curso de electroneumatica carterpilla

Electrónica y Automatización Manual de Electroneumática

CURSO DE ELECTRONEUMATICA

Objetivo:El participante una vez finalizado el curso, tendrá que saber identificar, definir y dibujar el símbolo de los elementos electroneuámticos y desarrollar, mantener y reparar automatismos Electroneumáticos con técnica de mando eléctrico.

Funciones lógicas Convertidores Electroneumáticos. Electroválvulas Convertidor Neumático – Eléctricos Captura de la información. Pulsadores, final de carrera, sensores. Procesamiento de datos. El relé Mando directo e indirecto y auto retención Mandos en función del recorrido, tiempo y presión Método de estructuración de sistemático Diagramas funcionales de etapas Practicas Anexos

Funciones lógicas de base

1


Función Lógica O:

En esta función la respuesta es la suma lógica: a+b=s y se representa en la siguiente tabla de verdad

Tabla de verdad de la función lógica o

a b s

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

A continuación se presentan las diferentes representaciones de la función O, los primeros dos símbolos

son utiliza en electrónica digital .en numero 3 y 4 representan esta función en circuitos neumáticos en

el numero 5 se muestra como se realiza la función utilizando componentes eléctricos.

La suma lógica de dos o más variables equivale a la realización eléctrica en paralelo.

Función lógica Y

2


En esta función la respuesta es la MULTIPLICACION lógica: a X b=s y se representa en la siguiente

tabla de verdad.

Tabla de verdad de la función lógica Y

A b s

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

A continuación se presentan las diferentes representaciones de la función Y, los primeros dos símbolos

son utiliza en electrónica digital .en numero 3 y 5 representan esta función en circuitos neumáticos.

Los esquemas 4 y 6 son símbolos en esquemas neumáticos no normalizados, en el numero 7 se

muestra como se realiza la función utilizando componentes eléctricos.

El producto lógico de dos o más variables equivale a la realización eléctrica de contactos en serie.

Función Lógica SI:

3


Se caracteriza por la igualdad de estado entre la entrada y la salida a = s.

Tabla de verdad de la función lógica SI

a s

0 0

1 1

A continuación se presentan en la figura 1 símbolo, 2 el símbolo lógico universal, 3 símbolo

neumático equivalente, representación en los esquemas neumáticos, 8no normalizado), 5 equivalente

eléctrico.

Función Lógica NO:

Se caracteriza por la negación de de la señal de entrada

Tabla de verdad de la función lógica NO.

a s

0 1

1 0

En las figuras siguientes se representan en el 1 el símbolo, 2 el símbolo lógico universal, 3 símbolo

neumáticos, 4 representacion de esquemas neumáticos, 5 equivalencia eléctrica.

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Convertidor de señal

La combinación mas simple es un interruptor de final de carrera eléctrico, accionado mediante un

vástago de un cilindro neumático. El desplazamiento del vástago del cilindro al ser alimentado con

aire comprimido en Z conmuta el interruptor de final de carrera. Este aparato, y según la conexión, se

puede aplicar como elemento de apertura, de cierre o convertidor.

Convertidor de señal.

5


Elementos eléctricos para la entrada de señal

Introducen en el tratamiento de señales las procedentes de los diversos puntos de un mando y con diferentes tipos y tiempos de accionamiento de diferente duración.

Se habla de mando por contactos cuando el control de accionamiento se realiza por la unión de contactos eléctricos. Se distinguen tres tipos reflejados en la siguiente figura 82.

1. Contacto de cierre. Tiene por cometido cerrar el circuito.2. Contacto de apertura. Ha de abrir el circuito.3. Contacto de conmutación. Abre o cierra el contacto

El accionamiento de estos contactos puede ser, según necesidades de instalación: Manual, mecánico o por mando a distancia

Pulsadores

Son los elementos que introducen una señal para que una maquina o instalación pueda ponerse en movimiento. La figura. Muestra dos posibilidades: (1) como contacto de cierre y (2) como contacto de apertura.

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Al accionar el pulsador, actúa el contacto móvil de conexión venciendo la acción del muelle, uniendo los contactos (contacto de cierre) o separándolos (contacto de apertura). Al soltar el pulsador, el muelle hace retornar el vástago del elemento y los contactos a su posición inicial.

En la figura 84 se muestra un tipo de pulsador donde ambas funciones se realizan en un mismo cuerpo. Al accionar el pulsador se separan los contactos de apertura e interrumpen el circuito. El contacto de cierre establece la conexión, quedando el circuito cerrado. Soltando el pulsador, el muelle retorna los elementos de conexión a la posición estable.

Interruptor pulsador

En estos interruptores el botón o el elemento de accionamiento queda automáticamente en clavado en el primer accionamiento. En el siguiente accionamiento, queda anulado el enclavamiento y el interruptor se sitúa en su posición inicial. La figura muestra un interruptor de esta tipo.

