manual de detección de fallas en circuitos neumáticos

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Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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Page 1: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

> CURSO 033 | MANTENIMIENTO

> DETECCIÓN DE FALLASEN CIRCUITOS NEUMÁTICOS

033MICRO CAPACITACIÓN

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WWW.MICRO.COM.AR

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Page 2: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

Automación Micromecánica s.a.i.cM. Moreno 6546 B1875BLRWilde . Buenos Aires . [email protected] . www.micro.com.ar

Tel. Ventas: 011 4227 0595 y líneas rotativas . Fax: 011 4206 6281Conmutador: 0114206 6285 y líneas rotativas . Fax: 011 4206 0228

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Page 3: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

5PREFACIO

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Los estándares actuales de producción nos obligan a ser cada vez más eficaces y efi-cientes en el uso de los activos de nuestras plantas. Es por eso, que el mantenimien-to de éstos está cobrando mayor importancia a la hora de realizar mejoras en el pro-ceso productivo. Por lo tanto, conocer las estrategias adecuadas para el manteni-miento de los equipos es vital.

En MICRO, a través de los cursos de capacitación, pretendemos crear un espacio de for-mación y entrenamiento en el área de la automatización industrial, para estudiantes, pro-fesores, operadores, técnicos e ingenieros que decidan completar la propia formación.El diseño del manual está elaborado con criterios eminentemente prácticos, para faci-litar un estudio ágil y actualizado de cada uno de los temas.

El objetivo del curso de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos, busca dara los participantes un alto nivel de conocimientos de gestión y competencias tecno-lógicas para el mantenimiento de equipos industriales. Lo que les permitirá tomardecisiones adecuadas al momento de optimizar los procesos de mantenimiento yanalizar las causas de las fallas frecuentes y cotidianas en equipos industriales.Esperamos haber construido una herramienta que les permita apropiarse significati-vamente del nuevo saber.

Para contribuir al logro de los objetivos reseñados, sus comentarios al final del cursoserán de inestimable utilidad.

Departamento de Capacitació[email protected]

Page 4: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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7INDICE

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CURSO 033Detección de fallas en Circuitos Neumático

Conceptos básicosEstructura de las máquinasEl concepto de mandoLas señales de mandoLa cadena de mando

Tipos de mandosClasificación de los mandos

Representación de las fases operativas de una máquinaFormas de representación de las fases operativas de una máquina

Esquemas circuitales de mandoDefiniciónSimbología de los elementosDisposición de elementos en el esquema circuitalDenominación de los elementos en el esquemaDesignación de las líneas de conexionado

Documentación técnicaLista de materialesCroquis de instalación

Interpretación de esquemas de mandoInterpretación de esquemas circuitales de mandoTemporizaciones neumáticasMandos adicionales para marcha, operación y emergencia

Detección de fallasDetección sistemática de fallas en circuitos neumáticosProcedimiento para detección de fallasEjercicios de detección de fallas

MICRO Capacitación

11 . 1

1 . 2

1 . 3

1 . 4

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33 . 1

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Page 6: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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Conceptos básicos

Introducción

El mantenimiento de los equipos neumáticos de producción abarca dos aspectos biendefinidos: El primero, vinculado a los conjuntos de acciones correctivas a aplicar a unequipo en condición de falla.Las primeras son perfectamente programables y realizables en aquellos momentos enque la producción no se vea afectada, mientras que las segundas, como es obvio, nopueden ser programadas, revisten siempre el carácter de urgentes, siendo aquí críti-co el tiempo demandado en restaurar el servicio.

Los pasos a seguir para solucionar la falla manifiesta de un equipo neumático son:

1. Localizar el origen de la falla.2. Reparar los componentes deteriorados (eventualmente sustitución).

En accionamientos neumáticos simples, la primera tarea resulta relativamente senci-lla aún con escasos conocimientos del tema. A medida que crece la complejidad delaccionamiento, se hace imprescindible disponer de una metodología que asegure unadeterminación sistemática, precisa y rápida de los orígenes de la falla. Esto últimorequiere el cabal conocimiento de las estructuras de comando del equipo, del flujo delas señales de mando, y de la secuencia operativa de la máquina, entre otros.En muchas aplicaciones, esta información se presenta en forma de diagramas desecuencia o esquemas circuitales, cuya correcta interpretación es imprescindible. Enotros casos, serán las personas a cargo del mantenimiento, quienes ante su carenciadeban confeccionar esta documentación de base, sin la cual no sería aplicable nin-gún método para la detección sistemática de la falla, debiéndose recurrir a métodosde tanteo que más que una solución son a menudo fuentes de más problemas.En lo que sigue nos ocuparemos de incorporar los conocimientos básicos necesariospara la interpretación y/o realización de la documentación técnica de base y la apli-cación de un método de detección sistemática.

Estructura de las máquinas

Una máquina conforma básicamente dos partes bien definidas:La parte operativa, también llamada de potencia, formada por el conjunto de elemen-tos en donde se llevan a cabo las acciones propias del proceso de trabajo.El mando, también llamado parte del comando, en donde se generan las órdenes quegobiernan el conjunto de elementos de la parte operativa.Entre ambas partes existe una fluida comunicación. El mando comunica órdenes a laparte operativa, ésta ejecuta las acciones correspondientes e informa al mando suevolución. En función de la información recibida, el mando elabora nuevas órdenes,las que serán ejecutadas en la parte operativa y su evolución nuevamente reportadaal mando. Esta situación se repite hasta completar un ciclo de trabajo.

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9CONCEPTOS BÁSICOS1

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El mando sólo emite nuevas órdenes cuando recibe confirmación del cumplimientode la orden precedente en la parte operativa. Esta modalidad, orden – confirmación– orden, es conocida con el nombre de mando por cadena cerrada. Las garantíasoperativas que ofrece la convierten en la más difundida en el campo de la automati-zación industrial.Ciertos automatismos carecen de flujo de información desde la parte operativa almando. Éste genera, por lo tanto, las órdenes en forma independiente de las accio-nes de la parte operativa y por supuesto sin garantía de cumplimiento. La modalidad orden – orden – orden, es conocida con el nombre de mando porcadena abierta. Su aplicación es cada vez más relegada a automatismos simples ypoco comprometidos.

El concepto de mando

Mando o mandar es la acción originada en un sistema sobre el cual uno o varios pará-metros (señales) de entrada, modifican según leyes del propio sistema a otros pará-metros (señales) considerados de salida.

El bloque de mando

A menudo, el término mando es utilizado no sólo para designar la acción de mandar,sino también como denominador del sistema en el cual se genera la acción. En talsentido, lo hemos considerado en el apartado anterior.

Las señales de mando

Las señales son el lenguaje por medio del cual se comunican entre si el mando y laparte operativa de la máquina. A través de ellas, el mando comunica las órdenes a laparte operativa y ésta informa su evolución al mando. Por medio de señales también se vinculan entre si la máquina y su operador.La orden o información transmitida se manifiesta por medio de cambios en el valorde un parámetro físico característico de la señal (tensión, posición, presión, etc.)

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Ejemplos de señales según origen y naturaleza

Tipo de Señales

• Señales analógicas

Se dice que una señal es analógica cuando las magnitudes de la misma se represen-tan mediante variables continuas, análogas (relación de semejanza entre cosas dis-tintas) a las magnitudes que dan lugar a la generación de esta señal.

Las señales continuas son aquellas que pueden tomar un número infinito de valoresy cambiar ininterrumpidamente sin escalonamientos ni discontinuidades. La mayoríade las magnitudes físicas de la naturaleza varían de forma continua.

EjemploA lo largo de un día la temperatura novaría entre 20 ºC ó 25 ºC de forma ins-tantánea, sino que alcanza todos losinfinitos valores que entre ese intervalose encuentra.

• Señales digitales

Son aquellas en las que el mensaje transmitido está definido para un número finitode campos de variación del parámetro físico característico. Cada campo de variacióntiene asignado un mensaje.

Origen de la señal Parámetros físicocaracterístico

Naturaleza de la señal Información u orden transmitida

Lleva de un tomo automático

Dimensión (radio de la leva)

Mecánica Avanzar herramienta

Fin de carrera neumático

Presión Neumática Posición alcanzada por unactuador

Contacto eléctrico Tensión Eléctrica Marcha o deteción de unmotor

Semáforo Color Óptica Avanzar o esperar

Termómetro Temperatura Óptica Valor de la temperatura

Sirena de bomberos Nivel sonoro Acústica Incendio

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11CONCEPTOS BÁSICOS1

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• Señales binarias

Las señales binarias, en realidad, son señales digitales, en las que el mensaje estádefinido en sólo dos campos de variación del parámetro físico característico. La señalúnicamente contiene dos mensajes: SI/NO, ABIERTO/CERRADO, MARCHA/PARADA, VERDADERO/FALSO, ALTO/BAJO, etc.Denominaremos a estos estados 0 y 1, evitando el uso de otras designaciones paralelas.

Los equipos neumáticos industriales son generalmente del tipo “todo o nada”, valedecir que los distintos elementos del sistema pueden adoptar sólo dos estados definidos.

EjemploLos cilindros tendrán sus vástagos retraídos o extendidos.Los finales de carrera están actuados o no.Una válvula conmuta su posición o no.

Este tipo de comportamiento que podríamos definir como binario, es logrado medianteseñales de mando binarias de naturaleza neumática.

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1 . 4 . 1

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Aclaramos que ciertos equipos industriales utilizan sólo la energía neumática en la partede potencia. En tanto la parte del comando, es realizada sobre una base eléctrica, pormedio de relés o sistemas electrónicos de mando, que serán comandados por señalesbinarias de naturaleza eléctrica o electrónica. Estas señales son adecuadamente con-vertidas y amplificadas en neumáticas para el gobierno de los órganos de potencia.

La cadena de mando

Hasta el momento, el mando fue considerado como un bloque, al cual ingresabanseñales (informaciones) provenientes de la parte operativa, y en función de leyespropias salían señales (órdenes) hacia la parte operativa.A continuación, analizaremos más detalladamente este bloque, siguiendo el flujo deseñales desde su entrada hasta su salida.

