tecnología de construcción de sistemas
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SISTEMAS LOGICOS – Tecnología de Construcción
de Sistemas Lógicos
ULSA VICTORIA6to Semestre
4ta GeneraciónIngeniería Biomédica
INDICE
• SISTEMAS DIGITALES• SISTEMAS NEUMATICOS• SISTEMAS ELECTRICOS• CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES
SISTEMAS DIGITALESAlejandra EchavarriaJorge Ruiz
Sistema Digital
• Un sistema digital es un conjunto de dispositivos destinados a la generación, transmisión, manejo, procesamiento o almacenamiento de señales digitales.
Código Binario
• En los circuitos de trasmisión digitales, la información se envía de unos circuitos a otros como dos estados de voltaje, uno "alto" y otro "bajo", esos estados son tratados como bits, se pueden representar como ceros (0) y unos (1) y forman números binarios.
La base de las operaciones digitales son las compuertas lógicas.
• Los sistemas digitales están constituidos por miles de circuitos permutadores, cada uno de los cuales permuta otros a "apagado" y "encendido"
Compuertas lógicas
• Cada tipo de compuerta hace un tipo simple de decisión, llamada función lógica.
• Las tres decisiones lógicas básicas que hacen las compuertas son las llamadas función AND, función OR y función NOT.
Los circuitos digitales manipulan y almacenan la información
• Entrada: Un sistema digital primero toma información del exterior.
• Toma de decisiones: el sistema usa la entrada para crear cierta nueva información llamada datos procesados.
• Memoria: se almacena cierta cantidad de información para usarla despues.
• Salida: el sistema hace uso del resultado de sus decisiones para hacer una operación en el exterior.
SISTEMAS NEUMATICOSElani De la GarzaJorge Herrera
NEUMATICATecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía
El aire es un material elástico y por tanto, al aplicarle una fuerza, se comprime, mantiene esta compresión y devolverá la energía acumulada cuando se le permita expandirse, según la ley de los gases ideales.
SISTEMAS NEUMATICOS
Circuito de anillo cerrado: Aquel cuyo final de circuito vuelve al origen evitando brincos por fluctuaciones y ofrecen mayor velocidad de recuperación ante las fugas, ya que el flujo llega por dos lados. Circuito de anillo abierto: Aquel cuya distribución se forma por ramificaciones las cuales no retornan al origen, es más económica esta instalación pero hace trabajar más a los compresores cuando hay mucha demanda o fugas en el sistema.
VENTAJAS DE LOS SISTEMAS NEUMATICOS El aire está prácticamente disponible en todas partes y en cantidades
ilimitadas.
El aire puede ser transportado fácilmente en tuberías, inclusive a grandes distancias.
El aire comprimido puede ser almacenado en un depósito y usado cuando se requiera. También el recipiente puede ser movible.
El aire comprimido es relativamente insensible a las fluctuaciones con
la temperatura. Esto asegura una buena operación, incluso en condiciones extremas.
El aire no posee propiedades explosivas, por lo que no existen riesgos de chispas.
El aire sin lubricante es limpio. Cualquier aire sin lubricación que escape a través de las conexiones o componentes no causa ninguna contaminación.
VENTAJAS DE LOS SISTEMAS NEUMATICOS Los componentes de operación son de simple construcción y por lo tanto son
relativamente baratos.
El aire comprimido es un medio de trabajo rápido. Esto permite obtener altas velocidades de trabajo.
Las herramientas y componentes neumáticos pueden ser cargados hasta el punto de detenimiento y por lo tanto seguros a la sobrecarga.
Los actuadores pueden trabajar a velocidades razonablemente altas y
fácilmente regulables
El trabajo con aire no daña los componentes de un circuito por efecto de golpes de ariete.
Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que dañen los equipos en forma permanente.
DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS NEUMATICOS
El aire comprimido requiere buena preparación. Suciedad y condensación no deben de estar presentes.
No siempre es posible mantener, en el pistón, una velocidad uniforme y constante con el aire comprimido.
Altos niveles de ruido generado por la descarga del aire hacia la atmósfera. Este problema ha sido ahora resuelto, con el uso de materiales con absorción de ruido y silenciadores.
En circuitos muy extensos se producen pérdidas de cargas considerables.
Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar grandes fuerzas.
El aire comprimido es económico hasta ciertos requerimientos de fuerza.
GENERADORES (COMPRESORES):
Para producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presión del aire al valor de trabajo deseado. Los mecanismos y mandos neumáticos se alimentan desde una estación central. Entonces no es necesario calcular ni proyectar la transformación de la energía para cada uno de los consumidores. El aire comprimido viene de la estación compresora y llega a las instalaciones a través de tuberías.Los compresores móviles se utilizan en el ramo de la construcción o en máquinas que se desplazan frecuentemente.
TIPOS DE COMPRESORES
Compresores Rotativos de Tornillo
Compresor de Pistón de Simple Efectos
EJEMPLO SISTEMA NEUMATICO BASICO
RED DE DISTRIBUCION DE AIRE COMPRIMIDO
DETALLE TANQUE DE AIRE COMPRIMIDO
Unidad de Mantenimiento de R 1/8"
ESQUEMA DE SISTEMA NEUMATICO
SISTEMAS ELECTRICOSJesús AcostaCarlos Meza
Introducción
• Es un esquema eléctrico estandarizado que emplea símbolos para describir la lógica de un circuito de control
• Es llamado así debido a que varios de los dispositivos del circuito están conectados en paralelo atreves de una línea de CD o CA lo cual en conjunto parece una escalera
• Se puede decir que esta forma de diagrama es la mas sencilla debido a que varios dispositivos se escriben de izquierda a derecha entre las líneas.