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Los pulsadores e interruptores de botón según normas DIN 43605, tienen posiciones de montaje.

Símbolos de accionamiento - CON (raya).- DES o con palabra CON, DES/ SUBIR; BAJAR.

La situación de los botones se especifica en la figura. En esta (1), elBotón de desconexión, se sitúa siempre a la izquierda. En (2) el botón de desconexión se sitúa siempre abajo.

La figura muestra los símbolos manuales correspondientes segúnNormas DIN40713.

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Finales de carrera electromecánicos

Detectan las posiciones de las piezas u otros elementos de trabajoSuelen estar constituidos por un contacto conmutado, como indica la figura.

Los símbolos correspondientes se detallan en la figura.

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SENSORES DE PROXIMIDAD

Finales de carrera sin contacto

Contacto Reed.

Es un sensor de proximidad (no requiere contacto físico), que se denomina sensor, detector, contacto

reed o también contacto magnetosensible, porque reacciona ante la presencia de campo magnéticos

que por lo regular provienen de imanes permanentes.

Es una ampolla de vidrio insertada en un bloque de resina sintética. Dentro de la ampolla hay un gas

inerte, y dentro el contacto REED.

Todos los sensores se denominan en los circuitos con la letra minúscula a para el cilindro 1, b para el

2, etcétera; seguido del subíndice 0 si el sensor detecta la posición retraída del cilindro, y 1 si sirve

para detectar la posición extendida.

Como todos los sensores de proximidad, pueden ser alimentados con un voltaje de 0 a 30 VCD,

mismos que serán entregados en la salida al ser detectado el campo magnético (imán).

Existen sensores tipo reed que solamente constan de la ampolla de vidrio, sin necesidad de voltaje de

alimentación.

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En el esquema neumático, estos sensores se representan sobre el cuerpo del cilindro:

Símbolo.

En el caso que el sensor tenga dos contactos, el contacto NO será de color negro y el NC será de color

Blanco.

Sensor Inductivo.

Al ser alimentado con un voltaje entre 10 y 30 VCD, genera su propio campo magnético. Al ser

alterado por la presencia de un metal, éste entregará el mismo valor de voltaje en la salida. La distancia

de sensado no es grande, tan sólo de unos milímetros.

Sensor Capacitivo.

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Al ser alimentado con un voltaje entre 10 a 30 VCD, el sensor empieza a oscilar en base a circuito RC;

al acercar una pieza no metálica al sensor; el oscilador cambia su frecuencia de oscilación, situación

que es “observada” por la circuitería electrónica interna, enviando por la salida el mismo voltaje con el

que es alimentado, lo que significa la presencia de un objeto próximo al sensor.

Sensores Fotoeléctricos.

Funcionan en base a luz infrarroja que es generada una vez que es alimentado con un voltaje entre 10 y

24 VCD. Estos sensores constan de dos partes; un fotodiodo emisor y un fototransistor como receptor.

Dependiendo de la aplicación puede optarse por cualquiera de los tres tipos de sensores fotoeléctricos

que existen:

Barrera.

Reflectivo.

Difuso.

Dependiendo el tipo de sensor fotoeléctrico, éste estará dispuesto en una sola o en dos piezas.

Sensor Fotoeléctrico de Barrera.

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Sensor Fotoeléctrico Reflectivo.

Sensor Difuso.

Sensor Ultrasónico.

Como su nombre lo indica, su principio se basa en una emisión de sonido de alta frecuencia no

perceptible por el oído humano. Si el sonido que es emitido regresa, es indicativo de que un objeto se

encuentra próximo al sensor. Para evitar confusiones con otras fuentes de sonido que se encuentran en

el mismo ambiente, el sensor está sintonizado para captar solamente sonidos de la misma frecuencia

que sólo él puede emitir.

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Ejemplos de Aplicación.

Conexión de sensores de CD.

Conexión de sensores de CA.

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Conexión de Sensores de CD de 4 Hilos.

Convertidores electro neumáticos

Son válvulas electromagnéticas que convierten las señales neumáticas. Constan de una Válvula

neumática y de una cabeza de mando (solenoide o cabeza de electro imán). A continuación veremos

algunos de los convertidores más empleados.

Electro válvula de 2v/2p

Podemos observar su construcción en la figura. La parte neumática es la correspondiente a una

válvula de 2v/2p normalmente cerrada, cierre por asiento.

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Al aplicar una señal eléctrica en la bobina, se crea un campo magnético y la armadura es atraída. El

aire comprimido de la entrada de alimentación (P) fluye hacia utilización (A). El paso de aire de P a

A se puede realizar normalmente mediante una accionamiento auxiliar que suelen llevar incorporado.

Electro válvula de 3v/3p

El accionamiento es idéntico al anterior, con la diferencia que la cabeza eléctrica se encuentra

montada sobre una válvula neumática de 3v/2p. Su aplicación es similar al de las válvulas neumáticas

convencionales.

