UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL

Transcripción

1 Para el funcionamiento de un dispositivo de aire acondicionado es necesaria la conexión eléctrica del mismo, que incluye tanto la conexión de los aparatos principales del circuito frigorífico (compresores, ventiladores, etc), como de muchos otros componentes de medida, protección, control y maniobra. Se requiere, de igual manera, la programación de multitud de rutinas eléctricas en el PLC (o autómata) de la unidad con objeto de detener, activar, o temporizar las actividades de los diferentes aparatos que componen a la misma, ya sea por motivos de demanda de frío o calor, así como de protección de la unidad o sus componentes (sobrecalentamientos, presiones del refrigerante excesivamente altas o bajas, etc). SISPROA (Sistemas Productivos Avanzados) es una empresa española que centra sus actividades en el outsourcing industrial, desarrollo, fabricación y montaje de equipos y subconjuntos industriales. Esta compañía quiere implantar una nueva división de fabricación de sistemas de climatización. Este proyecto se centra en el desarrollo de un manual completo de funcionamiento, esquemas eléctricos y documentación eléctrica para unidades tanto Aire-Aire como Aire-Agua, para que SISPROA, entre otros, pueda hacer uso de ellos. La ausencia de literatura agrupada sobre el funcionamiento eléctrico de las unidades de aire acondicionado y la aplicación completa e inmediata del proyecto en una empresa real, SISPROA, son los principales factores de interés para la realización del mismo. En el proyecto se distinguen cinco actividades principales que se explican a continuación: - Diseño de rutinas de funcionamiento: Se exponen las diversas rutinas eléctricas de funcionamiento que cada unidad debe realizar explicando cuándo, cómo, durante cuánto tiempo y por qué deben llevarse a cabo, así como qué aparatos son necesarios para su realización y cómo deben éstos estar conectados.

2 De esta manera el lector podrá comprender el funcionamiento de las unidades facilitándose así su fabricación, instalación o reparación en el caso de que fuese necesario. Además, la correcta comprensión de estas rutinas es imprescindible para el desarrollo de las demás actividades del proyecto. - Selección y programación del PLC para distintas unidades: La selección de autómatas se realizó en base a prestaciones y precio de los mismos y a las entradas y salidas necesitadas por las diferentes unidades. Una vez seleccionado el PLC para cada unidad se programaron las rutinas en el mismo. Esta programación se realizó asignando valores a más de 600 parámetros diferentes según el funcionamiento que se desea de la máquina en diferentes situaciones. - Desarrollo de manuales de usuario y programación: Se realizaron distintos manuales para que el usuario e instalador de las unidades sean capaces de introducir diferentes valores en el PLC en función del comportamiento que se desee de la unidad o de manipular el HMI de la misma. - Selección de componentes eléctricos de protección, accionamiento, control y maniobra: Estos componentes son diferentes para cada unidad. Se seleccionaron marcas y modelos de relés térmicos, contactores e interruptores así como las secciones de conductores más adecuadas a partir de los datos de consumo de las distintas unidades en función de su capacidad frigorífica o calorífica. Para llevar a cabo esta selección, se prestó atención a varios factores, algunos de ellos se mencionan a continuación: Las rutinas eléctricas que cada unidad debe realizar en diferentes situaciones así como qué aparatos son necesarios para la realización de las mismas. Si la unidad trabaja sólo en modo frío o también en modo bomba de calor. Si es del tipo Aire-Aire o Aire-Agua. Las intensidades y potencias que cada componente debe tolerar.

