Electroneumática Nivel avanzado

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1 Electroneumática Nivel avanzado Manual de trabajo TP 202 Con CD-ROM +24 V K1 K2 K4 K3 K6 K7 K8 K9 K1 K K K10 K6 K7 K8 K A1 A1 A1 A1 K6 K7 K8 K9 A2 A2 A2 A2 K10 A1 A V A1+ 2A1+ 2A1-1A1- Festo Didactic ES

2 Utilización debida El paquete de formación electroneumática deberá utilizarse únicamente cumpliendo las siguientes condiciones: Utilización apropiada y convenida en cursos de formación y perfeccionamiento profesional Utilización en perfecto estado técnico Los componentes del conjunto didáctico cuentan con la tecnología más avanzada actualmente disponible y cumplen las normas de seguridad. A pesar de ello, si se utilizan indebidamente, es posible que surjan peligros que pueden afectar al usuario o a terceros o, también, provocar daños en el sistema. El sistema para la enseñanza de Festo Didactic ha sido concebido exclusivamente para la formación y el perfeccionamiento profesional en materia de sistemas y técnicas de automatización industrial. La empresa u organismo encargados de impartir las clases y/o los instructores deben velar por que los estudiantes/aprendices respeten las indicaciones de seguridad que se describen en el presente manual. Festo Didactic excluye cualquier responsabilidad por lesiones sufridas por el instructor, por la empresa u organismo que ofrece los cursos y/o por terceros, si la utilización del presente conjunto de aparatos se realiza con propósitos que no son de instrucción, a menos que Festo Didactic haya ocasionado dichos daños premeditadamente o de manera culposa. N de referencia: Datos actualizados en: 10/2009 Autores: W. Haring, M. Metzger, R.-C. Weber Redacción: Frank Ebel Artes gráficas: Doris Schwarzenberger Maquetación: 02/2010 Festo Didactic GmbH & Co. KG, D Denkendorf, 2010 Internet: did@de.festo.com Sin nuestra expresa autorización, queda terminantemente prohibida la reproducción total o parcial de este documento, así como su uso indebido y/o su exhibición o comunicación a terceros. El incumplimiento de lo anterior obliga a pagar de indemnización por daños y perjuicios. Quedan reservados todos los derechos inherentes, en especial los de patentes, de modelos registrados y estéticos.

3 Contenido Prólogo V Introducción VII Indicaciones de seguridad y utilización VIII Equipo didáctico tecnológico para electroneumática (TP 200) X Objetivos didácticos del nivel avanzado (TP 202) XI Atribución de ejercicios en función de objetivos didácticos XII Componentes del nivel avanzado (TP 202) XIV Atribución de componentes en función de los ejercicios XVII Informaciones didácticas para el instructor XVIII Estructura metódica de los ejercicios XVIII Denominación de los componentes XIX Contenido del CD-ROM XIX Objetivos didácticos del nivel básico (TP 201) XXI Soluciones Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas 1 Ejercicio 2: Colocación de botellas de bebidas 11 Ejercicio 3: Configuración de un sistema de selección de piezas 19 Ejercicio 4: Mecanizado de piezas para llaves 31 Ejercicio 5: Doblar escuadras de fijación 41 Ejercicio 6: Exclusión de envases vacíos en un equipo de llenado 51 Ejercicio 7: Unión de piezas mediante pegamento 61 Ejercicio 8: Selección de modalidades de funcionamiento 69 Ejercicio 9: Mecanizado de piezas para llaves, con función de PARADA DE EMERGENCIA 79 Ejercicio 10: Doblado de escuadras de fijación, con función de PARADA DE EMERGENCIA 89 Ejercicio 11: Transporte de barras de chocolate, con función de PARADA DE EMERGENCIA 97 Ejercicio 12: Eliminar un fallo en una estación de mecanizado 107 Festo Didactic GmbH & Co. KG III

4 Ejercicios Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas 1 Ejercicio 2: Colocación de botellas de bebidas 11 Ejercicio 3: Configuración de un sistema de selección de piezas 19 Ejercicio 4: Mecanizado de piezas para llaves 31 Ejercicio 5: Doblar escuadras de fijación 41 Ejercicio 6: Exclusión de envases vacíos en un equipo de llenado 49 Ejercicio 7: Unión de piezas mediante pegamento 57 Ejercicio 8: Selección de modalidades de funcionamiento 65 Ejercicio 9: Mecanizado de piezas para llaves, con función de PARADA DE EMERGENCIA 77 Ejercicio 10: Doblado de escuadras de fijación, con función de PARADA DE EMERGENCIA 87 Ejercicio 11: Transporte de barras de chocolate, con función de PARADA DE EMERGENCIA 95 Ejercicio 12: Eliminar un fallo en una estación de mecanizado 105 IV Festo Didactic GmbH & Co. KG

5 Prólogo El sistema de enseñanza en materia de sistemas y técnica de automatización industrial de Festo se rige por diversos planes de estudios y exigencias que plantean las profesiones correspondientes. En consecuencia, los equipos didácticos están clasificados según los siguientes criterios: Conjuntos didácticos de orientación tecnológica Mecatrónica y automatización de procesos de fabricación Automatización de procesos continuos y técnica de regulación Robotino Estudiar e investigar con robots móviles Equipos didácticos híbridos Los equipos didácticos técnicos abordan los siguientes temas: neumática, electroneumática, hidráulica, electrohidráulica, hidráulica proporcional, controles lógicos programables, sensores, electrotecnia y actuadores eléctricos. Los equipos didácticos tienen una estructura modular, por lo que es posible dedicarse a aplicaciones que rebasan lo previsto por cada uno de los equipos didácticos individuales. Por ejemplo, es posible trabajar con controles lógicos programables para actuadores neumáticos, hidráulicos y eléctricos. Festo Didactic GmbH & Co. KG V