Ejemplos de señales según origen y naturaleza

Bloque de entrada

El bloque de entrada está conformado por el conjunto de elementos a través de los cua-les ingresan al mando las señales de la parte operativa. La señal recibida, de cualquiernaturaleza, es convertida a la adecuada al mando y transmitida a la unidad de tratamiento.Dependiendo de la tecnología utilizada en el mando, el bloque de entrada está com-puesto por finales de carrera neumáticos, eléctricos o electrónicos, tales como:Sensores de proximidad inductivos, fotoeléctricos, capacitivos, magnéticos, presósta-tos o en general cualquier elemento que permita detectar un acontecimiento en lamáquina accionada.

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13CONCEPTOS BÁSICOS1

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Bloque de comunicación Hombre – Máquina

Es el complemento indispensable del mando. Permite al operador, entre otras cosas:Intervenir en el momento del arranque, efectuar paradas de emergencia, realizaracciones alternativas y, controlar permanentemente el desarrollo de las operacionespor medio de sistemas de señalización. Esta última función es realizada por medio deauxiliares de mando con intervención humana (botoneras, pulsadores, palancas,pedales, etc.) y señales luminosas. En automatismos más complejos, dicha acción es ejecutada mediante pupitres, con-solas, mímicos y unidades de programación -como en el caso de los controladoreselectrónicos programables (PLC)-.

Bloque de tratamiento

Es el verdadero “cerebro” del mando; recibe las señales provenientes de la unidad deentrada, las procesa según leyes preestablecidas y emite las señales de acción. Segúnla importancia y complejidad del automatismo, este tratamiento puede ser realizado porintermedio de relés, contactores auxiliares, temporizadores electrónicos programables.

Bloque de salida

El bloque de salida está constituido por el conjunto de elementos receptores de lasseñales emitidas por la unidad de tratamiento. Estos elementos gobiernan el flujoenergético dirigido a los órganos de trabajo. Las señales recibidas desde la unidad detratamiento son simplificadas y/o convertidas a las formas convenientes requeridaspor los órganos ejecutores de la unidad de salida. Lo componen:

• Contactores de potencia.• Válvulas y electroválvulas distribuidoras (hidráulicas/neumáticas)• Transductores en general, etc.

Accionamiento de potencia

Está formada por el conjunto de elementos ejecutores de las órdenes del mando(parte operativa). La energía recibida del bloque de distribución es transformada entrabajo útil y transferida a la máquina. La componen todo tipo de:

• Motores (eléctricos, hidráulicos, neumáticos, etc.).• Actuadores lineales y rotantes neumáticos e hidráulicos, entre otros.

Destacamos que al mencionar los distintos componentes de cada bloque, hemos tra-tado de representar el caso más general de las máquinas, cualesquiera fueren lasenergías utilizadas en la parte de mando y potencia. En este texto, nos ocuparemossolamente de los equipos que utilizan energía neumática en ambos casos.

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Tipos de mandos

Clasificación de los mandos

Clasificación de los mandos

Mandos de acción directa o piloto

Son aquellos en los cuales las acciones, en la parte operativa, se corresponden enforma directa con acciones de mando; desaparecidas estas últimas, desaparecentambién las primeras. El mando no posee ningún tipo de memoria.

EjemploEl Timbre domiciliario, la bocina de automóvil, la luz de “stop”.

Mando neumático de acción directa aplicado a un dispositivo de marcación de piezas

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15TIPOS DE MANDOS2

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2 . 1 . 3

Mandos de acción retenida

Son aquellos en los cuales las acciones en la parte operativa se corresponden conacciones de mando, manteniéndose aún cuando éstas sean eliminadas. El cese delas acciones en la parte operativa sólo ocurrirá cuando se opere una acción de mandocontraria.Esta modalidad requiere imprescindiblemente de elementos con memoria o disposi-tivos que permitan la retención de las acciones (señales) de mando.

Mando de acción retenida aplicado a la sujeción de piezas para su perforado

EjemploEncendido de luces domiciliarias, luz de posición de automóviles, etc.

Mandos programados

• Mandos por programas de tiempos

Son aquellos en los cuales las acciones en la parte operativa ocurren en correspon-dencia con acciones de mando originadas en un programa de tiempos.El programa puede estar contenido en: Programadores de levas o discos programado-res de clavijas, tarjetas o cintas perforadas, cintas magnéticas, circuitos electrónicos, etc.

EjemploCiclo de lavado de un lavarropas semiautomático.Apagado de luces de escalera, etc.

Este tipo de mando, también llamado de cadena abierta, presenta el inconveniente deno dar garantías en cuanto al efectivo cumplimiento de las acciones en la parte ope-rativa. Dado que las acciones de mando ocurren en función del tiempo; se produci-rán, se hayan hecho efectivas o no, las acciones correspondientes en la parte operativa.Su aplicación es limitada a equipos de poco compromiso en este sentido.

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Mando por programa de tiempos gobernando un actuador de simple efecto

• Mando por programa de recorridos

Son aquellos en los cuales las acciones en la parte operativa ocurren en correspon-dencia con acciones de mando originadas en función del recorrido alcanzado por lospropios elementos gobernados.

EjemploEl final de carrera eléctrica de un ascensor.

Esta modalidad de mando requiere imprescindiblemente de sensores de posición(finales de carrera).El programa queda determinado exclusivamente por el recorrido de los elementosgobernados y por la disposición de los finales de carrera. El orden de ejecución loestablecen las propias acciones de la parte operativa (programa de recorridos). Noexiste orden de ejecución más que aquel resultante de dichas acciones.Esta forma de mando garantiza el cumplimiento de las acciones en la parte operativa.

Mando neumático por programa de recorridos aplicado a un dispositivo alimentador

Page 15: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

17TIPOS DE MANDOS2

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• Mando de evolución secuencial

Son aquellos en los cuales las acciones en la parte operativa ocurren según el ordenpreestablecido en un programa central que evoluciona a pasos. Los pasos del progra-ma son independientes unos de otros. Sólo pueden ejecutarse si fueron previamenteejecutados los anteriores. Existe prioridad del paso anterior (secuencialidad).La concreción de cada paso del programa es reportada al mando por sensores deposición (finales de carrera) ubicados en la parte operativa. Queda de este modogarantizado el cumplimiento de acciones en esta última y también su orden de ejecu-ción. El programa puede estar almacenado en algún tipo especial de memoria(secuenciadores neumáticos o electrónicos, controladores programables, etc.) y sóloevoluciona paso a paso. El programa puede contener bucles, bifurcaciones, secuen-cias especiales de emergencia, etc.Las garantías que ofrece este tipo de mando lo convierten en el de aplicación corrien-te en los más modernos y complejos equipos automatizados.

Page 16: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

Representación de las fases operativas de una máquina

Formas de representación de las fases operativas de una máquina

La complejidad siempre creciente de los automatismos industriales se traduce encada vez mayores dificultades para definir de modo claro, y no ambiguo, el desarrollode las fases operativas del equipo y sus estados de conmutación. Las extensas des-cripciones literales resultan de difícil o confusa interpretación, por lo que se haceimprescindible adoptar métodos de representación claros y concretos, ya sea enforma literal o gráfica.Seguidamente indicaremos distintos métodos para la representación de las fasesoperativas de las máquinas. Si bien todos son de aplicación general, será el grado decomplejidad del equipo el que defina al más adecuado en cada caso. Es importantedestacar que las formas de representación son independientes de la tecnología utili-zada, por consiguiente, serán aplicables para centrales de mando neumático, hidráu-lico, mecánico, eléctrico, electrónico o combinaciones de éstos.

Representación descriptiva simplificada

Fase 1 A extiende su vástago, el cilindro A sujeta la pieza.Fase 2 B extiende su vástago, el cilindro B acciona el punzón de marcación.Fase 3 B retrae su vástago, el cilindro B retrocede.Fase 4 A retrae su vástago, el cilindro A libera la pieza.

Representación abreviada con vectores

En este caso el movimiento de los cilindros o actuadores se representa por vectores.Se adopta convencionalmente la simbología que a continuación se indica:

Ejemplos

A

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3

3 . 1

3 . 1 . 1

3 . 1 . 2

Salida (extensión) del vástago

Entrada (retracción) del vástago

Fase 1 A

Fase 2 B

Fase 3 B

Fase 4 B

Page 17: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

19REPRESENTACIÓN DE LAS FASES OPERATIVAS DE UNA MÁQUINA3

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B

Fase 1 A

Fase 2 B

Fase 3 B C

Fase 4 A C

Representación abreviada con signos

En este caso, el movimiento de los cilindros o actuadores es designado con los sig-nos más (+) y menos (-). Se adopta convencionalmente:

+ Salida (extensión) del vástago- Entrada (retracción) del vástago

A continuación, podemos señalar algunos casos a modo de ejemplos:

Representación en forma de diagramas

• Diagrama Espacio – Fase

En este diagrama se representa la secuencia de acción de las unidades de trabajoy el encadenamiento de las señales de mando.Se utilizan para ello dos ejes coordenados. En el eje vertical se representa el estadode los actuadores del sistema, utilizando valores binarios (0 – 1). Se adopta el valor0 para indicar la posición de reposo del elemento (motor detenido, cilindro con vás-tago retraído, etc.) y el valor 1 para identificar el estado del elemento actuado (motoren marcha, cilindro con su vástago extendido, etc.).Estas designaciones constituyen una práctica corriente, no obstante dejamos aclara-do su carácter de convencional.En el eje horizontal se enseñan las fases en que se subdivide el ciclo de trabajo. Éstasse caracterizan por la modificación o cambio de estado de un elemento constitutivodel mando. Dichos cambios se indican con líneas verticales auxiliares sobre el diagra-ma, que denominaremos líneas de fase.

