DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
CARRERA DE INGENIERIA MECATRÓNICA
ASIGNATURA: Control Industrial NRC: 2625
INFORME
No. 03
PROFESOR: Ing. Andrés Erazo
INTEGRANTES:
1. Pérez Esteban
2. Vallejo José
30 de Mayo del 2016 - Sangolquí
Contenido
1. Tema ........................................................................................................................................... 3
2. Objetivos .................................................................................................................................... 3
3. Materiales y equipos.................................................................................................................. 3
4. Procedimiento ............................................................................................................................ 4
5. Conclusiones: ........................................................................................................................... 15
6. Recomendaciones: ................................................................................................................... 15
7. Bibliografía .............................................................................................................................. 15
1. Tema
EL CONTACTOR
Funciones y Aplicaciones
2. Objetivos
- Utilizar el contactor para un ejercicio práctico sencillo reforzando de esta manera lo
aprendido en clase.
- Optimizar el uso de contactores dentro de un circuito de control.
3. Materiales y equipos
- 4 Fusibles de 10 amperios
- 2 Multímetros
- 2 Desarmadores de punta plástica
- Juego de Desarmadores Medianos (estrellas y Planos)
- Cortadora de Cables
- Peladora de Cables
- Cable flexible número 16 AWG
- Cuaderno de Apuntes de Laboratorio.
- Carpeta de laboratorio
- Preparatorio desarrollado e impreso
4. Procedimiento
Borneras Teórico:
"Realizar el diagrama de borneras para tres regletas: elementos de mando, órganos de
mando, y sensores”
En Anexos
Borneras Práctico:
Debido a que no se capturó una fotografía del circuito físico en el laboratorio este literal no
se puede realizar.
Circuito:
En Anexos
Normativas:
"Indicar la normativa de protección que deberían llevar los dispositivos a
utilizarse en el proceso indicado e indicar su ambiente de trabajo. De manera
general y específica (Elementos en Tableros y Elementos en Campo).”
Las principales normas que se ocupan de la seguridad para estos casos son:
La calificación IP de gabinetes de acuerdo a la definición IEC 60529
(Hoffman, NORMAS GLOBALES PARA GABINETES EN LA INDUSTRIA
ELECTRICA,2009)
Dispositivos:
Sensores de nivel
- SITRANS LVL100
Es un interruptor vibratorio de nivel compacto para el uso con líquidos como protección
contra desbordamiento y marcha en seco, así como avisador de llenado, demanda y vaciado.
Es ideal para el uso en instalaciones con espacio reducido.
El interruptor de nivel compacto SITRANS LVL100 está concebido para el uso industrial en
todos los sectores de la industria de procesos y se emplea para líquidos y lodos. Con una
horquilla oscilante de solo 40 mm (1,57") de longitud, el SITRANS LVL100 puede montarse
en tubos pequeños e instalaciones de espacio reducido. Funciona prácticamente sin que le
influyan las propiedades físicas o químicas del medio líquido. El LVL100 puede también
emplearse en condiciones difíciles, como turbulencias, burbujas de aire, formación de
espuma, sedimentaciones o vibraciones externas. (Siemens, 2016)
- Pointek CLS500
Es un interruptor de nivel capacitivo con tecnología Inverse Frequency Shift para la detección
de interfaces, granulados, líquidos y productos químicos tóxicos y agresivos en condiciones
de servicio difíciles (altos valores de temperatura y de presión).
La tecnología Active Shield garantiza una medición sin influencias del vapor,
sedimentaciones, polvo y condensación. El diseño único de la sonda y el potente transmisor
obtienen juntos una potencia superior en una amplia gama de aplicaciones en la detección
del nivel de relleno. (Siemens, 2016).
Sensores de Temperatura
- Termistor
Está basado en que el comportamiento de la resistencia de los semiconductores es variable
en función de la temperatura.
