Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 1 / 26 7. MANUAL DE PRÁCTICAS... 2 7.1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO... 2 7.1.1 DESCRIPCIÓN... 2 7.1.2 POSIBILIDADES PRÁCTICAS... 3 7.2 DESCRIPCIÓN DE LOS MÓDULOS... 4 7.2.1 ALI02 FUENTE DE ALIMENTACIÓN PRINCIPAL DOMÉSTICA... 4 7.2.2 ALI03 FUENTE DE ALIMENTACIÓN AUXILIAR DOMÉSTICA... 6 7.2.3 INT14 DOS INTERRUPTORES UNIPOLARES... 7 7.2.4 SEL01 DOS LÁMPARAS PILOTOS... 8 7.2.5 SEN04 SENSOR INDUCTIVO... 9 7.2.6 SEN14 SENSOR CAPACITIVO... 11 7.2.7 SEN29 SENSOR INDUCTIVO... 13 7.3 PRÁCTICAS... 14 7.3.1 CONSIDERACIONES PREVIAS Y PRECAUCIONES... 14 7.3.2 PRÁCTICA 1: VERIFICACIÓN DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN ALI02... 15 7.3.3 PRÁCTICA 2: VERIFICACIÓN DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN ALI03... 17 7.3.4 PRÁCTICA 3: VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR INDUCTIVO... 19 7.3.5 PRÁCTICA 4: VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR CAPACITIVO... 21 7.3.6 PRÁCTICA 5: VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR INDUCTIVO (II)... 23 7.3.7 PRÁCTICA 6: APLICACIÓN REAL DE UN SISTEMA DE DETECCIÓN... 25
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 2 / 26 7. MANUAL DE PRÁCTICAS IMPORTANTE: Siempre, antes de realizar cualquier montaje o modificación sobre el mismo, comprobar que el equipo está apagado, esto es, con la llave en posición OFF y con la seta de seguridad pulsada. Una vez que el montaje esté terminado se procederá a encender el equipo y no se modificará nada hasta haberlo vuelto a apagar. 7.1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO 7.1.1 DESCRIPCIÓN El equipo para control de posición básico está compuesto de una serie de módulos, los cuales serán descritos en el apartado siguiente, para realizar prácticas con el cometido de aprender el funcionamiento de una estación de control e sensores de posición. Figura 1. Vista frontal
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 3 / 26 Requiere alimentación alterna monofásica. Cuenta con un interruptor automático magnetotérmico y diferencial también en la parte posterior del equipo. Figura 2. Vista trasera 7.1.2 POSIBILIDADES PRÁCTICAS Este equipo puede utilizarse para realizar prácticas como control de sensores de posición desde uno o más puntos, comprobar el funcionamiento de un sensor inductivo de 24 Vdc, un sensor capacitivo y un sensor inductivo de 24 Vac.
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 4 / 26 7.2 DESCRIPCIÓN DE LOS MÓDULOS 7.2.1 ALI02 FUENTE DE ALIMENTACIÓN PRINCIPAL DOMÉSTICA Figura 3. Fuente de Alimentación módulos. El módulo de fuente de alimentación nos permite alimentar al resto de los Cuenta con una salida de tensión en formato de base de red y dos en formato de tomas de los terminales de línea L, de neutro N y de tierra GND. Una llave extraíble con dos posiciones (ON y OFF) lleva a cabo la función de interruptor principal. El profesor de laboratorio encargado puede retirar la llave en la posición OFF y asegurar que ninguno de los estudiantes puede manipular el módulo). Cuando el módulo está enchufado a la red, la luz roja de la izquierda (sobre
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 5 / 26 el interruptor de parada de emergencia) se enciende independientemente de la posición de la llave, del interruptor de la parada de emergencia y del estado del magnetotérmico y del diferencial. La otra luz roja, situada a la derecha (sobre la llave), se encenderá sólo en caso de que haya tensión en los terminales de salida (esto es, con toda la protección activada y el interruptor de emergencia desactivado). El interruptor automático diferencial de dos polos (240V/30mA/25A con test) y el interruptor automático magnetotérmico de dos polos (230/400V-16A/6kA) se encargan de la seguridad del equipo. Los interruptores están situados en la parte posterior del panel. La seta de seguridad se usa cuando necesitamos cortar la alimentación del circuito de forma inmediata ante una situación de emergencia. Obviamente, se trata de un contacto NC.