La válvula de la figura (1) corresponde a una de 3v/2p normalmente cerrada (NC), mientras que la

figura 9 (2) es la correspondiente a una válvula de 3/2 normalmente abierta (NA).

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Electro válvula de 3v/2p NC (servo pilotaje)

Como podemos apreciar en la figura , la cabeza de la electro válvula al recibir señal eléctrica se

limita a desplazar la armadura y, por tanto, dejar paso del aire comprimido hacia la cabeza del (émbolo

de válvula) que, al ser accionado, deja paso del aire comprimido de (P) hacia (A). Cuando cesa la señal

eléctrica el émbolo de válvula retorna a su posición inicial y el aire de la utilización (A) se dirige al

escape (R).

Mediante el accionamiento auxiliar reflejado en la figura, podemos realizar el accionamiento sin

necesidad de someter la electro válvula a una señal eléctrica, cuestión esta que nos permite hacer

pruebas de funcionamiento antes del montaje definitivo del circuito o durante el montaje del mismo.

En estas válvulas servo piloteadas es preciso respetar las presiones máxima y mínima del aire

comprimido. La aplicación del servo pilotaje neumático evita realizar las bobinas de las electro

válvulas, con dimensiones demasiado grandes y costosas, cuando la tendencia es abaratar y

miniaturizar los elementos en los automatismo neumáticos.

Electro válvulas de 5v/2p (servo pilotaje)

El accionamiento es idéntico al anterior y el funcionamiento de la válvula neumática es similar al de

una de 5v/2p neumática convencional. En la figura podemos apreciar su construcción y

funcionamiento como válvula de 5v/2p accionamiento eléctrico retorno por muelle.

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Electro válvula de 5v/2p (doble accionamiento electro neumático)

La figura muestra una electro válvula con doble pilotaje electro-neumático, cuyo funcionamiento no

difiere notablemente de las anteriores. Se trata de un elemento que realiza las conversiones de señales

eléctricas en neumática y que, además, memoriza estas señales. La señal que llega primero es la que

predomina. El empleo más generalizado es el de mando de cilindros de doble efecto.

Las válvulas descritas hasta ahora son las más empleadas; no obstante, se fabrican para usos menos

convencionales, electro válvulas de 5v/4p, con centros abiertos o cerrados según necesidades.

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Convertidor de señal neumática-eléctrico

Con señal neumática en x, el émbolo de mando (1) conmuta el micro interruptor (2). Este trasmisor

de señales está realizado como contacto de conmutación y se puede aplicar el contacto de apertura, el

de cierre o el conmutado según el empleo a que se vaya a destinar. Suelen trabajar con gama de

presiones entre 0.8 bar y 10 bar.

En la figura vemos uno de los diversos tipos constructivos de este elemento. Desapareciendo la

señal en x, el elemento vuelve a suposición inicial por efecto del muelle que lleva incorporado.

Convertidor de señal neumática-eléctrico (para circuitos de baja presión)

Se puede realizar la conversión de señales con un elemento como el de la figura. Una cabeza de

mando neumática conmuta un micro pulsador, que a su vez está construido como contacto de

conmutación y se puede emplear como contacto de apertura o de cierre.

Por el orificio (1) se introduce aire comprimido a baja presión (0.1 a 0.25 bar.). El aire escapa al

exterior por el orificio (3). Al aplicar una señal neumática en x (2), la membrana 4 es de forma y

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cierre al paso de (1) hacia (3). Por consiguiente, el aire comprimido conectado en (1) empuja la

membrana (5), realizando el contactó eléctrico del micro pulsador. El contacto permanece conmutado

mientras exista señal en la entrada (2).

Naturalmente, este elemento en estado no accionado tiene consumo de aire que expulsa

constantemente a la atmósfera, pero no tiene demasiada importancia, pues es muy pequeño el caudal

(aproximadamente 0.7 a 2 l/min. ).

Las gamas de presión de las alimentaciones las establecen los fabricantes en función de la

construcción de sus elementos.

Convertidor de señal neumática-eléctrico (presotato)

Tiene por misión convertir señales a presión neumáticas previamente ajustadas a señales eléctricas.

Cuando reciba una señal neumática en la entrada x, la membrana conmutara el empujado, siempre que

la presión en la entrada x ejerza una fuerza superior a la ajustada en el muelle de compresión,

controlada por el tornillo de regulación al respecto. Vencida la fuerza ajustada en el muelle es

conmutado un micro pulsador que envía la señal eléctrica.

Como en los casos anteriores, el contacto de conmutación puede utilizarse como contacto de apertura

o de cierre. La señal eléctrica de salida es permanente mientras que la señal neumática de entrada X

sea superior a la presión ajustada.

Un esquema al respecto se puede ver en la figura. La gama de presiones de ajuste se suelen situar

entre 0 y 10 bar. Generalmente todos los convertidores de señal se pueden hacer funcionar con las

tensiones continuas y alternas usuales.