Existen los termistores tipo NTC y los termistores tipo PTC. En los primeros, al aumentar la
temperatura, disminuye la resistencia. En los PTC, al aumentar la temperatura, aumenta la
resistencia.
El principal problema de los termistores es que no son lineales según la temperatura por lo
que es necesario aplicar fórmulas complejas para determinar la temperatura según la corriente
que circula y son complicados de calibrar. (Johnson, 2014)
- RTD ( resistance temperature detector )
Un RTD es un sensor de temperatura basado en la variación de la resistencia de un conductor
con la temperatura.
Los metales empleados normalmente como RTD son platino, cobre, niquel y molibdeno.
De entre los anteriores, los sensores de platino son los más comunes por tener mejor
linealidad, más rapidez y mayor margen de temperatura. (Johnson, 2014)
- CONDUCTORES FL EXIBL ES DE COBRE TIPO “FXT, TFF, TW-F”
USOS Y APLICACIONES
Los conductores flexibles de cobre tipo FXT, TFF y TW-F son utilizados para alambrado de
aparatos, cableados de tableros eléctricos de control, baterías de vehículos, instalaciones
generales industriales y comerciales, donde se requiera de gran flexibilidad debido a las
dificultades de trabajo y en general como cables sometidos a continuo movimiento, tal como
se especifica en el National Electrical Code. Este tipo de conductor puede ser usado en
lugares secos y húmedos, su temperatura máxima de operación es 60 °C y su tensión de
servicio para todas las aplicaciones es 600 V. (Disensa, 2015)
SITRANS LVL100 Pointek CLS500 RTD Termistor
Puede montarse en
tubos pequeños e
instalaciones de
espacio reducido
La tecnología Active
Shield garantiza una
medición sin
influencias del
vapor,
sedimentaciones,
polvo y
condensación
Basado en la
variación de la
resistencia de un
conductor con la
temperatura.
Está basado en que
el comportamiento
de la resistencia de
los semiconductores
es variable en
función de la
temperatura.
Para el uso industrial
en todos los sectores
de la industria de
procesos y se emplea
para líquidos y lodos
Para la detección de
interfaces,
granulados, líquidos
y productos
químicos tóxicos y
agresivos en
condiciones de
servicio difíciles
(altos valores de
temperatura y de
presión).
Empleados
normalmente en los
RTD son el platino,
cobre, niquel y
molibdeno.
El principal
problema de los
termistores es que no
son lineales
Conexionado:
Conexión a PLC
Paso No. 1: Primero debemos saber que tipo de Entradas tenemos en nuestro PLC.
Los PLC vienen con dos tipos de entradas, Entradas PNP ó Entradas NPN.
- Si conectamos un sensor a una entrada de otro tipo este no va a funcionar.
Selección PNP o NPN
Para sensores discretos, como el nuestro, existen dos tipos de salida: los
NPN o salida que consumen corriente, y las PNP o salida que entrega
corriente. Los nombres se corresponden con conceptos más electrónicos
sobre los que no vamos a explayarnos. Anteriormente, se debía determinar
de antemano, en el proyecto de automatización, el tipo de sensores que se
iba a utilizar. Además, los módulos de conexiones de entradas al PLC
debían ser elegidos para uno u otro tipo de sensor, es decir que había
módulos que aceptaban solo sensores PNP y otros que aceptaban solo
sensores NPN. Con el avance de la tecnología y la capacidad de integración,
hoy ya contamos con el diseño de entradas del PLC del tipo Sink/Source que
permiten la circulación de corriente en cualquiera de los dos sentidos, así
que esto ya no es un problema. Esto ocurre con cualquier marca de PLC.
(Anónimo, Yo Ingeniería, 2015, obtenido de: http://yoingenieria.com/el-
sensor-inductivo-su-conexion-como-entrada-plc/)
Paso No. 2: Analizar el código de colores que trae nuestro Sensor.
Por lo general estos bienen con 3 Hilos:
- El de color Cafe es ( + )
- El Azul ( - )
- El color Negro Es el cable de señal, que es el que va en la entrada del PLC.
