FUNDACIÓN UNIVERSITARIA DE POPAYÁN LABORATORIO DE AUTOMATIZACION INDUSTRIAL Práctica # 3: Instrumentación de un elevador de carga industrial

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1 FUNDACIÓN UNIVERSITARIA DE POPAYÁN LABORATORIO DE AUTOMATIZACION INDUSTRIAL Práctica # 3: Instrumentación de un elevador de carga industrial Guía No. 3 Página 1-6 Versión 1.1 PRÁCTICA # 3: INSTRUMENTACION DE UN ELEVADOR DE CARGA INDUSTRIAL INTRODUCCIÓN En las actividades anteriores, se realizaron prácticas entorno a la función global de un sistema automatizado junto con sus elementos de instrumentación industrial (Sensores y actuadores), sin embargo, los sistemas automatizados diseñados tan solo nos permitían trabajar a nivel de simulación y diseño, quedando pendiente trabajar los conceptos concernientes el control de las variables físicas presentes en cada uno de los procesos dados. Con esta práctica se pretende hacer una introducción al manejo de un sistema de control industrial, a través del control de un elevador de carga industrial, haciendo uso de toda la instrumentación correspondiente en cuanto a los sensores (pulsadores, detectores y swiths) y actuadores (motores), que serán gobernados por un controlador industrial referencia LOGO 230RC de Siemens. Es de resaltar que el control del elevador de carga que realizará en esta actividad es una aplicación presente en los entornos industriales, cuya única diferencia es la escala.

2 OBJETIVOS Controlar las variables de proceso de un elevador de carga industrial, a través de la implementación del instrumental necesario, acondicionamiento eléctrico y electrónico de todos los equipos y la programación del controlador. Además del objetivo propuesto usted tendrá que: Construir un diagrama de escalera o en bloque funcionales para controlar el elevador de carga Ejecutar un programa en el controlador LOGO RC230 para el elevador de carga 1. PREGUNTAS PRELIMINARES 1.1 Qué es un Reed swith y cómo funcionan? 1.2 Qué equipos son necesarios para poner en funcionamiento un motor DC en un proceso industrial? 1.3 Qué es un controlador industrial y para qué sirve? 1.4 Investiga sobre los lenguajes de programación que se utilizan para programar los PLC (Controlador Lógico Programable) e incluye los hallazgos más relevantes e interesantes de tu consulta. 2. CONOCIMIENTOS PREVIOS Riesgo Eléctrico Si debes trabajar en instalaciones eléctricas recuerda las cinco reglas de oro: 1. Abrir todas las fuentes de tensión. 2. Bloquear los aparatos de corte. 3. Verificar la ausencia de tensión. 4. Poner a tierra y en cortocircuito todas las posibles fuentes de tensión 5. Delimitar y señalizar la zona de trabajo Protecciones en Instalaciones a) Puesta a tierra en todas las masas de los equipos e instalaciones. b) Instalación de dispositivos de fusibles por corto circuito. c) Dispositivos de corte por sobrecarga. d) Tensión de seguridad en instalaciones de comando (24 Volt). e) Doble aislamiento eléctrico de los equipos e instalaciones. f) Protección diferencial. Protecciones para evitar consecuencias a) Señalización en instalaciones eléctricas de baja, media y alta tensión. b) Desenergizar instalaciones y equipos para realizar mantenimiento. c) Identificar instalaciones fuera de servicio con bloqueos. d) Realizar permisos de trabajos eléctricos.

3 e) Utilización de herramientas diseñadas para tal fin. f) Trabajar con zapatos con suela aislante, nunca sobre pisos mojados. g) Nunca tocar equipos energizados con las manos húmedas. 3. MATERIALES Para cada grupo de trabajo su docente le asignará una estructura a escala de un elevador de carga industrial, su primera misión en la etapa inicial es cablear todo el instrumental necesario para la automatización de este proceso, para ello usted debe contar con el siguiente material de trabajo: MATERIALES CANTIDAD Cable para cableado eléctrico de automóviles # 18 o 4 metros # 20 color Negro o azul Cable para cableado eléctrico de automóviles # 18 o 4 metros # 20 color Blanco o Rojo Cinta aislante 3M 1 rollo Finales de carrera tamaño pequeño 2 Pulsadores rojo 3 Red swith (detectores magnéticos) medianos 2 Bornera plásticas x 12 posiciones pequeña 1 Estaño y crema para soldar 1 Remaches pequeños 20 Motoreductor 12vdc o 24vdc, de 0 a 200rpm 1 Las practicas alrededor de estos prototipos a escala serán ejecutadas en el laboratorio de Ingeniería Industrial y usted dispondrá de un conjunto de herramientas para corte, perforación, doblado, ensamble de perfiles metálicos y soldadura de estaño para cableado eléctrico. 4. PROCEDIMIENTO 4.1. Montaje estructural y mecánico Realice una inspección de toda la estructura y los materiales del elevador de carga asignado optimizando las mejoras y ajustes necesarios para el buen funcionamiento del sistema, una vez realizado este procedimiento implemente el sistema mecánico (Trasmisión de movimiento), tenga en cuenta que puede usar cualquier tipo de poleas y cordeles siempre y cuando cumplan con los siguientes requerimientos: a) El eje del motor no puede sobrepasar las 30 rpm