6 Todos los equipos didácticos tienen la misma estructura: Hardware (equipos técnicos) Teachware (material didáctico para la enseñanza) Software Seminarios El hardware incluye componentes y equipos industriales que han sido adaptados para fines didácticos. La concepción didáctica y metodológica del «teachware» considera el hardware didáctico ofrecido. El «teachware» incluye lo siguiente: Manuales de estudio (con ejercicios y ejemplos) Manuales de trabajo (con ejercicios prácticos, informaciones complementarias y soluciones) Transparencias para proyección y vídeos (para crear un entorno de estudio activo) Los medios de estudio y enseñanza se ofrecen en varios idiomas. Fueron concebidos para la utilización en clase, aunque también son apropiados para el estudio autodidáctico. El software incluye software didáctico, de simulación, de visualización, de diseño de proyectos, de construcción y de programación. Los contenidos que se abordan mediante los equipos didácticos se completan mediante una amplia oferta de seminarios para la formación y el perfeccionamiento profesional. Tiene alguna sugerencia o desea expresar una crítica en relación con el presente manual? Envíe un a: did@de.festo.com Los autores y Festo Didactic están interesados en conocer su opinión. VI Festo Didactic GmbH & Co. KG

7 Introducción El presente manual de trabajo forma parte del sistema para la enseñanza en materia de sistemas y técnica de automatización industrial de Festo Didactic GmbH & Co. KG. El sistema constituye una sólida base para la formación y el perfeccionamiento profesional de carácter práctico. El equipo didáctico tecnológico TP 200 incluye únicamente controles electroneumáticos. El equipo de nivel avanzado TP 202 ha sido concebido para el perfeccionamiento profesional en materia de controles electroneumáticos. El conjunto de componentes permite configurar circuitos de control completos y combinados, con enlaces por señales de entrada y salida, así como sistemas de control programados. Para efectuar el montaje de los sistemas de control, debe disponerse de un puesto de trabajo fijo, equipado con un panel de prácticas perfilado de Festo Didactic. La fuente de corriente continua utilizada es una unidad de alimentación a prueba de cortocircuitos (entrada: 230 V, 50 Hz; salida: 24 V, máx. 5 A). La alimentación de aire comprimido puede estar a cargo de un compresor móvil con silenciador (230 V, máximo 800 kpa = 8 bar). Para un funcionamiento óptimo, la presión de funcionamiento del sistema de control deberá ser de máximo p = 500 kpa = 5 bar con aire sin lubricar. El conjunto de equipos didácticos del nivel básico TP 201 permite configurar sistemas de control completos para solucionar las tareas de los 12 ejercicios. La teoría necesaria para entender su funcionamiento consta en el manual de estudio titulado Electroneumática Además, se ofrecen Fichas técnicas correspondientes a todos los componentes (cilindros, válvulas, aparatos de medición, etc.). Festo Didactic GmbH & Co. KG VII

8 Indicaciones de seguridad y utilización Informaciones generales Los estudiantes únicamente podrán trabajar con los equipos en presencia de un instructor. Lea detenidamente las hojas de datos correspondientes a cada uno de los componentes y, especialmente, respete las respectivas indicaciones de seguridad. Los fallos que podrían mermar la seguridad no deberán ocasionarse durante las clases y deberán eliminarse de inmediato. Parte mecánica Monte todos los componentes fijamente sobre la placa perfilada. Respete las indicaciones sobre el posicionamiento de los componentes. Parte eléctrica Únicamente deberá utilizarse baja tensión (de máximo 24 V DC). Las conexiones eléctricas únicamente deberán conectarse y desconectarse sin tensión. Utilizar únicamente cables provistos de conectores de seguridad. Al desconectar los cables, únicamente tire de los conectores de seguridad, nunca de los cables. Parte neumática No deberá superarse la presión máxima admisible de 600 kpa (6 bar). Únicamente conectar el aire comprimido después de haber montado y fijado correctamente todos los tubos flexibles. No desacoplar tubos flexibles mientras el sistema esté bajo presión. Peligro de accidente al conectar el aire comprimido! Los cilindros pueden avanzar o retroceder de modo incontrolado. Peligro de accidente por tubos sueltos bajo presión! Si es posible, utilice tubos cortos. Utilice gafas de protección. Si se suelta un tubo bajo presión, proceda de la siguiente manera: Desconecte de inmediato la alimentación de aire comprimido. Montaje del sistema neumático: Establezca las conexiones utilizando tubos flexibles de 4 ó 5 milímetros de diámetro exterior. Introduzca los tubos flexibles hasta el tope de las conexiones enchufables. Antes de desmontar los tubos flexibles, deberá desconectarse la alimentación de aire comprimido. Desmontaje del sistema neumático: Presione el anillo de desbloqueo de color azul y retire el tubo flexible. VIII Festo Didactic GmbH & Co. KG

9 Técnicas de fijación Las placas de montaje de los equipos están dotadas con las variantes de fijación A, B o C: Variante A: sistema de fijación por enclavado Para componentes ligeros, no sometidos a cargas (por ejemplo, válvulas de vías). Los componentes se montan grapándolos simplemente en las ranuras de panel perfilado. Para desmontar los componentes debe accionarse la leva azul. Variante B: sistema de fijación por giro Componentes medianamente pesados sometidos a cargas bajas (por ejemplo, cilindros neumáticos). Estos componentes se sujetan al panel perfilado mediante tornillos con cabeza de martillo. Para sujetar o soltar los componentes se utilizan las tuercas moleteadas de color azul. Variante C: sistema de fijación por atornillamiento Para componentes que soportan cargas altas o componentes que no se retiran con frecuencia del panel perfilado (por ejemplo, válvula de cierre con unidad de filtro y regulador). Estos componentes se fijan mediante tornillos de cabeza cilíndrica y tuercas en T. Festo Didactic GmbH & Co. KG IX

