CONTROL INDUSTRIAL. 1. La espira de sombra se utiliza en un contactor cuya bobina es de corriente continua para:

Transcripción

1 CONTROL INDUSTRIAL 1. La espira de sombra se utiliza en un contactor cuya bobina es de corriente continua para: Extinguir el arco eléctrico evitar vibraciones no se requiere Porque: Al estar alimentada la bobina por una corriente continua no existe la necesidad de contrarrestar ningún flujo que tope los ceros en los valles antagonistas mediante la espira de sombra, el problema que presentan es una gran fuerza de cierre de sus contactos por lo que seria factible introducir una resistencia externa para así reducir la potencia disipada en el cierre, disminuyendo el peso y tamaño del contactor. 2. Si en lugar de usar un contactor para comandar un motor trifásico de inducción, se emplea un switch manual de cuchillas; se justifica o no usar un rele térmico bimetálico para su protección? SI NO Porque: El relé térmico no actúa por si solo sobre el circuito de fuerza, sino que tiene que enviar una señal al circuito de control y si se coloca un switch de cuchillas manual y no un contactor no tendríamos a quien controlar. 3. El soplado magnético en un contactor se utiliza para: Evitar vibraciones extinguir el arco eléctrico retener la pieza móvil del núcleo Porque: El soplado magnético consiste en aprovechar la movilidad natural del arco eléctrico mediante la utilización de láminas de hierro en V, las cuales refuerzan la tendencia al desplazamiento y alargamiento del arco a través de un campo magnético en la zona que se genera el arco. 4. Un contactor tiene una vida útil de maniobras para una corriente nominal de 50A en categoría AC3. Al utilizar el contactor para la misma corriente en categoría AC1 se tiene: Mayor vida útil Menor vida útil Igual vida útil Porque: Al manejar una corriente de 50 A en AC3 es factible debido a que esta categoría puede soportar corrientes transitorias desde 5 a 8 veces la corriente nominal, sin embargo si utilizamos el mismo en una categoría AC1 este se verá afectado de gran manera ya que no está diseñado para manejar este tipo de esfuerzos. 5. Explique por qué la corriente de régimen térmico de un contactor es independiente de la categoría de utilización. Porque esta no está presente en ningún tipo de maniobra ni de cierre ni de corte, por lo que su valor no depende de la naturaleza de la corriente ni del tipo de carga.

2 6. Para las siguientes palabras o frases escriba la idea que mejor se asocie con ella e indique una aplicación especifica. EJEMPLO: Contactor electromagnético: Elemento de maniobra que permite abrir o cerrar un circuito eléctrico accionado por un electroimán. Aplicación específica: En circuitos de control de motores eléctricos. SOPLADO MAGNETICO: Metodo de alargamiento del arco mediante 2 placas en forma de v, a fin de reforzar el campo por donde se extinguirá y alargara el arco eléctrico. APLICACIÓN: Extinción del arco eléctrico ENDURANCIA: Numero de ciclos de maniobra en condiciones nominales de operación o en vacio. APLICACIÓN: Determinacion de cambio de contactos y partes mecanicas INTENSIDAD NOMINAL TERMICA: Es la máxima intensidad que un contactor puede soportar en servicio de 8 horas, sin que el calentamiento de sus diferentes partes sobrepase los limites pre-escritos por las normas. APLICACIÓN: Dimensionamiento de protección antes sobrecargas. ELEMENTO BIMETALICO: Par de placas paralelas capaces de dilatarse y cerrar un contacto para enviar una señal al circuito de control, forma parte del relé térmico. APLICACIÓN: Protección ante sobrecargas. 7. Justifique si es posible o no utilizar un contactor especificado para comandar un motor trifásico de inducción 15HP 220V para comandar un motor monofásico de igual potencia y voltaje. No es posible debido a que la corriente que manejaría al comandar el motor monofásico seria mayor que la que se maneja en el motor trifásico de inducción. P=VI 8. Entre dos contactores que tienen la misma potencia y voltaje nominales uno marcado con categoría AC1 y otro AC3 el precio será: Mayor para el AC1 mayor para el AC3 Igual para los dos Porque: Debido a la ventaja que presenta al manejar de 5 a 8 veces la corriente nominal la corriente en los arranques.