3 . 1 . 3

3 . 1 . 4

Fase 1

1) A+

2) A+

3) A+

Fase 2 Fase 3 Fase 4

A-B +

B +

B +

B -

B - C +

B -

C +

A - C -

A -

C -

Acciones

simultáneas

Acciones simultáneas

Page 18: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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Representación de los órganos de trabajo

A continuación, veremos las siguientes reglas y símbolos básicos utilizados en lasrepresentaciones:

Los actuadores (neumáticos o hidráulicos) se representan por líneas.Las líneas horizontales representan estados de reposo del elemento (fases 1 y 3).Las líneas inclinadas significan movimientos del mismo (fases 2 y 4).

Las líneas con distintas inclinaciones evidencian velocidades diversas de movimiento,por ejemplo: Aproximación rápida, trabajo lento y retorno rápido (fases 1, 2 y 3) comose percibe en la siguiente figura:

El arranque y parada de motores se indica con una línea vertical desde el estado 0 alestado 1 y viceversa.

Los motores con posibilidad de giro en dos sentidos se representan como está en la figura.El nivel 1 superior indica, por ejemplo, la rotación en el sentido horario, en tanto elinferior en sentido contrario. El 0 central indica reposo (motor detenido).

Page 19: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

21

Los motores con aceleración y desaceleración prolongada pueden representarse(caso de inversión del giro) como se muestra en la figura consecutiva:

Cuando en un mando existen varios elementos de trabajo, éstos se representan indi-vidualmente uno debajo del otro estableciendo su relación por medio de las líneas de fase.

Representación de los elementos de señalización

Los elementos de señalización son aquellos que al ser actuados emiten una señalcapaz de modificar el estado de algún componente del mando.

REPRESENTACIÓN DE LAS FASES OPERATIVAS DE UNA MÁQUINA3

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Page 20: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

Representación de la cadena de señales

La vinculación entre los distintos elementos del mando lo establecen las señales.Éstas se representan con líneas, las que tendrán un origen y un destino. Su origenserá un elemento de señalización y su destino aquel cuyo estado deba ser cambiado(válvula o cilindro). El sentido de la señal es indicada por una flecha. Se respetarán los símbolos gráficos establecidos en la tabla siguiente:

RECUERDE que...

Debe tratar que los principios de representación y los símbolos utilizados sean siem-pre iguales en todos los casos, a efectos de lograr que la lectura y comprensiónpueda realizarse sin dificultad e inequívocamente.

Ejemplo de aplicación del diagrama Espacio – Fase

Representar en forma de diagrama Espacio – Fase la siguiente secuencia demáquina, expresada en forma literal abreviada con signos:

A+, B+, A - C+, B – C –

Se exige un funcionamiento a ciclo simple. El inicio se producirá oprimiendo uncomando bimanual y estará condicionado a la finalización del ciclo anterior.

• Representación de los actuadores y el encadenamiento de señales.

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Page 21: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

23REPRESENTACIÓN DE LAS FASES OPERATIVAS DE UNA MÁQUINA3

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• Representación de los actuadores, el encadenamiento de señales yel estado de pilotaje de las válvulas principales.

• Diagrama Espacio – Tiempo

El diagrama Espacio – Tiempo constituye una variante del diagrama Espacio –Fase, en cual se indican los tiempos de reemplazo de las fases utilizadas en aquél.Cuando el tiempo de ejecución constituye una variable de consideración en el equi-po, la “escala” de tiempos simplemente se superpone a la de fases.Valen para este diagrama las mismas reglas y símbolos gráficos ya mencionados. Suaplicación resulta adecuada en aquellos mandos programados en función del tiempo,en tanto que el Espacio – Fase lo es para los mandos por programa de recorridos yde evolución secuencial.

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• Diagrama funcional – Grafcet

Un diagrama funcional es una representación gráfica que permite describir las fun-ciones operativas de un automatismo.

¿Qué es el Grafcet?

El Grafcet es un diagrama funcional. Fue desarrollando en 1977, por la AsociaciónFrancesa para la Cibernética Económica y Técnica. Y constituye un paso importantepara la unificación de la representación del conjunto de condiciones de un automa-tismo lógico.Tiene un nombre propio para distinguirlo de otros diagramas funcionales y formas derepresentación existentes, como lo son los diagramas de Girard, organigramas lógi-cos y diagramas DIN 40719, etc.La denominación responde a las siglas de Gráfico de Comando Etapa Transición(GRAFCET).

Desarrollo del Grafcet

El funcionamiento del automatismo quedará representado gráficamente por un conjunto de:

• Etapas o pasos: A las que están asociadas las acciones de la máquina.• Transiciones: A las que van asociadas las condiciones que permiten el paso de

una etapa a la siguiente. • Enlaces: Vinculan las etapas a las transiciones y viceversa.

A continuación, se explicará en forma más detallada lo anteriormente mencionado.

Etapas o pasos

Las etapas o pasos son un cuadro con número distintivo en su interior. Las accionesa efectuar cuando la etapa sea activada, serán descriptas de manera literal y/o sim-bólica en el interior de uno o varios rectángulos ligados a la etapa en una parte dere-cha (como muestra la primera figura).Las etapas normalmente activas al inicio del funcionamiento se indicarán con doblerecuadro sobre el símbolo correspondiente (como muestra la segunda figura).

Transiciones

Las transiciones representan las condiciones necesarias finales que deben ser satis-fechas para poder ejecutar el paso siguiente. Se representan gráficamente con unguión cruzando perpendicularmente la línea de enlace que vincula los pasos. La con-dición asociada puede ser expresada en forma literal o bajo la forma de combinaciónlógica de informaciones provenientes de la parte operativa: Finales de carrera, tempori-zadores, contadores, directivas del operador, estado activo o inactivo de otras etapas, etc.

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Page 23: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

25REPRESENTACION DE LAS FASES OPERATIVAS DE UNA MÁQUINA3

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Enlaces

Los enlaces indican los caminos de evolución del Grafcet. Estos enlaces serán siem-pre horizontales o verticales, salvo casos especiales donde las líneas oblicuas apor-ten claridad al diagrama. El sentido general será vertical desde arriba hacia abajo. Lallegada y la partida a las etapas serán representadas verticalmente. La llegada se harápor la parte superior del cuadrado característico de la etapa, en tanto la salida seefectuará por su parte inferior.Seguidamente daremos reglas para la representación gráfica de distintas posibilida-des operacionales de la máquina.

Elección entre varias secuencias condicionadas

Cuando a la salida de una etapa o paso deba realizarse una elección entre variassecuencias condicionadas, se indicará como muestra la figura siguiente:

Ejemplo

Page 24: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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Realización de secuencias simultáneas

Un Grafcet puede conformar varias secuencias ejecutándose simultáneamente,donde la evolución de las etapas en cada rama permanece independiente.Para representar estos funcionamientos simultáneos, una única transición y dos tra-zos paralelos indicarán el principio y el fin de dichas secuencias. Es decir, la activa-ción simultánea de los ramales y su espera hacia una secuencia común.

Salto y retome de secuencias

El salto acondicionado permite obviar una o varias etapas intermedias de una secuen-cia, cuando bajo determinadas condiciones no sea necesario ejecutarlas.El retome condicionado permite, en cambio, volver a etapas anteriores hasta tanto seobtenga una condición prefijada para prosecución.

Page 25: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

27REPRESENTACIÓN DE LAS FASES OPERATIVAS DE UNA MÁQUINA3

< <

Ejemplo de aplicación del Grafcet

Representación de la secuencia de operación de una prensa destinada a la fabrica-ción de piezas a partir de polvos metálicos.

Configuración esquemática de la máquina

1. La colocación del material está asegurado manualmente por el operador. Unseñalador V está encendido durante todo el curso de la colocación. Terminadaaquella, el operador autoriza la continuación de las operaciones presionando dospulsadores simultáneamente.

2. Los movimientos del punzón superior y de la matriz son efectuados por cilindroshidráulicos de doble efecto. Las posiciones alta y baja del punzón y de la matrizson controladas con la ayuda de captores de fin de carrera (respectivamente a0y a1, b1 y b0) de naturaleza eléctrica.

3. La evacuación de la pieza es obtenida por medio de un jet de aire con una dura-ción de un segundo. Este “chorro” de aire está comandado por la electroválvula E.

Page 26: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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La siguiente figura muestra el Grafcet operacional de la prensa en cuestión.

Grafcet operacional de la prensa

Page 27: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

29ESQUEMAS CIRCUITALES DE MANDO4

< <

Esquemas circuitales de mando

Definición

Un esquema circuital representa en forma gráfica la relación entre los distintos com-ponentes del mando, evidenciando de esta forma la lógica operativa del mismo. Elesquema circuital constituye un elemento de inestimable valor para el hombre demantenimiento; es el comienzo del camino a recorrer para la detección sistemática defallas. Sin él, poco podría hacerse en forma racional, lo que finalmente concluye enuna búsqueda por tanteos de los desperfectos con las consiguientes pérdidas detiempo, materializadas en cuantiosas pérdidas de producción. Es importante que elesquema circuital sea realizado de un modo claro, de fácil interpretación y que puedaser entendido por todos, para lo cual deberán utilizarse símbolos de representación nor-malizados, respetando además ciertas reglas en cuanto a la disposición de los elementos.En lo que sigue nos ocuparemos de estos aspectos.

Simbología de los elementos

Los símbolos gráficos indicados a continuación responden a las Normas IRAM 4542e ISO 1219. Aclaramos que sólo indicaremos la simbología de los elementos que conmayor frecuencia intervienen en un mando neumático; quienes deseen profundizar eltema podrán consultar las citadas normas.

4

4 . 1

4 . 2

Page 28: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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<

Page 29: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

31GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO 2

< <

RECUERDE que...

Una norma (por ejemplo: IRAM/ISO) es un documento establecido por consenso y aprobado por un organismo reconocido que establece, para usos comunes y repe-tidos, reglas, criterios o características para las actividades o sus resultados, que pro-cura la obtención de un nivel óptimo de ordenamiento en un contexto determinado.