10 Equipo didáctico tecnológico para electroneumática (TP 200) El equipo didáctico tecnológico TP 200 incluye una gran cantidad de material didáctico y, también, seminarios. El presente equipo didáctico incluye exclusivamente unidades de control electroneumáticas. Los componentes individuales del equipo didáctico TP 200 también pueden formar parte del contenido de otros equipos didácticos. Componentes esenciales del TP 200 Mesa de trabajo fija con panel perfilado de Festo Didactic Compresor (230 V, 0,55 kw, máximo 800 kpa = 8 bar) Conjuntos de componentes o componentes individuales Medios didácticos opcionales Modelos prácticos Instalaciones de laboratorio completas Material didáctico Manuales de estudio Nivel básico TP 201 Fundamentos de la técnica de control neumático Mantenimiento de máquinas y equipos neumáticos Manuales de trabajo Nivel básico TP 201 Nivel avanzado TP 202 «Teachware» opcional Kits de transparencias y proyector diurno Símbolos adhesivos y plantilla de símbolos WBT Electroneumática, WBT Neumática WBT Electricidad 1+2, WBT Electrónica 1+2 Maletín con modelos seccionados Software de simulación FluidSIM Neumática Seminarios P100 P111 P121 P-OP P-NEU IW-PEP P-AL P-AZUBI Fundamentos de la neumática, para operarios de máquinas Fundamentos de la neumática y de la electroneumática Reparación de equipos neumáticos y electroneumáticos; localización de fallos Reducción de costos: uso económico de la neumática Neumática: reactivación y actualización de conocimientos Reparación y mantenimiento en la técnica de control: sistemas de control neumáticos y electroneumáticos Neumática para la formación profesional Neumática y electroneumática para aprendices Las fechas y lugares de los seminarios, así como los precios de los cursos constan en el folleto actualizado del plan de seminarios. Los materiales didácticos disponibles constan en los catálogos y en Internet. Los equipos didácticos de la tecnología de la automatización industrial se actualizan y amplían constantemente. Los juegos de transparencias, las películas, los CD-ROM y DVD y los manuales se ofrecen en diversos idiomas. X Festo Didactic GmbH & Co. KG

11 Objetivos didácticos del nivel avanzado (TP 202) Conocer la construcción y funcionamiento de terminales de válvulas. Saber utilizar terminales de válvulas según las especificaciones de la aplicación. Poder confeccionar un diagrama espacio-pasos para un sistema de control secuencial. Poder convertir un diagrama de funciones en un esquema GRAFCET. Saber aplicar el método de grupos para solucionar superposiciones de señales en un sistema de control secuencial. Poder detectar superposiciones de señales en un sistema de control secuencial. Poder efectuar el montaje de un sistema de control secuencial con válvulas con reposición por muelle. Poder efectuar el montaje de un sistema de control secuencial con válvulas biestables. Conocer el funcionamiento de diversos tipos de detectores de posición. Poder seleccionar los detectores de posición cumpliendo las condiciones generales válidas en una aplicación específica. Conocer el funcionamiento de funciones lógicas y sabe cómo aplicarlas. Conocer la construcción y el funcionamiento de un convertidor neumático-eléctrico. Saber cómo consultar la presión y el tiempo en sistemas de control neumáticos. Conocer el funcionamiento y la utilización de un relé con retardo de excitación. Conocer las modalidades de funcionamiento y la configuración de circuitos con modalidades de funcionamiento de ciclo individual y ciclos continuos. Conocer el funcionamiento de un contador eléctrico con preselector y poder utilizarlo en un sistema de control. Poder configurar y montar la función de PARADA DE EMERGENCIA en un sistema de control provisto de válvulas con reposición por muelle. Poder configurar y montar la función de PARADA DE EMERGENCIA en un sistema de control provisto de válvulas biestables. Poder configurar y efectuar el montaje de un sistema de PARADA DE EMERGENCIA con comportamiento específico de los actuadores. Poder configurar la condición de PARADA DE EMERGENCIA «El cilindro mantiene su posición actual». Conocer la construcción y funcionamiento de una electroválvula de 3/5 vías. Saber cómo sustituir una electroválvula de 5/3 vías por electroválvulas de 3/2 vías. Saber cómo incluir la función de RESET en un sistema de control. Poder detectar y eliminar fallos en sistemas de control electroneumáticos complejos. Festo Didactic GmbH & Co. KG XI

12 Atribución de ejercicios en función de objetivos didácticos Objetivos didácticos Ejercicio Conocer la construcción y funcionamiento de terminales de válvulas. Saber utilizar terminales de válvulas según las especificaciones de la aplicación. Saber aplicar el método de grupos para solucionar superposiciones de señales en un sistema de control secuencial. Poder confeccionar un diagrama espacio-pasos para un sistema de control secuencial. Poder convertir un diagrama de funciones en un esquema GRAFCET. Poder efectuar el montaje de un sistema de control secuencial con válvulas con reposición por muelle. Poder detectar superposiciones de señales en un sistema de control secuencial. Poder efectuar el montaje de un sistema de control secuencial con válvulas biestables. Conocer el funcionamiento de diversos tipos de detectores de posición. Poder seleccionar los detectores de posición cumpliendo las condiciones generales válidas en una aplicación específica. Conocer el funcionamiento de funciones lógicas y sabe cómo aplicarlas. Saber cómo consultar la presión y el tiempo en sistemas de control neumáticos. Conocer la construcción y el funcionamiento de un convertidor neumático-eléctrico. Conocer el funcionamiento y la utilización de un relé con retardo de excitación. XII Festo Didactic GmbH & Co. KG