3 9. La maniobra que realiza un contactor para desconectar un motor es más exigente cuando se la hace. A) Motor calado B) Motor lanzado D) ambos casos Porque: Para la desconexión es más exigente en motor calado ya que en este momento la corriente es muy alta a la corriente nominal existe un transitorio hasta que sea estable funcione normalmente. 10. La espira sombra en un contactor se usa: A) cuando el circuito de fuerza alimentada a un motor de corriente continúa b) cuando la bobina del contactor es alimentada por corriente alterna c) cuando el circuito de fuerza alimentada a un motor de corriente Alterna Porque: la espira sombra se usa en un contactor cuando la bobina del contactor es alimentada por corriente alterna, debido a que se evita las vibraciones ya que el flujo y la corriente magnetizante pasa dos veces por cero, y la armadura se abre momentáneamente por los muelles antagonistas, de tal manera que no sucede en las bobinas de corriente continua 11. Un contactor tiene una vida útil de maniobras para corriente nominal de 50 A en categoría AC-3, al utilizar el contactor para la misma corriente en categoría AC-1 se tiene: a) mayor vida útil b) menor vida útil c) igual vida Útil Porque: si de utiliza contactor AC-1 disminuye la vida útil ya que la corriente en la categoría AC-3 tiene un transitorio de 5-8 veces la corriente nominal mientras que AC.1 trabaja a una corriente I nominal constante. 12. El soplador magnético se emplea en los contactores para: a) evitar vibraciones b) amortiguar el golpe de los contactos c) extinguir el arco eléctrico Porque: El soplador magnético se emplea en los contactores para extinguir el arco eléctrico, sirve para alargar el arco eléctrico mediante un campo magnético en la zona que genera el arco, produciendo una fuerza electromagnética que impulsa el arco hacia la parte exterior de los contactos.

4 13. En un caso extremo para la alimentar un motor se podría predecir de la protección de: a) sobrecargas b) cortocircuitos Porque: en caso extremo para la alimentar un motor se podría predecir de la protección contra sobrecargas ya que solo permite el paso de sobre corrientes en valor nominal luego si aumentan desconecta antes de que el tiempo admisible sea sobrepasado 14. Para comandar un motor se emplea un interruptor manual de cuchillas, utilizar un relé térmico para protección de sobrecarga: a) se justifica b) No se justifica c) depende de la potencia Porque: No se justifica debido que para la protección por interruptor de cuchillas son indispensables los fusibles ya que el control está dirigido por el usuario. 15. Un contactor tripolar de CA tiene un dato de placa de 20HP, 220V con categorías AC-3. Si se desea comandar a través de dos polos a un motor monofásico jaula de ardilla de 220 V, la potencia del motor monofásico podría ser: a) mayor b) menor c) igual Porque: La potencia va ser menor debido a que son dos polos y la potencia que entrega no será de 20HP y la corriente no será 8 veces I nominal. 16. Indique tres criterios con los cuales se podría decidir el tipo y nivel de la fuente de alimentación de un circuito de control. 1. Según la carga la cual será utilizada 2. Según la alimentación de las bobinas de los contactores AC-DC 3. Según qué elementos de operación se utilizaran como pulsadores, marcha paro, térmico etc. 17. La espira de sombra se utiliza en un contactor cuya bobina es de corriente continua para: a) extinguir el arco eléctrico b) evitar vibraciones c) no se requiere

5 Porque: no se requiere ya que solo cuando se tiene bobinas de AC la espira de sobra evita vibraciones mientras que en las bobinas DC no sucede. 18. Si en lugar de usar un contactor para comandar un motor trifásico de inducción, se emplea un switch manual de cuchillas, se justifica o no usar un relé térmico bimetálico para su protección. a) Si b) no Porque: no debido que el operario tiene el control del switch de cuchillas y se debe tener en cuenta fusibles y despreciar el relé térmico.

6 EJERCICIOS DE DISEÑO 1. Graficar la secuencia de funcionamiento de los contactores contuno, contdos, y conttres del circuito de control dado en la figura, si los pulsantes puluno, y puldos se operan en la forma que se ilustra en la gráfica adjunta. DIAGRAMA DE CONTROL EN LOGO

7 2. Se desea comandar dos motores trifásicos M1 y M2 que mueven dos bandas transportadoras de material y se solicita: a) Diseñar el circuito de fuerza con las protecciones mínimas b) Diseñar el circuito de control que cumpla las siguientes condiciones I. El motor M2, comandado por el pulsador P2, no puede arrancar si no ha arrancado primero el motor M1 mediante un pulsador P1 II. Mediantes un pulsador P3 se puede apagar todo el circuito únicamente si los dos motores se hallan funcionando. DIAGRAMA DE FUERZA DIAGRAMA DE CONTROL EN LOGO