Disposición de elementos en el esquema circuital

La disposición de los elementos en el esquema circuital se realizará respetando lacadena de mando (flujo de señales) en sentido vertical ascendente:

Disposición del esquema circuital de mando

La disposición indicada se respetará en lo posible, excepto casos particulares endonde probablemente otra disposición resulte más favorable atendiendo a la realiza-ción, interpretación y lectura del esquema. Como adicional, tener en cuenta las siguientes reglas gráficas:

• La posición de actuación de los finales decarrera se indica con un trazo vertical enlas posiciones en que son realmente actua-dos, con su correspondiente identificación.El elemento se dibuja según la disposiciónanterior, es decir, en el bloque de entrada y en la posición que resulte más ade-cuada, apuntando a simplificar el trazado de las líneas de interconexión.

4 . 3

Page 30: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

• Los elementos se dibujan en el estado determinadopor su pilotaje. Aquellos elementos que en esa con-dición (del equipo) queden actuados (finales decarrera), se dibujarán actuados, indicándoles la pre-sencia de la leva (u otro elemento) sobre el mando.

• Las conducciones se representan por líneas lo más rectas posibles, evitando inne-cesarios cruces. Las conducciones de trabajo (válvulas direccionales a cilindros)se dibujarán con líneas continuas, en tanto que las conducciones de pilotaje conlíneas de trazos. Esto último, a menudo, ocasiona dificultades de lectura, prefi-riéndose el trazo continuo más fino para las líneas de pilotaje.

• Puede evitarse el trazado de las conducciones de alimentación a las válvulas demando, simplemente indicando en los elementos que la requieran, el símbolosimplificado de fuente de presión.

Denominación de los elementos en el esquema

La designación adecuada de los componentes de un mando juega un papel funda-mental en la lectura e interpretación de sus funciones. La designación deberá ser talque aporte claridad a la lectura y una fácil determinación del rol de cada elemento enel mando, facilitando la tarea de mantenimiento y la búsqueda de fallas. Es importan-te que con esos objetivos se adopte una metodología simple y clara, sin ambigüeda-des o indefiniciones.Existen varias formas de denominar los componentes del mando, desde las comple-tamente literales a las totalmente numéricas. Expondremos seguidamente un método basado en la combinación anterior, es decir,alfanumérico.Se adoptarán las siguientes reglas:

4 . 4

MICRO32

<

A, B, C, D

A1, B1, C1, D1

A02, B02, C02

A03, B03, C03

Z1, Z2, Z3, Z4

Letras mayúsculas del alfabeto (excepto Z) para los actuadores.

Letra identificatoria del actuador seguido de 1(uno), para las vál-

vulas de comando de los actuadores.

Letra identificatoria del actuador seguida del 02, 04, etc. (ceros y

pares), para elementos que actúan sobre la velocidad de retorno

del actuador.

Letra identificatoria del actuador seguida del 03, 05, etc. (cero e

impares) para elementos que actúan sobre la velocidad de avan-

ce del actuador.

Letra Z seguida de números crecientes correlativos para elemen-

tos del mando cuyas funciones no son asignables a un actuador

en particular o que son comunes a varios (unidades de tratamien-

to, válvulas de corte de energía, memorias auxiliares, etc.)

Page 31: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

33GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO 2

< <

Disposición del esquema circuital de mando

Cuando un elemento del mando (por ejemplo: Fin de carrera) forma parte de unacadena que origina acciones sobre más de un actuador, llevará asociada tantas desig-naciones como acciones origine según lo ya establecido.

Con la designación adoptada para los elementos, la persona a cargo del manteni-miento frente a una detención por falla del equipo, verá notablemente simplificada sutarea. Sólo se limitará a observar en qué etapa se encuentra detenido y analizará lacadena de mando vinculada a la etapa siguiente. Por ejemplo, si la etapa siguiente fuera B- (retorno del cilindro B) deberá analizartodos los elementos designados con la letra B, seguida de números impares B03, B3,B5, B7, etc., y obviamente también B1 y el elemento de potencia B.

Page 32: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

Designación de las líneas de conexionado

Las líneas de conexionado pueden identificarse de modo similar a las eléctricas, pormedio de rectángulos asociados a las líneas del esquema o por medio de rótulos enla instalación real. Cada línea llevará una identificación en cada extremo.En cada una de ellas se consignará, en primer lugar, el elemento correspondiente alextremo en cuestión y el número de la boca conectada; en segundo lugar y separa-do por una barra inclinada, el elemento del extremo opuesto y su boca de conexión.De esta forma, una línea de conexión en la instalación real podrá ser “leída” desdeambos extremos, muchas veces distantes entre si.Resultará de suma utilidad para “cablear” inicialmente la instalación, localizar poste-riores errores de conexionado, seguir el flujo de las señales de mando, recablear ele-mentos reparados o sustituidos, etc.

RECUERDE que...

A efectos de “no cargar” excesivamente el esquema circuital y dificultar su lectura, esconveniente que la designación de las líneas de conexionado se realice en un esque-ma separado, respetando la ubicación adoptada en el primero, pero omitiendo losdetalles internos de los símbolos (vías y posiciones u otras).

4 . 5

MICRO34

<

Page 33: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

35DOCUMENTACIÓN TÉCNICA5

< <

Documentación técnica

Lista de materiales

A los efectos de una rápida e inequívoca determinación de las especificaciones téc-nicas de los componentes y las cantidades que intervienen en un mando, resulta desuma utilidad la elaboración de una lista de materiales, en donde se consignen:

• La denominación del componente, en concordancia con lo establecido en elesquema circuital.

• Las especificaciones técnicas resumidas. • Los códigos de identificación internos y/o del fabricante.• Las cantidades totales por modelo.• El nombre del fabricante, etc.

Esta lista de materiales formará parte del plano o esquema circuital, el que tambiéncontendrá la representación gráfica de la secuencia operativa de la máquina (diagra-ma Espacio – Fase, Grafcet, u otro).

Disposición típica de un plano como el descrito, que incluye diagrama Espacio – Fase, esquema circuital y lista de materiales

5

5 . 1

Page 34: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

5 . 2

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<

Croquis de instalación

Consiste fundamentalmente en un croquis no necesariamente muy elaborado, querefleje la posición real que en el equipo tienen los actuadores, sus finales de carreray eventualmente también las válvulas principales. Este croquis facilitará al hombre demontaje o mantenimiento, la identificación de los elementos en la instalación real, enconcordancia con los del esquema circuital, a la vez de clarificar el diálogo entre quienreporta las fallas o anomalías y la persona a cuyo cargo se encuentre la reparación.Es importante que este croquis muestre algunos detalles mecánicos del equipo, aefectos de establecer una clara relación entre los elementos y la máquina, facilitandoasí la ubicación.

Ejemplo de un croquis de instalación

Page 35: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

37

Interpretación de los esquemas de mando

Interpretación de los esquemas circuitales de mando

La finalidad de los siguientes apartados será la de incorporar en forma gradual lasestructuras básicas de la técnica neumática de mando. Éstas permiten concretar einterpretar posteriormente esquemas de mando más complejos.La correcta interpretación de los esquemas de mando constituye la base para ladetección sistemática de las fallas.

Mandos neumáticos básicos

Ejercitación

A continuación, resolver los siguientes automatismos, teniendo en cuenta las particu-laridades señaladas en cada uno de los ejercicios.

Ejercicio Nº 1

Mando directo de un cilindro de simple efecto por válvula monoestable de comandomanual por pulsador.

Ejercicio Nº 2

Mando directo de un cilindro de simple efecto con válvula biestable de comandomanual a palanca:

6

6 . 1

6 . 1 . 1

INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6< <

Page 36: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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<

Ejercicio Nº 3

Mando directo de un cilindro de doble efecto con válvula monoestable de comandomanual a palanca:

Ejercicio Nº 4

Mando directo de un cilindro de doble efecto con válvula biestable de comandomanual a palanca:

Ejercicio Nº5

Mando indirecto de un cilindro de simple efecto con válvula monoestable mandadapor una señal neumática proveniente de una válvula 3/2 accionada manualmente:

Page 37: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

39INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

< <

Ejercicio Nº 6

Mando indirecto de un cilindro de simple efecto con válvula biestable mandada pordos señales neumáticas provenientes de sendas válvulas 3/2 de comando manual:

Ejercicio Nº 7

Mando indirecto de un cilindro de doble efecto con válvula monoestable gobernadapor una señal neumática proveniente de una válvula 3/2 accionada manualmente:

Ejercicio Nº 8

Mando indirecto de un cilindro de doble efecto con válvula biestable comandada porseñales neumáticas provenientes de dos válvulas 3/2 accionadas por pulsador:

Page 38: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

Conclusiones

• Para accionar un cilindro de simple efecto se utiliza una válvula 3/2, en tanto quepara uno de doble efecto deben utilizarse válvulas 4/2 ó 5/2.

• Las válvulas pueden ser monoestables (una única posición de reposo) o biesta-bles (reposo indistinto en ambas posiciones).

• El uso de válvulas monoestables conduce a mandos de iguales características, esdecir, que la acción en la parte operativa se mantiene en tanto sea mantenida laacción de mando (ver mando piloto).

• El uso de válvulas biestables conduce a mandos también biestables, es decir quela acción perdura aunque se haya suprimido la acción de mando y sólo cesacuando se opere una señal de mando contraria (ver mando de acción retenida omemorizada).

Mandos con realimentación de señal

Mediante la técnica de realimentación es posible convertir un mando piloto (de com-portamiento monoestable) en uno de acción retenida o memorizada (de comporta-miento biestable), aún utilizando válvulas monoestables.

Retornando al ejercicio Nº 7, vemos que si tomamos señal de la vía que alimenta lacámara trasera del cilindro, como muestra la figura, y a través de una válvula ”O” laingresamos a la cadena de señales de mando, toda vez que se oprima el pulsador A2,el cilindro A extenderá su vástago, permaneciendo allí aunque A2 deje de ser actua-do. El piloto de A1 es ahora realimentado con señal a través de A4 proveniente deuna vía de alimentación del cilindro, lográndose así un comportamiento biestable delmando.Para retornar el cilindro a su posición de reposo, bastará interrumpir la realimentación,como se muestra en la segunda figura, mediante el pulsador A3 normalmente abierto.