3 La disponibilidad y el precio de los componentes ofrecidos por los distintos fabricantes. - Desarrollo de esquemas y documentación eléctrica: Una vez conocidos los componentes que se van a utilizar para cada unidad (tanto los seleccionados en este proyecto para garantizar su funcionamiento eléctrico, como los componentes necesarios para el funcionamiento frigorífico) debe conocerse la conexión eléctrica de los mismos. El mejor método para explicar estas conexiones eléctricas no es otra que los esquemas de conexión. El conocimiento y comprensión de la conexión eléctrica de los aparatos es también fundamental para que el lector sea capaz de fabricar, instalar o reparar correctamente la unidad. SISPROA trabaja con 12 tipos de unidades diferentes, para cada uno de los cuales se realiza un esquema eléctrico distinto. A continuación se exponen los diferentes tipos de unidades: Unidades Aire-Aire: Unidades sólo frío: De uno o dos circuitos Unidades bomba de calor: De uno o dos circuitos Unidades enfriadoras: Unidades sólo frío: Con uno, dos, tres y cuatro circuitos. Unidades bomba de calor: Con uno, dos, tres y cuatro circuitos. Además, dentro de cada tipo de unidad, SISPROA fabrica unidades distintas en función de la capacidad frigorífica o que ofrece la máquina. Por lo tanto, cada unidad necesita componentes que trabajen con potencias e intensidades diferentes. De manera que se ha realizado una documentación eléctrica diferente para cada unidad para que el operario, además de conocer (gracias a los esquemas eléctricos) como debe conectar cada aparato, sepa cuál es el componente específico (incluyendo marca y modelo) que debe conectar para cada máquina.

4 The correct operation of an air-conditioner device depends on the electric connection of the unit, which includes its main components (compressors, fans ) and many other measure, protection, control and maneuver devices. It is also required the programming of several operation routines on the units PLC in order to stop, activate or temporize the activities of the different unit s components, both for cooling or heating demand and for the unit or its components protection (compressor overheating, refrigerant overpressure ). SISPROA is a Spanish company which focuses its activities on the industrial outsourcing and equipment production, development and assembly. This company wants to introduce a new manufacturing division of air-conditioner systems. This project focuses on the development of a complete operation manual, electrical diagrams and documentation both for Air-Air and Air-Water units in order to be useful either for SISPROA or any other people who work with air-conditioner devices. The five main activities of the project are explained below: - Design of the operation routines: The different electrical routines which guarantees the unit operation are described, explaining when, how, how much time and why they must be carried out and also what are the components needed for its execution and how they should be connected. Thus, the reader could understand how the unit works, facilitating its manufacture, installation and repair, if necessary. In addition, the correct comprehension of these routines is indispensable for the development of the rest project s activities. - PLC selection and programming for different units: This selection was based on the performance and cost of the PLCs offered and on the number of inputs and outputs needed by each unit. Once the PLC was selected for each unit, the operation routines were programmed giving value to more than 600 parameters.

5 - Development of user and programming manuals: The objective of these manuals is to teach the user or the installer how to set different values in the PLC depending on the performance required for the unit or to teach the user how to manipulate the machine s HMI. - Selection of measure, protection, control and maneuver components: These components are different for each unit. The selection includes contactors, thermal relays and interrupters brands and models and cables section. They were chosen based on the consumption data of the different units which depends on its cooling or heating capacity. In order to make this selection, it was necessary to consider several factors, some of them are mentioned below: The electric routines that each machine must execute in different situations and what components are needed to realize them. If the unit works only with mode cooling or includes also heating. If it is an Air-Air or an Air-Water machine. The Intensity and power that each component must tolerate. The availability and cost of the components offered by the different manufacturers. - Development of electric diagrams and documentation: Once the components needed by each machine are known (Either the components selected in this project to guarantee the electric operation of the unit or others needed for the cooling operation) it is necessary to know their electric connection. The best way to explain this connection is the electric diagram. The knowledge and comprehension of the components electric connection is also essential for the reader if he wants to be able to manufacture, install or repair the unit correctly. SISPROA works with 12 types of unit, each one has different diagrams. The different types of unit are mentioned below:

6 Air-Air units: UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS Only cooling: One or two circuits. Cooling and heating: One or two circuits. Air-Water units: Only cooling: One, two, three or four circuits. Cooling and heating: One, two, three or four circuits. In addition, in each type of unit, SISPROA manufactures different units depending on the cooling capacity offered by the machine. Hence, each unit needs components which work with different power and intensity so it has been realized a different electric documentation for each unit. Thus, the worker besides knowing how he must connect each component, thanks to the electric diagram, will also know which specific components (including brand and model) must connect for each unit.