8 DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS PLC P1 P2 P3 TERMICO MOTOR M1 I1 I2 I3 I4 P L C Q1 Q2 MOTOR M1 MOTOR M2 TERMICO MOTOR M2 I5 TABLA DE DESCRIPCION P1 (I1) Pulsante NA de marcha motor1 P2 (I2) Pulsante NA de marcha motor2 P3 (I3) Pulsante NA de reseteo a condiciones iniciales MOTOR M1 (Q1) Bobina del contactor del motor1 MOTOR M2 (Q2) Bobina del contactor del motor2 AUX APAGADO (M1) Bobina del contactor auxiliar para ayudar con el paro después de funcionamiento M1Y M2 TERMICO MOTOR1 (I4) Relé térmico NA para protección ante sobrecarga de motor1 TERMICO MOTOR2 (I5) Relé térmico NA para protección ante sobrecarga de motor2

9 3. Graficar el funcionamiento de los contactores C1, C2, C3 si los pulsantes P1, P2 y P3 se operan como se indica en el diagrama. DIAGRAMA DE CONTROL EN LOGO

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11 4. Graficar la secuencia de funcionamiento de la lámpara H1 de la figura, de acuerdo a la operación de los pulsantes P1, P2 en el diagrama dado. DIAGRAMA DE CONTROL EN LOGO DIAGRAMA DE TIEMPOS PARA H1 H1 P2 P1

12 5. Un determinado proceso industrial requiere el funcionamiento de dos motores M1 y M2 sujetos a las señales digitales de tres sensores de nivel los cuales dan un uno lógico cuando el nivel del líquido se halla por encima de la altura a la que esten colocados. a. Las condiciones de fucionamiento son: b. M1 funciona cuando el nivel del líquido se halla por debajo de h1 y se apaga cuando ha llegado a h3. c. M2 funciona cuando el nivel del líquido se halla entre h1 y h2 o por sobre h3. DIAGRAMA DE FUERZA DIAGRAMA DE FUERZA EN CADE SIMU

13 DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS DIAGRAMA DE CONTROL

14 DIAGRAMA EN LOGO

15 6. En un planta química cuatro tanques grandes contiene diferentes líquidos que están siendo calentados. Se usan sensores de nivel líquido para detectar cuando el nivel en los tanques A, B sube por encima de una marca determinada. Sensores de temperatura en tanques C y D detectan cuando la temperatura en estos tanques cae por debajo de un límite predertinado. Suponga que las salidas de los sensores de nivel líquido A y B son cero cuando el nivel es satisfactorio y uno cuando el nivel es demasiado alto. También las salidas de los sensores de temperatura C y D son cero cuando la temperatura es satisfactoria y uno cuando la teperatura es demasiado baja. Diseñe un circuito de contactos que se activará una luz cuando cuando el nivel en el tanque A o en el tanque B es demasiado alto al mismo tiempo que la temperatura en cualquiera de los tanques C o D es demasiado baja. DIAGRAMAS DE CONTROL AL BL CT DT ALARTOTAL ALARNIVEL ALARTEMP Reset ALARNIVEL ALARTEMP ALARTOTAL

16 DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS DIAGRAMA EN LOGO

17 7. Realizar el diagrama de control para un sistema de alarmas contra incendios que necesita realizar el siguiente trabajo, después de detectar el fuego: a. El fuego se detecta en tres lugares con detectores térmicos (termostatos) que tienen un contacto de conmutación. b. Por cada contactor existe una señal luminosa que indica cual de los tes actuó. Esta luz al recibir la señal de falla se enciende en forma intermitente. Usando un rele de tiempo adecuado. c. La acción de cual quiera de los tres detectores acciona una sirena que es común para todo el sistema. d. Existe un botón común de RECONOCIMIENTO; que cuando operó un detector, la luz que indicaba alarma en forma intermitente ( 2 segundos) on / off pasa a un estado de encendido permanente, mientras que la sirena sigue sonando. e. Existe otro pulsador de SLENCIAR BOCINA, callará la sirena, después de que actúo sobre el botón anterior. f. Si el fuego cesa, la luz de alarma seguirá encendida, hasta cuando no se accione sobre un pulsador de REESTABLECIMIENTO. DIAGRAMA DE FUERZA L1 Q1 Q2 Q3 M1 F1 F2 F3 ALARMA N