6 . 1 . 2

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Page 39: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

41INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

< <

La realimentación tomada de las vías de utilización de los cilindros es susceptible ainterferencias provocadas por el movimiento del actuador. Éstas se hacen notablescuando los actuadores son de grandes dimensiones, no siendo la realimentaciónefectiva hasta tanto el actuador alcance su posición final de carrera, lo que obliga amantener el pulsador oprimido durante un período prolongado.Una mejora notable de esta condición se logra realimentando desde una válvula inter-media (A6) como muestra la figura:

El comportamiento del mando será ahora análogo al del ejercicio Nº 8, pero utilizamayor cantidad de componentes y por lo tanto, es más costosa su implementación.Los circuitos con realimentación son aplicables cuando, por razones de seguridad yantes falta de suministro de aire comprimido, se exija que el mando retorne a posi-ción de reposo al ser aquel restituido.Si analizamos el funcionamiento del circuito de la anterior, veremos que oprimiendoA2 y A3 simultáneamente, prevalece la acción de A2 y por lo tanto el cilindro A avan-za. El mando se llamará de “marcha prevaleciente”.

Muestra una solución equivalente pero con características de “paro prevaleciente”

Page 40: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

6 . 1 . 3

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<

El circuito subsiguiente muestra otra forma de lograr la realimentación de señal:

a) Con válvula 5/2 biestable de comando indirecto.

b) Con válvula 5/2 monoestable de comando indirecto y reali-mentación.

Mando automático elemental de un actuador

Ejercitación

Ejercicio Nº 9

Un cilindro de doble efecto debe ejercer su acción al oprimir un pulsador. El retornodebe ser automático una vez alcanzada la posición final de carrera.

Page 41: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

43INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

< <

6 . 1 . 4

b) Con válvula 5/2 monoestable de comandoindirecto y realimentación.

Los circuitos mostrados representan el inconveniente de que si el pulsador A2 semantiene oprimido, la secuencia se interrumpe con el vástago del cilindro extendido.La señal de final de carrera no se logra en razón de la presencia en la válvula A1 yA6, respectivamente, de la señal del pulsador.Por otro lado, el ciclo podría comenzar en cualquier punto de la carrera de retorno, sinque haya sido completado el ciclo anterior. Esto es en razón de que el pulsador A2está permanentemente alimentado y en consecuencia es capaz de emitir señal todavez que sea oprimido.

Mando automático elemental con inicio condicionado

Resuelva los siguientes automatismos:

Ejercicio Nº 10

Un cilindro de doble efecto debe ejercer su acción al oprimir un pulsador, pero sólo siel cilindro se encuentra con su vástago retraído. El retorno será automático una vezalcanzada la posición final de carrera. El ciclo debe completarse, aún cuando se man-tenga oprimido el pulsador.

Ahora bien, compara la solución con la del ejercicio N° 9. La presencia del final decarrera A2 en la posición de reposo asegura alimentación al pulsador, sólo cuando elvástago se encuentra retraído, lo cual garantiza el cumplimiento del ciclo aunqueaquél permanezca oprimido. La conexión real de A2 y A4 configura una condiciónlógica “Y” para el arranque. Es decir, para que el ciclo comience, deben verificarsesimultáneamente el accionamiento de A2 en la máquina y el de A4 por el operador.

Ejercicio Nº 11

Se pretende lograr un sistema de iguales características que las del ejercicio Nº 10,pero el inicio deberá lograrse indistintamente desde dos pulsadores distantes entresi. Esta exigencia implica una condición lógica “O” de inicio.

a) Con válvula 5/2 monoestable de comandoindirecto.

Page 42: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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El avance del cilindro A se podrá concretar bien desde A4 o desde A6, vinculadosmediante la selectora A8 (válvula “O”). El final de carrera A2 en serie cumple las fun-ciones ya descriptas en el ejercicio Nº 10, estableciendo una condición “Y” de inicio.La solución mostrada en el esquema de la segunda figura presentada para el conjun-to A2, A4, A6 y A8 es equivalente a la anterior, sólo que en la condición “Y” de inicioes lograda mediante una válvula de simultaneidad (A10).

Ejercicio Nº 12

Implementar el conexionado de válvulas “O” para que el ciclo del ejercicio Nº 11pueda ser iniciado indistintamente desde cuatro pulsadores distantes entre si.

Page 43: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

45INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

< <

Ejercicio Nº 13

Se pretende lograr un sistema de iguales características que el ejercicio Nº 10, peroel inicio deberá lograrse sólo si son oprimidos simultáneamente dos pulsadores (uno“Y”, otro de un comando bimanual). Esto implica una condición lógica “Y” de inicioentre los dos pulsadores de marcha.

El avance del cilindro A podrá concretarse sólo cuando se encuentren oprimidas A4y A6 por el operador, y además el fin de carrera A2 en la máquina.El esquema circuital que presenta la figura muestra una solución equivalente utilizan-do válvulas de simultaneidad o válvulas “Y”.

Page 44: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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Las válvulas de simultaneidad A8 y A10 del esquema anterior, pueden ser reempla-zadas por válvulas 3/2 monoestables de pilotaje neumático, como muestra el esque-ma siguiente:

Ejercicio Nº 14

Implementar el conexionado de válvulas “Y” para que el ciclo del ejercicio Nº 13pueda ser iniciado si se oprimen simultáneamente cuatro pulsadores, constituyendoun comando de seguridad a cuatro manos.

Page 45: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

47INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

< <

6 . 1 . 5 Mandos alternativos

Ejercitación

Ejercicio Nº 15

Se pretende con un único pulsador gobernar el avance y retroceso de un cilindro dedoble efecto. Al oprimir el pulsador, debe producirse en forma alternativa el avance yel retroceso del vástago.

a) Con finales de carrera.

b) Con válvula auxiliar 5/2 y válvulas “O” (sin finales de carrera).

Page 46: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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c) Con válvula auxiliar 5/2 y dos válvulas 3/2 monoestables (sin finales de carrera).

d) Con válvula auxiliar 5/2 y válvulas “Y” (sin finales de carrera).

RECUERDE que...

Las válvulas neumáticas son los dispositivos que dirigen y regulan el aire comprimi-do, gobiernan la salida y la entrada, el cierre o habilitación, la dirección, la presión y elcaudal de aire comprimido.

Page 47: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

49INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

< <

6 . 1 . 6 Mandos para regulación de velocidad en actuadores neumáticos

Como norma general, la regulación de velocidad de los actuadores neumáticos debehacerse, siempre y en lo posible, sobre la vía de descarga del actuador. De este modoy dentro de valores compatibles con la elasticidad del aire comprimido, podrán lograr-se regulaciones estables de la velocidad.La elasticidad del medio influye notablemente en las bajas velocidades, fijándose paralas regulaciones neumáticas un límite práctico inferior que oscila entre los 30 y 50mm/seg, dependiendo, además, del tamaño del actuador, características de la cargasobre el vástago, calidad del regulador empleado, presión de alimentación, etc. Cuando deban obtenerse movimientos estables con velocidades inferiores al límiteseñalado, deberá recurrirse a sistemas hidroneumáticos o hidráulicos de avance, cuyolímite de regulación en términos prácticos puede ser tan bajo como se quiera.La regulación por las vías de alimentación resta fuerza a los actuadores y resulta ines-table aún a altas velocidades, razón por la cual sólo deben ser empleadas cuando noexista otra alternativa y en donde además no se requiera estabilidad de regulación.

• Regulación en actuadores de simple efecto

En este tipo de actuadores no queda otra solución más que regular su vía de alimen-tación con las limitaciones ya enunciadas.

• Avance regulado y retorno normal

• Avance regulado y retorno normal

Page 48: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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• Avance y retorno regulados no independientes

• Avance y retorno regulados independientes

• Avance normal y retorno rápido.

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Page 49: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

• Avance regulado y retorno rápido

• Regulación en actuadores de doble efecto

En este caso es posible aplicar la norma general de regulación.

• Avance regulado y retorno normal

a) Con válvula direccional 4/2.

b) Con válvula direccional 5/2.

51INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

< <

Page 50: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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• Avance normal y retorno regulado

a) Con válvula direccional 4/2.

b) Con válvula direccional 5/2.

• Avance y retorno regulados no independientes

Page 51: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

• Avance y retorno regulados e independientes

a) Con válvula direccional 4/2.

b) Con válvula direccional 5/2.

• Avance y retorno rápido

Indistintamente con válvulas 4/2 ó 5/2.

53INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

< <

Page 52: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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• Avance regulado y retorno rápido

a) Con válvula direccional 4/2.

b) Con válvula direccional 5/2.

• Avance rápido y retorno regulado

a) Con válvula direccional 4/2.

Page 53: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

b) Con válvula direccional 5/2.

Conclusiones y comentarios

1. La disminución de velocidad en actuadores neumáticos se logra con reguladoresde caudal unidireccionales o bidireccionales.

2. El aumento de velocidad se logra con válvulas de escape rápido. Éstas permitenaumentar la velocidad media de un actuador entre un 40 y un 60 % respecto dela velocidad con descarga normal.

3. La velocidad puede regularse (según el caso) sobre las vías de utilización de lasválvulas o sobre los escapes de éstas. Es más efectiva la primera y más lo escuanto más cerca del actuador se efectúe la regulación.

4. Las válvulas de escape rápido se instalarán lo más cerca posible del actuador.Las conexiones entre éste y la válvula de escape serán como mínimo del mismotamaño que la conexión del actuador si quieren obtenerse plenos resultados.

5. Las válvulas 5/2 ofrecen siempre mayores alternativas para la regulación que lasválvulas 4/2.

Temporizaciones neumáticas

Esquemas básicos de temporizaciones

• Temporización con retardo a la apertura:

55INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

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6 . 2

6 . 2 . 1

Page 54: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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<

• Temporización con retardo al cierre:

• Prolongación de una señal:

• Retardo de la conexión y desconexión (retardo y prolongación):

• Monopulso – Generador de impulso único:

Page 55: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

Mandos programados en función del tiempo

Resuelve los siguientes ejercicios:

Ejercicio Nº 16

Se pretende que un cilindro neumático actúe al oprimir un pulsador. Su retorno debeproducirse en forma automática cierto tiempo después. No se pretende asegurar laposición alcanzada por el actuador.La solución propuesta presenta la limitación de que si el pulsador A2 se mantieneoprimido el ciclo no se completa. La señal de A3 no puede hacerse efectiva en A1por la presencia de la señal contraria proveniente de A2.

Por otro lado, la temporización tomada desde la vía de alimentación del cilindro resul-tará imprecisa, ya que se verá afectada por las fluctuaciones de presión que sobredicha vía ocurren durante el movimiento del actuador. Esto se hace más notorio amedida que aumentan sus dimensiones y la velocidad de desplazamiento.Las anteriores limitaciones son solucionadas en el esquema de la siguiente figura,temporizando (monopulsando) la señal A2 y tomando la temporización desde una vál-vula 3/2 intermedia, no vinculada en forma directa con el actuador.

57INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

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6 . 2 . 2

Page 56: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

6 . 3

6 . 3 . 1

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Ejercicio Nº 17

Se pretende que un cilindro neumático actúe al oprimir un pulsador. Su retorno debeproducirse automáticamente, cierto tiempo después de alcanzada la posición final decarrera. El ciclo debe comenzar sólo si el vástago se encuentra en posición de repo-so (retraído) y no debe poder reiniciarse hasta tanto no finalice el anterior.

RECUERDE que...

Este tipo de mando presenta el inconveniente de no dar garantías en cuanto al efec-tivo cumplimiento de las acciones en la parte operativa. Dado que las acciones demando ocurren en función del tiempo, se producirán se hayan hecho efectivas o nolas acciones correspondientes en la parte operativa.

Mandos adicionales para marcha, operación y emergencia

Mandos a ciclo simple/continuo

Hasta el momento, el inicio fue realizado mediante un accionamiento manual, lamáquina ejecutaba el ciclo de trabajo y se detenía a la espera de una nueva señal deinicio. Tal funcionamiento podríamos definirlo como “automático a ciclo simple”.Muchos equipos requieren, sin embargo, de un funcionamiento automático en el cualdada una señal de inicio, el ciclo comience y se repita en forma sucesiva hasta tantose dé una señal de mando contraria. Un funcionamiento de tales características serádefinido como “automático a ciclo continuo”.

Page 57: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

El esquema siguiente muestra una forma simple de implementar un “automático aciclo continuo”, utilizando una válvula 3/2 biestable de comando manual a palanca:

La condición lógica “Y” de inicio lograda mediante una conexión en serie entre A2 y A4,es equivalente a la solución mostrada a continuación con una válvula de simultaneidad.

La siguiente figura muestra otra posible disposición para el funcionamiento a ciclocontinuo, incorporando pulsadores independientes para marcha parada:

59INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

< <

Page 58: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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Puede también resultar necesario en una máquina implementar ambas posibilidades,esto es un funcionamiento con elección a “ciclo simple” o “ciclo continuo”. Una formasencilla de hacerlo se muestra en la figura mediante una válvula selectora de circui-tos o válvula “O”:

La disposición adoptada en la figura presentada es equivalente a la anterior incorpo-rando una válvula “Y”.

Page 59: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

A continuación, la figura muestra una solución más elaborada para el requerimientoanterior, con pulsadores independientes de marcha y parada en ciclo continuo y pul-sador de marcha en ciclo simple:

Obsérvese que por estar todos los pulsadores alimentados con presión, quedan habi-litadas sus señales tanto sea a ciclo continuo o simple. Esto es frecuentemente inde-seable, ya que al oprimir erróneamente, por ejemplo, el pulsador de ciclo continuo, lamáquina arrancaría en ese modo cuando el deseado hubiese sido a ciclo simple. Estalimitación se soluciona incorporando una válvula 3/2 selectora de modo como semuestra a continuación:

61INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

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Page 60: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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6 . 3 . 2

El modo de operación es seleccionado previamente por medio de la selectora. Losmandos correspondientes al modo no seleccionado son inoperantes. Obsérvese que,además, cuando se conmuta la selectora desde ciclo continuo a ciclo simple simultá-neamente a través de la válvula A10, es “borrada” la memoria de marcha a ciclo con-tinuo de la válvula A12. La señal de “borrado” permanece, impidiendo la entrada deseñal desde A6 (ciclo continuo – marcha).

Mandos con opción automático/manual

Muchas máquinas de funcionamiento a ciclos requieren frecuentemente la posibilidadde comandar en forma manual e independiente el movimiento de sus actuadores.Esto es que la máquina sea total o parcialmente comandada en forma manual, ade-más de su ciclo automático. La siguiente figura muestra un esquema para implemen-tar un mando de esas características a un cilindro de doble efecto, extensible a múl-tiples actuadores.

Obsérvese que la salida del cilindro puede ser obtenida vía la cadena de señales A2– A6, en ciclo automático, o vía A4 en operación manual, por medio de la válvula A8.Idéntico razonamiento se sigue con A3, A5 y A7. La misión de la selectora (Z1) serála de conmutar la alimentación de presión de los finales de carrera en posición auto-mático a la de los pulsadores A4 y A5 en posición manual.La figura siguiente muestra la implementación de un manual/automático generaliza-do, que incluye además pulsadores independientes de marcha en ciclo simple, conti-nuo y parada.

Page 61: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

63INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

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El esquema circuital de la siguiente figura reúne los requisitos del anterior, incorpo-rando además una selectora de ciclo simple o continuo con la confiabilidad que éstale aportaba al mando.

Page 62: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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6 . 3 . 3

6 . 3 . 3 . 1

Mandos de emergencia

Emergencia: Por emergencia debe entenderse toda situación anormal en la máqui-na, que requiera inmediata intervención del operador para detener total o parcialmen-te su accionar. La solución de un comando de emergencia (EM) no puede, salvo encasos particulares, ser totalmente generalizada, por cuanto cada aplicación constitu-ye un caso particular que requiere de un estudio minucioso del comportamiento fren-te a una situación anormal. De hecho deben ser estudiados detenidamente los movi-mientos del sistema de manera que frente a tal situación no se ejecuten acciones quepuedan ser de riesgo para el operador o la máquina en si misma.Este estudio determina, en muchos casos, una secuencia de acción especial llamadarutina de emergencia. De lo dicho se deduce que un comando de emergencia nosólo debe responder a la exigencia primaria de interrumpir el ciclo de trabajo, sinotambién intervenir individualmente sobre los actuadores, creando condiciones segu-ras para el operador y la máquina, posibilitando la eliminación de las causas de emer-gencia. Independientemente de cualquier solución adoptada, deberán respetarsealgunas normas generales, a saber:

• El comando debe ser a pulsador.• El pulsador debe ser rojo y de amplia superficie para facilitar su accionamiento.• Su posición debe ser visible y de fácil acceso.• Es deseable que el comportamiento del comando sea biestable. Así la nueva

señal de marcha será efectiva sólo si la condición de emergencia es relevadamediante una acción intermedia que denominaremos relevo de emergencia (REM).

• Resulta conveniente separar el comando EM del REM.

Casos generalizables de emergencias

1. Interrupción del ciclo al inicio.

Esta solución es aceptable cuando el ciclo es de corta duración y donde su culmina-ción no acarrea riesgos al operador o a la máquina. Se logra así un comportamientodel circuito análogo al de una parada normal de máquina. Su implementación consis-te simplemente en interrumpir la alimentación al inicio del ciclo como muestra la figu-ra. El circuito incorpora también comando de marcha a ciclo simple, continuo y para-da con pulsadores independientes.

Page 63: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

2. Detención del ciclo de trabajo en la etapa alcanzada.

En este caso deberá interrumpirse, además, la alimentación de los finales de carrera,con lo cual sólo se completarán movimientos correspondientes a la etapa de ejecu-ción al momento de oprimir la emergencia.

Obsérvese que al oprimir el pulsador REM, comenzará la marcha desde la posición de para-da hasta la de reposo, permaneciendo allí a la espera de una señal de marcha del operador.En muchas aplicaciones, además de esta condición, se exige la posibilidad de llevaren forma manual y simultánea todos los actuadores a reposo. Esto puede lograrsecon un pulsador adicional de puesta a cero (P0), alimentado sólo en condición deemergencia y por medio de válvulas “O” que permitan introducir la señal de P0 a loscircuitos de pilotaje que gobiernan el retorno al reposo de los actuadores.

65INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

< <

Page 64: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

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<

3 Interrupción de la etapa en ejecución y retorno inmediato simultáneo detodos los actuadores a posición de reposo.

Esto constituye un caso particular del anterior, en el cual, todas las válvulas “O” de loscircuitos de pilotaje de retorno quedan automáticamente conectadas a una línea quees alimentada en condición de emergencia.Esta línea es la misma que en el circuito anterior, alimentaba al pulsador de puestaa cero P0. El nuevo esquema es mostrado a continuación.