13 Ejercicio Objetivos didácticos Conocer las modalidades de funcionamiento y la configuración de circuitos con modalidades de funcionamiento de ciclo individual y ciclos continuos. Conocer el funcionamiento de un contador eléctrico con preselector y puede utilizarlo en un sistema de control. Poder configurar y montar la función de PARADA DE EMERGENCIA en un sistema de control provisto de válvulas con reposición por muelle. Poder configurar y montar la función de PARADA DE EMERGENCIA en un sistema de control provisto de válvulas biestables. Poder configurar y efectuar el montaje de un sistema de PARADA DE EMERGENCIA con comportamiento específico de los actuadores. Poder configurar la condición de PARADA DE EMERGENCIA «El cilindro mantiene su posición actual». Conocer la construcción y funcionamiento de una electroválvula de 3/5 vías. Saber cómo sustituir una electroválvula de 5/3 vías por electroválvulas de 3/2 vías. Saber cómo incluir la función de RESET en un sistema de control. Poder detectar y eliminar fallos en sistemas de control electroneumáticos complejos. Festo Didactic GmbH & Co. KG XIII

14 Componentes del nivel avanzado (TP 202) Los componentes incluidos en este equipo didáctico de nivel avanzado fueron concebidos para la adquisición de conocimientos básicos en materia de técnica de control electroneumático. Los dos equipos didácticos (TP 201 y TP 202) contienen todos los componentes necesarios para alcanzar los objetivos didácticos definidos, y puede ampliarse indistintamente mediante componentes de otros equipos didácticos del sistema para enseñanza de técnicas de automatización. Componentes del nivel avanzado TP 202 (referencia: ) Denominación N de referencia Cantidad Detector de proximidad inductivo Detector de posición capacitivo Pulsador de PARADA DE EMERGENCIA Relé triple Válvula antirretorno, pilotada Unidad de entrada de señales eléctricas Terminal de válvulas con 4 módulos de válvulas Contador eléctrico con preselector Relé temporizador, doble XIV Festo Didactic GmbH & Co. KG

15 Símbolos de los componentes Denominación Símbolo Relé triple A A2 A A A A Unidad de entrada de señales eléctricas Electroválvula de 3/2 vías, normalmente cerrada Festo Didactic GmbH & Co. KG XV

16 Denominación Símbolo Relé temporizador, doble A Retardo de conexión A A Retardo de desconexión A Contador eléctrico con preselector A1 1 R1 A2 4 2 R2 Detector de proximidad inductivo Detector de posición capacitivo Pulsador de PARADA DE EMERGENCIA Válvula antirretorno, pilotada XVI Festo Didactic GmbH & Co. KG

17 Atribución de componentes en función de los ejercicios Equipo didáctico TP 202 Ejercicio Componente Detector de proximidad inductivo 1 Detector de posición capacitivo 1 Pulsador de PARADA DE EMERGENCIA Relé Pulsador eléctrico, contacto normalmente abierto Pulsador eléctrico, contacto normalmente cerrado 1 Válvula antirretorno, pilotada 2 Terminal de válvulas con 4 módulos de válvulas Contador eléctrico con preselector 1 Relé temporizador, doble 1 Festo Didactic GmbH & Co. KG XVII

18 Informaciones didácticas para el instructor Objetivos didácticos El objetivo didáctico general del manual de ejercicios es el de enseñar la configuración sistemática de esquemas de distribución y el montaje del sistema de control en el panel perfilado. La interacción directa entre la teoría y la práctica asegura un rápido progreso de los estudios. Los objetivos didácticos concretos e individuales están relacionados con cada ejercicio específico. Las metas didácticas más importantes se indican entre paréntesis. Duración aproximada El tiempo necesario para desarrollar los ejercicios depende de los conocimientos previos de los alumnos. Con una formación previa como mecánico o electricista, la duración es de aproximadamente dos semanas. Con una formación previa como técnico o ingeniero, debe preverse más o menos una semana. Componentes necesarios Las tareas y los componentes se corresponden. Para resolver todos los ejercicios, únicamente se necesitan los componentes del nivel básico TP 201. Todas las tareas de los ejercicios del nivel básico pueden resolverse efectuando el montaje necesario en un panel de prácticas perfilado. Todas las tareas de los ejercicios del nivel básico pueden resolverse efectuando el montaje necesario en un panel de prácticas perfilado. Estructura metódica de los ejercicios En la parte A, la estructura metódica es la misma en todos los 12 ejercicios. Los ejercicios están estructurados de la siguiente manera: Título Objetivos didácticos Descripción de la tarea a resolver Esquema de situación Condiciones generales Finalidad del proyecto Hojas de ejercicios El manual del instructor contiene las soluciones de las 12 tareas incluidas en el manual de ejercicios. XVIII Festo Didactic GmbH & Co. KG

19 Denominación de los componentes Los componentes incluidos en los esquemas de distribución están denominados de acuerdo con la norma DIN-ISO Todos los componentes incluidos en un circuito llevan el mismo número principal de identificación. Dependiendo del componente específico, se agregan letras de identificación. Si un circuito incluye varios componentes iguales, éstos están numerados correlativamente. Los ramales sometidos a presión están identificados con la letra P y se numeran por separado. Actuadores: 1A1, 2A1, 2A2,... Válvulas: 1V1, 1V2, 1V3, 2V1, 2V2, 3V1,... Sensores: 1B1, 1B2,... Señales de entrada: 1S1, 1S2,... Accesorios: 0Z1, 0Z2, 1Z1,... Ramales de presión: P1, P2,... Contenido del CD-ROM El CD-ROM del presente equipo didáctico incluye material didáctico complementario. Los contenidos de las partes A (ejercicios) y C (soluciones) constan en archivos de formato PDF. Estructura del contenido del CD-ROM: Instrucciones de utilización Hojas de datos Demostraciones Catálogo de Festo Esquemas de distribución FluidSIM Ejemplos de aplicaciones industriales Presentaciones Información sobre productos Vídeos Instrucciones de utilización Instrucciones para la utilización apropiada de los diversos componentes incluidos en el equipo didáctico. Estas instrucciones son útiles al efectuar el montaje y poner en funcionamiento los componentes respectivos. Hojas de datos Las hojas de datos de los componentes constan en archivos de formato PDF. Demostraciones En el CD-ROM se incluye una versión de demostración del software FluidSIM para neumática. Esta versión es suficiente para comprobar el funcionamiento de los sistemas de control configurados por el estudiante. Esquemas de distribución FluidSIM En esta carpeta se incluyen los esquemas de distribución FluidSIM correspondientes a los 12 ejercicios. Festo Didactic GmbH & Co. KG XIX