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Útiles eléctricos para el procesamiento de señal

RelesEmpleados en neumática para mando, procesamiento y regulación en maquinas e instalaciones.

El empleo de reles supone una serie de ventajas:

- Esta prácticamente exento de mantenimiento.- Permite alta frecuencia en sus conexiones.- Alta velocidad de conmutación.- Empleo para conexiones de baja y alta intensidad y voltaje.- Conectan y mandan con un coste energético relativamente bajo.

Existen múltiples y variados tipos de reles en la industria; no obstante, el principio de funcionamiento es igual en todos los casos. En la figura se puede apreciar el esquema de un rele para zócalo de enchufe empleado en circuitos electro-neumáticos.

Aplicando tensión a la bobina (1), circula corriente eléctrica por el arrollamiento, se crea un campo magnético y la armadura (3) es atraída al núcleo (2) de la bobina. Los contactos (5) abren o cierran, puesto que son solidarios con la armadura. Mientras este aplicada la tensión, la conexión durara; cuando cese la tensión, la armadura volverá a su posición inicial por efecto del resorte (6).

Para facilitar la lectura (igual que en otras técnicas), en los esquemas de los circuitos se utiliza una simbología como la representada en la figura 103.

Ejemplo de simbología

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El rele se designa por la conexión de la bobina, A1 YA2.

- Tiene cuatro contactos.- Se realizan designaciones numéricas.

13 23 33 4314 24 34 44

- L a primera cifra es una numeración continua de los contactos.- La segunda cifra, en el presente ejemplo siempre 3 y 4, indica que se trata de contactos de

cierre, como representamos en la figura 103 (1).

- En la figura 103 (2) mostramos un rele con cuatro contactos de apertura, puesto que la segunda cifra es 1 y 2.

- Cuando se precisa contactos distintos, se emplean contactos de cierre y apertura en un mismo elemento, como se indica en la figura 104.

Relees temporizadores.

Tienen por misión conectar o desconectar (transcurrido un tiempo ajustable y predeterminado) los contactos en un circuito, tanto si son de apertura como de cierre. La figura 105 (1) contemplan un rele con retardo a la conexión. Una vez transcurrido el tiempo ajustado se conectan y da una señal de salida.

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Previa aplicación de tensión se acciona el pulsador S y se inicia el tiempo de retardo ajustado. Transcurrido el tiempo, se acciona el contacto y se cierra el circuito. Cuando se desconecta el pulsador S, el contacto toma su posición inicial y sin retardo se abre el circuito.

La figura (2) muestra un rele con retardo a la desconexión. Aplicada la tensión y actuando el pulsador S, el contacto queda accionado sin retardo, cerrando el circuito. Cuando se desconecta S, se inicia el tiempo de retardo ajustado. Transcurrido el tiempo el contacto vuelve a su posición inicial, abriendo el circuito.

Nota:

En ambos casos el funcionamiento se puede comparar con el de un temporizador neumático.

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CIRCUITOS BASICOS ELECTRONEUMATICOS

Mando de un cilindro de simple efecto

Al accionar un botón pulsador debe salir el vástago de un cilindro de simple efecto. Al soltar el

pulsador el cilindro de simple efecto debe retornar a su posición inicial las siguiente figura muestra

un esquema al respecto:

1.- actuando el pulsador S1, cierra el circuito. La bobina Y1 se activa y efectúa el cambio en la válvula

distribuidora3/2 alimentando el cilindro de simple efecto A. soltando el pulsador S1, el circuito se

interrumpe y la válvula distribuidora de 3/2 vuelve a su posición estable y, por lo tanto el cilindro

retrocede.

2.- Este caso es típico de pilotaje indirecto, donde el relé K1 es pilotado por el pulsador S1 a través de

un contacto de cierre de K1, que a su vez pilota la bobina Y1, realizando un desarrollo igual al caso

anterior.

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MANDO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO

El vástago del cilindro debe salir, como en el caso anterior, accionando un pulsador y deba regresar a

su posición inicial al soltar el pulsador. Como se muestra en la siguiente figura.

1.- Accionando el pulsador S1, la electro válvula Y1 efectúa el cambio en el distribuidor de 5v/2p

alimentando el cilindro A y produciendo su avance. Dejando de accionar el pulsador, el conjunto

vuelve a su posición inicial.

2.- Este segundo ejemplo funciona igual que el de la figura anterior.

ACCIONAMIENTO DE UN CILINDRO DE SIMPLE O DOBLE EFECTO DESDE 2 PUNTOS

DIFERENTES.

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En este caso la conexión se realiza en paralelo. En la figura podemos observar un esquema al respecto:

accionando el pulsador S1 ó S2 queda excitada la bobina de la electro válvula Y1 y, por tanto,

accionando el cilindro A. Dejando de pulsar uno, otro, ó ambos pulsadores, el cilindro regresa a su

posición inicial por quedar anulada la señal y Y1.