4 Interrupción de la etapa de ejecución y retorno a posición de reposo sólo dealgunos actuadores; los restantes deben quedar bloqueados en su posición

Para ello sólo basta interferir con válvulas “O” los circuitos que gobiernan el retornode aquellos actuadores que se quieran volver a su posición de reposo. Los restantespodrán volver oprimiendo, por ejemplo, un pulsador de puesta a cero.La realización de emergencias con secuencias preestablecidas reviste una compleji-dad superior fuera de los objetivos de este texto.Para complementar lo anteriormente dicho, la figura que se muestra a continuaciónilustra la implementación de la emergencia en un circuito que, además, incluye:Selectora de operación manual/automático, selectora de automático a ciclo simple ocontinuo y pulsadores independientes de marcha y parada, según el modo de opera-ción seleccionado:

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Mandos con actuadores múltiples

Ejercitación

Ejercicio Nº 18

Se pretende que los actuadores neumáticos A y B realicen un ciclo automático consecuencia A+, B+, A-, B-. El inicio del ciclo se realizará por medio de un pulsador. El ciclo deberá concluir aunque el pulsador se mantenga oprimido y sólo podrá ini-ciarse si fuera completado el anterior. El diagrama Espacio – Fase resultará como semuestra en la figura:

67INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

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6 . 3 . 4

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Nótese que para lograr las condiciones de marcha propuestas (inicio del ciclo), se haestablecido una condición “Y” entre el pulsador y el fin de carrera accionado por elúltimo movimiento del ciclo. La figura muestra la solución adoptada:

Ejercicio Nº 19

Dos actuadores neumáticos deben realizar un ciclo automático con secuencia A+,B+, A-, B-, con idénticas características de inicio de ciclo que las propuestas para elejercicio Nº 18. El diagrama Espacio – Fase se muestra a continuación:

Obsérvese que para asegurar las condiciones de inicio de ciclo, se ha establecido unacondición “Y” entre el pulsador y los finales de carrera accionados por los últimosmovimientos del ciclo. Esto asegura la marcha, sólo si los dos actuadores alcanzaronla posición de reposo en el ciclo anterior, es decir, “fue completado l ciclo anterior”. Lafigura muestra una posible solución:

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Ejercicio Nº 20

Dos cilindros neumáticos deben operar automáticamente a ciclo simple según lasecuencia A+, B+, B-, A-. El inicio de ciclo se efectuará por medio de un pulsador ysólo ocurrirá si fue completado el ciclo anterior, es decir, con los actuadores en posi-ción de reposo. El diagrama Espacio – Fase para el ciclo propuesto se muestra en lasiguiente figura:

Si observamos detenidamente el diagrama podremos detectar que:

• La señal de B2, que hace salir al cilindro B, está presente en el momento en quees emitida la señal desde B3 para hacerlo retornar. B2 está presente durante lasfases 2 y 3, siendo B3 emitida al final de la fase 2.

• La señal A3, que hace retornar al cilindro A, estará presente cuando deba emitir-se la señal de inicio que lo hace salir. A3 está presente durante las fases 4 y 1,en tanto A4 es pulsado al final de la fase 4.

69INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

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Las válvulas biestables utilizadas en la gran mayoría de los mandos neumáticos noresponden a una señal mientras tengan presente la contraria, es decir, la conmuta-ción de la válvula es bloqueada por la señal contraria. El ciclo propuesto presentarádos bloqueos que impedirán su desarrollo, debido a la presencia en A1 y B1 de lasseñales A3 y B2 respectivamente. Las señales que por razones operativas del cicloestén presentes cuando deban ingresar las contrarias se denominan “señales bloque-antes”. Para que el ciclo pueda efectuarse, éstas deben ser eliminadas.En nuestro ejemplo, A3 y B2 son señales bloqueantes, las que indicaremos circuladassobre el diagrama Espacio – Fase. Los esquemas circuitales siguientes muestran distin-tas soluciones que permiten eliminar el bloqueo que originan dichas señales (A3 y B2).

a) Técnica del mando abatible (mando unidireccional).

Consiste en anular las señales de bloqueo mediante el uso de finales de carrera conmando unidireccional. El esquema circuital resultará como se muestra en la figura:

b) Técnica de la temporización (monopulsado de señales).

Consiste en anular las señales bloqueantes temporizando su duración (monopulsado),logrando que éstas desaparezcan antes que ingresen las señales contrarias. Elesquema de mando será ahora el indicado en la figura:

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71INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

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c) Técnica de la memoria auxiliar.

Consiste en eliminar las señales bloqueantes; quitándole la alimentación a los finalesde carrera emisores de dichas señales, en el momento en que son emitidas las res-pectivas señales contrarias.Esto se logra utilizando válvulas de memoria auxiliar biestables del tipo 3/3 ó 5/2. El esque-ma siguiente muestra la solución empleando esta técnica con una memoria auxiliar 5/2:

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d) Técnica de la cascada.

Esta forma de eliminación de señales bloqueantes es una derivación directa de la téc-nica anterior, que posibilita la enumeración de un método de diseño de circuitos lla-mado método de la cascada.

El ejercicio propuesto queda resuelto del siguiente modo, empleando una válvula dememoria biestable 5/2:

Aclaramos que la anulación de las señales bloqueantes es posible también emplean-do otras técnicas tales como la del conexionado o la de los registros secuencialespaso a paso. La primera de ellas no es aplicable a todos los casos (en particular al ejercicio quenos ocupa) y requiere una experiencia previa en la técnica de los circuitos. Una expli-cación de esta técnica es mostrada en el ejercicio Nº 21.La segunda, registro paso a paso, es una derivación más elaborada de la técnica encascada, que permite obtener mandos secuenciales paso a paso de alta confiabilidad.Su aplicación es mostrada en los ejercicios Nº 23 y N° 24.

Ejercicio Nº 21

Los cilindros neumáticos A, B y C deben operar según la secuencia A+, B+, A-, C+, B-,C-. Las condiciones de inicio pretendidas son análogas a las de los ejercicios anteriores.El diagrama Espacio – Fase (ver siguiente figura) nos muestra dos señales de bloqueo:

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73INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

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• A6, que hace salir al cilindro A, está presente en A1 cuando A debe retornar;esto es cuando la señal de A3 deba ingresar a A1, por lo tanto, A6 es bloqueante

• C4, que hace salir al cilindro C está presente en C1 cuando C deba retornar; esto escuando la señal de C3 deba ingresar a la válvula C1, por lo tanto, C4 es bloqueante.

e) Técnica del conexionado

El esquema de la siguiente figura muestra la solución del ejercicio utilizando la técni-ca del conexionado. Ésta consiste básicamente en lograr condiciones “Y”, conectan-do en serie los finales de carrera bloqueantes con otros que no se encuentren accio-nados o dejen de estarlo en el momento en que deban ingresar las señales contrarias.En nuestro caso A2C3 en serie alimentando a A4 y A3C2 de igual modo con C4.Cualquiera de las técnicas empleadas en el ejercicio Nº 20 pudo también dar solu-ción al problema planteado.Ejercicio Nº 22

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Los cilindros neumáticos A, B y C deben operar automáticamente según la secuen-cia A+, B+, B-, C+, C-, A-. El funcionamiento será a ciclo simple con inicio medianteun pulsador y estará condicionado a la finalización del ciclo anterior.El diagrama Espacio – Fase se muestra en la figura:

La solución se ha logrado mediante la técnica de la cascada, utilizando memoriasauxiliares del tipo 5/2 biestables:

Page 73: Manual de Detección de Fallas en Circuitos Neumáticos

La siguiente figura muestra una solución equivalente, empleando la misma técnicapero con memorias auxiliares 3/2 también biestables:

Aquí se presenta la misma solución con otra disposición de las memorias auxiliares:

75INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

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En la siguiente figura se ha adoptado otra disposición de las memorias y se condicio-nó el ingreso de las señales a éstas mediante válvulas “Y”:

Ejercicio Nº 23

Tres actuadores neumáticos deben cumplir un ciclo de trabajo, según la secuenciaA+, B+, C+, C, B-, A-. El inicio de ciclo será mediante un pulsador y reunirá las con-diciones exigidas en los ejercicios precedentes.

Se detecta en el siguiente diagrama Espacio – Fase la presencia de cuatro señalesbloqueantes, B2, C2, B3, y A3 en razón que:

B2 está presente cuandodebe ingresar B3C2 está presente cuando debe ingresar C3B3 está presente cuando debe ingresar B2A3 está presente cuando debe ingresar A2

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Proponemos dos soluciones:

1. Técnica del mando unidireccional.

2. Técnica en cascada.

77INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

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Ejercicio Nº 24

Tres cilindros neumáticos deben operarsegún la siguiente secuencia: A+, C+,B+, A-, B-, C-.Se pretende un funcionamiento automá-tico a ciclo simple o continuo con pulsa-dores independientes de marcha y para-da en esta última modalidad. Como con-dición de emergencia se impone el retor-no a posición de reposo de todos losactuadores desde la fase en ejecución. En condición de emergencia los pulsadoresde marcha normal a ciclo simple o continuo deben ser inoperantes, hasta tanto laemergencia sea relevada accionando otro pulsador. Las condiciones de inicio de cicloson análogas a la de los ejercicios anteriores.Diagrama Espacio – Fase:

Solución:

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Ejercicio Nº 25

Un dispositivo de elaboración de pie-zas requiere que los cilindros neumáti-cos A, B, y C realicen automáticamen-te la siguiente secuencia: A+, B+, B-,A-, C+, C-. Se pretende que el equipotenga la posibilidad de operar a elec-ción en ciclo simple o continuo.Un comando de emergencia retornarálos actuadores simultáneamente desdela fase en ejecución a la posición dereposo. Los mandos de marcha no deben operar bajo estas condiciones.La emergencia deberá ser relevada por medio del pulsador REM. Diagrama Espacio – Fase:

Proponemos tres soluciones:

1. Técnica del mando unidireccional:

79INTERPRETACIÓN DE LOS ESQUEMAS DE MANDO6

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2. Técnica en cascada:

3. Registros secuenciales paso a paso:

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81DETECCIÓN DE FALLAS7

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7

7. 1

Detección de fallas

Detección sistemática de fallas en circuitos neumáticos

La detección de fallas en los circuitos neumáticos implica un proceso de razonamien-to basado en el conocimiento de las características funcionales del equipo y la rela-ción entre los distintos componentes intervinientes en el mando. Muchas veces latarea es asignada a personas carentes de dicho conocimiento, las que inevitablemen-te deben recurrir a la detección por tanteo. Esta a menudo no sólo es infructuosa, sinoque se convierte en fuente de mayores desperfectos en el mando, traducidos enaumentos de tiempos de máquina parada y cuantiosas pérdidas de producción. Porotro lado, es frecuente que el éxito en la tarea de detección esté solo reservado adeterminadas personas que por su antigüedad conocen todos los “secretos” del equi-po. Ésta es una solución válida pero disponible (aunque no siempre) al cabo de variosaños y por lo tanto de costo elevado.Los inconvenientes anteriores generan la necesidad de un método de trabajo quegarantice la detección en forma sistemática de las fallas, aún con escasa experienciasobre el equipo. El método que proponemos seguidamente se basa en dos aspectos:

a) Predeterminación sobre el esquema circuital de los posibles elementos causantes de la falla.b) Verificación posterior sobre la instalación real.