20 Ejemplos de aplicaciones industriales Mediante fotografías y representaciones gráficas se muestran aplicaciones industriales reales. Estas imágenes pueden aprovecharse para entender mejor la tarea a resolver en cada ejercicio. Además, pueden utilizarse para ampliar y completar la presentación de proyectos. Presentaciones En esta carpeta se incluyen presentaciones resumidas de los componentes incluidos en el equipo didáctico. Pueden utilizarse, por ejemplo, para incluirlas en las presentaciones sobre proyectos. Información sobre productos En esta carpeta se incluyen informaciones sobre productos y hojas de datos de Festo AG & Co. KG, incluidos en el equipo didáctico. De esta manera se entiende, qué informaciones y datos deben ofrecerse sobre un componente de uso industrial. Vídeos El material didáctico del equipo didáctico tecnológico se completa con vídeos de aplicaciones industriales. Las breves secuencias muestran la utilización de los componentes en aplicaciones industriales reales. XX Festo Didactic GmbH & Co. KG

21 Objetivos didácticos del nivel básico (TP 201) Construcción y funcionamiento de un cilindro de simple efecto. Construcción y funcionamiento de un cilindro de doble efecto. Cálculo de las fuerzas de un émbolo según valores previamente definidos. Construcción y funcionamiento de una electroválvula de 3/2 vías. Construcción y funcionamiento de una electroválvula biestable. Selección de electroválvulas en función de las exigencias de la aplicación. Tipos de accionamiento de válvulas de vías. Confección de esquemas de funcionamiento. Reequipamiento de electroválvulas. Explicación y configuración de sistemas de accionamiento directo. Explicación y configuración de sistemas de accionamiento indirecto. Funcionamiento de funciones lógicas. Montaje de sistemas de funciones lógicas. Diversos tipos de control de posiciones finales. Selección de soluciones apropiadas. Cálculo de valores característicos eléctricos. Circuitos de autorretención de diverso comportamiento. Explicación y configuración de circuitos eléctricos de autorretención, con señal prioritaria de desconexión. Configuración de sistemas de control de funcionamiento en función de la presión. Construcción y funcionamiento de detectores de posición magnéticos. Explicación de diagramas de fases y pasos. Configuración para aplicaciones específicas. Configuración de un control secuencial con dos cilindros. Detección y eliminación de fallos en sistemas de control electroneumáticos sencillos. Festo Didactic GmbH & Co. KG XXI

22 Equipo didáctico TP 201 Denominación N de referencia Cantida d 2 electroválvulas de 3/2 vías, normalmente cerradas Electroválvula biestable de 5/2 vías Electroválvula de 5/2 vías Tapón ciego Cilindro de doble efecto Válvula de estrangulación y antirretorno Sensor de presión Cilindro de simple efecto Válvula de cierre con unidad de filtro y regulador Detector eléctrico de final de carrera, accionamiento desde la izquierda Detector eléctrico de final de carrera, accionamiento desde la derecha Tubo flexible 4 x 0,75 de 10 m Detector de proximidad electrónico Detector óptico Relé triple Unidad de entrada de señales eléctricas Casquillo enchufable Unión en T Bloque distribuidor XXII Festo Didactic GmbH & Co. KG

23 Contenido Soluciones Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas 1 Ejercicio 2: Colocación de botellas de bebidas 11 Ejercicio 3: Configuración de un sistema de selección de piezas 19 Ejercicio 4: Mecanizado de piezas para llaves 31 Ejercicio 5: Doblar escuadras de fijación 41 Ejercicio 6: Exclusión de envases vacíos en un equipo de llenado 51 Ejercicio 7: Unión de piezas mediante pegamento 61 Ejercicio 8: Selección de modalidades de funcionamiento 69 Ejercicio 9: Mecanizado de piezas para llaves, con función de PARADA DE EMERGENCIA 79 Ejercicio 10: Doblado de escuadras de fijación, con función de PARADA DE EMERGENCIA 89 Ejercicio 11: Transporte de barras de chocolate, con función de PARADA DE EMERGENCIA 97 Ejercicio 12: Eliminar un fallo en una estación de mecanizado 107 Festo Didactic GmbH & Co. KG I

24 II Festo Didactic GmbH & Co. KG

25 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio, habrá adquirido los conocimientos que se indican a continuación y, por lo tanto, habrá alcanzado las metas didácticas correspondientes: Conocer la construcción y funcionamiento de terminales de válvulas. Saber utilizar terminales de válvulas según las especificaciones de la aplicación. Descripción de la tarea a resolver Desplazamiento de botellas de una cinta de transporte a otra mediante una estación de desviación. Presionando un pulsador, avanza el empujador del sistema de desvío. La botella se desvía y se continúa transportando en sentido contrario. Presionando otro pulsador, el empujador del sistema de desvío vuelve a su posición inicial. Esquema de situación Sistema de desvío de botellas Festo Didactic GmbH & Co. KG