Paso No. 3: Hacer las Conexiones
- El cable Cafe al Positvo del PLC
- El cable Azul al Negativo del PLC
- El cable Negro a una de las Entradas del PLC.
Entradas:
Digital.- Existirá en el sensor dos niveles de señales ya sea alto o bajo. Se puede conectar
directamente en el puerto de entrada si el voltaje está dentro del nivel de la lógica del PLC.
• Analógica.- También se conectara a un puerto de entrada si es que el voltaje es
compatible con la lógica del PLC.
Conexión a Bobina
Para poder conectar un dispositivo de censado o en otras palabras un sensor a una bobina de
un Contactor lo que primero debemos observar y confirmar es que los sensores sean del
tipo switch para poder aplicar la lógica tipo binaria que contiene es decir encendido o
apagado (activado o desactivado).
Ejemplo:
El controlador de Temperatura es de 1/4 Din, Configurado para Sensor de Temperatura tipo
"J".
El Contactor es trifásico, con la bobina de control en 110Vac. La bobina de control va
conectada a la Salida N.A. (Normalmente Abierta) del control de Temperatura.
Optimización:
"Realizar una tabla con los mínimos elementos necesarios para la construcción.”
“Realizar dos cotizaciones online o físicas de dos proformas con los elementos a
utilizarse para armar los tres tableros propuestos (Sensores – Elementos de
Mando – Órganos de Mando)”
Cotización en anexos
Hacia la Industria:
"Definir una empresa en específico en el Ecuador en la cual se pueda implementar el
sistema propuesto."
“Desarrollar una propuesta de una hoja, para vender la idea a la empresa indicada. Se
calificará la parte técnica y la invención generada con la propuesta; además de los
costos que involucren la implementación de la misma (Costo materiales y mano de obra
– Costo instalaciones, etc.)”
LePlant
LePlant es una empresa dedicada al desarrollo de productos y servicios en biotecnología
vegetal, especializados en cultivo in vitro.
Los laboratorios de LePlant están diseñados para la obtención de grandes cantidades de
plantas mejoradas y de calidad.
Propuesta en Anexos, lo referente a Propuesta LePlant
Opinión:
“¿De acuerdo a su trabajo realizado, qué impacto tendría la generación de proyectos
de implementación industrial en el país? “
Pienso que las implementaciones de proyectos de este tipo ayudarían al desarrollo de las
empresas, haciéndolas más competitivas a nivel internacional y por tanto fortaleciendo la
exportación de productos nacionales de alta calidad.
5. Conclusiones:
- La importancia de un sistema de control automático destaca al momento de
verificar la eficiencia de un proceso.
- Los fallos en los sensores ocasionan problemas en el circuito de control
independientemente de su lógica de funcionamiento.
6. Recomendaciones:
- Verificar el estado de los sensores previa su instalación.
- Utilizar fusibles de cerámica que soporten corrientes mayores en caso de
cortocircuito.
7. Bibliografía
Disensa. (2015). Cables. Guayaquil.
Johnson, C. D. (2014). Control Instrumentation. Edinburgh: Pearson.
Kuo, B. (1996). Sistemas de control automático. México: Prentice Hall.
Siemens. (2016). Sensores de nivel.