A efectos de la aplicación del método, será imprescindible contar para cada equipode la planta con la siguiente documentación base:

• Diagrama Espacio – Fase u otra forma de representación de la secuencia opera-tiva de la máquina.

• Esquema circuital del mando, con lista de materiales y designación de elementos,según lo establecido en los apartados anteriores.

• Croquis de instalación.

Esta documentación es normalmente provista por los fabricantes de los equipos, sinembargo, no siempre está disponible, por lo que muy probablemente deba ser elabo-rada por el propio sector de mantenimiento. Las bases para su realización fueron yaestablecidas en los apartados anteriores.

Las personas a cargo de las reparaciones deberán estar capacitadas en la:

• Interpretación de diagramas de secuencia Espacio – Fase, Grafcet, u otra.• Lectura e interpretación de esquemas circuitales (implica conocimiento de sim-

bología, formas de representación, designación de elementos, etc.).

El sector de mantenimiento acordará con el sector de producción los siguientes puntos básicos:

• La producción no deberá introducir cambios en los mandos sin el conocimientodel sector de mantenimiento, quien frente al caso analizará los alcances y actuali-zará la documentación pertinente.

• Los operarios de los equipos en condición de falla no deberán tomar accionessobre el mando tendientes a normalizar el funcionamiento. Sólo deben limitarse areportar la falla a mantenimiento.

• Cuando la falla provoque una parada, la máquina deberá quedar en lo posible enla posición alcanzada al momento de producirse la misma.

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7. 2

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Seguidamente estableceremos el procedimiento a seguir por la persona a cargo dela tarea, a partir del momento en que la falla es reportada.

Procedimiento para la detección de fallas

Toda vez que una falla sea reportada, el responsable de la reparación efectuará lassiguientes preguntas:

¿Se encuentra todavía la máquina en la posición en que surgió la falla?¿Fue realizada alguna acción tendiente a reanudar la marcha?

A continuación se procederá del siguiente modo:

1. Con ayuda del diagrama Espacio – Fase y en función de la posición alcanzadapor los actuadores, determine la fase en que se encuentra detenido el ciclo de trabajo.

2. Con el mismo diagrama determine las acciones que debieran continuar en laposición detenida.

3. Identifique en el esquema circuital los elementos que guardan relación condichas acciones.

El orden de probabilidad de fallas, será:

a) Los elementos de las cadenas de mando que dan origen a las acciones determi-nadas en el punto 2, designados en el esquema circuital con las letras de losactuadores, seguidas de números pares o impares según sean dichas acciones

b) Los elementos de las cadenas de mando que dan origen a las acciones contra-rias a las del punto 2. Estos pueden generar señales bloqueantes (en la válvula)e impedir la realización del ciclo. Se identificarán por contraposición con los del punto a).

c) Las válvulas de los actuadores. Éstas son las designadas con A1, B1, C1, D1, etc. d) Los elementos de regulación de los actuadores: A02, A03, B02, B03, etc.e) Los actuadores mismos: A, B, C, D, etc.

4. Identifique los elementos mencionados en la instalación real. Es preferible queéstos se encuentren ya rotulados en concordancia con la designación del esque-ma circuital. Esto facilitará la localización de los mismos.

5. Inicie la verificación en la máquina siguiendo los pasos indicados en el gráfico dela siguiente figura:

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83DETECCIÓN DE FALLAS7

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7. 3 Ejercicios de detección de fallas

Ejercitación

Ejercicio Nº 26

Sobre la base del ejercicio Nº 18, que reproduciremos seguidamente, aplicaremos elprocedimiento descrito.

Supondremos que el ciclo de trabajo se interrumpió a causa de una falla. Ésta esreportada y de las preguntas formuladas surge que:

• La máquina se encuentra en la posición de falla.• No se realizó ninguna acción tendiente a normalizar el funcionamiento.

1. De la posición de los actuadores surge que el ciclo se encuentra detenido en laúltima fase (fin de ciclo).

2. La acción que debiera continuar es A+.3. Los elementos que guardan relación con la falla son: A2; A4; A3; A5; A7; A9;

A1; no existe; B.4. Se identifican los elementos en la instalación real.5. Se procede a verificar siguiendo la secuencia indicada en el gráfico de la página

83. Suponemos realizadas las verificaciones 1 a 6, no encontrándose ningunaanormalidad.

6. La verificación 7 conduce a la 8 por lo que quedan excluidos de falla los elemen-tos A2 y A4 (la verificación 7 se realiza con A4 oprimido).

El resultado de la verificación 7 nos conduce a la 8. Esto descarta automáticamentea B3 como causante de la parada. La verificación 8 realizada sobre el piloto de B1,nos conduce a la 9. Esto excluye a B2 como elemento de falla. Obviamente la ano-malía se encuentra ahora exclusivamente en B1 o en B, o sus conducciones.La verificación 9 nos conduce a la 10. Esto excluye al actuador B, llegando luego dela verificación 10 y a la conclusión de que la válvula B1 está trabada por suciedad enlos mandos.

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85DETECCIÓN DE FALLAS7

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Ejercicio Nº 27

Aplicaremos el procedimiento de detección al ejercicio Nº 20, técnica de la temporización.Por comodidad reproduciremos aquí el diagrama Espacio – Fase y el esquema circui-tal correspondiente:

La falla reportada es que el ciclo no se inicia al oprimir el pulsador A4.

• La máquina se halla en posición de parada normal.• No se realizó ninguna acción para normalizar el funcionamiento.

1. De la posición de los actuadores surge que el ciclo se encuentra detenido en laúltima fase (fin de ciclo).

2. La acción que debiera continuar es A+.3. Los elementos que guardan relación con la falla son: A2; A4; A3; A5; A7; A9;

A1; no existe B.4. Se identifican los elementos en la instalación real.5. Se procede a verificar siguiendo la secuencia indicada el gráfico de la página 83.

Suponemos realizadas las verificaciones 1 a 6, no encontrándose ninguna anormalidad.6. La verificación 7 conduce a la 8 por lo que quedan excluidos de falla los ele-

mentos A2 y A4 (la verificación 7 se realiza con A4 oprimido).

La verificación 8, realizada sobre el piloto de A1, nos conduce a que la falla seencuentra sobre los elementos b, es decir A3, A5, A7, A9. Verificando esta cadena demando, encontramos que el regulador A5 se encuentra muy cerrado. La señal con-traria en B1 está presente impidiendo la entrada proveniente de A4.

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Ejercicio Nº 28 Aplicaremos el método de detección de fallas al ejercicio N° 22, reproducido segui-damente junto con el diagrama Espacio – Fase correspondiente.

• La máquina se encuentra detenida en la fase de falla.• No se realizaron acciones tendientes a reanudar la marcha.

1. Del diagrama Espacio – Fase surge que el ciclo se encuentra detenido en la fase 2.2. La acción que continúa a la posición de falla es B-.3. Los elementos vinculados con dicha acción son: B3 y la memoria auxiliar Z2; B2

y la memoria auxiliar Z1; B1; no existe; B.

4. Se identifican los elementos en la instalación real.5. Asumimos realizadas las verificaciones 1 a 6 sin encontrar anormalidades.6. La verificación 7 nos conduce a la 11. Quedan, por lo tanto, excluidos como cau-

sales de la falla los elementos B2 y la memoria auxiliar Z1. La búsqueda ahorase centrará sobre los elementos B3, Z2 y sus conducciones. Para el ejemplo pro-puesto, la 11 nos conduce a la 12 en razón de la presencia de Z1, Z2 y Z3,memorias auxiliares.

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87DETECCIÓN DE FALLAS7

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ConclusiónLa 12 nos conduce a la 13 y ésta a la 16. De ésta última verificación surge que lafalla es ocasionada por una interrupción de la cadena de pilotaje a la válvula auxiliarZ2 por aplastamiento de conducciones o falla de B3.Revisada esta cadena de mando se encuentra una interrupción en la conducción, quealimenta a B3 desde la línea de grupo I. Solucionado el desperfecto el equipo reanu-da su funcionamiento.

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MICRO 88

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Se entregan con una base de montaje en estructuras de perfiles de aluminio anodi-zados, y un exclusivo sistema de fijación de elementos de ajuste manual de un cuar-to de vuelta que permita su fácil re-ubicación o cambio, facilitando la tarea didácticadel capacitador y la asimilación de conceptos de los asistentes.

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Micro Capacitación realiza y comercializa una variedad de elementos didácticos degran flexibilidad, fácil montaje y re-ubicación o cambio, con posibilidades de expan-sión con módulos que permiten partir de un modelo básico, y terminar en un podero-so centro de estudio y ensayo.

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MICRO CAPACITACIÓN

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CursosMicro Capacitación cubre un extenso rango de temarios en los cursos que dicta ensus aulas que, para tal efecto, posee en su edificio central. Pero también atiende losrequerimientos de la Industria y las instituciones educativas trasladándose con sulaboratorio móvil a las ciudades del interior, y otros países.

Software

Los softwares utilizados tienen como misión amalgamar la potencialidad de la infor-mática aplicada a la enseñanza de automatización. Puede clasificarse en:

1. Softwares de simulación, que pueden diseñar, ensayar y simular circuitos que incluyan componen-tes electrónicos, neumáticos e hidráulicos.

2. Softwares de cálculo, información técnica y selección de componentes adecuados para cada requisición técnica.

3. Softwares de presentaciones que, preparados por nuestros ingenieros, optimizan las charlas y las adecuan al medio al que van dirigidas.

Los referencia a los softwares de simulación, y con el fin de hacerlos interactivos, sedispone de interfaces que permiten físicamente hacer actuar a los elementos que sonvisualizados en el monitor de la computadora.

Material de soporteMicro Capacitación dispone de variados elementos didácticos para facilitar la trans-misión efectiva de los conceptos. Entre ellos se cuenta con componentes en corte,simbología para pizarra magnética, manuales, videos, transparencias, etc.

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