26 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Condiciones generales Se utilizará un cilindro de doble efecto. El cilindro se controla indirectamente y mediante un pulsador. En caso de un corte de la alimentación de energía eléctrica, el vástago del cilindro deberá mantener su posición. Finalidad del proyecto 1. Responda las preguntas y solucione los ejercicios, con el fin de alcanzar los correspondientes objetivos didácticos. 2. Confeccione el esquema de distribución neumático y el esquema de distribución eléctrico. 3. Confeccione una lista de componentes. 4. Efectúe el montaje según el esquema de distribución neumático y el esquema de distribución eléctrico. 5. Compruebe la configuración del sistema. Ejecución de secuencias 1. El cilindro 1A1 mantiene su posición final trasera. 2. Presionando el pulsador S1 conmuta la electroválvula biestable de 5/2 vías 1V1; el cilindro avanza hacia la posición final delantera. 3. Presionando el pulsador S2 vuelve a conmutar la electroválvula biestable de 5/2 vías 1V1; el cilindro retrocede hacia la posición final trasera. 2 Festo Didactic GmbH & Co. KG

27 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Fundamentos: Trabajo de instalación La configuración, el tendido de los tubos flexibles y el cableado de todos los componentes que son parte de un sistema de control electroneumático deberían solucionarse de tal manera que los costos totales originados por los componentes, el trabajo de instalación y el mantenimiento sean lo más bajos posibles. En relación con el cableado, puede elegirse entre una solución de cableado convencional, por ejemplo con regletas de bornes, o una solución moderna, por ejemplo con conexiones multipolo. En cuanto a la configuración y a la cantidad de actuadores y al tendido de los tubos flexibles, se tiene la siguiente alternativa: Montaje individual con electroválvulas Montaje en bloque (placa de alimentación o terminal de válvulas) Comparación entre métodos de tender tubos flexibles Compare las soluciones antes indicadas. Para ello, recurra al ejemplo de este sistema de control y analice las posibilidades existentes para simplificar el tendido de los tubos flexibles. Importante Utilice las válvulas individuales de TP 201 o el terminal de válvulas MPA de TP 202. Recurra a las correspondientes descripciones técnicas. Componentes Montaje individual de las válvulas Montaje en bloque de las válvulas Cantidad menor de componentes con la solución de montaje en bloque Tubos flexibles Cantidad de distribuidores de aire comprimido Cantidad de tubos flexibles para alimentar aire comprimido al distribuidor Cantidad de tubos flexibles para alimentar aire comprimido a las cadenas de control Cantidad de tubos flexibles entre las válvulas de vías y los cilindros Silenciador Cantidad de silenciadores para las cadenas de control Festo Didactic GmbH & Co. KG

28 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Simplificación del tendido de tubos flexibles Con qué método es posible reducir la cantidad de tubos flexibles necesarios? Marque con una cruz la solución que usted considere más apropiada y explique su decisión. Montaje individual de las válvulas Montaje en bloque de las válvulas Explicación X Si las válvulas de vías se montan en una placa de alimentación o en un terminal de válvulas, es suficiente utilizar un solo tubo flexible para alimentar aire comprimido a todas las cadenas de control. Un silenciador se encarga de la totalidad del aire de escape. En comparación con la solución con montaje individual, es posible reducir considerablemente la cantidad de uniones mediante tubos flexibles, silenciadores y distribuidores de aire comprimido. Por lo tanto, se necesitan correspondientemente menos tubos flexibles. Importante Utilice las válvulas individuales de TP 201 o el terminal de válvulas MPA de TP 202. Recurra a las correspondientes descripciones técnicas. 4 Festo Didactic GmbH & Co. KG

29 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Comparación entre métodos de cableado Compare las soluciones antes indicadas. Para ello, recurra al ejemplo de este sistema de control y analice las posibilidades existentes para simplificar el cableado. Componentes Cables Cantidad de bornes / componentes con soluciones de cableado convencional Cantidad de bornes / componentes con soluciones de cableado mediante conexiones multipolo Armario de maniobra 1 1 Regleta de bornes 1 en armario de maniobra Conexión a masa 1 2 Tensión de alimentación 1 2 (24V) Salidas del PLC (excitación de bobinas) Entradas del PLC (procesamiento de las señales de los detectores de posición) Regleta de bornes 1 en armario de maniobra, total Cables desde el armario de maniobras hacia la caja de bornes Cable entre las regletas de bornes 1 y 2 Mazo de cables o un cable de 14 hilos Mazo de cables o un cable de 8 hilos Regleta de bornes 2 (en caja de bornes) Detectores de posición (3 hilos por detector) Bobinas (2 hilos por bobina) 12 - Regleta de bornes 2, total Cables hacia las válvulas de vías y los detectores Conexión de las bobinas 6 cables, cada uno con 2 hilos - Tabla de cableado Importante Utilice las válvulas individuales de TP 201 o el terminal de válvulas MPA de TP 202. Recurra a las correspondientes descripciones técnicas. Festo Didactic GmbH & Co. KG

30 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Simplificación del cableado Con qué método es posible reducir la cantidad de cables necesarios? Marque con una cruz la solución que usted considere más apropiada y explique su decisión. Solución mediante cableado convencional Solución mediante conexiones multipolo Explicación X Todas las válvulas del sistema de control se montan en el terminal de válvulas MPA (con conexión MP). Si se conecta el terminal de válvulas con un conector multipolo, disminuye considerablemente la cantidad de bornes en la regleta 2 y se necesitan menos cables para conectar las bobinas. De esta manera, el cableado es más sencillo y, además, también el trabajo de mantenimiento y la localización de fallos son más sencillos. Importante Utilice las válvulas individuales de TP 201 o el terminal de válvulas MPA de TP 202. Recurra a las correspondientes descripciones técnicas. 6 Festo Didactic GmbH & Co. KG