(Anónimo, Yo Ingeniería, 2015, obtenido de: http://yoingenieria.com/el-sensor-inductivo-
su-conexion-como-entrada-plc/)
(Hoffman, NORMAS GLOBALES PARA GABINETES EN LA INDUSTRIA
ELECTRICA,2009)
PD1NC
CA
S1C1 C2
CA
D1
Fecha Nombre Firma
Proyectado
Dibujado
Revisado
Aprobado
Material
Denominación
Código
Sustituye a:
Cantidad
Escala
Hoja
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS
Departamento de Ingeniería Mecánica
Ingeniería Mecatrónica
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
Ing. A Erazo
Perez, Vallejo
VARIOS
CIRCUITO INFORME 3
1
F1
L
N
CA
PD1NA
C1 C2
A1
A2
A1
A2
A1
A2
12
11
14
13
14
13
14
13
14
13
14
13
14
13
2
1
2
1
ELEMENTO
DESCRIPCIÓN
S1
S2
Interruptor/Sensor de vacio
PULSADOR NA/ Encendido
PD1NA
PD1NC
Interruptor/Sensor de lleno
PULSADOR NC/ Apagado
L1LUZ PILOTO/ Estado del Horno
L2LUZ PILOTO/estado de la válvula de Ilenado
CA
C1
BOBINA/ Control del Horno
C2
L3
L2L1
BOBINA/ control válvula de llenado
BOBINA/ Control de alimentacion
F1
FUSIBLE
D1
DISYUNTOR
L3
LUZ PILOTO/ estado de la válvula de vaciado
PD2NC
C1
PD2NA
12
11
14
13
14
13
S2
12
11
S3
14
13
C3
A1
A2
X2
X1
X2
X1
X2
X1
C3
14
13
Interruptor de cierre y apertura de la válvula de vaciado
PULSADOR NA/ Encendido del horno
PD2NA
PD2NC
PULSADOR NC/Sensor de T. Apagado del horno
C3
BOBINA/ Control Válvula de vaciado
S3
Fecha Nombre Firma
Proyectado
Dibujado
Revisado
Aprobado
Material
Denominación
Código
Sustituye a:
Cantidad
Escala
Hoja
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS
Departamento de Ingeniería Mecánica
Ingeniería Mecatrónica
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
Ing. A Erazo
Perez, Vallejo
VARIOS
DIAGRAMA DE BORNES INFORME 3
1
1 2 3 4 59 L N
S1
S2
PD1NA PD
1N
C
6 7 8
1 23 4 5
9 L N6 7
8
1 2 3 45
9 L N6 7
8
N L
CA
6 78
C1
C2
L3
L2L1
PD
2N
A
PD
2N
C
S3
96 7 8
9
CA CA C1 C1 C2 C3
6 78
C3
ELEMENTO
DESCRIPCIÓN
S1
S2
Interruptor/Sensor de vacio
PULSADOR NA/ Encendido
PD1NA
PD1NC
Interruptor/Sensor de lleno
PULSADOR NC/ Apagado
L1LUZ PILOTO/ Estado del Horno
L2LUZ PILOTO/estado de la válvula de Ilenado
CA
C1
BOBINA/ Control del Horno
C2
BOBINA/ control válvula de llenado
BOBINA/ Control de alimentacion
F1
FUSIBLE
D1
DISYUNTOR
L3
LUZ PILOTO/ estado de la válvula de vaciado
Interruptor de cierre y apertura de la válvula de vaciado
PULSADOR NA/ Encendido del horno
PD2NA
PD2NC
PULSADOR NC/Sensor de T. Apagado del horno
C3
BOBINA/ Control Válvula de vaciado
S3
Sistema hidropónico
Propuesta LePlant
Objetivo
- Potenciar el desarrollo de plantas ya germinadas mediante hidroponia controlada
inteligentemente.
Planteamiento
El proyecto se basa en un sistema automatizado de cultivo hidropónico que consiste en
el desarrollo de plantas usando disoluciones minerales en vez de suelo agrícola. El agua
utlizada en este proceso requiere una tempreratura y volúmen específicos por lo cual se
implementará varios sensores capaces de controlar las variables y ejecutar
automaticamente el ciclo de trabajo.
Detalle de costos para la implementación
Detalle Cantidad Precio unitario Total
Pulsadores 2 16 32
Termocupla 1 40 40 Sensor de nivel 1 10 10
Horno 1 140 140
Luces de señlaización 3 2 6
Contactores 220 V 4 43 172 Electro válvulas 2 25 50
Instalación 1 280 280
Total $ 730