4 b) El par motor del eje no puede superar ½ kilogramo fuerza de tracción por lo tanto la cabina de carga en conjunto no puede exceder ese peso c) La distancia de las cuerdas se tiene que calcular para operar la cabina mínimo en tres niveles en cuanto a la altura d) La cabina tiene que quedar libre de cualquier rozamiento mecánico con la estructura del elevador, todo esto para prevenir un sobre esfuerzo del motor e) La estructura debe soportarse en una base metálica f) Los elementos y dispositivos sobre la estructura deben de quedar a la vista 4.2. Cableado eléctrico Basado en el siguiente diagrama general de proceso ubique la instrumentación correspondiente y realice el cableado de cada uno de los elementos presentes en el proyecto, todo el cableado se debe distribuir uniformemente distinguiendo el uso de colores en los cables y organizado en las borneras, recuerde tener en cuenta y aplicar las normas en seguridad en riesgos eléctricos para ejecutar esta fase. Nomenclatura I1: Pulsador de llamada de la 1ª planta. I2: Pulsador de llamada de la 2ª planta. I3: Pulsador de llamada de la 3ª planta. I4: Final de carrera de la 1ª planta. I5: Final de carrera de la 2ª planta. I6: Final de carrera de la 3ª planta. Q1: Salida gobierno del contactor de subida. Q2: Salida gobierno del contactor de bajada. Descripción Cada planta tiene un pulsador de llamada, que cuando es accionado, la cabina se posiciona en dicha planta. Los pulsadores del interior de la cabina, son los mismos que los que se encuentran en el exterior, por lo tanto no necesitan programación, ya que se conectarán en paralelo de forma cableada Pruebas de funcionamiento Una vez concluido la fase de cableado realice los procedimientos detallados a continuación:

5 a) Inspección y verificación visual de las conexiones acorde al diagrama de proceso del elevador de carga. b) Pruebas de continuidad de cada uno de los cables Ubique el multímetro en continuidad y coloque cada una de las puntas del equipo en el extremo de los cables conectados en la bornera, realice esto para cada conexión eléctrica que haya realizado c) Pruebas de funcionamiento Teniendo en cuenta las reglas de oro para trabajos con electricidad, conecte la fuente de voltaje regulado y ubíquela en 12 Vdc, a continuación verifique el valor del voltaje con el multímetro Energice el motor con 12 Vdc conectándolo a la fuente de voltaje regulado Realice pruebas de inversión de giro del motor cambiando la polaridad del voltaje aplicado al motor Después de comprobar el correcto funcionamiento del motor realiza las pruebas de estado de los sensores del proyecto (verifique que cambie el estado de apagado a encendido de cada uno de los pulsadores y detectores) 5. RESULTADOS 5.1. Diseño estructural Debe hacer un levantamiento en caso de que ya exista la estructura o un diseño en el caso de partir desde ceros de la estructura del elevador de carga, este diseño debe construirse a través de una herramienta CAD (Autocad o Inventor). Finalmente esta información debe consignase en un informe que contener los siguientes aspectos: 1. Diagrama funcional del diseño realizado. 2. El diseño debe de ir acompañado de una descripción general del funcionamiento del sistema. 3. Detalle de cada uno de los procedimientos proyectados para la construcción y ensamble. 4. Cuadro de materiales y los costos asociados Instrumentación Industrial Debe realizar los diagramas de instrumentación y de conexión eléctrica respectivos junto con las tablas de nomenclatura de cada uno de los elementos empleados, así

6 como las señales procesadas, esta información debe anexarse al informe anterior con los siguientes aspectos: 1. Diagrama de Instrumentación 2. Diagrama de conexiones eléctricas y de control 3. Programa a ejecutar en el Controlador Siemens 230RC 6. BIBLIOGRAFÍA Para la consulta bibliográfica remítase a la página diseñada para el curso, en ella encontrara además de las guías de las practicas toda la selección bibliográfica con su respectiva clasificación. Elaborado por: Geovanny Alberto Catamuscay Medina Ing. En Automatización Industrial Revisado por: