación.


Válvula 5/2.



Válvula 5/3 en posición de escape.

Accionamientos.En una misma válvula pueden aparecer varios de estos símbolos, también se les conoce con el nombre de elementos de pilotaje.

Los esquemas básicos de los símbolos son:

AccionamientosSímbolo Descripción

Mando manual en general, pulsador.


Botón pulsador, seta, control manual.

Mando por palanca, control manual.

Mando por pedal, control manual.

Mando por llave, control manual.

Mando con bloqueo, control manual.

Muelle, control mecánico.

Palpador, control mecánico en general.

Rodillo palpador, control mecánico.

Rodillo escamoteable, accionamiento en un sentido, control mecánico.

Mando electromagnético con una bobina.

Mando electromagnético con dos bobinas actuando de forma opuesta.

Control combinado por electroválvula y válvula de pilotaje.


Mando por presión. Con válvula de pilotaje neumático.

Presurizado neumático.

Pilotaje hidráulico. Con válvula de pilotaje.

Pilotaje hidráulico. Con válvula de pilotaje.

Presurizado hidráulico.

Válvulas de bloqueo, flujo y presión.Válvulas de control


Válvula de cierre.

Válvula de bloqueo (anti retorno).

Válvula de retención pilotada. Pe > Pa -> Cierre.


Válvula de retención pilotada. Pa > Pe -> Cierre.

Válvula O (OR). Selector.

Válvula de escape rápido. Válvula anti retorno.

Válvula de escape rápido, doble efecto con silenciador.

Válvula Y (AND).

Orificio calibrado. El primer símbolo es fijo, el segundo regulable.

Estrangulación. El primer símbolo es fijo, el segundo regulable.


Válvula estranguladora unidireccional a diafragma.

Válvula estranguladora unidireccional. Válvula anti retorno de regulación regulable en un sentido.

Válvula estranguladora doble, anti retorno con regulador de caudal doble con conexión instantánea.

Válvula estranguladora de caudal de dos vías.

Distribución de caudal.


Eyector de vacío. Válvula de soplado de vacío.

Eyector de vacío. Válvula de soplado de vacío con silenciador incorporado.

Válvula limitadora de presión.

Válvula limitadora de presión pilotada.

Válvula de secuencia por presión.

Válvula reguladora de presión de dos vías. (reductora de presión).

Válvula reguladora de presión de tres vías. (reductora de presión).


Multiplicador de presión neumático. Accionamiento manual.

Presostato neumático.

Presostato neumático.

Otros elementos.Existen otros símbolos que no se encuentran representados en la norma pero que también se utilizan con frecuencia. A continuación pueden verse algunos de ellos.


Sensor por restricción de fuga.

Sensor de proximidad por reflexión.

Barrera neumática, sin alimentación en tobera receptora.


Barrera neumática, con alimentación en tobera receptora.

Amplificador neumático 2 etapas.

Contador neumático de impulsos, retorno neumático o manual.

Contador diferencial.

1.4 Ventajas Y Desventajas De Los Sistemas Hidráulicos Y Neumáticos

Sistemas Hidráulicos

Los fluidos, ya sean líquidos o gases son importantes medios para transmitir señales y/o

potencias, y tienen un amplio campo de aplicación en las estructuras productivas. Los

sistemas en el que el fluido puesto en juego es un líquido se llaman sistemas hidráulicos.

El líquido puede ser, agua, aceites, o substancias no oxidantes y lubricantes, para evitar

problemas de oxidación y facilitar el desplazamiento de las piezas en movimiento.

Los sistemas hidráulicos tienen un amplio campo de aplicación, podemos mencionar,

además de la prensa hidráulica, el sistema hidráulico de accionamiento de los frenos,

elevadores hidráulicos, el gato hidráulico, los comandos de máquinas herramientas o de

los sistemas mecánicos de los aviones, etc., en estos casos el líquido es aceite. Estos

mecanismos constan de una bomba con pistón de diámetro relativamente pequeño, que

al trabajar genera una presión en el líquido, la que al actuar sobre un pistón de diámetro


mucho mayor produce una fuerza mayor que la aplicada al pistón chico, y que es la fuerza

utilizable.

Los circuitos hidráulicos básicos están formados por cuatro componentes: un depósito para guardar el fluido hidráulico, una bomba para forzar el fluido a través del circuito, válvulas para controlar la presión del fluido y su flujo, y uno o más actuadores que convierten la energía hidráulica en mecánica. Los actuadores realizan la función opuesta a la de las bombas. El depósito, la bomba, las válvulas de control y los actuadores son dispositivos mecánicos.

El fluido utilizado es un aceite obtenido de la destilación del petróleo, de ahí el nombre de oleohidráulica.

Hidráulica.

Ventajas:

1. El fluido hidráulico actúa como lubricante y además puede transportar el calor

generado hacia un intercambiador.

2. Los actuadores, aun pequeños, pueden desarrollar grandes fuerzas o pares.; operar en forma continua sin dañarse; etc.

3. Reducción de desgaste y mantenimiento, está exenta de vibraciones y fácil regulación de la velocidad.

4. Alto rendimiento en la transmisión (hasta un 90%).5. Se puede regular de forma precisa la fuerza y velocidad ejercida.6. Control a distancia de los elementos de mando.7. Larga duración de los elementos hidráulicos debido a la auto lubricación.8. Se pueden transmitir grandes fuerzas utilizando pequeños elementos.


9. REGULACIÓN: las fuerzas pueden regularse de manera continua.10. SOBRECARGAS: se puede llegar en los elementos hidráulicos de trabajo hasta su total

parada, sin riesgos de sobrecarga o tendencia al calentamiento.11. FLEXIBILIDAD: el aceite se adapta a las tuberías y transmite fuerza como si fuera una barra

de acero.12. ELEMENTOS: los elementos son REVERSIBLES además de que se pueden frenar en marcha.13. SIMPLICIDAD: hay pocas piezas en movimiento como por ejemplo: bombas, motores y

cilindros.14. MULTIPLICACIÓN DE FUERZAS: visto en la prensa hidráulica.

Desventajas:

1. Necesidad de circuito de retorno.2. Velocidad: se obtienen velocidades bajas en los actuadores.3. Golpe de ariete.4. Coste: las bombas, motores, válvulas proporcionales y servo válvulas son caras.5. Se puede producir una fuga de líquido a alta presión.6. La potencia hidráulica no es tan fácilmente disponible, en comparación con la

potencia eléctrica.7. El costo de un sistema hidráulico en general es mayor que el de un sistema

eléctrico semejante que cumpla la misma función; etc.

Un elevador hidráulico

El circuito de un elevador hidráulico es bastante sencillo. Utilizando una válvula 4/3 y un cilindro de doble efecto conseguimos elevar cargas muy pesadas.

La válvula puede estar en tres posiciones: 1) reposo, en la que el sistema se mantiene cerrado pero el líquido no pasa por el cilindro; 2) carrera activa, en la que el sistema se activa y el elevador funciona subiendo la carga, y 3) carrera de retroceso, en la que el elevador baja con carga o sin ella.

http://www.monografias.com/trabajos10/prens/prens.shtml


Grúa hidráulica (reducción de la velocidad de descenso).

Una grúa hidráulica coloca útiles de estampar, punzonar y cortar (con elevado peso), en una prensa. Los movimientos de elevación y descenso están a cargo de un cilindro de doble efecto con el que debemos controlar la velocidad de descenso de la carga. Se barajan distintas soluciones como pueden ser la utilización de un estrangulamiento en la ida o el retorno, esto es poco adecuado ya que en la ida crearía una depresión por el efecto de arrastre de la carga, y en el retorno crearía un efecto de multiplicación de la presión como se explicó en el anterior Ejemplo. - La solución más adecuada es colocar una VLP con el efecto de retención (contrapresión) que además se opondrá a la caída de la carga, la válvula antirretorno elimina el efecto de esta en el sentido de subida. Sería necesario por tanto calcular la presión de tarado de la VLP.


Control de avance de un torno (regulación de velocidad).

En este Ejemplo se trata de automatizar el avance de un torno mediante un cilindro hidráulico, la velocidad de este debe ser regulable y la velocidad regulada ha de mantenerse constante con independencia de los esfuerzos a que se vea sometida. En este caso dado que los esfuerzos son muy variables y la velocidad ha de mantenerse constante, lo más adecuado es utilizar una válvula reguladora de corriente que compensa las presiones a ambos lados del regulador para mantener el caudal constante, el antirretorno es para asegurar un retroceso rápido del carro.

Cepilladora (direccionamiento del caudal).

El carro de una cepilladora horizontal es accionado por un cilindro de doble efecto con un embolo cuyas superficies anterior y posterior están en relación 2:1, por lo que las velocidades de avance y retroceso están en igual relación (solo se mecaniza en el avance); se pretende que dichas velocidades sean iguales y regulables para poder aprovechar ambas carreras para mecanizar.

El montaje elegido es el de la figura, conocido como circuito diferencial porque en el fluido expulsado en el avance de la cámara anterior se recircula hacia la cámara posterior para incrementar la velocidad de avance igualándola a la de retroceso; ambas velocidades son controladas por la válvula reguladora de caudal.


Taladradora (válvula reguladora de presión).

- Una taladradora posee un sistema hidráulico que realiza las funciones de amarre de la pieza y avance de la herramienta, debido al proceso de taladrado necesitamos distintas fuerzas de amarre a la vez que necesitamos la máxima fuerza para el avance de la herramienta, regulando la velocidad, por lo que no podemos efectuar la regulación mediante la VLP.

Como se puede apreciar la solución más adecuada es utilizar una válvula reguladora de presión para asegurar la pieza con la fuerza requerida y un regulador de caudal compensado para el avance de la herramienta, junto con una VLP oponiendose a la bajada de esta para evitar descensos intempestivos.

NEUMÁTICA

La neumática es la parte de la ingeniería que se dedica al estudio y aplicación del aire comprimido en la automatización de diversos procesos industriales.


Hay dos tipos de circuitos neumáticos.

Circuito de anillo cerrado: Aquel cuyo final de circuito vuelve al origen evitando brincos

por fluctuaciones y ofrecen mayor velocidad de recuperación ante las fugas, ya que el flujo

llega por dos lados.

Circuito de anillo abierto: Aquel cuya distribución se forma por ramificaciones las cuales

no retornan al origen, es más económica esta instalación pero hace trabajar más a los

compresores cuando hay mucha demanda o fugas en el sistema.

Estos circuitos a su vez se pueden dividir en cuatro tipos de sub-sistemas neumáticos.

Sistema manual

Sistemas semiautomáticos

Sistemas automáticos

Sistemas lógicos

Ventajas y desventajas de los sistemas.

Ventajas:

Cambios instantáneos de sentido


Es muy económico Es abundante e ilimitado Se comprime fácilmente No hace falta circuito de retorno Puede ser almacenado y transportado en depósitos No existen riesgos de explosión ni incendios Almacenaje: El aire es almacenado y comprimido en acumuladores o tanques,

puede ser transportado y utilizado donde y cuando se precise. Temperatura: El aire es fiable, incluso a temperaturas extremas. Limpieza: Cuando se produce escapes de aire no son perjudiciales y pueden

colocarse en las líneas, en depuradores o extractores para mantener el aire limpio. Elementos: el diseño y constitución de los elementos es fácil y de simple conexión. VELOCIDAD: se obtienen velocidades muy elevadas en aplicación de herramientas

de montaje (atornilladores, llaves, etc.). REGULACIÓN: las velocidades y las fuerzas pueden regularse de manera continua y

escalonada. SOBRECARGAS: se puede llegar en los elementos neumáticos de trabajo hasta su

total parada, sin riesgos de sobrecarga o tendencia al calentamiento.

Desventajas:

Produce ruido cuando se vierte al exterior, en algún caso puede resultar molesto. El aire comprimido debe ser tratado antes de su utilización eliminando impurezas y

humedad. En circuitos muy extensos se producen pérdidas de cargas considerables. Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar grandes

fuerzas.

PREPARACIÓN: para la preparación del aire comprimido es necesaria la eliminación de impurezas y humedades previas a su utilización.

OBTENCIÓN: la obtención del aire comprimido es costosa.

RIUDOS: el aire que escapa a la atmósfera produce ruidos bastante molestos. Se superan mediante dispositivos silenciadores.

VELOCIDAD: debido a su gran compresibilidad, no se obtienen velocidades uniformes en, los elementos de trabajo.

http://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtml


LIMPIEZA: en la manipulación de los aceites, aparatos y tuberías, como el lugar de la ubicación de la maquina; en la práctica hay muy pocas maquinas hidráulicas que extremen las medidas de limpieza.

ALTA PRESION: exige un buen mantenimiento.

Ampliación conceptual de sistemas Neumáticos e Hidráulicos.

Una de las aportaciones a la automatización de los procesos industriales más recientes lo

han supuesto la neumática y la hidráulica, que consisten en la aportación de presión sobre

un fluido (aire o un líquido, normalmente aceites especiales) y, a través de la energía

acumulada sobre ellos, efectuar un trabajo útil.

A tú alrededor puedes ver muchos ejemplos en los que se emplean Sistemas Neumáticos

o Hidráulicos:

Las puertas de los colectivos y trenes modernos, se accionan con aire comprimido, y algunos camiones, autobuses y otros vehículos grandes tienen frenos accionados por aire comprimido, etc.

En la industria, los sistemas neumáticos tienen muchas aplicaciones. Hoy se emplean muchas herramientas de ese tipo, incluidas el taladro del dentista, y la muy conocida (y ruidosa) perforadora neumática, maquinas para ajustar las tuercas de las ruedas, etc.

Los sistemas neumáticos e hidráulicos tienen los mismos elementos que cualquier otro

tipo de circuito, como por ejemplo los eléctricos.

En estos, la pila suministra la energía, que es conducida por los cables, y controlada por los interruptores hasta llegar al elemento receptor o consumidor.

Suministro de energia control del circuito


Receptor de energía conductor de energía

En el siguiente cuadro puedes ver la equivalencia entre los elementos de un circuito eléctrico y uno neumático o hidráulico.

Circuitos eléctricos Circuitos neumáticos o hidráulicosPila Compresor o bomba que genera el fluido a presión.Cables Tubos por donde circula el fluido a presión.Interruptores Válvulas de controlReceptores Cilindros neumáticosAplicaciones industriales de la neumática

Cinta transportadora de paquetes

El cilindro 1 se acciona gracias a una válvula de pulsador, y el cilindro 2 se acciona por otra válvula que solo funcionará cuando el cilindro 1 eleve su pistón y accione mediante un rodillo la válvula 2.

Una guillotina para cortar láminas metálicas


BIBLIOGRAFIA:

W. Deppert / K. Stoll (1977). Aplicaciones de la Neumática. Marcombo - Boixareu Editores

Serrano, A. (2008). Neumática. España: Thomson Editores Spain P. Croser, F. Ebel: Neumatica básica. Festo Didactic. Esslingen 2003 Otras definiciones.

Czekaj, D. (1988). "Aplicaciones de la ingeniería: Maquinaria hidráulica en embarcaciones". Editorial FAO.

UNIDAD 1

INTRODUCCIÓN, FUNDAMENTOS Y

SIMBOLOGÍA DE HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA.

PRÁCTICA.

http://www.monografias.com/trabajos14/historiaingenieria/historiaingenieria.shtml


MANDOS NEUMÁTICOS BÁSICOS.

Nota: Para la realización de los siguientes mandos, se utilizara el programa de simulación Festo FluidSim.

TITULO: Control de de un cilindro de simple efecto con válvula 3/2 (mando directo).

I.- OBJETIVO.

Familiarización con el circuito de control. Familiarización con el programa de simulación Festo FluidSim.

II.- EQUIPO.

Fuente de generación de aire comprimido Unidad de mantenimiento. Válvula 3/2 tipo pulsador retorno por resorte. Cilindro de simple efecto.

III.- PROCEDIMIENTO.

A. Seleccionar el equipo a utilizar en el menú que se encuentra a la izquierda del programa.


B. Una vez ya seleccionado el equipo se procede a unir cada uno de los elementos en el siguiente orden:1. Dar click en el punto de la fuente de generación de aire comprimido y sin soltar

unirlo al punto de la izquierda de la unidad de mantenimiento.2. Dar click en el otro punto de la unidad de mantenimiento y sin soltarlo unirlo a la

vía 1 de la válvula 3/2.3. Dar doble click en la vía 3 de la válvula 3/2 y seleccionar cualquier desfogue que

desee utilizar.

MENU


4. Una vez seleccionado el desfogue, dar doble click a la válvula 3/2, aparecerá un recuadro con varias opciones, dar click en el cuadro de RETORNO POR MUELLE que se encuentra en la sección ACCIONAMIENTO DERECHO, después dar click en donde dice ESFUERZO que se encuentra en la sección ACCIONAMIENTO IZQUIERDO y elegir el pulsador.

5. Unir la Vía 2 de la Válvula 3/2 con el cilindro de simple efecto. Deberá quedarte el diagrama de la siguiente forma.


A. Ya terminado el diagrama, dar click en el botón PLAY del programa o apretar F9 para iniciar la simulación.

B. Ya iniciada la simulación darle click al botón de la válvula 3/2, veras como el vástago del cilindro de simple efecto sale y al momento de dejar de pulsar el botón este mismo vástago regresa a su posición inicial.

PLAY

1(+)A0(-)

Página 26


IV.- DIAGRAMA DE MOVIMIENTO.

TITULO: Mando de seguridad a 2 manos para un cilindro de simple efecto.

I.- OBJETIVO.

Conocer el sistema de conexión en serie de válvulas. Familiarización con el programa de simulación Festo FluidSim.

II.- EQUIPO.

Fuente de generación de aire comprimido Unidad de mantenimiento. 2 Válvulas 3/2 tipo pulsador retorno por resorte (V1 y V6). Cilindro de simple efecto.

III.- PROCEDIMIENTO.

Seleccionar el equipo a utilizar en el menú que se encuentra a la izquierda del programa.

1 2 3 4


A. Una vez ya seleccionado el equipo se procede a unir cada uno de los elementos en el siguiente orden:

1. Dar click en el punto de la fuente de generación de aire comprimido y sin soltar unirlo al punto de la izquierda de la unidad de mantenimiento.

2. Dar click en el otro punto de la unidad de mantenimiento y sin soltarlo unirlo a la vía 1 de la válvula 3/2 (V1).

3. Ahora dar click en la vía 2 de la válvula 3/2 (V1) y unirlo a la vía 1 de la válvula 3/2 (V6).

MENU


4. Dar doble click en la vía 3 de las válvulas 3/2 y seleccionar cualquier desfogue que desee utilizar.

5. Una vez seleccionado el desfogue, dar doble click a las válvula 3/2 (V1 y V6), aparecerá un recuadro con varias opciones, dar click en el cuadro de RETORNO POR MUELLE que se encuentra en la sección ACCIONAMIENTO DERECHO, después dar click en donde dice ESFUERZO que se encuentra en la sección ACCIONAMIENTO IZQUIERDO y elegir el pulsador.

6. Unir la Vía 2 de la Válvula 3/2 (V6) con el cilindro de simple efecto. Deberá quedarte el diagrama de la siguiente forma.


C. Ya terminado el diagrama, dar click en el botón PLAY del programa o apretar F9 para iniciar la simulación.

D. Ya iniciada la simulación darle click al botón de la válvula 3/2 (V1), veras como el aire solo llega hasta la válvula V6 debido a que a esa válvula no ha sido accionada.

PLAY

1(+)A0(-)

Página 26


E. Debido como en el programa no se puede mantener aprestados al mismo tiempo las botoneras, deberos de quitarle la opción RETORNO POR RESORTE a cualquier válvula para que quede anclado y permita la circulación sin interrupción del aire.


1 2 3 4


UNIDAD 2

DISPOSITIVOS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS


UNIDAD 2: DISPOSITIVOS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS.

2.1 Producción y distribución de aire comprimido.Preparación del aire comprimido.

Para garantizar la fiabilidad de un mando neumático es necesario que el aire alimentado al sistema tenga un nivel de calidad suficiente. Ello implica considerar los siguientes factores:

Presión correcta Aire seco Aire limpio

Si no se acatan estas condiciones es posible que se originen tiempos más prolongados de inactivación de las máquinas y además aumentaran los costos del servicio. La generación del aire a presión empieza por la compresión de aire. El aire pasa a través de una serie de elementos antes de llegar hasta el punto de su consumo. El tipo de compresor y su ubicación en el sistema inciden en mayor o menor medida en la cantidad de partículas, aceite y agua incluidos en el sistema neumático. Para el acondicionamiento adecuado del aire es recomendable utilizar los siguientes elementos:

Filtro de aspiración Compresor Acumulador de aire a presión Secador Filtro de aire a presión con separador de agua Regulación de presión Lubricador (bajo demanda)


Puntos de evacuación del condensado

El aire que no ha sido acondicionado debidamente provoca un aumento de la cantidad de fallos y en consecuencia disminuye la vida útil de los sistemas neumáticos. Esta circunstancia se manifiesta de las siguientes maneras:

Aumento del desgaste de juntas y de piezas móviles de válvulas y cilindros Válvulas impregnadas de aceite Suciedad en los silenciadores Corrosión en tubos, válvulas de los componentes móviles

En caso de inestanqueidad el aire comprimido saliente puede afectar los materiales a mecanizar (productos alimenticios).

NIVEL DE PRESIÓN.

Los elementos neumáticos son concebidos, por lo general, para resistir una presión de 800 hasta 1000 kPa (8 hasta 10 bar). No obstante, para que el sistema funcione económicamente, es suficiente aplicar una presión de 600 kPa (6 bar). Dadas las resistencias que se oponen al flujo del aire en los diversos elementos (por ejemplo, en las zonas de estrangulación) y en las tuberías, deberá contarse con una pérdida de presión entre 10 y 50 kPa (0.1 y 0.5 bar).

En consecuencia, el compresor deberá generar por lo menos una presión de 650 hasta 700 kPa (6.5 hasta 7 bar) con el fin de mantener una presión de servicio de 600 kPa (6 bar).

REGULACIÓN:

A fin de poder adaptar la cantidad suministrada del compresor a un consumo variable, se requiere una regulación del compresor. Entre márgenes ajustables para la presión mínima y máxima se regula la cantidad suministrada.Acumulador

El tamaño del caudal depende de los siguientes criterios:

Caudal del compresor Cantidad de aire requerida en el sistema Red de tuberías regulación del compresor oscilación permisible de la presión en el sistema

SECADO DE AIRE


El aire comprimido con un contenido demasiado elevado de humedad reduce la vida útil de sistemas neumáticos. En consecuencia es necesario instalar secadores de aire con el fin de reducir el contenido de humedad del aire hasta alcanzar los niveles deseados. Para secar al aire puede recurrirse a alguno de los siguientes métodos:

Secado por enfriamiento Secado por adsorción Secado por absorción

Los costos adicionales ocasionados por la instalación de un secador de aire son rápidamente amortizados debido a la disminución de los costos de mantenimiento, por tiempos de inactividad menores y por la mayor fiabilidad del sistema.

SECADO POR ENFRIAMIENTO.

El secado usado con más frecuencia es el secador por enfriamiento. En él, el aire es enfriado hasta temperaturas inferiores al punto de condensación. La humedad contenida en el aire es segregada y recogida en un recipiente.

El aire que penetra en el secador por enfriamiento pasa antes por un proceso de enfriamiento previo en el que se recurre al aire frio que sale de un intercambiador térmico.


Punto de condensación:

La temperatura de punto de condensación es aquella que tiene que alcanzar el aire para que pueda condensar el agua.

Cuando menor sea la temperatura en relación con el punto de condensación, tanto más agua condensara. El secado por enfriamiento permite alcanzar temperaturas entre los 2° C y 5°C.

SECADO POR ADSORCION.

Depósito de materias en la superficie de cuerpos sólidos.

El agente secador, también denominado gel secador, es un granulado compuesto principalmente de oxido de silicio. El método de secado por adsorción permite obtener los puntos de condensación más bajos (hasta -90°C).

Siempre se utilizan dos unidades de adsorción. Si el gel de la primera unidad de adsorción está saturado el equipo conmuta a la segunda unidad. Entretanto, la primera unidad es regenerada mediante un proceso de secado con aire caliente.


SECADO POR ABSORCION.

El proceso de secado por absorción es un método puramente químico que es utilizado muy pocas veces a raíz de los elevados costos de servicio.

ABSORCIÓN:

Una materia gaseiforme es fijada por una materia solida o liquida.

Primero. El aire a presión es guiado a través de un filtro para retirar la mayor cantidad de gotas de agua y de aceite posible. Cuando el aire entra en el secador, es sometido a un movimiento rotativo al travesar la cámara de secado, la cual contiene una más de secado. La humedad se une a dicha masa de secado y disuelve. El líquido obtenido de este modo pasara al depósito inferior. Este depósito tiene que ser vaciados regularmente y, además, deberá sustituirse también con regularidad la masa de secado.


Características del método de absorción:

Instalaciones sencillas del equipo Poco desgaste mecánico No hay necesidad de recurrir a fuentes de energía externas

UNIDAD DE MANTENIMIENTO

Tiene la función de acondicionar el aire a presión. Dicha unidad es antepuesta al mando neumático

LUBRICACION DEL AIRE A PRESION.

En términos generales, no debería lubricarse al aire a presión. No obstante, si las partes móviles de valvular y cilindros requiriesen de lubricación, debería enriquecerse el aire a presión constantemente con una cantidad suficiente de aceite. La lubricación del aire a presión debería siempre limitarse tan solo a los segmentos del sistema que necesiten lubricación. El aceite que pasa del compresor al aire a presión no es apropiado para la lubricación de los elementos neumáticos. Los cilindros provistos de juntas resistentes al calor no deberían recibir aire a presión lubricado, ya que el aceite contenido en el aire podría producir un lavado de la grasa especial que llevan los cilindros. Si se opta por usar aire a presión no lubricado en sistemas que antes si lo usaban, será necesario renovar la lubricación original de fábrica de las válvulas y de los cilindros, ya que es posible que dicha lubricación original entretanto haya desaparecido.

El aire a presión debería contener aceite de lubricación en los siguientes casos:

Necesidad de operar con movimientos extremadamente veloces Uso de cilindros de grandes diámetros

Si la lubricación es demasiado copiosa, pueden surgir los siguientes problemas:

Funcionamiento deficiente de elementos Mayor contaminación del medio ambiente Agarrotamiento de elementos después de periodos de inactividad y

prolongados


Fig. Lubricador de aire comprimido.

El aire a presión pasa a través de la unidad de lubricación. Al atravesar una zona de estrangulación en dicha unidad, se produce un vacio. Este vacío provoca la succión del aceite a través de una tubería conectada a un depósito. El aceite pasa a una cámara de goteo donde es pulverizado y mezclado con el aire.

AJUSTE DE LA UNIDAD DE LA UNIDAD DE LUBRICACIÓN.

El aceite puede ser dosificado de la siguiente manera:

La dosificación del aceite puede realizarse en concordancia con un valor orientativo de 1 hasta 10 gotas por metro cubico de aire a presión. La dosificación correcta puede comprobarse del siguiente modo: colocar un trozo de cartón a unos 20 cm de la salida de la válvula más alejada del sistema. Después de un tiempo prudencial no deberá aceite del cartón.

MANTENIMIENTO DE LA UNIDAD DE LUBRICACIÓN.

Hasta hace tan solo pocos años se considero que el aceite segregado por el compresor podía ser utilizado como lubricante para los elementos neumáticos. Sin embargo entretanto ha podido comprobarse que el aceite proveniente del compresor se quema o se evapora debido al calor generado por dicha unidad. En consecuencia se trata de un aceite poro apropiado para fines de lubricación. Por lo contrario: ese aceite tendría un efecto abrasivo en los cilindros y válvulas con lo que el rendimiento de estos elementos se vería afectado seriamente.


Los depósitos de aceite en las paredes interiores de las tuberías de alimentación representan otro problema que deberá tomarse en cuenta al realizar los trabajos de mantenimiento de sistemas que funcionan con aire a presión lubricado. Estos depósitos de aceite pueden ser absorbidos incontroladamente por la corriente de aire, con lo que aumentaría el grado de suciedad del aire a presión. Los trabajos de mantenimiento de sistemas que adolecen de este problema son sumamente complicados, puesto que la única forma de limpiar una tubería sucia por depósitos de aceite es desmontándola.

Los depósitos de aceite también pueden tener como consecuencia que los elementos queden adheridos, especialmente si la instalación ha estado sin funcionar durante un periodo prolongado. Transcurrido un fin de semana o un día festivo es posible que las unidades lubricadas ya no funcionen correctamente. En consecuencia, deberá acatarse la siguiente recomendación: acondicionar el aire a presión sin aceite.

Resumiendo deberían tomarse en cuenta los siguientes aspectos:

No permitir que el aceite proveniente del compresor pase a la red del aire a presión (instalación de un separador de aceite)

Instalar exclusivamente elementos que también puedan funcionar sin aire lubricado.

Una vez que un sistema ha funcionado con aceite, deberá seguir funcionando con aire lubricado ya que los elementos pierden su lubricación de fábrica en el transcurso del tiempo a causa del aceite agregado al aire.


El condensado, las impurezas y demasiada cantidad de aceite pueden ser motivo de desgaste de piezas móviles y de juntas de elementos neumáticos. Dichas substancias pueden contaminar el medio ambiente a través de fugas en el sistema. Si no se utilizan filtros, es posible que los productos que se produzcan en la fábrica queden inutilizados por efecto de la suciedad (por ejemplo, en el caso de alimentos o productos farmacéuticos o químicos).

El abastecimiento de aire a presión de buena calidad en un sistema neumático depende en gran medida del filtro que se elija. El parámetro característico de los filtros es la amplitud de los poros. Dicho parámetro determina el tamaño mínimo de las partículas que pueden ser retenidas en el filtro.

Determinados filtros de aire a presión también son apropiados para filtrar el condensado. El agua condensada deberá ser evacuada antes de que su volumen llegue al nivel máximo, ya que de lo contrario volvería a mezclarse con el aire.

Si el condensado es cuantioso, es recomendable instalar un sistema de evacuación automático en vez de recurrir a un grito manual. La cantidad de evacuación automática tiene un flotador que, al llegar a la marca de máximo actué sobre una palanca que abre una tobera dejando pasar aire a presión. El aire a presión actúa sobre una membrana la que, por su parte, abre una salida de evacuación. Una vez que el flotador llega al nivel mínimo de condensado en el depósito, cierra la tobera y se interrumpe la operación de evacuación. Además existe la posibilidad de vaciar el depósito manualmente.


El aire a presión que entra en el filtro choca con un disco en espiral, por lo que se produce en movimiento rotativo. La fuerza centrifuga tiene como consecuencia la separación de partículas de agua y de substancias sólidas que se depositan en la pared interior del filtro, desde donde son evacuados hacia un depósito. El aire acondicionado de esta manera atraviesa el filtro, en el que son separadas las partículas de los poros. Los filtros normales tiene poros con dimensiones que oscilan entre 5 μm y 40 μm.

Bajo el concepto de grado de filtración de un filtro se entiende el porcentaje de partículas que son separadas de la corriente d aire. So los poros son de 5 μm normalmente se obtiene un grado de filtración de 99.99%.

Los filtros tienen que ver sustituidos después de cierto tiempo, ya que las partículas de suciedad pueden obturarlos. Si bien es cierto que el efecto de filtración se mantiene incluso si el filtro está sucio, cabe tomar en cuenta que un filtro sucio significa una resistencia mayor al flujo del aire. En consecuencia se produce una mayor caída de presión en el filtro.

Para determinar el momento oportuno para cambiar el filtro, deberá efectuarse un control visual o una medición de la diferencia de presiones. Si dicha diferencia es superior a valores comprendidos entre 40 y 60 Kpa (0.4 y 0.6 bar), es recomendable proceder al cambio del filtro correspondiente.

MANTENIMIENTO.

Los intervalos para el cambio de los filtros dependen de la calidad del aire comprimido de la cantidad de aire requerido por los elementos neumáticos y del tamaño del filtro. Las operaciones de mantenimiento de filtros incluyen lo siguiente:

Sustituir o limpiar el cartucho filtrante. Evacuación de condensado.

Al efectuar trabajos de limpieza deberán acatarse las indicaciones hechas por el fabricante en relación con las substancias que podrán utilizarse con ese fin. Por lo general es suficiente realizar las labores de limpieza utilizando agua tibia con jabón y, a continuación, soplando con aire comprimido.

REGULADORES DE PRESIÓN.

El nivel de la presión del aire comprimido generado por el compresor no es constante. Las oscilaciones de la presión en las tuberías pueden incidir negativamente en las características de conmutación de las válvulas en la


velocidad de los cilindros y en la regulación del tiempo de válvulas de estrangulación y de retardo.

En consecuencia,es importante que la presion del aire sea constante para que el equipo neumatico no ocasione problemas para obtener un nivel constante de la presion del aire se instalan reguladores de presion en la red de aire a presion con el din de procurar la uniformidad de la presion en el sistema de alimentacion de aire comprimido (presion secundaria); independientemente de las oscilaciones que surgan en el circuito principal (presion primaria).

El reductor o regulador de presion es instalado detrás del filtro de aire, con el fin de mantener un nivel constante de la presion de trabajo.

El nivel de la presion siempre deberia regirse por las exigencias que planteo la parte correspondiente del sistema.

6 bar en la sección de operación y 4 bar en la sección de mando:

Estas son las presiones que, en la práctica han demostrado ser la mejor solución para satisfacer los criterios de generación de aire a presión y los del rendimiento de los elementos neumáticos.

Si la presión de trabajo es más elevada, no se aprovecharía debidamente la energía y, además, el desgaste seria mayor; si la presión es menor, disminuiría la eficiencia, especialmente en la sección operativa del sistema.


Funcionamiento:

La presión de entrada (presión primaria) siempre tiene que ser mayor que la presión de salida (presión secundaria) en la válvula reguladora de presión. La presión es regulada mediante una membrana. La presión de salida actúa sobre uno de los lados de la membrana, mientras que por el otro lado actúa un muelle. La fuerza del muelle puede ajustarse mediante un tornillo

Si la presión aumenta en el circuito secundario, por ejemplo al producirse un cambio de cargas en un cilindro, la membrana es presionada contra el muelle, con lo que disminuye o se cierra el diámetro del escape en el asiento de la válvula. El asiento de la válvula abre y el aire a presión puede salir a través de los taladros de evacuación.

Si disminuye la presión en el circuito secundario, el muelle se encarga de abrir la válvula. En consecuencia, la regulación de la presión de aire en función de una presión de servicio ajustada con antelación significa que el asiento de la válvula abre y cierra constantemente por efecto del volumen de aire que pasa a través de ella .La presión de trabajo es indicada en un instrumento de medición


Funcionamiento Si la presión de trabajo (Presión secundaria) es Demasiado alta, aumenta La presión en el asiendo De la válvula, con lo que La membrana actúa en Contra la fuerza del muelle.Al mismo Tiempo es reducido o cerrado el Escape en el asiento de la junta. De Este modo queda reducido o bloqueado El caudal de aire. Para que pase el aire A presión es necesario que la Presión de trabajo en elCircuito secundario Sea menor que la presión delCircuito primario.

La unidad de mantenimiento es una combinación de los siguientes equipos:

Filtro de aire a presión Regulador de aire a presión Lubricador de aire a presión


Consideraciones a tomar en cuenta en relación con la unidad de mantenimiento:

El tamaño de la unidad de mantenimiento depende del caudal de aire (m³ /h¿ . si el caudal es demasiado grande, la caída de presión en los elementos neumáticos seria considerable. en consecuencia es indispensable acatar las indicaciones hechas por el fabricante respectivo.

La presión de servicio no deberá rebasar el valor correspondiente indicado en la unidad de mantenimiento. La temperatura ambiente no debería ser superior a 50°c (valor máximo para elementos de material plástico)

Mantenimiento que deberá efectuarse con regularidad:

Filtro de aire: controlar regularmente el nivel del condensador, puesto que de ningún modo deberá permitirse que suba del nivel máximo. si el nivel es superior al nivel máximo, es posible que el condensado sea aspirado hacia las tuberías de aire a presión. el excedente de condensado puede ser evacuado a través del grifo. Además, deberá revisarse el grado de suciedad del cartucho del filtro y, si fuese necesario, deberán efectuarse los trabajos de limpieza correspondientes.

Regulador de aire a presión: el regulador no precisa de mantenimiento, siempre y cuando se haya instalado delante de él un filtro de aire


Lubricador de aire a presión: En este caso también es necesario controlar el nivel y, de ser necesario, rellenar aceite. Solo podrán utilizarse aceites minerales. Los filtros de plástico y los vasos no deberán limpiarse con disolventes.

Para que la distribución del aire sea fiable y no cause problemas, es recomendable acatar una serie de puntos. Entre ellos, las dimensiones correctas del sistema de tuberías son tan importantes como la elección correcta de los materiales, de la resistencia al caudal de aire, así como la configuración del sistema de tuberías y la ejecución de los trabajos de mantenimiento.

DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO.

En instalaciones neumáticas industriales, lo normal es que exista una sola estación de compresión y que el aire se distribuya a los puntos de utilización a través de tuberías.

Dimensionado de la red.

El dimensionado de las tuberías de distribución del aire comprimido, debe hacerse teniendo en cuenta los siguientes parámetros:

Caudal máximo solicitado (teniendo en cuenta las posibilidades de ampliación)

Longitud de tubería. Presión de servicio. Dificultad del tendido. Caída de presión admitida.

La presión óptima de funcionamiento es de 7 bar, a presiones más altas aumentas las fugas y a más bajas hay que sobredimensionar las tuberías y los elementos de trabajo.

La caída de presión de la tubería de conducción de aire entre la salida del acumulador y el punto de utilización, no debe ser superior a 0.1 bar.

Puede calcular analíticamente con la ecuación:

∆ p=β v2 LpRTD

Donde:

∆ p= Caída de presión en bar.

β= Coeficiente de resistencia.


v = Velocidad del aire en m/s

L = Longitud de la tubería en metros.

p = Presión de la red en bar.

R = Constante del aire (29.27)

T = temperatura absoluta en ºK

D = Diámetro interior de la tubería en mm.

G = Caudal en kg/hora (1,293X60 Nm3/min)

v< 6msen la tubería principal

10<v<20msen tuberías secundarías

En la práctica, para el dimensionado de las tuberías se utilizan monogramas y tablas de longitudes de tubería equivalente.


Tendido de la red.

En las redes de distribución del aire comprimido, no sólo es importante el correcto dimensionado, sino también la correcta instalación de las mismas.

Las tuberías necesitan una vigilancia y mantenimiento regulares, por lo que no deberán instalarse en emplazamientos angostos, ya que la detección y reparación de fugas o averías resultará muy difícil.

Siempre que no se disponga de un equipo de secado que garantice la imposibilidad de condensación de agua en la red, las tuberías principales deberán colocarse con una inclinación descendente de un 2 ó 3 % en el sentido de circulación del aire, para que el agua condensada pueda evacuarse al exterior a través de purgas colocadas en los puntos más bajos de la instalación.

Las derivaciones de tomas de aire de la red principal, se harán siempre por la parte superior de la tubería.

Para el tendido de la red principal se adoptan tres sistemas:

En circuito abierto, que se emplea en instalaciones de bajo consumo. Su tendido es lineal, la estación de compresión se conecta en un extremo y el otro está cerrado.

En circuito cerrado, que se usa en instalaciones con consumos intermedios o altos. Su tendido forma un anillo y la presión se mantiene más uniforme.

Las redes mixtas están formadas por una red cerrada de la que se derivan varias redes abiertas.

Los materiales empleados pueden ser, acero, cobre, latón o materiales plásticos; deben de ser resistentes a la oxidación y fáciles de instalar. Las tuberías de caucho no deben instalarse si no es en casos en los que se precisa de una flexibilidad máxima.


Tendido de redes.

2.2 Producción y distribución de potencia hidráulica.Introducción

La ventaja que implica la utilización de la energía hidráulica es la posibilidad de transmitir grandes fuerzas, empleando para ello pequeños elementos y la facilidad de poder realizar maniobras de mandos y reglaje. A pesar de estas ventajas hay también ciertos inconvenientes debido al fluido empleado como medio para la transmisión. Esto debido a las grandes presiones que se manejan en el sistema las cuales posibilitan el peligro de accidentes, por esto es preciso cuidar que los empalmes se encuentren perfectamente apretados y estancos.

Accesorios que implican en la generación y distribución de la potencia hidráulica:


Filtro.

El propósito de la filtración no es solo prolongar la vida útil de los componentes hidráulicos, si no también evitar paradas producidas por la acumulación de impurezas en las estrechas holguras y orificios de válvulas y servo válvulas. Los filtros son clasificados como: Flujo pleno o total Flujo proporcional o parcial. En el tipo de filtro de flujo pleno o total, todo el fluido que ingresa a la unidad pasa a través del elemento filtrante, mientras que en el tipo de filtro de flujo proporcional, sólo una porción del fluido pasa a través del elemento. Filtro de flujo pleno El filtro de flujo pleno proporciona una acción positiva de filtrado; sin embargo, el mismo ofrece resistencia al filtrado, particularmente, cuando el elemento se ensucia. El fluido hidráulico entra al filtro a través del puerto.

Ilustración 1 Filtro hidráulico de flujo pleno.


Ilustración 2 Descripción de un filtro hidráulico.

Depósitos o tanques.

La función natural de un tanque hidráulico o tanque de reserva es contener o almacenar el fluido de un sistema hidráulico. Un tanque de hidráulico almacena un líquido que no está siendo usado en un sistema hidráulico. El mismo además permite la extracción de los gases y materiales extraños del líquido. Además de funcionar como un contenedor de fluido, un tanque también sirve para enfriar el fluido, permitir asentarse a los contaminantes y el escape del aire retenido. Cuando el fluido regresa al tanque, una placa deflectora bloquea el fluido de retorno para impedir su llegada directamente a la línea de succión.


El aceite aireado no transmitirá potencia correctamente debido a que el aire es compresible. Al aceite aireado tiene una tendencia a deteriorarse y perder su habilidad de lubricación.

Un acumulador consiste en un depósito destinado a almacenar una cantidad de fluido incompresible y conservarlo a una cierta presión mediante una fuerza externa. El fluido hidráulico bajo presión entra a las cámaras del acumulador y hace una de estas tres funciones: comprime un resorte, comprime un gas o levanta un peso, y posteriormente cualquier caída de presión en el sistema provoca que el elemento reaccione y fuerce al fluido hacia fuera otra vez.

Ilustración 3 Descripción de un tanque hidráulico.

Ilustración 4 Tanque hidráulico.


Acumuladores hidráulicos.

Un acumulador consiste en un depósito destinado a almacenar una cantidad de fluido incompresible y conservarlo a una cierta presión mediante una fuerza externa. El fluido hidráulico bajo presión entra a las cámaras del acumulador y hace una de estas tres funciones: comprime un resorte, comprime un gas o levanta un peso, y posteriormente cualquier caída de presión en el sistema provoca que el elemento reaccione y fuerce al fluido hacia fuera otra vez.

Simbología.

Esta es la simbología existente sobre todos los tipos de acumuladores hidráulicos.

Símbolo del acumulador tipo peso

Símbolo del acumulador tipo muelle

Símbolo del acumulador general de gas

Símbolo del acumulador tipo vejiga.


Aplicaciones del acumulador.

Los usos más comunes de los acumuladores son:

Alimentación auxiliar. Alimentación de emergencia. Compensación de fuga. Supresión de choque. Suspensión de vehículos. Compensación de fuerzas.

Alimentación auxiliar.

Varias aplicaciones requieren una fuente de alimentación auxiliar para suministrar el flujo de la bomba. En vez de utilizar una bomba grande para generar una potencia durante una fracción del ciclo, una pequeña bomba es empleada para extender la alimentación equitativamente a lo largo del ciclo. La figura 1 muestra un ejemplo. El cilindro en este circuito es operado ocasionalmente. Durante los períodos en los cuales el aceite no es requerido para la operación del cilindro, la bomba almacena aceite en el acumulador. Una válvula de retención, que está conectada entre la fuente de alimentación hidráulica y el acumulador, previene al acumulador de descargarse a través del orificio de la línea de presión de la fuente de alimentación hidráulica, cuando la presión de la bomba se vuelve más baja que la presión del acumulador.

Como ventajas importantes cabe mencionar:

Empleo de bombas hidráulicas pequeñas. Menor potencia instalada. Poca producción de calor. Mantenimiento e instalación sencillos.

Símbolo del acumulador tipo cilindro neumático.

Símbolo del acumulador tipo membrana.


Fig. 1 Acumulador empleado como fuente de alimentación auxiliar.

Cuando llega el momento de que el cilindro se extienda, una válvula direccional accionada por un solenoide desciende. El aceite bajo presión es descargado desde el acumulador, incorporándose al que viene de la bomba, lo cual extiende el cilindro más rápido que si fuera únicamente el aceite de la bomba.

Alimentación de emergencia.

Algunas aplicaciones requieren una fuente de alimentación alterna regresar el sistema a un estado seguro en caso de que la alimentación eléctrica se pierda. Por ejemplo, en una prensa hidráulica, puede ser necesario retraer automáticamente un cilindro cuando la energía eléctrica se pierde con el fin de liberar la presión. El acumulador proporciona el aceite de presión alta requerido para esta función.


Fig. 2 Acumulador utilizado como una fuente de alimentación de emergencia.

Compensación de fuga.

Diversas aplicaciones requieren de un cilindro para mantener la posición y la presión durante largos periodos de sustento. Sin embargo, la fuga se pierde y las variaciones de temperatura ocasionan que la presión caiga lentamente más de lo debido. Los acumuladores pueden compensar una disminución en la presión para que la bomba no necesite funcionar continuamente.

Solamente cuando la presión es inferior a la ajustada, la bomba vuelve a conectarse y carga al acumulador hidráulico. Como características cabe mencionar:

Las bombas no realizan servicio continuo. Poca producción de calor y, por ende, bajos costos de servicio. Elevada vida útil de la instalación.


Fig3. Diagrama esquemático de un acumulador empleado como compensación de fuga.

Supresión de choque.

La detención súbita o la inversión de la alta velocidad del aceite ocasionan oleadas de presión alta en un circuito hidráulico. Este incremento de presión o choques son causados por la inercia del aceite cuando se detiene rápidamente. El acumulador amortigua el aceite, comprimiendo el resorte en las unidades cargadas por resorte. Por ejemplo, un acumulador puede ser usado para absorber algunos de los choques producidos, cuando el flujo de la bomba es detenido repentinamente o cambia de dirección, conforme la válvula direccional es desplazada.


Fig. 4 Diagrama esquemático de una bomba de expulsión en la cual se utiliza un acumulador como amortiguador de pulsaciones.

Suspensión de vehículos

En el caso de desniveles en calles y caminos se producen golpes mecánicos que deterioran los mecanismos de traslación. Empleando cilindros, en la suspensión hidroneumática los golpes mecánicos se convierten en golpes hidráulicos.

Dichos golpes hidráulicos son absorbidos por acumuladores hidráulicos.

La aplicación de suspensión hidroneumática en vehículos

Reduce el riesgo de accidentes, Aumenta la vida útil, Permite mayores velocidades al tomar curvas, Mantiene la carga en la posición deseada, Reduce la carga sobre los materiales y disminuye los costes de servicio.


Fig. 5 Aplicación de acumuladores hidráulicos en la suspensión de vehículos

Compensación de fuerzas

Por medio de los acumuladores hidráulicos se pueden compensar fuerzas o carreras. Ello resulta necesario cuando en un proceso continuo de maquinación, por ejemplo al laminar, como consecuencia de cargas diversas se producen posiciones inclinadas. Con el balanceo de los rodillos se logra un espesor constante de banda. En la figura 6 se puede observar el esquema hidráulico para el balanceo de una herramienta con los acumuladores hidráulicos correspondientes y el bloque de seguridad y de cierre directamente montado.

Como características cabe mencionar:

Compensación suave de fuerzas y, con ello, poca carga de los fundamentos y del bastidor y Ahorro en los contrapesos y, con ello, reducción del peso y de los Espacios de montaje.


Fig. 6 Acumulador utilizado como compensador de fuerzas.

Acumuladores de contrapeso.

El acumulador cargado por peso, ejerce una fuerza sobre el líquido almacenado, por medio de grandes pesos que actúan sobre el pistón o émbolo. Los pesos pueden fabricarse de cualquier material pesado, como hierro, concreto e incluso agua. Es el único tipo de acumulador en que la presión se mantiene constante, hasta que la cámara del acumulador quede prácticamente vacía.

Generalmente los acumuladores cargados por peso son de gran tamaño; en algunos casos su capacidad es de varios cientos de litros. Pueden prestar servicio a varios sistemas hidráulicos al mismo tiempo y usualmente son utilizados en fábricas y sistemas hidráulicos centrales.


Ilustración 7 Acumuladores de contrapeso.

Acumuladores de resorte.

En los acumuladores cargados por resorte, la fuerza se aplica al líquido almacenado por medio de un pistón sobre el cual actúa un resorte. Suelen ser más pequeños que los cargados por peso y su capacidad es de sólo algunos litros. Usualmente dan servicio a sistemas hidráulicos individuales y operan a baja presión en la mayoría de los casos.

Mientras el líquido se bombea al interior del acumulador, la presión del fluido almacenado se determina por la compresión del resorte. Si el pistón se moviese hacia arriba y comprimiera diez pulgadas al resorte, la presión almacenada sería mayor que en el caso de un resorte comprimido tan sólo cuatro pulgadas.

Ilustración 8 Acumuladores de resorte.


Acumulador de pistón.

Un acumulador de tipo pistón consiste en un cuerpo cilíndrico y un pistón móvil con sellos elásticos. El gas ocupa el volumen por encima del pistón y se comprime cuando el fluido entra al interior del cuerpo cilíndrico. Al salir el fluido del acumulador la presión del gas desciende. Una vez que todo el líquido ha sido descargado, el pistón alcanza el final de su carrera y cubre la salida manteniendo el gas dentro del acumulador.

Aplicaciones hidráulicas en que es necesaria una gran cantidad de fluido para efectuar el trabajo pero este se realiza solo intermitentemente en el ciclo de la maquina.

Ilustración 9 Acumulador de pistón.


Acumulador de Diafragma.

El acumulador de tipo diafragma se compone de dos hemisferios metálicos atornillados juntos, pero cuyo volumen interior se halla separado por un diafragma de hule sintético, el gas ocupa el hemisferio superior. Cuando el fluido entra en el espacio inferior, el gas se comprime. Al descargar todo el líquido, el diafragma desciende hasta la salida y mantiene el gas dentro del acumulador.

Este tipo de acumuladores son para caudales relativamente pequeños y presiones medias.

Ilustración 10 Acumulador de diafragma.

Acumulador de vejiga

El acumulador de tipo vejiga se compone de un casco de metal en cuyo interior se encuentra una vejiga de hule sintético que contiene al gas. Cuando el fluido entra al interior del casco, el gas en la vejiga se comprime.

La presión disminuye conforme el fluido sale del casco, una vez que todo el líquido ha sido descargado, la presión del gas intenta empujar la vejiga a través de la salida del acumulador. Sin embargo, una válvula colocada encima del puerto de salida, interrumpe automáticamente el flujo cuando la vejiga presiona el tapón de la misma.


Ilustración 11 Acumuladores de vejiga.

Accesorio para la distribución de la potencia hidráulica.

Mangueras hidráulicas.

Para la conducción del fluido hidráulico se emplean tanto tuberías rígidas de acero sin soldadura, como mangueras flexibles, evitándose en todo momento emplear elementos galvanizados, dado que el zinc presente puede ser muy reactivo con ciertos aditivos presentes en los fluidos hidráulicos.

Recomendaciones de instalación:

a.- Recuerde que los flexibles sometidos a trabajo sufren una elongación o estiramiento entre un 2% a 4% de su longitud inicial, por lo que se recomienda dejarlos de un largo apropiado.

b.- Siempre se debe mantener un radio de curvatura lo más amplio posible, con el fin de evitar el colapso o restricción del fluido.

c.- Evite al instalar un flexible que este quede con alguna torcedura, por lo cual tome algún punto como referencia.

d.- Evite el contacto o el roce entre flexibles para que no produzcan desgastes de las superficies, para lo cual se recomienda el uso de adaptadores, codo o curvas apropiados.

e.- Procure evitar el contacto con pieza móviles o fuentes de calor, por ejemplo el tubo de escape, cardan.


f.- Los flexibles deben tener la longitud apropiada para que cumplan con su función de “flexible”.

Ilustración 12 Mangueras hidráulicas.


Selección del diámetro interior de la manguera (caudal y velocidad).

Ilustración 13 Esta gráfica se utiliza para determinar el diámetro interno de la manguera que se necesita para cumplir con el caudal y requerimientos de velocidad.


2.3 Actuadores Neumáticos E HidráulicosActuadores Neumáticos.

El trabajo realizado por un actuador neumático puede ser lineal o rotativo. El movimiento lineal se obtiene por cilindros de émbolo (éstos también proporcionan movimiento rotativo con variedad de ángulos por medio de actuadores del tipo piñón cremallera). También encontramos actuadores neumáticos de rotación continua (motores neumáticos), movimientos combinados e incluso alguna transformación mecánica de movimiento que lo hace parecer de un tipo especial.

ACTUADORES LINEALES

Los cilindros neumáticos independientemente de su forma constructiva, representan los actuadores más comunes que se utilizan en los circuitos neumáticos.

Existen dos tipos fundamentales de los cuales derivan construcciones especiales

• Cilindros de simple efecto, con una entrada de aire para producir una carrera de trabajo en un sentido.

• Cilindros de doble efecto, con dos entradas de aire para producir carreras de trabajo de salida y retroceso. Más adelante se describen una gama variada de


cilindros con sus correspondientes símbolos.

CILINDROS DE SIMPLE EFECTO

Un cilindro de simple efecto desarrolla un trabajo sólo en un sentido. El émbolo se hace retornar por medio de un resorte interno o por algún otro medio externo como cargas, movimientos mecánicos, etc. Puede ser de tipo “normalmente dentro” o “normalmente fuera”.

Los cilindros de simple efecto se utilizan para sujetar, marcar, expulsar, etc.

Tienen un consumo de aire algo más bajo que un cilindro de doble efecto de igual tamaño. Sin embargo, hay una reducción de impulso debida a la fuerza contraria del resorte, así que puede ser necesario un diámetro interno algo más grande para conseguir una misma fuerza.

También la adecuación del resorte tiene como consecuencia una longitud global más larga y una longitud de carrera limitada, debido a un espacio muerto.

La variedad constructiva de los cilindros de simple efecto es muy importante, pero todos ellos presentan la misma mecánica de trabajo. Se muestran a continuación algunos ejemplos de los mismos:


CILINDROS DE DOBLE EFECTO Los cilindros de doble efecto son aquellos que realizan tanto su carrera de avance como la de retroceso por acción del aire comprimido. Su denominación se debe a que emplean las dos caras del émbolo (aire en ambas cámaras), por lo que estos componentes sí que pueden realizar trabajo en ambos sentidos.

Sus componentes internos son prácticamente iguales a los de simple efecto, con pequeñas variaciones en su construcción. Algunas de las más notables las encontramos en la culata anterior, que ahora ha de tener un orificio roscado para poder realizar la inyección de aire comprimido (en la disposición de simple efecto este orificio no suele prestarse a ser conexionado, siendo su función la comunicación con la atmósfera con el fin de que no se produzcan contrapresiones en el interior de la cámara). El perfil de las juntas dinámicas también variará debido a que se requiere la Estanqueidad entre ambas cámaras, algo innecesario en la disposición de simple efecto.


El campo de aplicación de los cilindros de doble efecto es mucho más extenso que el de los de simple, incluso cuando no es necesaria la realización de esfuerzo en ambos sentidos. Esto es debido a que, por norma general (en función del tipo de válvula empleada para el control), los cilindros de doble efecto siempre contienen aire en una de sus dos cámaras, por lo que se asegura el posicionamiento.

Para poder realizar un determinado movimiento (avance o retroceso) en un actuador de doble efecto, es preciso que entre las cámaras exista una diferencia de presión. Por norma general, cuando una de las cámaras recibe aire a presión, la otra está comunicada con la atmósfera, y viceversa. Este proceso de conmutación de aire entre cámaras nos ha de preocupar poco, puesto que es realizado automáticamente por la válvula de control asociada (disposiciones de 4 ó 5 vías con 2 ó 3 posiciones).

En definitiva, podemos afirmar que los actuadores lineales de doble efecto son los componentes más habituales en el control neumático. Esto es debido ha:

• Se tiene la posibilidad de realizar trabajo en ambos sentidos (carreras de avance y retroceso).

• No se pierde fuerza en el accionamiento debido a la inexistencia de muelle en oposición.


• Para una misma longitud de cilindro, la carrera en doble efecto es mayor que en disposición de simple, al no existir volumen de alojamiento.

No debemos olvidar que estos actuadores consumen prácticamente el doble que los de simple efecto, al necesitar inyección de aire comprimido para producir tanto la carrera de avance como la de retroceso. También presentan un pequeño desfase entre fuerzas y velocidades en las carreras, aspecto que se detalla a continuación.

2.4 Válvulas de vías neumáticas e hidráulicasCONOCIMIENTO DEL MÓDULO DE NEUMÁTICA BÁSICA.

I.-OBJETIVO.

Aprender a identificar y describir los diferentes componentes que integra el módulo de neumática básica, a través de prácticas de mandos realizados.

II.-METODOLOGÍA A EMPLEAR

Utilizar el módulo de neumática básica para poder tomar datos de los diferentes componentes neumáticos que ésta se conforma. Buscar tipos, simbologías y funcionamiento básico a través de catálogos, internet, manuales, etc.


III.-LISTA DE MATERIALES

1. Unidad de generación2. Unidad de mantenimiento3. Compuertas lógicas4. Válvula de 5 vías, 2 posiciones.5. Válvula de 3 vías, 2 posiciones accionada por pulsador y retorno por

muelle.6. Válvula de 3 vías, 2 posiciones accionada por pulsador con

enclavamiento.7. Manómetros. 8. Válvula direccional, 3 posiciones, centro cerrado.9. Válvula de retención (check valve)10.Válvula de estrangulación regulable con antirretorno 11.Válvula de 5 vías, 2 posiciones, retorno por muelle.12.Válvula de 3 vías, 2 posiciones, retroceso por resorte 13.Medidor de flujo (flow meter)14.Cilindros de simple efecto15.Cilindro de doble efecto16.Rodillo palpador, control mecánico.17.Rodillo escamotable, control mecánico

IV.- DESARROLLO

Unidad De Generación

Compresor.


Operación.

El motor y la cabeza del compresor generan altas temperaturas. Para prevenir quemaduras u otros daños. NO TOQUE el compresor mientras está en funcionamiento. Deje que se enfríe antes de moverlo, o darle mantenimiento.

Siempre use gafas de seguridad y protección para los oídos. No use joyería, ropa holgada, corbatas, bufandas para evitar que se atoren con alguna parte en moviendo del equipo. También recoja su cabello.

El aire del compresor puede causar daños. Nunca dirija el flujo de aire al cuerpo.

Comience a usar su compresor después de que haya conectado las herramientas neumáticas. No retire las herramientas neumáticas mientras el compresor esté en funcionamiento.

El compresor aspira el aire de la atmosfera y lo comprime en un volumen más pequeño, almacenándolo después en un depósito. Para producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presión del aire al valor de trabajo deseado. El aire comprimido viene de la estación compresora y llega a las instalaciones a través de tuberías.

Filtro de absorción:

Este dispositivo sirve para disminuir o eliminar las impurezas y la humedad que contiene el ambiente es un elemento de suma importancia ya que de lo contrario estos contaminantes son concentrados durante la compresión y salen por el sistema de aire comprimido. Un sistema típico de compresión se contamina con partículas sólidas abrasivas como el polvo, residuos de tubería y oxido, lubricantes del compresor, gotas de agua condensada aceite y vapor de hidrocarburos.

Pistón:

Es el dispositivo que absorbe y comprime el aire el gas a comprimir entra, a presión ambiental, por la válvula de admisión en el cilindro, donde se comprime con el pistón, que tiene un movimiento alternativo mediante un cigüeñal y una biela, y se descarga, comprimido, por la válvula de descarga.

Cubierta:

Las cubiertas sirven como guardas para evitar que el usuario pueda tener contacto a las partes móviles como bandas, ventilador y partes que elevan su temperatura con el funcionamiento.


Ventilador:

El un dispositivo que utiliza el fluido del ambiente para transferir el calor generado hacia el medio y este no sufra daños por calentamiento excesivo.

Motor:

Su función principal es el de suminístrale energía de forma mecánica a la unidad de compresión mediante un rotor es este movimiento el que permite que el pistón se mueva de arriba hacia abajo absorbiendo y comprimiendo el suministro.

Tanque o depósito:

Es un tanque especial que almacena el aire comprimido y soporta altas presiones. Entre mayor sea su volumen, mayores serán sus intervalos de funcionamiento de la unidad de compresión

Unidad compresora:

Es un elemento que aspira el aire a presión atmosférica y lo comprime mecánicamente. Existen muchos tipos de unidades compresoras, que son divididos en alternativos y rotativos.

Válvula anti-retorno:

Deja pasar el aire comprimido de la unidad de compresión al depósito pero impide su retorno.

Manómetro:

Es un indicador visual de la presión que se encuentra dentro del tanque.

Válvula de alivio:

El gas a comprimir entra, a presión ambiental, por la válvula de admisión en el cilindro, donde se comprime con el pistón, que tiene un movimiento alternativo mediante un cigüeñal y una biela, y se descarga, comprimido, por la válvula de descarga.

Interruptor de presión:

Un interruptor automático de presión registra cuando el nivel de presión es muy alto o muy bajo. Puede responder sin la necesidad de la intervención humana.


Regulador de presión:

Los reguladores de presión son aparatos de control de flujo diseñados para mantener una presión constante aguas abajo de los mismos. Este debe ser capaz de mantener la presión, sin afectarse por cambios en las condiciones operativas del proceso para el cual trabaja. La selección, operación y mantenimiento correcto de los reguladores garantiza el buen desempeño operativo del equipo al cual provee el gas.

Válvula de purga:

Es un elemento que se utiliza para poder eliminar el líquido que se condensa dentro del depósito y evitar la corrosión y el daño de este.

Puesta En Marcha

Gire el botón de la presión hasta el “0”. Conecte el enchufe a la toma de corriente. Arranque el compresor girando el botón de la presión hasta el “1”. El funcionamiento del compresor es completamente automático y es controlado por el interruptor de presión.

Almacenamiento

Almacene el compresor en un lugar seco y frío. Tire hacia arriba la válvula de liberación de presión para liberar toda la presión del tanque. Desconecte la manguera y cuélguela con el extremo abierto hacia abajo para permitir que la humedad sea drenada. Limpie los filtros. Drene el aceite de la caja del cigüeñal y reemplace con nuevo aceite. Cubra la unidad completamente para protegerla de la humedad y el polvo.


MODULO DE NEUMÁTICA BÁSICA.

El sistema de capacitación de Neumática es un sistema de formación compacto de práctica. El equipo de enseñanza de Neumática, diseñado para ser claro, completo y eficiente, aprovecha los más modernos medios de diseño y de tecnología en el campo.

El sistema cubre los más modernos desarrollos, con especial referencia a la utilización generalizada de circuitos electrónicos de control, funcionando con energía neumática.


Con un alto grado de modularidad y flexibilidad, el sistema de formación de Neumática puede funcionar como una estación de trabajo básica e independiente.

El sistema de entrenamiento en Neumática está compuesto por los siguientes elementos:

PN 2130 Equipo de Capacitación en Neumática Básica

PN 2001 Tablero Maestro Universal para Neumática


PN 2110 Equipo de Capacitación en Neumática Básica


UNIDAD DE MANTENIMIENTO.

Los dispositivos conectados en los diferentes puntos de un circuito neumático necesitan recibir aire con una presión uniforme y libre de impurezas. Además, muchos de estos dispositivos tienen elementos móviles que precisan ser lubrificados. La preparación del aire comprimido que consumen los dispositivos neumáticos conectados en diferentes puntos se realiza mediante las llamadas unidades de mantenimiento. Estas unidades están formadas por tres elementos diferentes: el filtro, el regulador y el lubricador.

FILTRO

Tiene como objetivo detener las impurezas que arrastra el aire comprimido (polvo, polen, restos de pequeñas oxidaciones, etc.). Su funcionamiento es el siguiente:

El aire penetra en el filtro por la parte superior izquierda. Una placa deflectora especialmente colocada le obliga a realizar un violento movimiento de rotación. Las partículas más pesadas y las gotitas de vapor son impulsadas por la fuerza centrífuga contra las paredes del recipiente, donde se condensa el vapor de agua., que cae al fondo del recipiente junto con las impurezas. Éstas son evacuadas al exterior a través de


una abertura de vaciado tapada por un tornillo (tornillo de purga) que se encuentra en el fondo del recipiente.

Después, el aire se filtra a través de un cartucho filtrante con material poroso, que, aunque permite el paso del aire, impiden que pasen las partículas que lleva en suspensión. Los cartuchos tienen que sustituirse cada cierto tiempo, ya que, si bien siguen filtrando incluso cuando están sucios, hay que tener en cuenta que la suciedad produce mayor resistencia al flujo del aire y, como consecuencia, se reduce la presión del aire de utilización.

REGULADOR.

El regulador de presión tiene como misión mantener el aire que utiliza el circuito neumático a una presión constante, independientemente de las variaciones de presión que se produzcan.

La entrada de aire se regula mediante un tornillo que desplaza un vástago apoyado en una membrana móvil, de manera que deja pasar una cantidad constante de aire comprimido hacia el punto de utilización.

Cuando en el punto de utilización se produce un aumento de presión, la membrana retrocede cerrándose la entrada de aire y abriéndose los escapes que hacen bajar la presión del aire de utilización, por lo que la membrana recupera su posición desplazando el vástago y volviendo a abrir la entrada del aire


LUBRIFICADOR.

Una vez filtrado, y regulada su presión, el aire comprimido pasa a través del lubrificador mezclándose con una fina capa de aceite que arrastra en suspensión hasta las partes móviles de los dispositivos neumáticos. De esta manera son lubrificados disminuyendo la fricción y evitando el desgaste.

El funcionamiento del lubrificador es el siguiente: Al pasar el aire por el estrechamiento que hay en el

lubrificador, aumenta la velocidad y disminuye la presión.

La bajada de presión produce un efecto de succión, de manera que el aceite que permanece en el fondo del recipiente es aspirado por el extremo del tubo sumergido en él y sube a través de dicho tubo hasta la cámara superior (cámara de goteo).

En la cámara de goteo se forman gotas que se precipitan a través del fino conducto situado en su parte inferior hasta la zona donde se encuentra el estrechamiento por el que circula el aire comprimido; allí, la velocidad del aire lo pulveriza y lo convierte en una fina niebla de aceite que el aire arrastra en suspensión.


COMPUERTAS LÓGICAS

Compuerta OR

La válvula “OR” es activada por las dos líneas de entrada de aire, marcadas con “A” y “B”, y una vía de descarga marcada como “salida”. Al estar presentes cualesquiera de las dos entradas de aire, ésta activa la válvula permitiendo su salida. Si están presentes al mismo tiempo las dos, la de mayor presión toma precedencia y es enviada fuera de la válvula.

Compuerta AND

La válvula “Y” es activada por las dos líneas de entrada de aire, marcadas con “A” y “B”, y una vía de descarga marcada como “salida”. Al estar presentes las dos entradas de aire, al mismo tiempo, la de menor presión toma precedencia y es enviada fuera de la válvula.


VÁLVULAS DE VÍAS.

Las válvulas de vías son dispositivos que influyen en el paso, el bloqueo y la dirección del flujo del aire.

El símbolo de las válvulas informa sobre la cantidad de conexiones, la posición de conmutación y sobre el tipo de accionamiento. Sin embargo, los símbolos nada indican sobre la composición de las válvulas limitándose a mostrar su función.

Diseño de válvulas:

Válvulas de asiento (bola o plato). Válvulas de corredera.

En el caso de las válvulas de asiento, los pasos son abiertos o cerrados mediante bolas, platos, discos o conos.

Las válvulas de asiento suelen llevar juntas de goma que hacen las veces de asiento. Estas válvulas de asiento suelen llevar juntas de goma que hacen las veces de asiento.

Estas válvulas apenas tienen piezas que puedan desgastarse y, en consecuencia, tiene una vida útil larga.

No son sensibles a la suciedad y son muy resistentes. No obstante, requieren de una fuerza de accionamiento relativamente grande, ya que tiene que superar la fuerza del muelle de recuperación y de la presión del aire.

En el caso de válvulas de corredera, las conexiones son unidas o cerradas mediante correderas cilíndricas, planas o circulares.


Válvula de 5 vías, 2 posiciones.

Las válvulas de 5/2 vías tienen cinco conexiones y dos posiciones. Estas válvulas son utilizadas principalmente como elementos de maniobra para el accionamiento de cilindros.

Se observa una válvula distribuidora 5/2 biestable denominada de disco flotante. Se invierte alternativamente por pilotaje mediante aire comprimido y permanece en la posición correspondiente hasta que recibe un impulso inverso; al recibir presión, el émbolo de mando se desplaza.

En el centro de dicho émbolo se encuentra un disco con una junta anular, que une los conductos A (2) ó B (4) con empalme de presión P (1) o los separa de éste. El escape se realiza a través de R (3) ó S (5).


Válvula de 3 vías, 2 posiciones accionada por pulsador y retorno por muelle.

2

1 3

Las válvulas de 3/2 vías tipo pulsador permiten activar o desactivar señales. Tiene tres conexiones y dos posiciones.

Funcionamiento: cuando la válvula es pulsada la vía 1 es conectada a la vía 2 permitiendo la salida del aire para su utilización, una vez desapretado el botón retorna a su estado normalmente cerrado gracias al muelle y la vía 2 se conecta a la vía 3 para el desfogue.


Válvula de 3 vías, 2 posiciones accionada por pulsador con enclavamiento.

2

1 3

Las válvulas de 3/2 vías tipo pulsador permiten activar o desactivar señales. Tiene tres conexiones y dos posiciones.

Funcionamiento: cuando la válvula es pulsada la vía 1 es conectada a la vía 2 permitiendo la salida del aire para su utilización esta acción permanece así porque queda enclavado. Para que retorne a sus posición inicial basta de hacer de forma manual desenclavando el botón y la vía 2 se conecta a la vía 3 para el desfogue.


MANÓMETROS.

El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión local.

En la mecánica la presión se define como la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.


La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el sistema internacional de unidades (SI), la presión se expresa en Newton por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional.

VÁLVULA DIRECCIONAL, 3 POSICIONES, CENTRO CERRADO.

Cuando la palanca se encuentra en la posición central clausura completamente las cuatro puertas de la válvula o sea 1, 2, 3, 4,5, bloqueándolas completamente unas a otras. Cuando la palanca está a la izquierda la vía 1 conecta a la vía 2 para suministrar aire al actuador y la vía 4 se conecta con la vía 5 para el desfogue.

Cuando la palanca está del lado derecho la vía 2 se conecta a la vía 3 para el desfogue y la vía 1 se conecta a la vía 4 para la alimentación del actuador.


Módulo De Válvulas.

El equipo está diseñado para ser una herramienta didáctica para realizar prácticas de Neumática Básica.

En este módulo veremos las diferentes clases de válvulas que existen, con detalle.Para empezar vamos a clasificarlas, de esta forma sabremos lo que nos podemos encontrar en este módulo:

1. Válvula de distribución. Como su propio nombre indica son las encargadas de distribuir el aire comprimido en los diferentes actuadores neumáticos, por ejemplo, los cilindros.2. Válvula de bloqueo. Son válvulas con la capacidad de bloquear el paso del aire comprimido cuando se dan ciertas condiciones en el circuito.3. Válvula reguladoras. Aquí nos encontramos con las válvulas que regulan el caudal y las válvulas que regulan la presión.


Válvulas Antirretorno.

Válvula De Retención (Check Valve)

Aquí podemos observar representación de dos símbolos de válvulas anti retorno que solo admiten un sentido de paso de fluido o aire. El símbolo central, quiere decir que funciona con un muelle. Las válvulas anti retorno se colocan antes que las válvulas de distribución, de esta forma protegen al circuito de posibles cortes de aire y de interferencias entre componentes.

Este tipo de válvula está diseñada para que deje fluir el aire en un sentido, mientras bloquea el sentido contrario.


Válvula de Estrangulación Regulable Con Antirretorno Modifica el caudal de aire en la dirección en la cual el antirretorno bloquea el paso. En la dirección opuesta, no hay regulación de flujo, puesto que todo el aire puede pasar por el antirretorno.

Las válvulas estranguladoras con retención, conocidas como válvulas reguladoras de velocidad, son híbridas.

Desde el punto de vista de la estrangulación son válvulas de flujo y como tales se las emplea en neumática.

La función de retención les hace ser al mismo tiempo una válvula de bloqueo.

El regulador de flujo se alimenta con aire del suministro. Dicho regulador emite un flujo de aire controlado en una conexión en T. Una tubería de esta conexión se conecta a la válvula accionada por diafragma y la otra se deja abierta para que salga aire a la atmósfera. Es muy utilizada para la modificación de velocidades de actuadores de los cilindros neumáticos.

En esta utilización se recomienda colocar las válvulas conectadas en las vías de utilización de las cámaras de los cilindros, para que sean totalmente efectivas.


Válvulas Distribuidoras

Válvula De 5 Vías, 2 Posiciones, Retorno Por Muelle.

Tiene las mismas funciones que la válvula 4 vías 2 posiciones, tan solo se diferencia en la utilización de la quinta vía para realizar los escapes de las cámaras de forma independiente. Cada cámara del cilindro tiene su escape.

Válvula De 3 Vías, 2 Posiciones, Retroceso por Resorte Utilizadas para el control del funcionamiento de cilindros de simple efecto (D/E) y para realizar señales (pilotajes) neumáticos.

Al tener tres vías, permiten dos direcciones del flujo de aire, lo que les ayuda a realizar la alimentación (posición abierta) y el escape (posición cerrada) de la cámara del embolo en un cilindro de simple efecto.

Válvula Piloto De Retorno Por Muelle (Way Valve Pilot Spring Return)


Medidor De Flujo (Flow Meter)


El Medidor De Flujo provee una lectura directa del caudal de aire. Consiste en una bolilla liviana que al ser impulsada por el flujo de aire se mueve verticalmente dentro de un tubo de sección decreciente, indicando así los distintos valores de caudal.

CILINDROS DE SIMPLE EFECTO

Cilindro de simple efecto, retorno por Resorte

El cilindro CY1 y CY2 son unos tubos cilíndricos cerrados dentro de los cuales hay un émbolo unido a un vástago que se desplaza unido a ellos.

Por un extremo hay un orificio para entrar o salir el aire y el retorno a su posición inicial se realiza por medio de un muelle recuperador que lleva el cilindro incorporado o bien mediante la acción de fuerzas exteriores.

Por eso los cilindros de simple efecto se utilizan cuando el trabajo debe realizarse en una sola dirección. Hay que tener presente que existe aire a la presión atmosférica en la cámara opuesta, pero puede escaparse a la atmósfera a través de un orificio de escape.


Cilindro de simple efecto retorno por muelle

CILINDRO DE DOBLE EFECTO


Los cilindros de doble efecto CY2 y CY3 se trata de unos tubo cilíndricos cerrados con un diseño muy parecido al cilindro de simple efecto, pero sin el muelle de retorno, el retorno se hace por medio de otra entrada de aire.


Este tipo de cilindro trabaja en los dos sentidos, cuando el aire entra en él produce fuerza y desaloja el aire que está en el otro compartimento. El retroceso y desalojo del aire se produce cuando el aire entra por el otro orificio.

Cilindro de doble efecto

La fuerza de empuje que realiza hacia fuera el vástago corresponde con la fórmula.

Fuerza = Presión del aire * Superficie del émbolo

La fuerza de empuje de retroceso que realiza hacia dentro el vástago corresponde con la fórmula.

Fuerza = Presión del aire * (Superficie del émbolo - Superficie del vástago)

De manera que la fuerza que podemos obtener de retorno es menor que la de empuje hacia fuera.

RODILLO PALPADOR, CONTROL MECÁNICO.

Rodillo palpador, control mecánico.

La válvula de 3/2 vías accionada por rodillo, La válvula se acciona presionando sobre la palanca con rodillo, por ejemplo, con la leva de presencia del bastago de un cilindro. Al soltarse la palanca con el rodillo, la válvula vuelve a su posición normal por efecto de un muelle de recuperación.


Este rodillo proboca que el mando se cambie a mando semiautomatico, cuando el bastago llega ala posicion del rodillo este automaticamente regresa el bastago, sin necesidad de pulsar otra botonera botonera.

Tienen una entrada de presion P y su actuador A

Las válvula de 3/2 vías accionada por rodillo LV1 y LV2 van instalados en el inicio y la final del recorrido del cilindro de doble efecto CY3 estos se utilizan para hacer el cilindro semi automatico o automatico.

Laválvula de 3/2 vías accionada por rodillo LV4 es el que proboca que el cilindro de doble efecto CY2 relize el recorrido y regrese sin necesidad de presionar otra botonera, hace el mando semi automatico.


Laválvula de 3/2 vías accionada por rodillo racores rápidos en L, LV5 es la que realiza que el Cil, de S/E CY1 se regrese a su posicion iniciall pero solo si el cilindro LV5 regresa a su posicin inicial mediante la acción de fuerzas exteriores.

RODILLO ESCAMOTEABLE, CONTROL MECÁNICO

.

La válvula de 3/2 vías con rodillo escamoteable LV3 se acciona cuando la leva de un cilindro sobrepasa el rodillo en un sentido determinado. Si el rodillo no se


presiona, la válvula vuelve a su posición normal por efecto de un muelle de recuperación. Cuando la leva del cilindro pasa por encima del rodillo en sentido contrario, el rodillo vuelve a su posición inicial y la válvula no se acciona.

V.-CONCLUSIÓN.

Tras el estudio realizado sobre los diferentes componentes que integra el módulo de neumática básica, llegamos a la conclusión que todos los componentes desempeñan funciones específicas que tienen como resultados diseños y características especiales.

VI.- BIBLIOGRAFÍA.

Catálogo T 250-25 de Toolman aire compresor lubricado de 25 litros. Catalogo De Festón Neumática Básica.


2.5 Válvulas de bloqueo, de presión y de flujo. Válvulas de bloqueo. Estas válvulas sirven para bloquear el paso del fluido, se pueden distinguir 4 tipos de válvulas de bloqueo: antirretorno, simultaneas, selectivas y de escape.

Válvula 3/2: Una de sus principales aplicaciones es permitir la circulación de aire hasta un cilindro de simple efecto, así como su evacuación cuando deja de estar activado.

A continuación se ve su constitución interna. Se trata de una válvula activa por un pulsador y retorno por un muelle. En estado de reposo, permite que el aire pase del terminal 2 hasta el 3 y que no pueda entrar por el 1. Cuando la activamos, el aire puede pasar del terminal 1 al 2 y no puede pasar por el 3.

Válvula OR (O): Se trata de una válvula que implementa la función OR, esto es, cuando penetra el aire por cualquiera de sus entradas hace que este salga por la salida. Se utiliza para activar cilindros desde dos lugares distintos.

http://www.mitecnologico.com/iem2010/Main/ValvulasDeBloqueoDePresionYDeFlujo


Válvula AND (Y): Se trata de una válvula que implementa la función AND, esto es, sólo permite pasar el aire a la salida cuando hay aire con presión por las dos entradas a la vez. Se utiliza para hacer circuitos de seguridad, el cilindro sólo se activará cuando existe presión en las dos entradas.

Válvula antirretorno: Se encarga de permitir el paso del aire libremente cuando circular desde el terminal 2 al 1. Mientras que no permite circular el aire desde el terminal 1 al 2.


Válvula estranguladora unidireccional: Se encarga de permitir el paso del aire libremente cuando circular desde el terminal 2 al 1. Mientras que estrangula el aire cuando circula desde el terminal 1 al 2. Se utiliza para hacer que los cilindros salgan o entren más lentamente.


UNIDAD 3

CIRCUITOS NEUMÁTICOS

Y

ELECTRONEUMÁTICOS.


UNIDAD 3: CIRCUITOS NEUMÁTICOS Y ELECTRONEUMÁTICOS.

3.1 Desarrollo de circuitos neumáticos.Un circuito neumático está formado por los siguientes elementos:

1. El generador de aire comprimido, que es el dispositivo que comprime el aire de la atmósfera hasta que alcanza la presión necesaria para que funcione la instalación.

2. Las tuberías a través de la cual circula el aire comprimido a utilizar.3. Los elementos de control, como las válvulas distribuidoras. Las válvulas

abren o cierran el paso del aire.4. Los actuadores, como los cilindros y los motores, que son los encargados

de convertir la energía que transmite el aire, en energía mecánica para accionar el circuito.

Nota: Para la realización de los siguientes mandos, se utilizara el programa de simulación Festo FluidSim-P.

TITULO: OPERACIÓN DE LA VÁLVULA DOBLE PILOTO 5/2.

I.-OBJETIVOS.

1.1 Explicar cómo puede mejorarse un sistema de operación directa que contiene un cilindro de acción doble, por la adición de un elemento de memoria.

1.2 Construir el sistema.

II.- EQUIPO.

1 Cilindro de doble acción CY2.

1 Válvula doble piloto de 5/2 vías (V2)

2 Válvulas 3/2 de operación manual con retorno a resorte (V1 Y V6)

Múltiple en T

III.- DESCRIPCIÓN.

La configuración del control de la prensa de un cilindro fue modificada para mejorar su desempeño.

A continuación se muestra la configuración de control.

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor

http://es.wikipedia.org/wiki/Actuador

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula

http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa

1(+)A0(-)

Página 26


2

1 3

2

1 3

4 2

51

3

V 1

CY2

V 2

B

V 6

A s

Figura 1 Configuración del control


V.- PROCEDIMIENTO.

C. Seleccionar el equipo a utilizar en el menú que se encuentra a la izquierda del programa.

1 2 3 4


D. Una vez ya seleccionado el equipo se procede a unir cada uno de los elementos en el siguiente orden:

1. Dar click en el punto de la fuente de generación de aire comprimido y sin soltar unirlo al punto de la izquierda de la unidad de mantenimiento (como se muestra en la siguiente imagen)

MENU


2. Dar click en el otro punto de la unidad de mantenimiento y sin soltarlo unirlo a la vía 1 de la válvula 3/2 (V6)

3. Dar doble click en la vía 3 de la válvula 3/2 (V6) y válvula 3/2 (V1) seleccionar cualquier desfogue que desee utilizar.


4. Una vez seleccionado el desfogue, dar doble click a las válvulas 3/2 (V1 y V6), aparecerá un recuadro con varias opciones, dar click en el cuadro de RETORNO POR MUELLE que se encuentra en la sección ACCIONAMIENTO DERECHO, después dar click en donde dice ESFUERZO que se encuentra en la sección ACCIONAMIENTO IZQUIERDO y elegir el tipo pulsador.

5. Unir la Vía 1 de la Válvula 3/2 (V1) a la línea que une la unidad de mantenimiento con la vía 1 de V6, de tal modo que forme una “T”.


6. Dar doble click a la válvula 4/2, aparecerá un recuadro con varias opciones, dar click en la opción NEUMÁTICO/ELÉCTRICO y elegir el pivoteado de en medio tanto del ACCIONAMIENTO DERECHO como del ACCIONAMIENTO IZQUIERDO, después dar click en aceptar.

7. Una vez obtenido las vías pivoteadas de la válvula V2, unir ambas vías 2 de las válvulas V1 y V6 a las vías pivoteadas de la válvula V2, después unir la vía 1 a la línea que alimenta a V1 y V6 formando una “T”. Elegir un desfogue para la vía 3 de la V2, por último unir la vía 4 y 2 al cilindro de doble efecto (CY2) (Como se muestra en la siguiente imagen).


E. Ya terminado el diagrama, dar click en el botón PLAY del programa o apretar F9 para iniciar la simulación.

F. Al apretar V1 vera como el vástago sale en su totalidad y se mantiene en esa posición hasta apretar V6 que permite el regreso del vástago en su posición original.

PLAY


VI.- CUESTIONARIO.

6.1 ¿Es posible obtener una posición en la que el cilindro B pueda ser desplazado hacia adelante y hacia atrás, como en el ejercicio anterior? Explique.

R= Si

6.2 En la figura 5.1, la presión momentánea en uno de los dos botones pulsadores moverá al cilindro B hasta el final de su carrera, sin detenerse en el recorrido. ¿Por qué?

R= Porque los botones solo están para dar cambio de memoria a la válvula V2. La válvula V2 cuenta con su propia alimentación por lo tanto al momento del cambio de memoria le surtirá de presión al actuador sin interrupción.

Al oprimir simultáneamente ambas válvulas de control V1 y V6, podemos obtener una posición en la que no haya movimiento. ¿Por qué?

R= Porque ambas válvulas mandan la misma presión, lo que impide que la válvula V2 cambie de memoria.

VII.- CONCLUSIÓN.

La válvula 5/2 vías mejora al sistema de operación directa que contiene un cilindro de acción doble porque le manda presión directa a las cámaras del cilindro lo que permite moverse el vástago sin detenerse. Con el fin de que las válvulas tipo pulsador solo tenga la función de cambiar la memoria de la válvula 5/2 doblemente piloteada.


TITULO: USO DE SENSORES EN CIRCUITOS DE CONTROL.

I.- OBJETIVO.

1.1 Compresión del uso de sensores en un circuito de control.

1.2 Comprender la construcción de un circuito de control neumático con un cilindro de doble acción.

1.3 Análisis de aplicaciones que requiera llevar acabo ciertas condiciones simples.

II.- EQUIPO.

2 Válvulas de 3/2 vías de operación manual con retorno a resorte (V1 y V6)

1 Cilindro de doble acción (CY3) (C).

1 Válvula de 3/2 vías de operación manual (V3).

2 Válvulas de 3/2 vías de rodillo con retorno a resorte (LV1 y LV2).

1 Válvula doble piloto de 5/2 vías (V2).

III.- DESCRIPCIÓN.

La figura 1 muestra un circuito de control, para una máquina que reparte e ítems consecutivamente. La función del sensor V3 consiste en asegurar que haya ítems en el cargador M. La función del sensor V6 consiste en asegurar que a un no se hayan repartidos ítems.

Cuando el sensor V3 detecta un ítems en el cargador M, y el sensor V6 detecta que a un no ha sido repartido un ítems, un nuevo ítems es repartido.

Para concluir, las condiciones requeridas para el ciclo operativo correcto son:

(1) El sensor V3 esta activado.

(2) El sensor V6 esta desactivado.

(3) La válvula V1 esta activada.

El circuito de control es como sigue:

1(+)A0(-)

Página 26


2 1

32 1

3

21

3

4 2

51

3

21

3

C1

21

3

C0

C0 C1

C 0

LV1 LV2

V 6V 3V 1

CY3

Figura 1

IV.-DIAGRAMA DE MOVIMIENTO.

V.- PROCEDIMIENTO.


1 2 3 4


B. Una vez ya seleccionado el equipo se procede a unir cada uno de los elementos en el siguiente orden:

1. Poner todas las válvulas 3/2 de forma vertical, esto logra dando click izquierdo y después click derecho y dar en la opción GIRAR, para las válvulas LV1 y LV2 dar en 270º y para V1, V2 y V3 dar en 90º.

MENU


2. Dar click en el punto de la fuente de generación de aire comprimido y sin soltar unirlo al punto de la izquierda de la unidad de mantenimiento, después dar click en el otro punto de la unidad de mantenimiento y unirlo a la vía 1 de la válvula LV2.

3. Dar doble click a la válvula 5/2, aparecerá un recuadro con varias opciones, dar click en la opción NEUMÁTICO/ELÉCTRICO y elegir el pivoteado de en medio tanto del ACCIONAMIENTO DERECHO como del ACCIONAMIENTO IZQUIERDO, después dar click en aceptar.


4. Dar doble click a cada válvula 3/2 y dar click en el RETORNO DE MUELLE de lado ACCIONAMIENTO IZQUIERDO (a la V3 sin muelle), después dar click en la opción ESFUERZO que se encuentra del lado ACCIONAMIENTO DERECHO y elegir el tipo pulsador para las válvulas V1 y V3. Para V6 es lo contrario a lo dicho anteriormente. Las válvulas LV1 y LV2 elegir la opción MECÁNICA, seleccionar el tipo rodillo del la lado ACCIONAMIENTO IZQUIERDO y dar click en RETORNO DE MUELLE de lado ACCIONAMIENTO DERECHO.


5. Unir la vía 2 de LV1 con la vía 2 de V6 después unir la vía 3 de V6 con la vía 1 de V3, unir la vía 2 de V3 con la vía 1 de V1, por consiguiente unir la vía 2 de V1 con la válvula 5/2 pivoteada del lado izquierdo. Unir la válvula 5/2 pivoteada del lado derecho con la vía 2 de LV2, por último unir la vía 2 y 4 de la válvula 5/2 con el cilindro de doble efecto.

6. Cambiar cuerpo de la válvula V1 de normalmente cerrado ha normalmente abierto.

7. Unir la vía 1 de la válvula 5/2 y LV1 con la línea que une a la unidad de mantenimiento con la vía 2 de LV2. Para terminar ponerle los


desfogues a la vía 3 y 5 de la válvula 5/2, también a las vías 3 de las válvulas LV1, LV2, V1 y V3 a excepción de V6 se le pondrá desfogue en la vía 1.

8. Seleccionar de la barra de materiales la “Regla de distancia” y ponerla encima del cilindro de doble efecto. Esta regla nos indica hasta qué distancia uno desee que salga el vástago.

9. Dar doble click en cada Rodillo de las válvulas LV1 y LV2 y asignarla el siguiente nombre para LV1 ponerle C0 y para LV2 asignarle el nombre C1. De igual manera dar doble click a la “Regla de distancia” y en la columna donde dice Marca poner los nombre de


C0 y C1 en cada barra, después para la columna que dice Posición asignarles numero para C0 ponerle 0 y para C1 ponerle 100, dar aceptar al terminar.


D. Al apretar V1 notara como se activa la válvula 5/2 permitiendo que el vástago salga en su totalidad para después activar a LV2 con la finalidad de volver activar a la válvula 5/2 pero ahora para el regreso del vástago a su posición Original. Notara si presiona V3 queda enclavado por lo que al apretar V1 no ocurre nada, esto pasa por que V3 es el encargado de alimentar a V1 y al

PLAY


cambiarle la memoria a V3 deja de suministrar aire para V1 que es el que activa a la válvula 5/2.

VI.- CUESTIONARIO.

6.1 ¿Por qué conectamos las válvulas V1 y V3 en serie? R=Para tener seguridad si al dado caso que alguien por error active V1, V3 no permitirá que haya presión en V1 hasta que V3 sea activado antes.

6.2 ¿Por qué la válvula V6 fue conectada invertida y en serie a las válvulas V1 y V3?R= Por que se usa como mando de “paro predominante” ya que si se mantiene apretado V6 no se mandara presión a las válvulas V3 y V1, por lo que nunca se activara el actuador.

6.3 Estudie el circuito de la figura 24.1 y explique su operación. R= Se activa V3 quedando enclavado el botón permitiendo el pase de presión a V1, después se aprieta V1 para mandar presión al pilotaje de la válvula 5/2 permitiendo el cambio de memoria para que el vástago se extienda para activar LV2 y por consiguiente permita el cambio de memoria nuevamente de la válvula 5/2 para el regreso del vástago que activara LV1 que nuevamente alimentara de aire a V6 para que esté a su vez alimente a V3 y nuevamente empiece el circuito.

VII.- CONCLUSIÓN.

Este circuito es una forma de tener una combinación de mando de seguridad y operación de un control neumático semiautomático. Con la activación necesaria de dos válvulas para la activación del actuador y con dos sensores para el regreso automático del vástago.


3.2 Desarrollo de circuitos electroneumáticos.Práctica no. 1

TITULO: DISPOSITIVO DE CLASIFICACIÓN.

I.- OBJETIVO DIDÁCTICO.

1. 1 Cilindro de simple efecto – mando directo.

II.- EQUIPO.

1 Cilindro de simple efecto.

2 Válvulas 3/2.

1 Unidad de mantenimiento.

III.- PLANTEAMIENTO DEL EJERCICIO.

Trazar el esquema neumático y eléctrico del circuito. Realizar el montaje del circuito neumático y eléctrico. Comprobar el funcionamiento del mando.

IV.- DESARROLLO DEL PROBLEMA.

Con un dispositivo de clasificación, deben clasificarse piezas sobre una banda transportadora.

Al accionar un pulsador, el vástago de un cilindro de simple efecto empuja una pieza que se halla en la banda transportadora. Al liberar el pulsador, el vástago retrocede a su posición final posterior.


V.- PLANO DE SITUACIÓN.

VI.- ESQUEMA NEUMÁTICO.

2

1 3

2

1 3Y1


VII.- ESQUEMA ELÉCTRICO.

0V

+24V

S1

Y1

1

VIII.- PROCEDIMIENTO.

Nota: Para el desarrollo de los siguientes circuitos electroneumáticos utilizar el programa FESTO FLUIDSIM.


MENU


B. Una vez ya seleccionado el equipo se procede a unir cada uno de los elementos en el siguiente orden:1. Conectar la fuente de tensión 0V con la válvula solenoide. 2. Conectar la otra terminal de la válvula solenoide con el interruptor

(obturador) en serie.3. Conectar la terminal sobrante del interruptor (obturador) con la fuente de

tensión de 24V.

4. Conectar la fuente de generación de aire comprimido con la unidad de mantenimiento.

5. Dar doble clic a las válvulas 3/2:


1. A una de las válvula (no importa cual) ponerle en la opción ESFUERZO y seleccionar el primer botón, tanto de ACCIONAMIENTO DERECHO e IZQUIERDO, cambiarle la posición inicial.

2. La válvula 3/2 sobrante darle en la opción del ACCIONAMIENTO IZQUIERDO en donde dice NEUMÁTICO/ELÉCTRICO y seleccionar la primera opción y del lado ACCIONAMIENTO DERECHO darle click en la opción RETORNO DE MUELLE.


6. Conectar la Unidad de mantenimiento con la vía 1 de la válvula 3/2 con doble botonera de ambos lados.

7. Conectar la vía 2 de la válvula 3/2 con la vía 1 de la válvula 3/2 pilotada.

8. Conectar la vía 2 de la válvula pilotada con el cilindro de simple efecto.

9. Ponerle desfogue a las vías 3 de las válvulas 3/2.10.Darle doble click a la válvula solenoide y ponerle en la marca Y1, lo

mismo dar doble click al MAGNETO de la válvula 3/2 y ponerle la misma marca Y1.



IX.- DESCRIPCIÓN DE LA SOLUCIÓN.

Al accionar el pulsador S1, el circuito eléctrico de la bobina magnética Y1 se cierra y conmuta la electroválvula de 3/2 vías. El vástago del cilindro de simple efecto avanza hacia la posición final delantera.

Al soltar el pulsador S1, el circuito de la bobinaY1 se abre y la electroválvula de 3/2 vías conmuta a la posición de reposo. El vástago retrocede hacia la posición final posterior.

PLAY


PRÁCTICA NO. 2.

TITULO: DISPOSITIVO DE CIERRE.


1.1 Cilindro de doble efecto – mando directo.

II.- EQUIPO.

1 Cilindro de doble efecto.

1 Válvula 3/2 con doble botonera.

1 Válvula 5/2 con pilotaje magnetizado y retroceso con resorte.


1 Fuente de Generación de aire comprimido.

1 Válvula solenoide.

1 Pulsador obturador.

III.- Planteamiento del ejercicio.

Trazar el esquema neumático y eléctrico del circuito. Realizar el montaje del circuito y eléctrico. Comprobar el funcionamiento del mando.


Con un dispositivo de cierre debe cerrarse y abrirse la válvula de una tubería.

Al accionar un pulsador, la válvula se abre. Al liberar el pulsador, la válvula se cierra.




2

1 3

4 2

51

3Y1



0V

+24V

S1

Y1

1




MENU


A. Una vez ya seleccionado el equipo se procede a unir cada uno de los elementos en el siguiente orden:1. Conectar la fuente de tensión 0V con la válvula solenoide. 2. Conectar la otra terminal de la válvula solenoide con el interruptor

(obturador) en serie.3. Conectar la terminal sobrante del interruptor (obturador) con la fuente de

tensión de 24V.



2. Dar doble clic a la válvula 3/2 y tanto del ACCIONAMIENTO IZQUIERDO como DERECHO seleccionar la primera botonera que es se encuentra en opción ESFUERZO, también cambiarle la posición inicial.

3. Dar doble clic en la válvula 5/2, del ACCIONAMIENTO IZQUIERDO seleccionar el MAGNETO DE VÁLVULA que se encuentra NEUMÁTICA/ELÉCTRICO, dar clic en la opción RETORNO DE MUELLE que se encuentra en el ACCIONAMIENTO DERECHO.



5. Conectar la vía 2 de la válvula 3/2 con la vía 1 de la válvula 5/2.6. Conectar la vía 2 de la válvula 5/2 con el cilindro de simple efecto.7. Ponerle desfogue a las vías 3 y 5 de la válvula 3/2 y 5/2.8. Darle doble click a la válvula solenoide y ponerle en la marca Y1, lo mismo

dar doble click al MAGNETO de la válvula 3/2 y ponerle la misma marca Y1.

A. Ya terminado el diagrama, dar click en el botón PLAY del programa o apretar F9 para iniciar la simulación.


IX.- DESCRIPCIÓN DE LASOLUCIÓN.

Al accionar l pulsador S1, el circuito eléctrico de la bobina magnética Y1 se cierra y conmuta la electroválvula de 5/2 vías.

El vástago del cilindro de doble efecto avanza hacia la posición final delantera.

Al soltar el pulsador S1, el circuito de la bobina Y1 se abre y la electroválvula de 5/2 vías conmuta a la posición de reposo. El vástago retrocede hacia la posición final trasera.

PRÁCTICA NO. 3.

TITULO: ESTACIÓN DE MONTAJE.


1.1 Cilindro de doble efecto.

1.2 Mando directo con función “Y” de las señales de conexión.

II.- EQUIPO.

1 Cilindro de doble efecto.

1 Válvula 3/2 con doble botonera.

1 Válvula 5/2 con pilotaje magnetizado y retroceso con resorte.


PLAY


1 Fuente de Generación de aire comprimido.

1 Válvula solenoide.

2 Pulsadores obturador.

III.- PLANTEAMIENTO DEL EJERCICIO.

Trazar el esquema neumático y eléctrico del circuito. Realizar el montaje del circuito neumático y eléctrico. Comprobar el funcionamiento del mando.


En una estación de montaje han de ensamblarse piezas.

Al accionar dos pulsadores, el dispositivo avanza y las piezas quedan ensambladas. Al liberar uno cualquiera de los pulsadores, el dispositivo regresa a la posición inicial.




4 2

51

3Y1

2

1 3


0V

+24V

Y1

S2

S1

1





B. Una vez ya seleccionado el equipo se procede a unir cada uno de los elementos en el siguiente orden:1. Conectar la fuente de tensión 0V con la válvula solenoide. 2. Conectar la otra terminal de la válvula solenoide con el interruptor

(obturador) en serie.3. Conectar la otra terminal sobrante del interruptor obturador con el segundo

interruptor obturador de manera que estén en serie.4. Conectar la terminal sobrante del interruptor (obturador) con la fuente de

tensión de 24V.

MENU



6. Dar doble clic a la válvula 3/2 y tanto del ACCIONAMIENTO IZQUIERDO como DERECHO seleccionar la primera botonera que es se encuentra en opción ESFUERZO, también cambiarle la posición inicial.

7. Dar doble clic en la válvula 5/2, del ACCIONAMIENTO IZQUIERDO seleccionar el MAGNETO DE VÁLVULA que se encuentra NEUMÁTICA/ELÉCTRICO, dar clic en la opción RETORNO DE MUELLE que se encuentra en el ACCIONAMIENTO DERECHO.



10.Conectar la vía 2 de la válvula 3/2 con la vía 1 de la válvula 5/2.11.Conectar la vía 2 de la válvula 5/2 con el cilindro de simple efecto.12.Ponerle desfogue a las vías 3 y 5 de la válvula 3/2 y 5/2.13.Darle doble click a la válvula solenoide y ponerle en la marca Y1, lo mismo

dar doble click al MAGNETO de la válvula 3/2 y ponerle la misma marca Y1.



IX.- DESCRIPCIÓN DE LA SOLUCIÓN.

Al accionar los pulsadores S1 y S2, el circuito eléctrico de la bobina magnética Y1 se cierra y se la electroválvula de 5/2 vías queda conmutada. El vástago del cilindro de simple efecto (doble efecto) avanza hacia la posición final delantera.

Al soltar el pulsador S1 o S2, el circuito de la bobina Y1 se abre y la electroválvula de 5/2 vías conmuta a la posición de reposo a través de un muelle recuperador. El vástago del cilindro de doble efecto retrocede hacia la posición final trasera.

PLAY


UNIDAD 4

CIRCUITOS HIDRÁULICOS

Y

ELECTROHIDRÁULICOS PRÁCTICA.


UNIDAD 4 CIRCUITOS HIDRÁULICOS Y ELECTROHIDRÁULICOS.

4.1 Desarrollo de circuitos típicos hidráulicos. Practica No. 1.

TITULO: Mando de un cilindro de doble efecto mediante un distribuidor de 4v ,3p, con posición centro cerrada y que se acciona manualmente.

I.- OBJETIVOS:

Visualizar el funcionamiento de un cilindro de doble efecto

Accionar el cilindro mediante una válvula de 4v/3p manualmente.

II.- ACCIONES:

Diseñar y dibujar el diagrama de desplazamiento-fase con ayuda de la descripción del problema.

Seleccionar y utilizar los componentes adecuados Comparar la propia solución con la propuesta

Descripción del problema:

Se desea manipular un cilindro de doble efecto mediante una válvula 4v/3p centro a descarga manualmente.

III.- FUNCIONAMIENTO:

En posición 1, el vástago realiza la salida.

En posición 2, el vástago realiza el retorno o entrada.

En posición 0, el vástago queda bloqueado.

No. Componentes

Denominación del componente

1 Bomba

1 Tanque

1 Válvula 4V/3P, centro a descarga

1 Cilindro doble efecto

http://www.mitecnologico.com/iem2010/Main/DesarrolloDeCircuitosTipicosHidraulicos

http://www.mitecnologico.com/iem2010/Main/CircuitosHidraulicosYElectrohidraulicos


IV.- ESQUEMA NEUMÁTICO.

Practica No. 2.

TITULO: Mando de un cilindro de simple efecto.

I.- OBJETIVOS:

Visualizar el funcionamiento de un cilindro de simple efecto


II.- ACCIONES:



III.- DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA:

Se desea manipular un cilindro de simple efecto mediante una válvula 3v/2p centro a descarga manualmente.

VI.- FUNCIONAMIENTO:

El esquema 1 corresponde a un montaje en el que el grupo de accionamiento suministra el caudal de líquido a presión. Para que la presión en el sistema, que puede leerse en el manómetro, no sobrepase un cierto valor admisible, se monta una válvula limitadora de presión. Para llevar a cabo el mando del cilindro de simple efecto se intercala una válvula distribuidora 3/2. Al accionar esta válvula se abre el paso de P a A y el émbolo de trabajo se desplaza hasta alcanzar su posición final.


Para volver a la posición inicial, la válvula distribuidora se conmuta a la posición de reposo, lo que trae como consecuencia que el émbolo descienda por la acción de la pesa. De esta manera, el líquido a presión sale del cilindro y regresa al depósito a través de A →T.

No.componentes


1 Válvula limitadora de presión

2 manómetros

1 Bomba

1 Tanque

1 Válvula de 3v/2p, centro a descarga

1 Cilindro de simple efecto

V.- ESQUEMA NEUMÁTICO.


Practica No. 3.

TITULO: Mando de un cilindro de doble efecto mediante una válvula 4v/2p.