MANDO DE UN CILINDRO CON DOS PULSADORES SIMULTÁNEAMENTE.

La conexión se realiza en serie. La figura nos muestra un esquema de este caso: accionando los

pulsadores S1 y S2

Simultáneamente, el circuito se cierra; se excita la bobina Y1 y efectúa el cambio en la electro válvula,

alimentando al cilindro y produciendo sus desplazamientos. Al dejar de pulsar cualquiera de los

pulsadores, el circuito vuelve a su posición inicial.

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MANDO DE UN CILINDRO CON DOBLE ACCIONAMIENTO ELÉCTRICO.

El embolo del cilindro debe avanzar hasta el final de carrera accionando el pulsador S1.Debe

permanecer en esa posición hasta que se accione la carrera de retroceso mediante el pulsador S2.La

figura muestra un esquema con la solución: a accionar el pulsador S1, se activa la bobina Y1 y la

válvula distribuidora efectúa el cambio haciendo avanzar el embolo del cilindro y manteniéndolo ahí

hasta que, actuando sobre el pulsador S2, mande la señal a la bobina Y2, que efectuara la inversión

sobre la válvula distribuidora y el embolo del cilindro regresara a su posición inicial.

ACCIONAMIENTO SEMIAUTOMÁTICO DE UN CILINDRO.

Accionando el pulsador S1, el embolo ha de avanzar hasta el final de carrera. Una vez realizada esta

debe volver a su posición inicial. En la figura podemos ver un esquema de este circuito: accionando el

pulsador S1 se excita la bobina Y1. El embolo avanza hasta la posición de final de carrera y accionará

el final de carrera de S2 allí situado. Este final de carrera excitara la bobina Y2 y el embolo regresara a

su posición inicial.

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MOVIMIENTO AUTOMÁTICO DE UN CILINDRO.

Conectando un interruptor, el vástago del cilindro ha de salir y entrar continuamente hasta que se

desconecte el interruptor. Como condición, el vástago ha de volver a ocupar su posición inicial. La

figura muestra el esquema:

En las posiciones de inicio y final de carrera S1 y S2 accionados mecánicamente. Al ser accionados

emiten, respectivamente, una señal para la carrera de avance y de retroceso. El final de carrera S1

manda señal si el interruptor S3 esta conectado, y por consiguiente el embolo del cilindro realiza un

movimiento de vaivén. Al desconectar el interruptor S3 no puede haber señal en la bobina Y1 y, por

tanto el embolo permanecerá parado en su posición trasera.

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CIRCUITO DE AUTORRETENCIÓN

Son necesarios en mandos electroneumáticos cuando han de quedar memorizadas las señales

eléctricas. En la técnica de mando se emplean dos circuitos de autorretención: CON dominante o DES

dominante la figura muestra los dos casos.

Circuito 1.- Actuando el pulsador CON queda excitado el relé K1 y conmuta. Para que al soltar el

pulsador CON permanezca activado el relé, ha de estar conectado en paralelo al circuito 1 un contacto

de cierre K1 (circuito 2).

El pulsador DES situado en el circuito CON dominante y conectado en serie con el contacto de cierre

de K1, sirve para borrar el circuito de autorretención.

Circuito 2.- En el DES dominante, un contacto de cierre de K1 mantiene la autorretención de conexión

en paralelo igual que en el circuito CON dominante. El pulsador DES esta conexionado en serie con el

pulsador CON.

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NOTA. Esta conexión en paralelo hace que al soltar el pulsador CON no quede desactivado el relé K1


MANDO DE UN CILINDRO CON CIRCUITO DE AUTORRETENCIÓN.

El vástago del cilindro debe salir y permanecer en su posición hasta que una segunda señal haga

retorno el embolo a su posición inicial. El esquema de la figura indica la solución: mediante el

pulsador S1 (CON) es excitado el relé K1. En paralelo el circuito 1 y en el circuito 2, esta montado un

contacto de cierre de K1 que mantiene la alimentación de relé K1. En el circuito 3 el contacto de

cierre. Pulsando S2(DES) e interrumpiendo el circuito hacia el relé K1, el muelle de la válvula

distribuidora cambia la posición de la misma y el embolo retorna a su posición inicial.

MANDO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO CON TEMPORIZACIÓN EN EL FINAL

DE CARRERA.

Previo accionamiento de pulsador S1, debe avanzar el embolo al llegar al final de carrera debe pararse

durante 10 segundos y, a continuación, regresar automáticamente. La posición de inicio queda

asegurada por el final de carrera S2. La figura muestra un esquema al respecto: Al accionar el pulsador

S1 queda conectado el relé K1. El contacto de cierre, 13,14 del relé K1 activa la bobina Y1. el cilindro

realiza la carrera de avance hasta accionar el fina de carrera S2, el cual conecta al relé temporizador

K2 (con retardo a la excitación).

Transcurridos los 10 segundos, el contacto de cierre 15,18 del relé temporizador excita la bobina Y2 de

la válvula distribuidora y produce el retorno de embolo a su posición inicial.

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MANDO DE UN CILINDRO CON AUTORRETENCIÓN Y RETARDO DE

DESEXCITACIÓN

La figura muestra un ejemplo de un circuito de autor retención y retardo de desconexión

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Elaboración de esquema.

La realización de los esquemas electroneuámticos se pueden hacer por varios métodos .

1.- Método intuitivo.

2.- Método Sistemático

En el primer caso se realiza el problema, apoyándose exclusivamente en la intuición o en la

experiencia. En el segundo caso se realiza siguiendo directrices para su realización.

A continuación vamos a realizar un circuito electroneumático siguiendo un método sistemático que,

observando sus directrices, proporcione una visión de conjunto de los esquemas del circuito y

garantice el desarrollo funcional de los mismos.

Ejemplo.

Se tiene una maquina cuyo funcionamiento corresponde al diagrama espacio fase y observando el

diagrama, se observa la ecuación de movimientos de dos cilindros.

Ecuación de movimientos: A+B+A-B-

Diagrama espacio fase y diagrama de mando

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El mando puede realizarse con memorización neumática o eléctrica.

Procederemos, en primer lugar, a su realización con memoria neumática, siguiendo los siguientes

pasos:

1.- Trazando, según la figura, de los símbolos de los cilindros a y b con sus distribuidores de 5v/2p de

doble accionamiento electro neumático. Posicionar los finales de carrera eléctricos.

2.- Trazado, según la figura, del circuito de mando y el circuito principal. El relé K1 es excitado

mediante el pulsador de marcha S5 a través del final de carrera S3 en el circuito de mando. Un

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contacto de cierre de K1 cierra el circuito principal y la bobina Y1 se exita, pilota la válvula y el

vástago del cilindro A sale.

3.- Trazado, según la figura, del segundo circuito. El vástago del cilindro A, en su final de carrera,

acciona S2 que excita el relé K2. Un contacto de cierre k2 excita la bobina Y3 actuando la electro

válvula y realizando el avance del vástago del cilindro B.

4.- Trazado, según la figura, del tercer circuito. El cilindro B, en su posición extendida, acciona el final

de carrera S4 excitando el relé K3, que conecta la bobina Y2 haciendo que el vástago del cilindro A

regrese a su posición estable.

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5.- Trazado del cuarto circuito, según la figura. El final de carrera S1 es accionado en su retorno por el

cilindro A. Un contacto de cierre de K4 excita la bobina Y4, haciendo que el cilindro B regrese y

vuelva a accionar el final de carrera S3. Al accionar de nuevo la puesta en marcha S5 (por el

procedimiento que sea: manual, mediante un detector de piezas, con un órgano de máquina a que

pertenezca el circuito, etc.), y a través de S3, se cierra el circuito de mando, por lo que puede de nuevo

empezar un nuevo ciclo.

Seguidamente procedemos a la realización con memoria eléctrica siguiendo los siguientes pasos:

1. Trazado, según la figura, de los símbolos de los cilindros A y B con válvulas distribuidoras de

5v/2p accionamiento eléctrico retorno por muelle. Posicionar y designar los finales de carrera

eléctricos.

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2. trazado del circuito de mando y principal para el primer relé K1 y para la bobina Y1, según la

figura. Accionado el pulsador de marcha S5, queda cerrado el circuito con el relé K1, a través

de final de carrera S3 que está pulsado por el vástago del cilindro B. En paralelo con este

circuito se traza el circuito principal con un contacto de cierre K1 unido en serie a la bobina

Y1, que realiza el pilotaje de la válvula de 5V/2P produciendo el avance del cilindro A. Con

este circuito se autorretiene el relé K1.

3. Trazado del relé k2 Y de la bobina Y2, según la figura. realizando el avance del cilindro A,

acciona el final de la carrera S2, que excita el relé k2 en el circuito de mando. A través del

contacto de cierre de K2 realizamos la autorretención del relé k2. El contacto de cierre K2

excita la bobina Y2 y la válvula de 5v/2p es piloteada y realiza el avance del cilindro B.

4. Posicionado del final de carrera S4 para la desconexión del relé k1, según la figura. El

accionamiento de S4 por el cilindro B provoca la interrupción en el circuito de autorretención

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y el relé K1 se desexcita. Como consecuencia, el contacto de cierre K1 en el circuito principal

regresa a su posición estable dejando Y1 sin corriente y, por tanto, la válvula correspondiente

toma su posición inicial retornando el cilindro A, a su origen.