31 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Complete el esquema de distribución neumático agregando las válvulas individuales Complete el esquema de distribución neumático del sistema de desvío de piezas. 1A1 1V V V M M2 Esquema de distribución neumático con válvulas individuales Complete el esquema de distribución neumático agregando el terminal de válvulas Complete el esquema de distribución neumático del sistema de desvío de piezas. 1A1 1V V V1 -V V V V- 4 2 S M M J J M1 -M1 1M1 1M2 -M1 -M2 3/5 3/5 3/5 3/5 3/5 3/5 82/84 82/84 82/84 82/84 82/84 82/84 12/14 12/14 12/14 12/14 12/14 12/ Esquema de distribución neumático con terminal de válvulas Festo Didactic GmbH & Co. KG

32 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Complete el esquema de distribución eléctrico Complete el esquema de distribución eléctrico del sistema de desvío de piezas. +24 V S S K1 K K1 A1 A2 K2 A1 A2 1M1 1M2 0 V Esquema de distribución eléctrico 8 Festo Didactic GmbH & Co. KG

33 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Descripción de las secuencias Describa el funcionamiento del sistema de control. Posición inicial En posición normal, el cilindro 1A1 se encuentra en la posición final trasera. Paso 1-2 Presionando el pulsador S1 (contacto normalmente abierto), se excita el relé K1 y se cierra el contacto K1 en la línea 3. El circuito de corriente de la bobina 1M1 está cerrado. Por lo tanto conmuta la válvula biestable de 5/2 vías 1V2. Se llena el aire la cámara del cilindro 1A1 del lado del émbolo y, a la vez, se evacua el aire contenido en la cámara del lado del vástago. El vástago del cilindro 1A1 avanza. Cuando se suelta el pulsador S1 (contacto normalmente abierto), ya no se aplica corriente en el relé K1, por lo que se abre el contacto conmutador K1 de la línea 3. El circuito de corriente de la bobina 1M1 está abierto. Paso 2-3 Presionando el pulsador S2 (contacto normalmente abierto), se excita el relé K2 y se cierra el contacto K2 en la línea 4. El circuito de corriente de la bobina 1M2 está cerrado. Por lo tanto conmuta la válvula biestable de 5/2 vías 1V1, asumiendo su posición inicial. Se llena el aire la cámara del cilindro 1A1 del lado del vástago y, a la vez, se evacua el aire contenido en la cámara del lado del émbolo. El vástago del cilindro 1A1 avanza hacia la posición final trasera. Cuando se suelta el pulsador S2 (contacto normalmente abierto), ya no se aplica corriente en el relé K2, por lo que se abre el contacto conmutador K2. El circuito de corriente de la bobina 1M2 está abierto. Festo Didactic GmbH & Co. KG

34 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Confección de la lista de componentes La documentación completa de un proyecto debe incluir el esquema de distribución y, además, la lista de componentes. Confeccione la lista de componentes. Incluya los componentes necesarios en la tabla siguiente. Cantidad Denominación 1 Cilindro de doble efecto 2 Válvula de estrangulación y antirretorno 1 Electroválvula biestable de 5/2 vías (placa J en terminal de válvulas) 2 Pulsador (contacto normalmente abierto) 2 Relé 1 Bloque distribuidor 1 Válvula de cierre con unidad de filtro y regulador 1 Fuente de aire comprimido 1 Equipo de alimentación de 24 V DC Lista de componentes 10 Festo Didactic GmbH & Co. KG

35 Contenido Ejercicios Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas 1 Ejercicio 2: Colocación de botellas de bebidas 11 Ejercicio 3: Configuración de un sistema de selección de piezas 19 Ejercicio 4: Mecanizado de piezas para llaves 31 Ejercicio 5: Doblar escuadras de fijación 41 Ejercicio 6: Exclusión de envases vacíos en un equipo de llenado 49 Ejercicio 7: Unión de piezas mediante pegamento 57 Ejercicio 8: Selección de modalidades de funcionamiento 65 Ejercicio 9: Mecanizado de piezas para llaves, con función de PARADA DE EMERGENCIA 77 Ejercicio 10: Doblado de escuadras de fijación, con función de PARADA DE EMERGENCIA 87 Ejercicio 11: Transporte de barras de chocolate, con función de PARADA DE EMERGENCIA 95 Ejercicio 12: Eliminar un fallo en una estación de mecanizado 105 Festo Didactic GmbH & Co. KG / I

36 II Festo Didactic GmbH & Co. KG /570698

37 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio, habrá adquirido los conocimientos que se indican a continuación y, por lo tanto, habrá alcanzado las metas didácticas correspondientes: Conocer la construcción y funcionamiento de terminales de válvulas. Saber utilizar terminales de válvulas según las especificaciones de la aplicación. Descripción de la tarea a resolver Desplazamiento de botellas de una cinta de transporte a otra mediante una estación de desviación. Presionando un pulsador, avanza el empujador del sistema de desvío. La botella se desvía y se continúa transportando en sentido contrario. Presionando otro pulsador, el empujador del sistema de desvío vuelve a su posición inicial. Esquema de situación Sistema de desvío de botellas Festo Didactic GmbH & Co. KG /

38 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Condiciones generales Se utilizará un cilindro de doble efecto. El cilindro se controla indirectamente y mediante un pulsador. En caso de un corte de la alimentación de energía eléctrica, el vástago del cilindro deberá mantener su posición. Finalidad del proyecto 1. Responda las preguntas y solucione los ejercicios, con el fin de alcanzar los correspondientes objetivos didácticos. 2. Confeccione el esquema de distribución neumático y el esquema de distribución eléctrico. 3. Confeccione una lista de componentes. 4. Efectúe el montaje según el esquema de distribución neumático y el esquema de distribución eléctrico. 5. Compruebe la configuración del sistema. Ejecución de secuencias 1. El cilindro 1A1 mantiene su posición final trasera. 2. Presionando el pulsador S1 conmuta la electroválvula biestable de 5/2 vías 1V1; el cilindro avanza hacia la posición final delantera. 3. Presionando el pulsador S2 vuelve a conmutar la electroválvula biestable de 5/2 vías 1V1; el cilindro retrocede hacia la posición final trasera. 2 Nombre: Fecha: Festo Didactic GmbH & Co. KG /570698