I.- OBJETIVOS:



II.- ACCIONES:





IV.- FUNCIONAMIENTO:

Al igual que en 1, el grupo de accionamiento suministra el caudal de líquido a presión, y una válvula limitadora se encarga de que el valor de esta presión, señalado por el manómetro, no rebase un límite determinado.

El mando del cilindro de doble efecto se realiza por medio de una válvula distribuidora 4/2. Al accionar esta válvula, se abre el paso de P a B, y el émbolo se desplaza hasta su posición final, saliendo el vástago hacia el exterior.

Cuando la válvula distribuidora se conmuta a la posición de reposo, se abre el paso de P a A; el émbolo de trabajo se desplaza en sentido contrario al anterior, penetrando el vástago en el interior del cilindro. De esta manera, el líquido a presión que existe en el lado del émbolo se descarga al depósito a través de

B →T.

No.componentes


1 Bomba

1 manómetro


1 Válvula reguladora de presión

1 Tanque

1 Válvula de palanca 4v/2p ,centro a descarga

1 cilindro doble efecto


Practica No. 4

TITULO: Mando de un cilindro de doble efecto mediante válvula 4v/3p.

I.- OBJETIVOS:



II.- ACCIONES:







Un cilindro de doble efecto también se puede pilotar por medio de una válvula 4/3 con posición media de circunvalación.

Cuando la válvula se encuentra en esta posición media, el líquido puede pasar sin obstáculo alguno al depósito. Los empalmes A y B están cerrados. Al conmutar la válvula a la posición de avance (a), se abre el paso de P a A y de B a T, y el vástago del émbolo del cilindro sale. Si la válvula conmuta a la posición de retorno (b), se abre el paso de P a B y de A a T, y el vástago del émbolo entra.

Si en el transcurso del movimiento de avance la válvula se conmuta a la posición media de circunvalación, el émbolo se detiene y no puede moverse aplicando una fuerza exterior. Cuando es preciso que le émbolo se detenga, la ventaja que ofrece el circuito de circunvalación es que el caudal enviado por la bomba puede evacuarse directamente sin presión, sin calentarse y sin necesidad de que pase por la válvula limitadora de presión.

No.componentes


1 Bomba

3 manometros

1 Valvula reguladora de presion

1 Tanque

1 Válvula de palanca 4v/3p, centro a descarga




4.2 Desarrollo típicos de circuitos electrohidráulicos.Electrohidráulica

Un sistema electrohidráulico es un conjunto de elementos que, dispuestos en forma adecuada y conveniente, producen energía electrohidráulica partiendo de otra fuente, que normalmente es electromecánica (motor eléctrico) o termo mecánica (motor de combustión interna).

La energía entregada por los medios mencionados es receptada por los elementos del sistema, conducida, controlada y por ultimo transformada en energía mecánica por los actuadores.

El fluido transmisor de esta energía es principalmente aceite, evidentemente no cualquier aceite. Ya que debe poseer algunas características particulares.

La energía electrohidráulica se genera de la siguiente manera.

Se recibe energía electromecánica a través de la bomba de instalación. Esta la impulsa obligándola a pasar por el circuito, hasta llegar a los puntos de utilización.

Ósea hasta los actuadores encargados de transformar dicha energía en mecánica podemos evidenciar tres grupos perfectamente localizados, a detallar:

Sistema de impulsión y bombeo

Sistema intermedio compuesto por elementos de control, comando y conexiones

Actuadores y consumidores.

http://www.mitecnologico.com/iem2010/Main/DesarrolloTipicosDeCircuitosElectrohidraulicos


Electroválvulas

La válvula de solenoide eléctrica funciona al suministrar corriente eléctrica al imán de la bobina, el campo magnético mueve el cuerpo de cilindro deslizante de la válvula, el cual dirige el aceite.

Cabe recordar que la única diferencia entre una válvula hidráulica/eléctrica y una válvula hidráulica ordinaria es la forma en que se mueve el cuerpo de cilindro

Se les llama solenoides por ser accionadas por corriente continua, cuando son accionadas por corriente alterna se les llama electroimanes.

Válvulas hidráulicas de cuatro vías, operadas eléctricamente en la figura 7.15 a vemos una válvula directamente accionada por solenoide, que es aquella en la

http://1.bp.blogspot.com/-vasOqSjrciI/T8_MdUD2mKI/AAAAAAAAAWM/oL63qkUUQ5A/s1600/imagen+2.png

http://1.bp.blogspot.com/-vasOqSjrciI/T8_MdUD2mKI/AAAAAAAAAWM/oL63qkUUQ5A/s1600/imagen+2.png


cual el elemento motriz para accionar la corredera deslizante es únicamente un electroimán o un solenoide.

La acción de este, cuando se encuentra energizado, se traduce en un empuje o una tracción de la corredera. En dicha figura tenemos una válvula de cuatro vías, dos posiciones, de retorno por la acción de un resorte antagonista, y accionada por el electroimán dibujado al costado derecho de la válvula. Cuando se energiza la solenoide la corredera es empujada por la acción de este hacia la izquierda, se conecta la presión a la cara 2 del cilindro mientras que la cara 1 queda drena al tanque. La corriente eléctrica debe ser mantenida sobre el solenoide para que este a su vez mantenga a la corredera empujada totalmente hacia la izquierda. Cuando se corta la corriente y el solenoide se des energiza, el resorte empuja enérgicamente a su vez a la corredera hacia la derecha conectándose entonces las puertas del cuerpo de la válvula de la manera demostrada en la figura.

Las válvulas solenoides siempre se representan en los esquemas de circuitería con el conexionado correspondiente a su posición des energizada.

http://3.bp.blogspot.com/-b5YDXQqM1AE/T8_Ogbs7XSI/AAAAAAAAAW0/bIntvSQmeqs/s1600/imagen+3.png


Relevadores

Con los relevadores fue posible establecer automáticamente una secuencia de operaciones, programas tiempos de retardo o conteo de eventos, pero aun con todas sus ventajas, por su naturaleza electromecánica, tienen un solo periodo de vida, sus partes conductoras de corriente en algún momento pueden dañarse y más aún, la inconveniencia más importante de la lógica con relevadores, es su naturaleza fija, es decir, la lógica de un panel de relés es establecida por los diseñadores desde un principio y mientras la maquina dirigida por este panel este llevando los mismo pasos en la misma secuencia, todo está perfecto. Pero cuando se necesite un cambio de producción en las operaciones de ese proceso, la lógica del panel debe ser re-diseñada, y si el cambio es muy grande puede ser más económico desechar el panel actual y construir uno nuevo involucrando gran cantidad de tiempo, trabajo y materiales, a parte de las pérdidas ocasionadas en la producción.

Relevador Marca FESTO

El modulo incluye tres relés con conexiones y dos barras colectoras para la alimentación de tensión. Todos los conectores de seguridad son de 4mm. La unidad se monta sobre un bastidor o en el panel de prácticas perfilado mediante cuatro adaptadores enchufables.


Circuitos Electrohidráulicos

Para el diseño de un circuito es imprescindible el conocimiento exacto de las necesidades y trabajos a realizar por los elementos accionadores (velocidades, fuerzas, tiempos, ciclos, etc.) así como las limitaciones (espacio, potencia disponible, tipo de energía, etc.) con los datos del diseño. Y con la ayuda de los símbolos, se hace un croquis en el que se dibujan los elementos accionadores y los impulsores, a continuación se elabora una secuencia de los movimientos y trabajos a realizar.

Estos movimientos y trabajos o fases del ciclo ayudaran a definir los componentes de regulación y control que se han de intercalar entre el accionador final y el elemento impulsor. Finalmente se añaden al croquis los accesorios del sistema.

Una vez realizado el croquis del circuito, se enumeran los componentes, y en una relación aparte se les da el nombre y apellido: lo que en el croquis era una bomba debe definirse y concretarse en tipo, velocidad de funcionamiento, presión de trabajo, etc. El cilindro debe definirse en función de su longitud de carrera, áreas, diámetro del vástago, etc. Y así se hará con cada uno de los componentes (tipo de conexión y montaje, escala de los indicadores, tipo de fluido, etc.)

Tabla de Tipos de dispositivos eléctricos.

http://2.bp.blogspot.com/-ZYGiZd73Pxc/T8_QJbxQ6oI/AAAAAAAAAXc/R1Yfjv1pCqY/s1600/imagen+6.png


PRÁCTICA NO. 1.

TITULO: CONTROLA UN PISTON DE DOBLE EFECTO CON UNA VALVULA DE PALANCA 4V/3P, CENTRO DE DESCARGA.

I.- OBJETIVOS:

Visualizar el funcionamiento de un cilindro de doble efecto.

Accionar una secuencia lógica mediante una válvula de palanca.

Utilizar válvulas de palanca 4V/3 P, centro de descarga.

II.- ACCIONES:




Se desea manipular un cilindro de doble efecto mediante una válvula 4V/3 P centro a descarga manualmente.


Esta práctica consiste en controlar el accionamiento de un pistón de doble efecto. Para esto podemos utilizar una válvula de palanca 4v/3p, centro a descarga. La palana tiene tres funciones avance, neutro y retroceso. Si movemos la palanca para atrás el cilindro avanza (figura1.1) y después lo movemos hacia el centro (neutro). Entonces movemos la palanca para adelante (retroceso). Para que el pistón vuelva a regresar a la posición inicial (figura 1.2).

No.componentes


1 Bomba

1 Tanque

1 Válvula de palanca 4/3 vías, centro a descarga




Diseño del Diagrama Funcionamiento

Figura 1 Figura 1.1

Figura 1.2

http://1.bp.blogspot.com/-3ywJEM3Ws9g/T9AAUDA9fMI/AAAAAAAAAhY/1ky1qFEMfaI/s1600/figura+1.png

http://1.bp.blogspot.com/-8LEJKdroeKM/T9AAbNO0CfI/AAAAAAAAAho/prWiB1hWIzQ/s1600/1.1.png

http://4.bp.blogspot.com/-m0_WKn8HfwM/T9AAm4nEBbI/AAAAAAAAAhw/ufu0kpnNfmc/s1600/1.2.png


PRÁCTICA NO. 2

TITULO: CONTROLAR UN PISTON DE DOBLE EFECTO CON UNA ELECTROVÁLVULA DE UN ACCIONAMIENTO ELÉCTRICO

I.- OBJETIVOS:


Accionar una secuencia lógica mediante un botón de enclave (obturador)

Utilizar electroválvulas distribuidora de 4v/2p con solenoides.

Utilizar fuente de CD y relevadores

II.- ACCIONES:

Diseñar y dibujar el diagrama de desplazamiento-fase con ayuda de la descripción del problema. Seleccionar y utilizar componentes adecuados

Comparar la propia solución con la propuesta

Conectar circuito y observar los resultados


Se pretende accionar un cilindro de doble efecto con una electroválvula 4v/2p, en este caso mediante un circuito.


Esta práctica consiste en controlar r el accionamiento de un pistón de doble efecto. Para esto podemos utilizar un botón de enclave (obturador) que controlaría la bobina de una válvula de 4v/2p de un accionamiento eléctrico. Si presionamos S1 el pistón se activa y llega al final de carrera (figura 2.1) y permanecerá así hasta que el mismo botón sea pulsado (figura 2.2)

Marca Denominación del componente hidráulico

1 Bomba

2 Tanque

3 Electroválvula 4/2 vías

4 Cilindro doble efecto


Marca Denominación del componente eléctrico

Fuente de tensión de 24V

Fuente de tensión de 0V

S1 Interruptor (botón de enclave)

K1 Relé

K1 Contacto normalmente abierto

Y1 Válvula solenoide


Funcionamiento:

http://2.bp.blogspot.com/-7eIlZXyXi28/T9AA-KQYRjI/AAAAAAAAAiA/8h2vULAuTCk/s1600/2.png

http://4.bp.blogspot.com/-M9i9xEB9os0/T9ABPg9rYRI/AAAAAAAAAiY/tfHVnTmqI8k/s1600/2.1.png


PRÁCTICA NO. 3

TITULO: CONTROLA UN PISTON DE DOBLE EFECTO CON UNA VALVULA DE UN ACCIONAMIENTO ELÉCTRICO

En este caso utilizaremos una válvula limitadora de presión

I.- OBJETIVOS:


Accionar una secuencia lógica mediante un botón pulsador (obturador)

Utilizar electroválvula distribuidora de 4v/2p con solenoide

Utilizar una válvula limitadora de presión

Utilizar fuentes de CD y relevadores

II.- ACCIONES:

Diseñar y dibujar el diagrama de desplazamiento-fase con ayuda de la descripción del problema. Seleccionar y utilizar los componentes adecuados.


Conectar el circuito y observar los resultados

III.- FUNCIONAMIENTO:

Lo que realiza este circuito es controlar el vaivén del cilindro. Pero ahora se utilizan dos botones pulsadores uno de avance S1 y el otro de retroceso S2 (figura

http://2.bp.blogspot.com/-WlLJvBPni-0/T9ABT_RTVuI/AAAAAAAAAig/1KkaShU-mF0/s1600/2.2.png


3) es decir controla el inicio (figura 3.1) y el fin de este proceso (figura 3.2). En este caso se desarrolla el circuito regenerativo para conseguir una mayor velocidad al avance. El volumen desalojado por el cilindro en su movimiento de avance se ha regenerado como un volumen de fluido capaz de suministrar un trabajo mecánico. Tal circuito entonces es un circuito regenerativo

El propósito de un circuito regenerativo es incrementar la velocidad de la carrera de avance del cilindro. La regeneración no puede ser nunca lograda en la carrera de retorno.

IV.- ESQUEMA NEUMÁTICO.

Marca

Denominación del componente hidráulico

1 Bomba

2 Tanque


4 Electroválvula de 4/2 vías

5 Cilindro de doble efecto

Marca

Denominación del componente eléctrico

S1 Botón pulsador (NA)

S2 Botón pulsador (NC)

K1 Relé

K2 Contacto NA

5 Válvula solenoide

http://1.bp.blogspot.com/-YLgzVor-BpY/T9ABfn77vyI/AAAAAAAAAio/yJMyCMuSvBE/s1600/3.png


Funcionamiento

PRÁCTICA NO. 4

TITULO: MANDO Y CONTROL DE POSICIÓN DEL ACTUADOR.

En este caso utilizaremos una válvula limitadora de presión

I.- OBJETIVOS:




http://4.bp.blogspot.com/-4J1qPEPWb1E/T9ABugnQnsI/AAAAAAAAAjI/2TErmNcxsiw/s1600/3.1.png

http://1.bp.blogspot.com/-yZmaVWealYE/T9ACUDeei_I/AAAAAAAAAjY/BWUcofVG6m8/s1600/3.2.png


Utilizar sensores inductivos

II.- ACCIONES:




III.- DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA.

Controlar el cilindro de doble efecto con una electroválvula de 4v/2p, mediante un circuito eléctrico utilizando sensores inductivos


Ahora se pretende accionar un pistón de doble efecto y que el retorno sea automático. Para ello utilizaremos lo que son los sensores ( en este caso al inicio y final de carrera) la función de este sensor A0 es iniciar el recorrido del actuador (figura 4.1), al llegar el pistón hasta su máximo desplazamiento el sensor A1 se activa y acciona el retorno por muelle de la electroválvula y1 (figura 4.2). Por lo tanto el pistón regresa.


Funcionamiento

http://1.bp.blogspot.com/-N1jd2GIfhGQ/T9AClJ0uffI/AAAAAAAAAjg/W6j7LH2UHvE/s1600/4.png


PRÁCTICA NO. 5

TITULO: MANDO Y CONTROL ELECTROHIDRÁULICO CON TEMPORIZACIÓN.

I.- OBJETIVOS:




II.- ACCIONES:



http://2.bp.blogspot.com/-PlP3Y9DU_p0/T9ACukqMH0I/AAAAAAAAAjw/N65GuQt-ngY/s1600/4.1.png

http://2.bp.blogspot.com/-WpSsmiI-gzs/T9AC0sFZEgI/AAAAAAAAAkA/62mzpwUr6_Q/s1600/4.2.png




Accionar un cilindro de doble efecto con una electroválvula de 4v/p vías mediante un circuito eléctrico. Utilizar temporizadores On Delay


En esta práctica podemos hacer que el cilindro alcance el final de la carrera y tarde 5 segundos para volver a su posición inicial (figura 5.1) para este caso podemos utilizar el relé temporizador tipo On Delay

Se presenta el dispositivo eléctrico, relé temporizador, que permite la temporización de los procesos o partes de los mismos. Los sensores son de tipo inductivos.


Marca

Denominación del componente hidráulico

1 Bomba


3 tanque

4 Electroválvula de 4/2 vías

5 Cilindro de doble efecto

Marca Denominación del componente eléctrico

S1 Botón pulsador (NA)

A0,A1 Sensores inductivos

K1, K3 Relé

K1, K2 Contacto NA

K3 Contacto NC

K2 Relé On Delay

Y1 Válvula solenoide


Funcionamiento:

http://3.bp.blogspot.com/-3bJdEWn7nH8/T8_4YeAfO2I/AAAAAAAAAeY/BrXaso_6uIc/s1600/5.png

http://3.bp.blogspot.com/-wb7eO7g4naY/T8_4bU6okfI/AAAAAAAAAeg/qcmFiKn8cwc/s1600/5.1.png

http://1.bp.blogspot.com/-0H4HpROKTFw/T8_4gcj1-5I/AAAAAAAAAeo/kie-BBm-Pfw/s1600/5.2.png


UNIDAD 5

APLICACIONES DE LA

NEUMÁTICA-ELECTRÓNICA

E

HIDRÁULICA-ELECTRÓNICA PRÁCTICA.


UNIDAD 5 APLICACIONES DE LA NEUMÁTICA-ELECTRÓNICA E HIDRÁULICA-ELECTRÓNICA.Definición de PLC y Características

Un contador lógico programable se define como un dispositivo electrónico digital que una memoria programable para guardar instrucciones y llevar a cabo funciones lógicas de configuración de secuencia, de sincronización, de conteo y aritméticas, para el control de maquinaria y procesos.

Los PLC tienen la gran ventaja de que permiten modificar un sistema de control sin tener que volver a alambrar las conexiones de los dispositivos de entrada y salida; basta con que el operador digite en un teclado las instrucciones correspondientes.

Los PLC cuentan con características específicas que los diferencian de las computadoras y microcontroladores:

Son robustos y están diseñados para resistir vibraciones, temperaturas, humedad y ruido.

La interfaz para las entradas y las salidas esta dentro del controlador. Es muy sencilla tanto la programación como el entendimiento del lenguaje

de programación que implementan, el cual se basa en operaciones de lógica y conmutación.

Conformación interna de un PLC

Los elementos principales que forman parte de la estructura de un PLC son: CPU (Unidad central de procesamiento): Controla y procesa todas las

operaciones realizadas dentro del PLC. Reloj: Es la fuente de temporización y sincronización de todos los

elementos del sistema. Su frecuencia típica ronda entre 1 y 8MHZ. Sistema de bus: Lleva información y datos desde y hacia el CPU, la

memoria y las unidades de entrada/salida. Batería: Se encarga de mantener el contenido de la RAM por un

determinado tiempo, en caso de que se corte el suministro de energía eléctrica.


Unidad de entrada/salida: Es la interfaz entre el sistema y el mundo externo. Para introducir programas en esta unidad se usa un tablero, el cual puede variar de una sencilla configuración de teclado con pantalla de cristal líquido, o bien llegar a tener incluso unidades de presentación visual con teclado y pantalla.

Canales de entrada/salida: Proporcionan funciones para el acondicionamiento y aislamiento de señales, lo que permite conectarlos directamente a sensores y actuadores, sin depender del uso de otros circuitos.

Memoria: RAM: Almacena el programa del usuario. ROM: Almacena de forma permanente la información del sistema

operativo y datos corregidos.

Usos y aplicaciones del PLC (Programmable Logic Controller).

Un controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC (Programmable Logic Controller), es una computadora utilizada en la ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánicas.

Los PLC son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las computadoras de propósito general, el PLC está diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Los programas para el control de funcionamiento de la máquina se suelen almacenar en baterías copia de seguridad o en memorias no volátiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real duro donde los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, que de lo contrario no producirá el resultado deseado.

Las aplicaciones típicas de los controladores programables incluyen:

Manejo de materiales Aplicaciones de envasado Maquinaria industrial general Impresión Alimentos y bebidas Farmacéutica Aguas/aguas residuales/SCADA Control de embrague/freno

http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempo_real

http://es.wikipedia.org/wiki/Producci%C3%B3n_en_cadena

http://es.wikipedia.org/wiki/Electromec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Automatizaci%C3%B3n_industrial

http://es.wikipedia.org/wiki/Computadora


Control de posición: recogida y colocación/transportador

Los PLC comprenden diversos sistemas de automatización pequeños (Micro-plcs) que se pueden utilizar para numerosas tareas. Gracias a su diseño compacto, su bajo costo y su amplio juego de operaciones, los sistemas de automatización son idóneos para controlar tareas sencillas. La gran variedad de modelos y el software de programación basado en Windows ofrecen la flexibilidad necesaria para solucionar las tareas de automatización.

Convenciones utilizadas para describir las operaciones.

Funciones del editor AWL.