5. Posicionado del final de carrera S1 para la desconexión del relé K2, según la figura. Al

accionar el cilindro A, el final de carrera S1 interrumpe el circuito hacia el relé k2 y el circuito

de autorretención queda anulado. El contacto de cierre K2 en el circuito principal deja sin

corriente la bobina Y2 y la válvula correspondiente toma su posición inicial retornando el

cilindro B a su origen.

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Método Cascada

Este método requiere la siguiente serie de pasos para llevar acabo

1.- Se elabora la ecuación de movimientos que es la representación de la secuencia por medio de la letra que se le asigna al cilindro, los símbolos (+) para el avance (-) para el retroceso para cada movimiento.

2.- se divide la ecuación en grupos. Cada grupo tiene la limitante de que no puede poseer movimientos complementarios de un mismo cilindro.

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3.- Se identifican los sensors de grupo y los sensores que hacen cambio de grupo, estos últimos son los sensores que mandan señal para activar al primer movimiento

4.- Para realizar el diagrama de control eléctrico dibujamos dos líneas paralelas horizontales que representan las líneas de alimentación de 24 Volts y 0 Volts.

5.- Dibuja a continuación del lado derecho entre las líneas de alimentación líneas horizontales tantas como grupos de nuestra ecuación existan.

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6.- Se coloca al lado izquierdo de las líneas de alimentación de grupos tantos contactos eléctricos un polo dos tiros de relevados uno por cada grupo y el del ultimo grupo se elimina.

Se conecta el polo del primer al contacto cerrado del segundo y así sucesivamente, el contacto común del último se conecta a 24V.

El contacto cerrado del primer alimenta el último grupo y el contacto abierto de cada uno a su grupo correspondiente.

7.- Los sensores que hacen cambio grupo se dibujan del lado izquierdo que energizan a un relevador, dicha rama deben quedarse memorizada y tirar la memoria con un contacto cerrado del relevador del grupo siguiente.

Cada una de estas ramas debe contener un contacto del relevador del grupo anterior por medio del cual se prepara el grupo presente

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8.- Las bobinas que generan el primer movimiento de cada grupo se dibujan debajo de las líneas de alimentación por grupos y se conectan directamente al grupo que permanezcan y por debajo a la línea de 0V.

9.- Los sensores que permanecen a un grupo se dibujan bajo líneas de alimentación de grupos y se conectan por la parte superior al grupo que pertenezca y por debajo a la bobina de la electroválvula que tenga que activar.

Ejemplo método cascada

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Practica No. 1 CONTROL DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO

En esta práctica encontrarás en los esquemas de distribución dos diferentes formas de activar un cilindro de simple efecto. La primera es activando la electroválvula directamente y en el segundo caso, será la acción a través de un relé.

Objetivo: Familiarizarse con el equipo electroneumático, conocer físicamente los elementos y practicar la construcción de circuitos para el control eléctrico de un cilindro de simple y doble efecto.

Descripción de la práctica: Un cilindro de simple efecto deberá avanzar cuando se accione un pulsador. Al soltar el pulsador, el cilindro deberá retroceder a su posición normal.

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Esquema 1 circuito neumático Esquema 2 circuito eléctrico


Equipo y material utilizado:

Cilindro de simple Electroválvula de 3/2 monoestable Pulsador Relé Fuente de voltaje Elementos básicos de neumática

Solución: 1er caso - Al pulsar S1, la bobina Y1 se energiza, el inducido permite el paso del aire y el cilindro avanza. 2° caso - Una vez cerrado el interruptor S1 acciona el relé K1, el contacto NA de K1 activa la bobina Y1 dando paso al aire para que de igual forma el cilindro avance. Soltando el pulsador se abre el circuito, la válvula conmuta a su posición inicial y el cilindro retrocede (ambos casos).

Practica No. 2

CONTROL DE UN CILINDRO DOBLE EFECTO

Planteamiento: Al actuar sobre un pulsador deberá avanzar un cilindro de doble efecto y, y al soltar dicho pulsador, el cilindro retrocederá.

Objetivo: Familiarizarse con el material electroneumático, conocer físicamente los elementos y practicar la construcción de circuitos para el control directo e indirecto de un cilindro neumático de doble efecto.

Descripción de la práctica: Arme el circuito electroneumático verifique que las conexiones sean como se indica en el esquema siguiente:

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Cilindro de doble efecto Electroválvula de 5/2 monoestable Pulsador Relé Fuente de voltaje Elementos básicos de neumática

Solución: Al pulsar S1, la bobina Y1 se excita (auxiliándose de un relé (K1) para energizarla) y el sistema de servopilotaje neumático actúa sobre la válvula. El cilindro avanza. Soltando el pulsador se abre el circuito, la válvula conmuta a su posición inicial y el cilindro retrocede.

Practica No. 3

CIRCUITOS PARALELO Y SERIE (CILINDRO DOBLE EFECTO)

En el circuito paralelo se es aquel donde se produce una señal desde dos puntos. El circuito serie es en el que se crea dicha señal si dos puntos se cierran de forma contemporánea.