39 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Fundamentos: Trabajo de instalación La configuración, el tendido de los tubos flexibles y el cableado de todos los componentes que son parte de un sistema de control electroneumático deberían solucionarse de tal manera que los costos totales originados por los componentes, el trabajo de instalación y el mantenimiento sean lo más bajos posibles. En relación con el cableado, puede elegirse entre una solución de cableado convencional, por ejemplo con regletas de bornes, o una solución moderna, por ejemplo con conexiones multipolo. En cuanto a la configuración y a la cantidad de actuadores y al tendido de los tubos flexibles, se tiene la siguiente alternativa: Montaje individual con electroválvulas Montaje en bloque (placa de alimentación o terminal de válvulas) Comparación entre métodos de tender tubos flexibles Compare las soluciones antes indicadas. Para ello, recurra al ejemplo de este sistema de control y analice las posibilidades existentes para simplificar el tendido de los tubos flexibles. Importante Utilice las válvulas individuales de TP 201 o el terminal de válvulas MPA de TP 202. Recurra a las correspondientes descripciones técnicas. Componentes Montaje individual de las válvulas Montaje en bloque de las válvulas Cantidad menor de componentes con la solución de montaje en bloque Tubos flexibles Cantidad de distribuidores de aire comprimido Cantidad de tubos flexibles para alimentar aire comprimido al distribuidor Cantidad de tubos flexibles para alimentar aire comprimido a las cadenas de control Cantidad de tubos flexibles entre las válvulas de vías y los cilindros Silenciador Cantidad de silenciadores para las cadenas de control Festo Didactic GmbH & Co. KG / Nombre: Fecha: 3

40 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Simplificación del tendido de tubos flexibles Con qué método es posible reducir la cantidad de tubos flexibles necesarios? Marque con una cruz la solución que usted considere más apropiada y explique su decisión. Montaje individual de las válvulas Montaje en bloque de las válvulas Explicación Importante Utilice las válvulas individuales de TP 201 o el terminal de válvulas MPA de TP 202. Recurra a las correspondientes descripciones técnicas. 4 Nombre: Fecha: Festo Didactic GmbH & Co. KG /570698

41 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Comparación entre métodos de cableado Compare las soluciones antes indicadas. Para ello, recurra al ejemplo de este sistema de control y analice las posibilidades existentes para simplificar el cableado. Componentes Cables Cantidad de bornes / componentes con soluciones de cableado convencional Cantidad de bornes / componentes con soluciones de cableado mediante conexiones multipolo Armario de maniobra Regleta de bornes 1 en armario de maniobra Conexión a masa Tensión de alimentación (24V) Salidas del PLC (excitación de bobinas) Entradas del PLC (procesamiento de las señales de los detectores de posición) Regleta de bornes 1 en armario de maniobra, total Cables desde el armario de maniobras hacia la caja de bornes Regleta de bornes 2 (en caja de bornes) Cable entre las regletas de bornes 1 y 2 Detectores de posición (3 hilos por detector) Bobinas (2 hilos por bobina) Regleta de bornes 2, total Cables hacia las válvulas de vías y los detectores Conexión de las bobinas Tabla de cableado Importante Utilice las válvulas individuales de TP 201 o el terminal de válvulas MPA de TP 202. Recurra a las correspondientes descripciones técnicas. Festo Didactic GmbH & Co. KG / Nombre: Fecha: 5

42 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Simplificación del cableado Con qué método es posible reducir la cantidad de cables necesarios? Marque con una cruz la solución que usted considere más apropiada y explique su decisión. Solución mediante cableado convencional Solución mediante conexiones multipolo Explicación Importante Utilice las válvulas individuales de TP 201 o el terminal de válvulas MPA de TP 202. Recurra a las correspondientes descripciones técnicas. 6 Nombre: Fecha: Festo Didactic GmbH & Co. KG /570698

43 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Complete el esquema de distribución neumático agregando las válvulas individuales Complete el esquema de distribución neumático del sistema de desvío de piezas M M2 Esquema de distribución neumático con válvulas individuales Complete el esquema de distribución neumático agregando el terminal de válvulas Complete el esquema de distribución neumático del sistema de desvío de piezas. 0V1 -V V V V- 4 2 S M M J J M1 -M1 1M1 1M2 -M1 -M2 3/5 3/5 3/5 3/5 3/5 3/5 82/84 82/84 82/84 82/84 82/84 82/84 12/14 12/14 12/14 12/14 12/14 12/ Esquema de distribución neumático con terminal de válvulas Festo Didactic GmbH & Co. KG / Nombre: Fecha: 7

44 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Complete el esquema de distribución eléctrico Complete el esquema de distribución eléctrico del sistema de desvío de piezas. +24 V K1 A1 A2 K2 A1 A2 1M1 1M2 0 V Esquema de distribución eléctrico 8 Nombre: Fecha: Festo Didactic GmbH & Co. KG /570698

45 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Descripción de las secuencias Describa el funcionamiento del sistema de control. Festo Didactic GmbH & Co. KG / Nombre: Fecha: 9

46 Ejercicio 1: Configuración de un sistema de desvío de piezas Confección de la lista de componentes La documentación completa de un proyecto debe incluir el esquema de distribución y, además, la lista de componentes. Confeccione la lista de componentes. Incluya los componentes necesarios en la tabla siguiente. Cantidad Denominación Lista de componentes 10 Nombre: Fecha: Festo Didactic GmbH & Co. KG /570698