El editor AWL visualiza el programa textualmente. Permite crear programas de control introduciendo la nemotécnica de las operaciones. El editor AWL sirve para crear ciertos programas que, de otra forma, no se podrían programar con los editores KOP ni FUP. Ello se debe a que AWL es el lenguaje nativo de los PLC, a diferencia de los editores gráficos, sujetos a ciertas restricciones para poder dibujar los diagramas correctamente. Como muestra la figura 5-2, esta forma textual es muy similar a la programación en lenguaje ensamblador.

Funciones del editor KOP

El editor KOP visualiza el programa gráficamente, de forma similar a un esquema de circuitos. Los programas KOP hacen que el programa emule la circulación de corriente eléctrica desde una fuente de alimentación, a través de una serie de condiciones lógicas de entrada que, a su vez, habilitan condiciones lógicas de salida. Los programas KOP incluyen una barra de alimentación izquierda que está energizada. Los contactos cerrados permiten que la corriente circule por ellos hasta el siguiente elemento, en tanto que los contactos abiertos bloquean el flujo de energía.


La lógica se divide en segmentos (”networks”). El programa se ejecuta un segmento tras otro, de izquierda a derecha y luego de arriba abajo. La figura 5-3 muestra un ejemplo de un programa KOP. Las operaciones se representan mediante símbolos gráficos que incluyen tres formas básicas. Los contactos representan condiciones lógicas de entrada, tales como interruptores, botones o condiciones internas. Las bobinas representan condiciones lógicas de salida, tales como lámparas, a arrancadores de motor, relés arrancadores de motor relés interpuestos o condiciones internas de salida.

Los cuadros representan operaciones adicionales, tales como temporizadores, contadores u operaciones aritméticas.

Funciones del editor FUP.

El editor FUP visualiza el programa gráficamente, de forma similar a los circuitos de puertas lógicas. En FUP no existen contactos ni bobinas como en el editor KOP, pero sí hay operaciones equivalentes que se representan en forma de cuadros.

La figura 5-4 muestra un ejemplo de un programa FUP. El lenguaje de programación FUP no utiliza las barras de alimentación izquierda ni derecha. Sin embargo, el término “circulación de corriente” se utiliza para expresar el concepto análogo del flujo de señales por los bloques lógicos FUP.


La ruta”1” lógica por los elementos FUP se denomina circulación de corriente. El origen de una entrada de circulación de corriente y el destino de una salida de circulación de corriente se pueden asignar directamente a un operando.

La lógica del programa se deriva de las conexiones entre las operaciones de cuadro. Así pues, la salida de una operación (p. Ej. Un cuadro AND) se puede utilizar para habilitar otra operación (p.ej. Un temporizador), con objeto de crear la lógica de control necesaria. Estas conexiones permiten solucionar numerosos problemas lógicos.

Ventajas del PLC (Programmable Logic Controller).

Como sabemos, un controlador lógico programable (PLC) es un equipo industrial utilizado para la automatización de los procesos electromecánicos, el controlador lógico programable (PLC) se puede utilizar para controlar máquinas en líneas de montaje de fábrica, juegos mecánicos, o aparatos de iluminación y de otras instalaciones.

Cabe aclarar que aunque se puede automatizar cualquier proceso con un PLC, no se debe de caer en la tentación de convertirlo en el instrumento base para solucionar todos los problemas que se nos puedan presentar, por ejemplo, si queremos controlar el llenado del tinaco de agua que tenemos instalado en nuestra casa, el empleo de un PLC para realizar esta actividad sería un desperdicio tecnológico además de representar un costo muy alto para una tarea muy sencilla.

La utilización de un PLC debe ser justificada para efectos de optimizar sobre todo los recursos económicos que en nuestros días son muy importantes.

Algunos puntos importantes a considerar a favor del uso de los PLC´s en la industria pueden ser:

1. Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que:

No es necesario dibujar el esquema de contactos. No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas, ya que, por lo general, la

capacidad de almacenamiento del módulo de memoria es lo suficientemente grande

La lista de materiales queda sensiblemente reducida, y al elaborar el presupuesto correspondiente eliminaremos parte del problema que supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos de entrega, etc.


2. Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado y añadirá aparatos.

3. Mínimo espacio de ocupación

4. Menor coste de mano de obra de la instalación.

5. Economía de mantenimiento. Además de aumentar la fiabilidad del sistema, al eliminar contactos móviles, los mismos autómatas pueden detectar e indicar averías.

6. Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo autómata.

7. Menor tiempo para la puesta de funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo de cableado.

8. Si por alguna razón la maquina queda fuera de servicio, el autómata útil para otra máquina o sistema de producción.

Las ventajas relacionadas con el espacio el PLC ofrecen una estructura robusta y diseñada para soportar vibraciones, temperatura, humedad y ruido, además de una interfaz de entradas y salidas ya dentro del controlador, sin mencionar que el PLC se programa fácilmente y tienen un lenguaje de programación fácil de entender.

Podemos resumir entre las ventajas más importantes son:

Ofrecen las mismas ventajas sobre la lógica cableada, principalmente por su variedad de modelos existentes.

Menor tiempo empleado en su elaboración. Podrás realizar modificaciones sin cambiar cableado. La lista de materiales es muy reducida. Mínimo espacio de aplicación. Menor costo. Mantenimiento económico por tiempos de paro reducidos. Es flexible. No tienen defectos los relevadores. Tiempo para encontrar errores relativamente corto. Rapidez. Tiene conexión a internet. No hace ruido. Es más seguro que otros sistemas.


Desventajas del PLC (Programmable Logic Controller).

En primer lugar, hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a unos de los técnicos de tal sentido, pero hoy en día ese inconveniente está solucionado porque las universidades y/o Institutos superiores ya se encargan de dicho adiestramiento.

Pero hay otro factor importante como el costo inicial que puede o no ser un inconveniente, según las características del automatismo en cuestión. Dado que el PLC cubre ventajosamente en amplio espacio entre la lógica cableada y el microprocesador es preciso que el proyectista lo conozca tanto en su actitud como en sus limitaciones.

Por tanto, aunque el costo inicial debe ser tenido en cuenta a la hora de decidirnos por uno u otro sistema, conviene analizar todos los demás factores para asegurarnos una decisión acertada.

Como es de imaginar, no todo son ventajas, aún quedan muchas barreras que superar para que PLC pueda competir con las actuales ofertas de telecomunicaciones. El primer obstáculo que hay que salvar radica en la eliminación de las interferencias que inevitablemente se generan con los servicios preexistentes: para transmitir datos es necesario trabajar en frecuencias más altas, lo que crea problemas de ruido. Una corriente en movimiento genera campos magnéticos y viceversa y debido a que esta maraña de cable no fue ideada para transportar datos sensibles, los ruidos eléctricos suponen un grave inconveniente a solucionar.


Computadores, televisores, equipos de música y en general todos los aparatos eléctricos son auténticas emisoras de señales parásitas capaces de producir malformaciones determinantes en las ondas portadoras de datos. Por otro lado, los campos creados por las líneas de cables provocan el escape de ondas demasiado suculentas para los espías informáticos. Esto convierte en necesarias a las técnicas depuradas de corrección y cifrado de los datos que viajan por la red, lo cual es muy complejo de desarrollar.

El medio físico también se convierte en una desventaja a la hora de analizar los cortes de energía inesperados.

En resumen

Entre las desventajas del controlador lógico programable (PLC) podemos encontrar:

Hay dificultades con los cambios o sustituciones Siempre es difícil encontrar errores, y requieren mano de obra experta. Cuando se produce un problema, el tiempo de retención es de carácter

indefinido, por lo general mucho tiempo. Mano de obra especializada. Condiciones ambientales apropiadas Mayor costo para controlar tareas muy pequeñas o sencillas. Costo elevado El funcionamiento se puede ver afectado por el uso combinado de la

energía eléctrica con el flujo de datos. Puede limitar las funciones de una impresora. Solo funciona con el sistema operativo Windows. Requiere que los datos sean encriptados para hacer segura la

comunicación. Si el cableado eléctrico es antiguo, puede afectar negativamente en el

rendimiento de la red. Red eléctrica no está diseñada para transmitir datos Demostrar que la tecnología es segura. Es un medio compartido Convencer con VoIP (voz sobre IP), de buena calidad teórica Marco legal y administrativo no totalmente definido Evolución de la actual tecnología y abaratamiento de los dispositivos PLC Producción de equipos todavía limitada Escasa competencia tecnológica Estándares tecnológicos para interoperabilidad de equipos inmaduros Estabilidad frente a interferencias electromagnéticas y ruido eléctrico de la

red. Afectan a la llegada de datos en perfecto estado a los receptores.


Práctica en PLC No 1.

Paro predominante sobre orden de arranque.

Introducción.

Ya se ha realizado la práctica mencionada mediante un mando completamente electromecánico. Ahora toca llevarla a PLC. Se cargara al PLC el programa que permita llevar a cabo el mando y se harán las conexiones pertinentes en el modulo. PLC hace


relativamente más fácil la construcción de este tipo de mandos; Tiene un puerto de entradas que se tiene que alimentar con señales a niveles lógicos (1 ó 0) y un puerto de salidas que se activan o desactivan de acuerdo a la programación con la que fue cargado el PLC.

Objetivo.

Construir un mando a 3 hilos tipo Paro predominante sobre orden de arranque mediante PLC.

Comenzar a familiarizarse con este elemento de control.

Desarrollo de la práctica.

El primer paso es cargar al PLC con un programa (diagrama “ladder”) previamente diseñado para realizar la función que necesitamos. Dependiendo de la marca y modelo de PLC, el programa se desarrolla en un software específico. Nuestro modulo usa un PLC marca Siemens, así que el programa Step 7 es el que se usara para llevar a cabo los programas necesarios.

Se muestra el diagrama del programa desarrollado para esta práctica:


Dónde:

I0.0 : Señal de botón de paro

I0.2 : Señal de botón de arranque

I0.3 : Señal de Relay de Sobrecarga (OL)

Q0.0 : Salida 1.

Una vez cargado el programa se comienzan a cablear los elementos que actúan como entradas y salidas al PLC. Para comprender el procedimiento de cableado se debe observar el siguiente diagrama:


Los pulsadores son alimentados a su entrada con el voltaje de fuente (24vcd en este caso) y su salida va a las entradas del PLC. Se observa que son necesarios 2 pulsadores NC para simular botón de paro y OL y pulsador NA para botón de arranque.

Las salidas se conectan a la carga (luz de 110 VCA) y se completa este circuito conectando a neutro el otro lado de la carga.

Una vez hechas todas las conexiones se pone el PLC en modo “RUN” y se verifica el funcionamiento del mando.

Funcionamiento:

Las señales denotadas por I0.X (“x” es cualquier número del 0 al 7) son entradas de nivel lógico hacia el PLC. Un contacto abierto denota una señal presente o necesaria (nivel lógico alto o 1) y un contacto cerrado denota exactamente lo contrario. Aquí tenemos todos los contactos I0.X abiertos, de modo que se entiende que es necesario que estén presentes todas las señales para que el mando arranque, esto es porque los contactos están en serie.


En este caso las señales de botón de paro y OL están presentes siempre. De modo que solo se necesita un pulso al botón de arranque para que el mando entre en funcionamiento. La señal de sostenimiento del mando viene de los contactos internos Q0.0 que cierran al energizarse la salida.

Al presionar el pulsador de arranque I0.2 la lámpara se energiza y se mantiene así. Si presionamos el botón de paro I0.1 la lámpara se apaga. Al energizar de nuevo el mando y presionar el equivalente del contacto OL I0.3 el mando también se desenergiza.

Práctica en PLC No. 2.

Mando con marcha predominante sobre orden de paro.

Introducción.

La característica de este mando es que a pesar de que se mantenga pulsado el botón de paro, la carga puede energizarse pulsando el botón de arranque aunque el mando no se sostendrá.

Objetivo.

Realizar un mando a 3 hilos con función marcha predominante sobre orden de paro mediante PLC, así como realizar también el respectivo programa.


Se carga el PLC con el siguiente programa:


Donde:

I0.1: Señal de botón de arranque

I0.2: Señal del botón de paro

I0.3: Señal del Relay OL

Q0.1: Contacto de sostenimiento (Interno).

Una vez cargado el programa se procede a cablear entradas y salidas de acuerdo al diagrama anterior (derecha):

Se hace notar que es son necesarios 3 pulsadores para realizar el mando: Un botón NA que actuar como botón de arranque y 2 botones NC; uno para el botón de paro y otro para simular el contacto de OL.

Los pulsadores son alimentados a su entrada con el voltaje de fuente (24vcd en este caso) y su salida va a las entradas del PLC.

Las salidas (Q0.1) se conectan a la carga (luz de 110 VCA) y se completa este circuito conectando a neutro el otro lado de la carga.

Una vez hechas todas las conexiones se pone el PLC en modo “RUN” y se verifica el funcionamiento del mando.

Funcionamiento.

De acuerdo al diagrama de contactos, para que el mando se ponga en marcha es necesario que las señales en I0.1 e I0.3 estén presentes ya que I0.1 es un Botón NA que da el pulso para arrancar la carga.


Para que se sostenga el mando la entrada I0.2 debe estar presente, si lo está, al activar la salida Q0.1 se cierran los contactos que sostienen la mando. Por lo tanto I0.2 ha de ser un botón NC que representa al botón de paro.

Al presionar I0.1 el mando arranca y enciende la lámpara, la cual se queda sostenida. Si se mantiene presionado I0.2 se tiene que mantener presionado I0.1 para que la carga se mantenga energizada. Si se mantiene presionado I0.3 (OL) el mando no funciona por completo, simulando un corte de energía a la carga debido a una sobrecarga.

Práctica en PLC No.3

Sistema de Bombeo Caso 1; Corte de Bomba por nivel alto de tinaco.

Introducción.

Este mando es un mando a tres hilos con una ligera modificación; se pone un interruptor NC (MS1) en serie con el botón de paro que se abre cuando el nivel de un deposito rebasa cierto nivel.

Objetivo.

Realizar el programa y el cableado para un mando que controle el nivel de agua en un depósito mediante una bomba.


Primero se desarrolla el programa que contenga las condiciones necesarias para el mando; el mando se pone en marcha manualmente y después es controlado mediante MS1. Queda de la siguiente manera:


Donde:

I0.0: Señal del botón de arranque

I0.1: Señal de MS1

I0.2: Señal de Relay OL

I0.3: Señal de Botón de Arranque

Se carga el programa y se hacen las conexiones de acuerdo al siguiente diagrama:

Las entradas de los botones se conectan a fuente (24v) y su salida va a las entradas del PLC. Las salidas (Q0.0) se conectan a la carga y se completa su circuito conectando el neutro a la carga.


Una vez listas las conexiones se pone en el PLC en modo “RUN” y se verifica el funcionamiento del mando.

Funcionamiento:

El mando arranca al cumplirse que están presentes las señales I0.0, I0.1, I0.2 e I0.3. El mando se pone en marcha manualmente con el botón de arranque y al hacer esto se activa la bomba mediante la salida Q0.0. Cuando el nivel del depósito rebasa un cierto límite MS1 se abre y la bomba se detiene. Cada vez que la bomba se para hay que ponerla en marcha de forma manual.

Práctica en PLC No.4

Sistema de bombeo caso 2; Arranque por nivel bajo y paro por nivel alto de depósito.

Introducción.

Este mando controlara el paro y arranque de un equipo de bombeo recibiendo señales de nivel bajo y nivel alto de un deposito. Este circuito es muy similar al de la practica 3, la única diferencia es que para activar a la bomba por nivel bajo solo hay que poner un interruptor NA en paralelo con el botón de arranque.

Objetivo.

Construir un mando para el control de un sistema de bombeo con dos niveles de referencia.



Se debe desarrollar el programa que cumpla con los requisitos necesarios para operar. Quedaría de la siguiente manera:

Donde:

I0.0: Señal de Relay OL

I0.1: Señal de botón de paro

I0.2: Señal de MS1

I0.3: Señal de botón de arranque

I0.4: Señal de MS2

Cargue el programa al PLC y realice las conexiones.

Todas las señales excepto BA están presentes (conectadas a fuente). La salida de la carga –una lámpara en este caso- va conectada a neutro en vca. Completadas las conexiones se pone el PLC en modo RUN y se verifica el funcionamiento del mando.

Funcionamiento.

Este mando energiza la carga (bomba) cuando OL, MS1, BP y BA están cerrados. Se entiende que BA da el pulso que energiza el mando y este queda sostenido mediante el contacto de Q0.0. Cuando el nivel de agua llega a alto MS1 se abre y la bomba se detiene. Cuando el nivel de agua sea menor que el mínimo MS2 cierra, y, como esta en paralelo


con BA, da la señal de arranque de la bomba. Este equipo se tiene que poner en marcha manualmente la primera vez. El único elemento que detendría definitivamente a la bomba seria OL, pues este es un elemento que se restablece manualmente. Pulsado el BP el equipo se detendrá pero al recibir señal de MS2 se pondrá en marcha nuevamente.

Práctica en PLC No. 5

Sistema de bombeo caso 3; Control de nivel alto y bajo con corte por bajo nivel de cisterna.

Introducción.

Este mando el casi igual al utilizado en la practica 4, la única diferencia es que se usa otro interruptor, MS3, para impedir el funcionamiento de la bomba cuando no haya agua en la cisterna desde la que se bombea.

Objetivo.

Construir un circuito de control para sistema de bombeo de agua con control de niveles alto y bajo de depósito y nivel bajo de cisterna.


El programa necesario para realizar este mando es el siguiente.


Que es muy similar al utilizado en los casos 1 y 2. Las funciones de las entradas son las siguientes.

I0.0: Señal botón de paro

I0.1: Señal de MS1

I0.2: Señal de MS3

I0.3: Señal de relay OL

I0.4: Señal botón de arranque

I0.5: Señal de MS2

Arriba a la derecha se muestra el diagrama de las conexiones necesarias.

BP, MS1, MS3, OL, son pulsadores cerrados; BA y MS2 son pulsadores abiertos. La salida de la lámpara se conecta a neutro en la línea de VCA. Se pone el PLC en modo RUN para verificar el funcionamiento.

Funcionamiento.

Este mando energiza la carga (bomba) cuando OL, MS1, MS3, BP y BA están cerrados. Se entiende que BA da el pulso que energiza el mando y este queda sostenido mediante el contacto de Q0.0. Cuando el nivel de agua llega a alto MS1 se abre y la bomba se detiene. Cuando el nivel de agua sea menor que el mínimo MS2 cierra, y, como esta en paralelo con BA, da la señal de arranque de la bomba. Cuando no haya agua en la cisterna MS3 se queda abierto, impidiendo la puesta en marcha de la bomba. Este equipo se tiene que poner en marcha manualmente la primera vez. El único elemento que detendría definitivamente a la bomba seria OL, pues este es un elemento que se restablece


manualmente. Pulsado el BP el equipo se detendrá pero al recibir señal de MS2 se pondrá en marcha nuevamente.

Práctica en PLC No 6.

Sistema de control de equipo de bombeo con interruptor de selección Manual-Automático.

Introducción.

Este mando es prácticamente igual al de la practica 5, la diferencia es que mediante un interruptor selector se puede poner en funcionamiento el equipo en modo manual o en modo automático.

En modo manual el quipo se opera por completo desde una estación de botones; marcha y paro.

En modo automático la puesta en marcha y paro del equipo depende únicamente de las señales de los interruptores MS1, MS2 y MS3.

Objetivo.

Construir un circuito de control para quipo de bombeo con selector Manual-Automático.


Desarrollamos el programa que cumpla con los requisitos necesarios; una red para control manual, una red para control automático, y una señal que indica cual red ha de funcionar a la vez. El diagrama de contactos queda como sigue:


Las señales son:

I0.6: Señal del interruptor de posición tipo palanca.

I0.0: Señal de BP

I0.1: Señal de BA

I0.2: Señal de OL

I0.3: Señal de MS1

I0.4: Señal de MS3

I0.5: Señal de MS2

I0.7: Señal de OL

El diagrama externo de conexiones se observa a la derecha. A excepción de BA y MS2, todos los demás son pulsadores NC. PS1 es un interruptor tipo palanca.

Cuando todas las conexiones estén terminadas, ponga el PLC en modo RUN y confirme el funcionamiento del mando de acuerdo a la siguiente descripción de funcionamiento.


Funcionamiento.

De acuerdo al diagrama de contactos al principio de esta práctica, tenemos dos redes de control; la red superior para funcionamiento Manual y la re inferior para funcionamiento Automático. PS1 es el interruptor que proporciona la para elegir una u otra red.

El modo manual, PS1 está en posición ON. Con ello solo hace falta un pulso al botón de arranque para qué arranque la caga. OL y BP son señales ya presentes porque son botones NC.

En modo automático, PS1 está en posición OFF. Los contactos Q0.0 no se energizan porque la red superior no se puede activar. Y la condición para que funcione la red inferior es que Q0.0 no se active, así solo estar esperando la señal de MS2 para arrancar por bajo nivel de tinaco. Una vez lleno el tinaco, MS1 para la bomba. MS3 impide que el equipo se ponga en marcha si falta agua en la cisterna. I0.7 e I0.2 son señales de los relays OL de cada red respectivamente.