18 DIAGRAMA DE CONTROL L1 Q1 I2 Rt Q2 I3 Rt1 Q3 I4 Rt2 Q1 Q2 Q3 M2 M4 M5 M1 Q5 M1 M3 M2 M4 M5 M3 M3 M3 I1 I1 I1 I2 I3 I4 Q5 I6 M3 I7 M2 M4 M5 I5 I5 I5 Q1 Q2 Q3 M2 M4 M5 Rt Rt1 Rt2 Q5 M1 M3 L2 DIAGRAMA DEL LOGO

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20 8. Hacer el diagrama de control y de fuerza de un compresor de 30 Hp y una bonba de lubricación de ½ Hp. El equipo puede funcionar en automático OFF- manual. a. En modo automático el compresor funciona 15 segundos después de que se ha energizado la bomba. Si por sobrecarga de la bomba opera el relé termico, apaga compesor y bomba y una luz piloto indica FALLA DE BOMBA b. El compresor y bomba se apaga y enciende igual que lo descrito anteriormente, cada vez que un presostato detecta 150 lb/in 2 respectivamente c. En modo manual el compresor está condicionado al funcionamiento de la bomba, la cual es independiente de la operación del presostato. d. El compresor opera al igual que el modo automatico por acción del presostato y siempre y cuando este funcionando la bomba. e. Tanto en AUTO y en MAN, si hay sobrecarga en el compresor, éste se apaga junto con la bomba y una luz piloto sañaliza FALLA DE COMPRESOR DIAGRAMA DE FUERZA DIAGRAMA DE CONTROL

21 DIAGRAMA EN LOGO 9. Para el circuito de la figura, dibuje la secuencia de funcionamiento de las variables C!,C2 y C3 si los pulsantes P1,P2 y P3 operan según el diagrama de secuencia del grafico

22 DIAGRAMA DE TIEMPOS

23 10. Se desea abrir y cerrar una puerta de un galpón industrial movida por un motor trifásico para lo cual se dispone de un pulsador P1 y dos fines de carrera, Uno FCC que opera cuando la puerta está cerrada y otro FCA que opera cuando la puerta está totalmente abierta de la siguiente manera: Si la puerta está cerrada y se presiona P1 l puerta se abre totalmente y se la puede cerrar presionado nuevamente P1 Si se presiona P1 cuando la puerta está cerrando en medio camino, el control ignora esta acción y la puerta continúa hasta abrirse o cerrarse totalmente. DIAGRAMA DE FUERZA

24 ENTRADAS Y SALIDAS CIRCUITO LOGO

25 11. Se desea comandar dos motores trifásico M1 y M2 que mueven dos bandas trasportadoras de material. Diseñar: circuito fuerza y de control, entradas salidas. Condición 1.- el motor M2 comandado por el pulsador P2, no puede arrancar si no ha arrancado primero el motor M1 mediante P1 Condición 2.- mediante P0 se puede apagar todo el circuito únicamente si los dos motores se hallan funcionando. DIAGRAMA DE FUERZA

26 ENTRADAS Y SALIDAS DIAGRAMA EN LOGO

27 12. Un pozo séptico tiene una altura de 3 metros y se vacía con dos bombas B1 y B2 controladas por dos flotadores: F1 calibrado para operar entre 2. 5 y 0. 5 metros y F2 calibrado para operar entre 2.8 y 0.3 metros. El vaciado debe realizarse en la siguiente forma: Se pide Mediante un selector de tres posiciones se escoje modo 1 M1; modo 2 M2 o paro. En el modo 1 la bomba B1 funciona comandada por el flotador F1 y la bomba B2 comandada por F2. En el modo 2 la bomba B2 funciona comandada por el flotador F1 y la bomba B1 comandada por F2. Si existiera sobrecarga en cualquiera de las dos bombas la operación se transfiere a la que está operativa en cualquiera de los dos modos. Con el selector en modo paro no funciona ninguna bomba. Realizar un diagrama simple del tanque en que se ilustre el problema, indicando las alturas a las que los flotadores ordenan la operación de las bombas. Diseñar el circuito de fuerza con todas las protecciones. Realizar el diagrama de conexiones de entradas y salidas para que el circuito sea comandado por un relé programable LOGO. Se sugiere utilizar los nombres destacados en negrita para identificar las variables. Realizar el diagrama de control utilizando el lenguaje ladder. DIAGRAMA DE FUERZA

28 DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SAALIDAS

29 DIAGRAMA EN LOGO

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