• Describiendo paso a paso el funcionamiento del sistema.• Su ventaja es la forma en como muestra como fluye la corriente a
través de las distintas partes del circuito.• Mas sin embargo no muestra la localización de cada componente y su
relación con otros; estos diagramas se usan para diseñar, modificar o expander circuitos.
• Para la representación; es importante comprender que cada etapa o rama del diagrama esta compuesta de un numero de condiciones de entrada y un solo comando de salida.
• Es importante asignar letras y números a los elementos de entrada, de control y de salida, también el numero de ramas es numerado en forma ascendente, colocando dicho numero en el extremo izq.
• La interpretación de un diagrama se realiza de izq a derecha y de arriba para abajo.
CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLESMariann CompeánAna López
¿Qué es?
• Un controlador lógico programable (Programmable Logic Controller PLC) es un dispositivo operado digitalmente, que usa una memoria para el almacenamiento interno de instrucciones con el fin de implementar funciones específicas, tales como lógica, secuenciación, registro y control de tiempos, conteo y operaciones aritméticas, para controlar a través de entradas/salidas digitales o analógicas, varios tipos de máquinas o procesos
HISTORIA
Su historia se remonta a finales de la década de 1960
Los PLC fueron inventados en respuesta a las necesidades de la
industria automotriz norteamericana por el ingeniero
Estadounidense Dick Morley.,
En 1968 GM Hydramatic (la división de transmisiones automáticas de
General Motors) ofertó un concurso para una propuesta del reemplazo
electrónico de los sistemas cableados.
Elementos que contiene un PLC:
• Unidad Central de proceso • Módulos de entrada • Módulos de salida • Fuente de Alimentación • Dispositivos periféricos • Interfaces
Características equipos control en los 70’s:
• Alto costo• Requerimiento de personal
capacitado• Complejidad de las
interfaces (equipos a procesos).
El Controlador Lógico Programable (PLC)
Hoy (“Controladores Lógicos Programables” o PLC’s, también denominados “autómatas programables”):
• Sistemas económicos, robustos y flexibles• De fácil manejo por el operador• Simplicidad de interconexión con los procesos.
Unidad central del proceso
• La unidad central es el “cerebro” del PLC. Este toma las decisiones relacionadas al control de la máquina o proceso. Durante su operación, el CPU recibe entradas de diferentes dispositivos de sensado, ejecuta decisiones lógicas, basadas en un programa almacenado en la memoria, y controla los dispositivos de salida de acuerdo al resultado de la lógica programada.
Los sistemas de control se pueden dividir en:
El Controlador Lógico Programable (PLC)
• Analógicos;• Digitales• Híbridos (analógicos-digitales)
• Los sistemas analógicos trabajan con señales continuas (presión, temperatura, velocidad, etc.), usando voltajes o corrientes proporcionales a dichas magnitudes (P/E: 0-10V, 4-20mA, etc).
• Los sistemas digitales trabajan con señales binarias (toman sólo dos niveles o estados posibles: abierto-cerrado; conduce-no conduce; mayor-menor, etc.), que se suelen representar por valores 1 y 0 (usando notación del Álgebra de Boole).
CLASIFICACIÓN DE LOS PLC:
ESTRUCTURA COMPACTA:• En un solo bloque todos sus
elementos: fuente de alimentación, CPU, memorias de entradas/salidas, etc.
• Aplicaciones en el que el número de entradas/salidas
• Carcasa de carácter estanco, que permite su empleo en ambientes industrialmente especialmente hostiles.
ESTRUCTURA MODULAR:• Permite adaptarse a las necesidades
del diseño, y a las posteriores actualizaciones. Configuración del sistema variable.
Modulos de entradas y salidas• Son la sección del PLC en donde
sensores y actuadores son conectados y a través de los cuales el PLC monitorea y controla el proceso.
• La fuente de alimentacion convierte altos voltajes de corriente de línea (115V 230V CA) a bajos voltajes (5V, 15V, 24V CD) requeridos por el CPU y los módulos de entradas y salidas.
Funcionamiento1 Al encender el procesador ejecuta un auto-chequeo de
encendido y bloquea las salidas. A continuación, si el chequeo ha resultado correcto, el PLC entra en el modo de operación normal.
2 El siguiente paso lee el estado de las entradas y las almacena en una zona de la memoria que se llama tabla de imagen de entradas.
3 En base a su programa de control, el PLC actualiza una zona de la memoria llamada tabla de imagen de salida.
4 A continuación el procesador actualiza el estado de las salidas "copiando" hacia los módulos de salida el estado de la tabla de imagen de salidas (de este modo se controla el estado de los módulos de salida del PLC)
5 Vuelve a ejecutar el paso b)
Cada ciclo de ejecución se llama ciclo de barrido (scan), el cual normalmente se divide en:• Verificación de las entradas y salidas• Ejecución del programa
VENTAJAS DEL PLC
• Son un gasto efectivo para controlar sistemas complejos
• Son flexibles y pueden ser aplicados para controlar otros sistemas de manera rápida y fácil.
• Su capacidad computacional permite diseñar controles mas complejos
• Permite programar fácilmente y reduce el tiempo de inactividad del proceso.
• Sus componentes confiables hacen posible que pueda operar varios años sin fallas.
• Capacidad de entradas y salidas
• Velocidad de operación
• Están diseñados para trabajar en condiciones severas como: vibraciones, campos magnéticos, humedad, temperaturas extremas.