Objetivo: Conocer los circuitos serie y paralelo para su posterior aplicación.

Descripción de la práctica: Esquema 2- Un cilindro de doble efecto deberá avanzar activándose desde dos puntos (S1 y S2).Esquema 3- El cilindro deberá avanzar si se accionan dos pulsadores simultáneamente.

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Esquema 1 circuito neumático



Cilindro de doble efecto (A) Electroválvula de 5/2 monoestable Pulsadores (S1 y S2) Relé (K1) Fuente de voltaje Elementos básicos de neumática

Solución: En el primer esquema con los pulsadores S1 o S2(si se pulsa uno de los dos) se excita la bobina Y1, la válvula de 5/2 conmuta, el cilindro avanza hasta el final de carrera.

En el segundo esquema se produce la excitación de la bobina si se pulsa S1 y S2 (de forma conjunta). Soltando una de los pulsadores se abre el circuito y el cilindro regresa a su posición normal.

Practica No. 4

CONTROL DEL RETROCESO AUTOMÁTICO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO

Planteamiento: el actuador deberá avanzar hasta el final de carrera cuando se acciona un pulsador. Una vez extendido todo el vástago, el cilindro deberá regresar automáticamente.

Objetivo: Aplicación del final de carrera y el control indirecto bilateral para lograr el retroceso automático del cilindro. Descripción de la práctica: construya el siguiente circuito electroneumático utilizando la válvula 5/2 vías de mando bilateral. Verifique que las conexiones sean como se indica en el esquema siguiente:

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Esquema 2 circuito eléctrico Paralelo Esquema 2 circuito eléctrico Serie



Cilindro de doble efecto (A) Electroválvula de 5/2 biestable Final de carrera eléctrico (S2) Pulsador (S1) Relés (K1 y K2) Fuente de voltaje Elementos básicos de neumática

Solución: Al pulsar S1, la bobina Y1 se excita y permite la extensión del vástago del cilindro, al llegar el mismo al final de carrera actúa sobre éste (S2) y excita a su vez a la bobina Y2 con lo que el cilindro puede retroceder siempre y cuando se haya soltado el pulsador S1.

Practica No. 5

CONTROL DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO CON AUTORRETENCIÓN

Planteamiento: el actuador deberá avanzar hasta el final de carrera cuando se acciona un pulsador. Una vez extendido todo el vástago, el cilindro deberá regresar automáticamente.

Objetivo: Conocer y aplicar el funcionamiento del circuito de autorretención.

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Esquema 2 circuito eléctricoEsquema 1 circuito neumático


Descripción de la práctica: El vástago de un cilindro de doble efecto deberá avanzar y mantener su posición en el final de carrera hasta que una segunda señal provoque su retroceso a posición normal.


Cilindro de doble efecto (A) Electroválvula de 5/2 monoestable Pulsadores (S1 y S2) Relé (K1) Fuente de voltaje Elementos básicos de neumática

Solución: Al pulsar S1(marcha), el relé K1 se excita. Un contacto NA (13/14) de K1está conectado en paralelo con el pulsador S1, para mantener alimentado el relé K1. Mientras tanto al cerrarse otro contacto NA (23/24) de K1 excita el solenoide Y1. El émbolo del cilindro avanza. Con el pulsador de paro (S2) se interrumpe el circuito y desenergiza a K1 interrumpiendo también a Y1. En este estado actúa el muelle de la válvula y el cilindro retrocede a su posición normal.

Practica No. 6CONTROL DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO CON TEMPORIZACIÓN

Los relés temporizadores pueden tratarse de relés con respuesta retardada o con desconexión retardada.Los mandos que requieran una secuencia determinada por tiempo, deberán incluir un relé temporizador. Objetivo: Aplicación del relé temporizador en un circuito en donde se pretende que se mantenga una posición por determinado tiempo, para conocer la respuesta de un temporizador con respuesta retardada.

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Descripción de la práctica: El vástago de un cilindro de doble efecto deberá avanzar y mantener su posición en el final de carrera durante 10 segundos para después regresar automáticamente.


Cilindro de doble efecto (A) Electroválvula de 5/2 biestable Pulsador (S1) Interruptor final de carrera (S2) Relé (K1) Relé temporizador resp. Retardada (K2) Fuente de voltaje Elementos básicos de neumática

Solución: Al pulsar S1(marcha), el relé K1 se excita. Un contacto NA (13/14) de K1está conectado con la bobina Y1.la válvula conmuta, el cilindro avanza hasta el final de carrera actuando sobre S2. Este interruptor actúa sobre el temporizador. El contacto NA (17,18) del relé temporizador excita a Y2 después de transcurrir los 10 segundos designados. La válvula conmuta y el cilindro retrocede.

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Esquema 1 circuito neumáticoEsquema 2 circuito eléctrico


AnexosSimbologia

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