Práctica PLC No. 7.

Control de un equipo hidroneumático.

Introducción.

Este mando ya fue realizado también en elementos electromecánicos. Consiste en un sistema de control que controla en nivel de agua y la presión de aire dentro de un depósito. La condición es que solo funcione un motor a la vez; Cuando funciona la bomba de agua no debe funcionar el compresor y viceversa. El nivel de agua se controla mediante interruptores de nivel y la presión de aire mediante un interruptor de presión.

Objetivo.

Realizar el circuito de control de un equipo hidroneumático orientado a PLC. Desarrollar su programa en diagrama de contactos y hacer las conexiones pertinentes.



Dadas las condiciones en la introducción, se desarrollo el siguiente diagrama de contactos:

Donde:

I0.0: Señal de BP

I0.1: Señal de MS1

I0.2: Señal de MS3

I0.4: Señal de BA

I0.5: Señal de MS2

I0.6: Señal del Int. De baja presión.


BA, MS2 y BP son pulsadores NA, el resto Son cerrados. Todos van conectados a su entrada a la fuente de 24vcd. Su salida va a las respectivas entradas del PLC. Las 3 lámparas representan las cargas que manejara el mando; una motobomba, un compresor de aire y una válvula solenoide solidaria al compresor. Son de 110 VAC y su circuito se completa conectándolas a neutro en VAC.

Hechas y revisadas las conexiones se pone el PLC en modo RUN y se confirma el funcionamiento del mando.

Funcionamiento.

En el diagrama de contactos se nota que hay condiciones para el funcionamiento de la bomba y el compresor; solo puede funcionar uno de ellos a la vez. Por esto se hacen dependientes uno del otro, condición que conocemos como candado eléctrico. Cuando Q0.0 esta activa se impide el funcionamiento de Q0.1, pues esta necesita una señal de estado bajo desde Q0.1. Y también cuando Q0.1 esta activa impide funcionar a Q0.0 porque esta necesita una señal de estado bajo desde Q0.0.

Cuando se pone en marcha el equipo mediante el botón de arranque empezara a cargar el depósito con agua. Cuando el depósito se llene a su nivel normal MS1 cortara a la bomba. Ya que el depósito estará sin aire el interruptor de baja presión estará cerrado, y en cuanto la bomba se apaga el compresor entra en funcionamiento hasta que el depósito se cargue hasta la presión normal de aire y corte el interruptor de baja presión. Si falta agua MS2 conectara a la bomba. Si no hay agua en la cisterna MS3 impedirá el funcionamiento de todo el equipo.

PRÁCTICA No.8 ARRANQUE CON RETRASO DE TIEMPO EN PLC

OBJETIVO

Observar el funcionamiento del arranque de un motor con retraso de tiempo, con las condiciones que se le den.


DIAGRAMA

Dónde

I0.0= Botón de paro I0.1= Botón de arranque

I0.2= OL T37= Relevador de tiempo

M0.0= Relevador programable interno

PROCEDIMIENTO

Este mando inicia con las señales I0.0 y I0.1 como botón de paro y arranque, respectivamente, al darle señal alta a I0.1 da paso a M0.0 que tiene un contacto auxiliar por lo que queda sostenido. Y otro contacto en el siguiente Network que da la señal al relevador temporizado, que al recibir la señal empieza a hacer la cuenta a la que se programó en este caso 5 segundos.

Cuando se cumplió este tiempo, el relevador temporizado da señal a un contacto T37 que manda la señal al motor, no sin antes pasar por I0.2 que funciona como relevador de sobrecarga, que en caso de cualquier sobrecarga des energizara al motor. Pero si está en


condiciones el motor queda funcionando con las condiciones que se le dieron al arranque en 5 segundos.

CONCLUSIÓN

Con el uso del relevador temporizado, se puede dar las condiciones para retrasar el arranque de un equipo determinado.

Práctica 9 Directa-Reversa

Objetivo: simular el arranque de un motor que gira a derecha y a su izquierda desde un controlador lógico programable (PLC).

Materiales.

Módulo de PLC SOFTWARE del PLC Cables de conexión

Funcionamiento

Presionando un primer botón normalmente abierto, se energizará un relevador A, que a su vez prendera una luz indicadora, esta simulara el giro a directa del motor.

Presionando un segundo botón normalmente abierto, se energizará un relevador B, que prenderá otra luz indicadora, que indicara el giro a reversa del motor.

Si se energiza el relevador A, no puede estar energizado el relevador B; y viceversa sí se energiza al relevador B no puede energizarse el relevador A.


Diagrama de contactos

Diagrama externo

1. Primero conectaremos la entrada I0.0 que proviene de un primer botón de paro. Para esto alimentamos con positivo la entrada de un botón normalmente cerrado y su salida la conectaremos con la entrada I0.0.

2. Conectaremos la entrada I0.1 que proviene de un primer botón de arranque. Para ello alimentaremos un botón normalmente abierto con positivo y la salida de dicho botón a la entrada I0.1.

3. Conectaremos la entrada I0.2 que simulara el OL.

4. Conectaremos la entrada I0.3 que proviene de un primer botón de paro. Para esto alimentamos con positivo la entrada de un botón normalmente cerrado y su salida la conectaremos con la entrada I0.3.

5. Conectaremos la entrada I0.4 que proviene de un segundo botón de arranque. Para ello alimentaremos otro botón normalmente abierto con positivo y la salida de dicho botón a la entrada I0.4.

6. Conectaremos la salida Q0.1 que mandara señal al relevador M.

7. Por último conectaremos la salida Q0.2 que mandara señal al relevador N. El diagrama externo de la conexión final se puede observar en la figura


Práctica PLC 10

MARCHA LENTA

Objetivos: En esta práctica simularemos el arranque normal de un motor y el arranque a marcha lenta desde un controlador lógico programable (PLC).

Materiales: Módulo de PLC SOFTWARE del PLC Cables de conexión

Funcionamiento.

Mediante un botón arranque se energizara a un relevador que encenderá a una luz indicadora, que representará el arranque normal de un motor.

Utilizando un botón de paro se podrá apagar a luz indicadora.


Mediante un segundo botón de arranque se energizara al mismo relevador, pero en este caso, este encenderá a una segunda luz indicadora, que representara la marcha lenta del motor.

Si el motor llegara a fallar por medio de un OL, la luz indicadora se apagara.


Diagrama externo

8. Primero conectaremos la entrada I0.0 que proviene del botón de arranque a marcha lenta. Para ello alimentaremos otro botón normalmente abierto con positivo y la salida de dicho botón a la entrada I0.0.

9. Ahora conectaremos la entrada I0.1 que proviene del botón de paro. Para esto alimentamos con positivo la entrada de un botón normalmente cerrado y su salida la conectaremos con la entrada I0.1.

10. Para el OL utilizaremos un botón normalmente cerrado. Para ello conectamos la entrada de un segundo botón normalmente cerrado al positivo y la salida de este a la entrada I0.2.

11. Ahora conectaremos la entrada I0.3 que proviene del botón de arranque normal. Para ello alimentaremos un botón normalmente abierto con positivo y la salida de dicho botón a la entrada I0.3.

12. Por último conectaremos la salida Q0.0 y Q0.1.Para esto conectamos de la salida Q0.1 a un relevado y la salida de este al neutro. Y de la misma manera conectamos de la salida Q0.2 al mismo relevador.

Q0.0 Representa el arranque a marcha lenta.


Q0.1 Representa el arranque normal.

PRÁCTICA 11 PLC

CÁMARA DE REFRIGERACION

OBJETIVO: Diseñar un programa de control con plc para una cámara de refrigeración.

Conocer el funcionamiento de una cámara de refrigeración así como las condiciones por las cuales puede funcionar y cuales por las que no.


DIAGRAMA DE PLC

(LADER)

NOMENCLATURA:

I0.0= Botón de paro

I0.1= Botón de arranque

I0.2= Alta presión

I0.3= Baja presión

I0.4= Termostato

I0.5= Relevador Bimetálico de sobrecarga (OL)

Q0.0= Compresor y contacto auxiliar

Q0.1= Válvula solenoide

Q0.2= Resistencia de cárter

M0.0= Relevador de control y contacto auxiliar

PROCEDIMIENTO:

1.- Se hace el diagrama en el programa computacional de PLC

2.- Se conectan todos los pulsadores correspondientes a I0.0 y demás. Obsérvese la figura.


3.- Se conectan todas las salidas de Q0.0 y demás para simular la resistencia de cárter y la válvula solenoide

FUNCIONAMIENTO:

El funcionamiento de una cámara de refrigeración es la siguiente:

Al accionar el pulsador de arranque I0.1 este hace que se active M0.0 haciendo que se cierren sus contactos.

Cuando hay una presión adecuada los pulsadores de HP y LP (I0.2 y I0.3) cierran haciendo que llegue al termostato y este es activado cuando se encuentra la temperatura adecuada, una vez haciendo esto es activado Q0.0 y sus contactos auxiliares haciendo que la válvula solenoide sea accionada.

También cuando es activado Q0.0 este habré sus contactos haciendo que la resistencia de cárter sea desactivada.


PRÁCTICA 11 PLC

I.P.D.A = INTERRUPTOR DE PRESION DIFERENCIAL DE ACEITE

OBJETIVO: conocer el funcionamiento de un interruptor de presión diferencial de aceite así como sus componentes, mediante un modulo de PLC.

DIAGRAMA INTERNO DE PLC

(LADER)


NOMENCLATURA:

I0.0= BOTON DE PARO

I0.1= BOTON DE ARRANQUE

I0.2= RELEVADOR BIMETALICO DE SOBRECARGA (OL)

I0.3= IT (INTERRUPTOR DE TEMPERATURA)

I0.4= HP (PRESION ALTA)

I0.5= LP (PRESION BAJA)

I0.6= INTERRUPTOR DE PRESIÓN DE ACEITE DEL IPDA

Q0.0= LUZ INDICADORA Y CONTACTO AUXILIAR

Q0.1= VALVULA SOLENOIDE (VS)

Q0.2= RESISTENCIA DE CARTER (RS)

T37= TEMPORIZADOR

M0.0= CONTROL INTERNO DEL PLC


PASOS A SEGUIR:

1.- Primero se conecta un contacto cerrado de I0.0, después un contacto abierto de I0.1

2.- después se conectan 5 contactos cerrados de I0.2, I0.3, I0.4, I0.5 e I0.6 y se conecta una salida de Q0.0

3.- se conecta dos salidas una de Q0.1 para la válvula solenoide y otra salida Q0.2 para la resistencia de Carter.

OBSERVACIONES:

El funcionamiento es el siguiente:

Cuando se oprime el botón de arranque este energiza uno de los contactos de M0.0 y este hace que pase corriente a su enclavamiento de M0.0 entonces este pasa por el relevador bimetálico y cuando el diferencial de aceite se encuentra a una cierta temperatura el HP Y LP cierran dejando que la corriente circule, pasando por T37 que este a su vez pasando 90 segundos hace que el enclavamiento de T37 habrá, dejando que circule corriente por la salida de Q0.0 activando su enclavamiento y pasando corriente sobre la válvula solenoide (Q0.1).

Cabe destacar que mientras no se active el botón de arranque, habrá corriente circulando por la Resistencia de Carter, haciendo que el aceite no se enfrié y esto hace que el aceite no sea tan viscoso.

CONCLUSION:

Un PLC puede emular perfectamente componentes completos. En este caso en lugar de equipar un IPDA un simple programa de PLC puede llevar a cabo las tareas que este hace.


Práctica 12 PLC

AIRE ACONDICIONADO TIPO VENTANA

OBJETIVO: El objetivo de esta practica es conocer el funcionamiento de un aire acondicionado asi como cuales son las condiciones por las que pueda entrar el compresor y cuales solo el ventilador.

DIAGRAMA DE PLC

(LADER)

NOMENCLATURA


I0.1= Termostato

I0.3= Botón de arranque del ventilador


M0.0= Contactos auxiliares

M0.1= Selector

Q0.0= Compresor

Q0.1= Ventilado


PROCEDIMIENTO

1.- -Se hace el diagrama en el programa computacional.

2.- Se conectan en el módulo de PLC los contactos de I0.0, I0.1, I0.3 e I0.4

3.- se conectan las salidas que simularan el compresor y el ventilador (Q0.0 y Q0.1)

FUNCIONAMIENTO

Al oprimir el botón de arranque I0.0 hace que se activen los contactos de M0.0 activando su enclavamiento esto además hace que se active el ventilador y cuando llega a una cierta temperatura se activa el termostato I0.1 y esto a su vez hace que entre el compresor.

Para parar el sistema oprime el botón de paro I0.4 y esto hace que habrá los contactos de M0.1 desactivando todo el sistema.

Si se oprime solamente I0.3 esto va hacer que solo entre el ventilador.

CONCLUSION:

En esta práctica se pudo observar el funcionamiento de un aire acondicionado. Se pudo observar cómo puede entrar el ventilador sin que entre el compresor usando un selector como entrada de señal.


PRÁCTICA 13 PLC

PARO Y ARRANQUE CON UN SOLO PULSADOR

OBJETIVO:

El objetivo de esta practica es usar un solo boton para arrancar y parar un motor.

MATERIAL:

- Módulo de Entrenamiento Mediante un PLC- SOFTWARE del PLC - Cables de conexión

PROCEDIMIENTO:

Se hace el siguiente diagrama en el programa de PLC el cual funciona de la siguiente manera:

1.- al accionar el boton de arranque I0.0 y este hace que funcione el contacto de M0.0 haciendo que se energizen sus contactos

2.- al energizar M0.0 se activa M0.2 activando el contacto de Q0.0

3.- Cuando se suelta el boton queda energizado Q0.0

4.- Cuando se presiona el boton (I0.0) por segunda vez, hace que el contacto cerrado de M0.1 habra, ocasionando la desenergizancion del contacto de Q0.0

5.- Al soltar el boton (I0.0) el circuito regresa a su estado inicial


DIAGRAMA DE PLC

(LADER)

NOMENCLATURA:

I0.0= botón de paro y arranque

M0.0= Contactos auxiliares del control interno del PLC



Q0.0= Luz indicadora del motor.

CONCLUSIONES:

En esta practica se vio como fue posible arrancar y parar un motor mediante un modulo de PLC y un solo pulsador.

Se observo como un solo pulsador (I0.0) arranca y para el motor a través de contactos auxiliares del programa de PLC, poniendo contactos abiertos y cerrados de este.


PRÁCTICA 14

PRIMEROS EN ENTRAR PRIMEROS EN SALIR

OBJETIVO:

Esta practica tratara de hacer una simulacion de lo que son tres motores la cual deben de llevar la siguiente secuencia de arranque: el motor 1 se energiza, permitiendo que entre el motor 2, una vez energizando el motor 2 se puede energizar el motor 3.

La secuencia de paro es la siguiente: el primer motor en salir debe ser el motor 1, el segundo es el motor 2 y el tercero es el motor 3.

Como su nombre lo indica en esta practica se planea el funcionamiento de 3 motores, los primeros motores en entrar deben ser los primeros en salir.

MATERIAL:

- Módulo de Entrenamiento Mediante un PLC- SOFTWARE del PLC - Cables de conexión

PROCEDIMIENTO:

1.- Se conecta en el modulo de PLC dos botones con contactos cerrados, uno para el boton de paro y el otro para el relevador.

2.- Se conecta tambien un boton con un contacto abierto que sera el boton de arranque .

3.- Y se conectan tres terminales de Q0.0, Q0.1, Q0.2 que iran a cada una de las luces indicadoras para indicar el accionamiento de cada motor.

4.- Despues se procede a hacer el siguiente diagrama.


NOMENCLATURA:


I0.1= Relevador bimetálico de sobrecarga (OL)


M0.0= Contactos auxiliares de control interno



Q0.0= Luz indicadora y contacto auxiliar del motor 1



T37= Temporizador (TON)





FUNCIONAMIENTO:

El funcionamiento de la practica primeros en entrar primeros en salir es el siguiente:

Al oprimir el boton de arranque I0.2 hace que se energizen los contactos de M0.0 accionando la luz indicacadora de Q0.0

Al activarse Q0.0 hace que la corriente circule llegando al temporizador T37 y este cierra sus contactos en un determinado tiempo.

Cuando el T37 cierra sus contactos hace que la corriente circule por M0.1 y accionando la luz indicadora de Q0.1 y sus contactos

Cuando Q0.1 cierra sus contactos hace que la corriente circule por T38 y este espera un determinado tiempo para cerrar sus contactos y activar la luz indicadora.

Práctica 15 PLC

Primeros en entrar, últimos en salir.

Objetivos: En esta práctica simularemos el arranque de una secuencia de tres motores al ser arrancador y al ser parados.

Materiales:

Módulo de PLC SOFTWARE del PLC Cables de conexión

Funcionamiento.

Mediante un botón arranque se energizara y dará el paso a la señal para empezar la primera secuencia de los tres motores, encenderá a un primer motor enseguida un según motor y a su vez un tercero, cada motor tendrá una luz indicadora representándolos.


Utilizando un botón de paro se podrán apagar los tres motores y como cada motor tiene una luz indicadora, la secuencia de apagado será primero se apagara la luz indicadora del motor 3 enseguida del motor 2 y para finalizar la del motor 3.

Si algunos de los motores llegara a fallar por medio de un OL, la luz indicadoras de los tres motores se apagara.


Diagrama externo

13. Primero conectaremos la entrada I0.0 que proviene del botón de paro. Para ello alimentaremos otro botón normalmente cerrado con positivo y la salida de dicho botón a la entrada I0.0.

14. Ahora conectaremos la entrada I0.1 que proviene del botón de arranque. Para esto alimentamos con positivo la entrada de un botón normalmente abierto y su salida la conectaremos con la entrada I0.1.

15. Para el OL utilizaremos un botón normalmente cerrado. Para ello conectamos la entrada de un segundo botón normalmente cerrado al positivo y la salida de este a la entrada I0.2.


16. Por último conectaremos la salida Q0.0, Q0.1 y Q0.2.Para esto conectamos de la salida Q0.1 a un relevado y la salida de este al neutro. Y de la misma manera conectamos de la salida Q0.2 al mismo relevador y por igual conectaremos a Q0.2.

PRÁCTICA 16 PLC

5.10 KOSOW

Tres motores de inducción se utilizan en un sistema transportador. La secuencia de funcionamiento de los motores debe ajustarse a los siguientes requisitos: (1) el motor 1 debe estar excitado y en marcha antes de que puedan estar el 2 o el 3, (2) los motores 2 y 3 pueden ser arrancados simultáneamente desde un solo pulsador y pararse ambos mediante uno solo, (3) los motores 2 y 3 pueden ser puestos en marcha y parados individualmente sin parar el motor 1, (4) al parar el motor 1 se pararán los otros dos motores. Dibújese un esquema de control que satisfaga dichas condiciones. Todos los motores arrancan a plena tensión.


DIAGRAMA

I0.0= Botón de paro de motor A

I0.1= Botón de arranque del motor A

I0.2= OL

I0.3= Botón de paro del motor B

I0.4= Botón de arranque del motor B

I0.5= Botón de paro del motor C

I0.6= Botón de arranque del motor C

I0.7= Botón de arranque común de motor B y C


Q0.0= Salida a Motor A

Q0.1= Salida a Motor B

Q0.2= Salida a Motor C

Conclusiones

El mando cumple todos los requisitos que se piden, al solo arrancar si el motor A esta excitado y des energizarse a falta de este motor. Los motores B y C se pueden arrancar y parar individualmente y simultáneamente. Y pararse todo el mando por sobrecarga o des excitando el motor A.

PRÁCTICA 17 PLC

KOSOW 5.11

Tres motores de inducción A, B y C utilizan una central automática, la secuencia de las operaciones requieren las relaciones siguientes entre los motores:

(1) Cuando A y C están excitados, el motor B no puede ser excitado; (2) Cuando A y B están excitados, el motor C no puede estarlo;(3) Desexcitando A se desexcitarán los otros dos.

Dibújese un esquema de control indicando los botones individuales de arranque y paro para todos los motores, satisfaciendo las condiciones antes dichas. Utilícese tantos relés como sea crean conveniente para realizar la lógica señalada.

DIAGRAMA


DONDE:

I0.0= OL

I0.1= Botón de paro de motor A

I0.2= Botón de arranque del motor A

I0.3= Botón de paro del motor B

I0.4= Botón de arranque del motor B

I0.5= Botón de paro del motor C

I0.6= Botón de arranque del motor C

Q0.0= Salida a Motor A

Q0.1= Salida a Motor B

Q0.2= Salida a Motor C

CONCLUSIONES

Con este mando se puede observar que las condiciones las da el motor A, que de ahí se energizan los demás motores. Y estando excitado A se observa que hay un candado

eléctrico entre B y C. Que solo puede estar excitado uno a la vez junto con el motor A. Y ya sea desenergizando A o por alguna sobrecarga parara todo el mando.

cuadernillo teórico y práctico

Documents