EQUIPOS CON CIRCUITOS ELECTRO HIDRÁULICOS

Transcripción

1 EQUIPOS CON CIRCUITOS ELECTRO HIDRÁULICOS La presente exposición del tema de los circuitos neumáticos, hidráulicos y eléctricos permite darnos cuenta de las múltiples posibilidades que se alcanzan con su utilización y puede ser un punto de partida para comprender las maquinas mas complicadas. Tipos de Automatización. Existen cinco formas de automatizar en la industria moderna: Control Automático de Procesos El Procesamiento Electrónico de Datos La Automatización Fija El Control Numérico Computarizado La Automatización Flexible. De modo que se deberá analizar cada situación a fin de decidir correctamente el esquema más adecuado. Sin embargo en este tema solo nos enfocaremos a la automatización fija, que es aquella asociada al empleo de sistemas lógicos como: los sistemas de relevadores y los sistemas de compuertas lógicas. Conceptos Básicos: Retomando la base de este tema, la Hidráulica Son aquellas máquinas que usan fluidos para trabajar, usando mayormente áreas para moderar las potencias. Estás maquinas utilizan la incompresibilidad de los líquidos para generar grandes cantidades de potencia en muy poco tiempo. Estás máquinas pueden utilizar distintos tipos de aceites para trabajar, entre ellos destacan tres tipos, mezclas de aceites minerales, mezclas de agua-aceites y aceites sintéticos, además, estos tienen una doble función, aparte de generar potencia, también funcionan como lubricantes. Relevadores Breve Reseña Con los relevadores fue posible establecer automáticamente una secuencia de operaciones, programar tiempos de retardo o conteo de eventos, pero aún con todas sus ventajas, por su naturaleza electromecánica, tienen un solo periodo de vida, sus partes conductoras de corriente en algún momento pueden dañarse y mas aun, la inconveniencia más importante de la lógica con relevadores, es su naturaleza fija, es decir, la lógica de un panel de relés

2 es establecida por los diseñadores desde un principio y mientras la máquina dirigida por este panel este llevando los mismos pasos en la misma secuencia, todo esta perfecto, pero cuando se necesite un cambio de producción en las operaciones de ese proceso, la lógica del panel debe ser re-diseñada, y si el cambio es muy grande puede ser mas económico desechar el panel actual y construir uno nuevo involucrando gran cantidad de tiempo, trabajo y materiales, a parte de las perdidas ocasionadas en la producción. Estados de control de un Relevador Es importante que recordemos que todos los RELEVADORES tienen contactos asociados que se ACTIVAN cuando la BOBINA de éste, se ENERGIZA, (También los interruptores tienen contactos que se ACTIVAN al activarse estos). Todos los contactos tienen un ESTADO NORMAL, y es la posición en la cual están INACTIVOS o la bobina del relé esta DESENERGIZADA, este estado puede ser ABIERTO (CONTACTO NORMALMENTE ABIERTO) o CERRADO (CONTACTO NORMALMENTE CERRADO). Cuando se energiza la bobina del relevador, sus contactos se ACTIVAN, cambiando al estado opuesto de su ESTADO NORMAL (estado no activo), es decir, un contacto NORMALMENTE ABIERTO se cerrará y un contacto NORMALMENTE CERRADO se abrirá. Circuitos en paralelo y en serie Los conceptos de CIRCUITOS EN PARALELO y CIRCUITOS EN SERIE, son fundamentales en todos los sistemas eléctricos y diagramas de escalera. El diagrama de escalera es el principal método para entender y programar las secuencias lógicas de operación y control que realiza un PLC. Circuito en Paralelo ó Circuito O

3 En este circuito los interruptores 1 y 2 están conectados en paralelo, este arreglo también es llamado circuito O, porque el interruptor de arranque 1 O el interruptor de arranque 2 pueden estar cerrados para completar este circuito y la salida o el relevador se energice. Circuito en Serie ó Circuito Y Aquí los interruptores están conectados en serie y también se llama circuito Y, porque el primer elemento (interruptor de arranque) Y el segundo elemento (interruptor de paro) deben estar cerrados para lograr la continuidad lógica y la salida o el relevador se energice. Circuitos de Retención Estos circuitos son muy utilizados en la lógica de relevadores y son la base para entender una de las instrucciones más utilizadas en la programación de PLC s, la salida Latch enclavada o de retención. El propósito de un circuito de retención es el de mantener energizada la salida después de usar un interruptor de acción momentánea como un botón pulsador, con el siguiente diagrama repasaremos el funcionamiento de este tipo de circuitos. 1.- Para encender el motor, el operador presiona el botón de arranque, enviando una señal momentánea al relevador de control L. 2.- La bobina se energiza y los contactos del motor se juntan para encenderlo. Pero CÓMO CONTINUA FUNCIONANDO? La señal es momentánea y si no hay algún circuito adicional, la bobina vuelve a su estado NO ENERGIZADO en cuanto se suelta el botón de arrancar, y el motor se apaga. Como sabemos, este circuito adicional es un circuito de retención; entonces, el arrancador es energizado cuando se presiona el botón de arrancar. Un contacto auxiliar para mantener el circuito (montado sobre el arrancador), forma un CIRCUITO PARALELO alrededor de los contactos del botón pulsador de arrancar, sosteniendo el arrancador energizado después de que el botón se suelta. Si ocurriera un falla en el circuito de fuerza o se oprimiera el botón de PARAR, el arrancador se abrirá y por consiguiente se abrirá también el contacto auxiliar de sostén. En la restauración del circuito de fuerza el botón de arrancar debe ser

4 actuado otra vez para que el motor nuevamente opere. Este circuito también es llamado control a 3 hilos y este termino surge de la realidad de que en un circuito básico son requeridos al menos 3 hilos para conectar los dispositivos piloto a el arrancador. Tomemos el siguiente ejemplo, supongamos que en algún renglón de nuestro diagrama de escalera tenemos las siguientes instrucciones: Y nuestro sensor es normalmente abierto (NA), entonces la salida que habilita a la bobina 01 solo encenderá si el sensor esta detectando algo, pero si nuestro sensor es normalmente cerrado (NC), entonces la salida permanecerá encendida mientras el sensor esté sin detectar (es decir, cuando detecta, la salida se apaga). Ahora, si en nuestro renglón tenemos lo siguiente: Y nuestro sensor es NA, la salida estará activa hasta que el sensor detecte algo (es decir, cuando se detecte algún objeto la salida se apagará), y si el sensor utilizado es NC, la salida se activará hasta que el sensor detecte algún objeto. Como podemos ver, es el caso contrario del renglón anterior. Para mayor claridad de estos ejemplos observemos con atención los siguientes esquemas.

5 Por la explicación anterior, entendemos entonces la importancia de comprender el principio de funcionamiento de todos los dispositivos utilizados en un sistema automático, lo cual también nos ayudará, a diagnosticar más eficazmente los problemas que se nos presenten, de igual manera nos ayudará a un mejor desarrollo de nuestros programas y proyectos; así entonces, empecemos por estudiar a los SENSORES que por existir una gran variedad de tipos y aplicaciones, constituyen el principal y más importante dispositivo de entrada VÁLVULA DE TRES VÍAS (Control Manual) Esta es la primera de las válvulas que cambia la orientación de la corriente del fluido. En esta válvula como su nombre; lo indica, hay tres bocas de conexión o "puertas", la primera por donde entra la presión desde la bomba, la segunda que se comunica con el cilindro hidráulico y la tercera que es la conexión hacia el tanque o retorno. En la fig. 7.1 se muestra un corte de una válvula de tres vías en las dos posiciones en que aquella trabaja como A y B, en una de esas posiciones la corredera o husillo permite comunicar la puerta de entrada de presión con la salida del cilindro, mientras bloquea el retorno al tanque, en la segunda posición, o sea con la corredera situada en el otro extremo la misma bloquea ahora la entrada de presión y conecta el retorno a tanque con el cilindro.

6 Válvula de 4 vías 2 posiciones

7 VÁLVULAS SOLENOIDES HIDRÁULICAS Las necesidades crecientes que se presentaran y que se siguen presentando en el campo de la automatización industrial en cuanto hace a la fabricación de maquinarias, dispositivos y diversos elementos accionados hidráulicamente, y la extrema. de sencillez con que se pueden diseñar circuitos eléctricos que funcionan automáticamente comandados desde sencillos microcontactos fin de carreras, microcontactos temporizadores, hasta los modernos programadores lógicos programables (PLCs) han hecho pensar a los Ingenieros lo útil que resultaría comandar circuitos hidráulicos vía automatizaciones eléctricas. Ello determinó en su momento la creación de la válvula de control direccional accionada por solenoides y/o electroimanes, y, actualmente, este tipo de válvulas es el elementos indispensable para comandar cualquier máquina hidráulica, automática a no, por medio de cualquier tipo de accionamiento eléctrico y/o electrónico. VÁLVULAS DE HIDRÁULICAS DE CUATRO VÍAS, OPERADAS ELÉCTRICAMENTE. En la Fig a. vemos una válvula directamente accionada por solenoide, que es aquella en la cual el elemento motriz para accionar la corredera deslizante es únicamente un electroimán o un solenoide. La acción de este, cuando se encuentra energizado, se traduce en un empuje o una tracción de la corredera. En dicha figura tenemos una válvula de cuatro vías, dos posiciones, de retorno por la acción de un resorte antagonista, y accionada por el electroimán dibujado al costado derecho de la válvula. Cuando se energiza el solenoide la corredera es empujada por la acción de este hacia la izquierda, conectan da la presión a la cara 2 del cilindro mientras que la cara 1 queda drenada al tanque. La corriente eléctrica debe ser mantenida sobre el solenoide para que este a su vez mantenga a la corredera empujada totalmente hacia la izquierda. Cuando se corta la corriente 9 y el solenoide se desenergiza,el resorte empuja enérgicamente a su vez a la corredera hacia la derecha conectándose entonces las puertas del cuerpo de la válvula de la manera demostrada en la figura. Fig b. Refiriéndonos a la válvula de cuatro vías, dos posiciones accionada por un solo solenoide y retornada por resorte, era necesario mantener la corriente eléctrica sobre el mismo durante todo el tiempo que la válvula debía estar actuando. Algunas veces suele suceder, que la válvula es operada por un breve impulso eléctrico y al cesar este, debe seguir la corredera permaneciendo en el lugar a la cual aquel la llevó, Evidentemente en

8 este caso no puede tolerarse la acción del resorte antagonista por tal motivo se reemplaza a este por otra solenoide, de manera que la corredera es movida hacia un extremo o el otro de la válvula por la acción del empuje de uno u otro solenoide Fig c. En los casos vistos anteriormente, las válvulas eran de 2 posiciones, pero si a la válvula accionada por doble solenoide mediante dispositivos adecuados, le colocamos dos resortes exactamente iguales en ambos extremos de la corredera, la misma, cuando ningún solenoide está energizado, se auto centrará por la acción del equilibrado provocado por ambos resortes en la posición central de la válvulas, tenemos así una válvula de cuatro vías, tres posiciones, autocentrada por resortes. De la forma como la corredera está construidas tendremos. Válvulas de centro cerrado. Válvulas de centro abierto Válvulas de centro flotante Válvulas de centro tandem. Deben tomarse especiales cuidados que nunca ambos solenoides queden energizados simultáneamente. La corriente eléctrica debe ser mantenida sobre el solenoide respectivo todo el tiempo deseado para mantener la corredera en uno de sus extremos, Si el solenoide se energiza, permaneciendo el otro solenoide desenergizando, los resortes automáticamente llevan a la corredera a su posición central, Esta válvula puede ser montada en cualquier posición. menu/unidad_iv/contenido/pagina3/pagina3.htm