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 6 / 26 7.2.2 ALI03 FUENTE DE ALIMENTACIÓN AUXILIAR DOMÉSTICA Figura 4. Fuente de Alimentación Auxiliar Este módulo suministra 24 Vac y 24 Vdc para los circuitos de control y señal. La entrada está hecha por medio de terminales de 230 Vac, donde conectaremos el módulo ALI02. Este módulo es absolutamente necesario para obtener una tensión de 24 Vac y 24 Vdc, que nosotros podemos usar en circuitos de control de baja tensión (24 Vac o 24 Vdc frente a 220 Vac) para un uso más simple y seguro. La relación de transformación, viene dada por: Rt=V1/V2
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 7 / 26 7.2.3 INT14 DOS INTERRUPTORES UNIPOLARES Figura 5. Interruptores unipolares Este módulo nos permite modificar el estado de dos circuitos (abierto o cerrado) mediante interruptores de dos posiciones. El interruptor SWI1 tiene un terminal de entrada y otro de salida de modo que se pueda controlar la señal que introduzcamos. Cuando el circuito está abierto el interruptor no conduce, esto ocurre cuando la parte superior del botón está presionada. Si presionamos el interruptor y cambiamos el estado, el circuito se cerrará y conducirá. El interruptor SWI2 funciona exactamente igual que el SWI1. Los terminales de entrada y salida son intercambiables, es decir, ambos pueden actuar como entrada o salida.
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 8 / 26 7.2.4 SEL01 DOS LÁMPARAS PILOTOS Figura 6. Lámparas Este módulo consta de lámparas (una roja y otra amarilla) que pueden ser alimentadas a 24 Vac o 24 Vdc. El módulo se utilizará para avisar que los sensores han detectado algo.
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 9 / 26 7.2.5 SEN04 SENSOR INDUCTIVO Figura 7. Sensor Inductivo Este módulo consta de un sensor inductivo que opera a una tensión de 24 Vdc. Este sensor nos permite detectar cualquier material metálico a una determinada distancia, ya que produce un cambio en su campo magnético. Puede trabajar en condiciones adversas con fluidos corrosivos, aceites, etc. Una corriente I, que circula a través de un hilo conductor, genera un campo magnético que está asociado a ella. Los sensores de proximidad inductivos contienen un devanado interno. Cuando una corriente circula por el mismo, un campo magnético es generado. Cuando un metal es acercado al campo magnético generado por el sensor de proximidad, éste es detectado. La bobina, o devanado, del sensor inductivo induce corrientes de Foucault en el material a detectar. Estas, a su vez, generan un campo magnético que se opone al de
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 10 / 26 la bobina del sensor, causando una reducción en la inductancia de la misma. Esta reducción en la inductancia de la bobina interna del sensor, trae asociada una disminución en la impedancia de esta. XL=2pfL XL = Reactancia inductiva. Medida en O (ohmios) f = Frecuencia. Medida en Hz (Hercios) L = Inductancia. Medida en H (Henrios) La inductancia, es un valor intrínseco de las bobinas, o inductores, que depende del diámetro de las espiras y el número de ellas. La distancia de sensado de un sensor inductivo está basada en un objeto estándar de hierro. Este valor variará sensiblemente si se quiere detectar otros tipos de metales, siendo el hierro el material que mejor detectan este tipo de sensores. Este sensor tiene una configuración NA, que activará la salida cuando el metal a detectar ingrese en la zona de detección.
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 11 / 26 7.2.6 SEN14 SENSOR CAPACITIVO Figura 8. Sensor Capacitivo continua. Este módulo consta de un sensor capacitivo que opera a una tensión de 24 V en Los sensores capacitivos son un tipo de sensor eléctrico y reaccionan ante metales y no metales que al aproximarse a la superficie activa sobrepasan una determinada capacidad. La distancia de conexión respecto a un determinado material es tanto mayor cuanto más elevada sea su constante dieléctrica. Estos sensores se emplean para la identificación de objetos, para funciones contadoras y para toda clase de controles de nivel de carga de materiales sólidos o líquidos. Los sensores capacitivos están especialmente diseñados para lograr detectar materiales aislantes tales como el plástico, el papel y la madera.. Es importante tener en cuenta que los sensores capacitivos funcionan de manera inversa a los inductivos, es decir, que a medida que el objetivo se va a
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 12 / 26 acercando al sensor las oscilaciones del mismo aumentan hasta que llega a un límite que activa el circuito. Constituye un capacitor cuya capacitancia varía según la distancia dada por la ecuación: C = ea/d C = Capacidad. Medida en F (Faradios) e = Permitividad para el aire es 8,9 pf/m A = Área. Medida en m2 d = Distancia en m
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 13 / 26 7.2.7 SEN29 SENSOR INDUCTIVO Figura 9. Sensor Inductivo Este módulo consta de un sensor inductivo que opera a una tensión de 24 Vac. Tiene el mismo funcionamiento que el sensor inductivo explicado anteriormente (SEN04), la principal diferencia es que este sensor funciona con tensión alterna en vez de tensión continua.
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 14 / 26 7.3 PRÁCTICAS 7.3.1 CONSIDERACIONES PREVIAS Y PRECAUCIONES Antes de cambiar la configuración de cualquier montaje será necesario desconectar la alimentación pulsando la seta de seguridad del módulo de fuente de alimentación principal (ALI02). También puede cortarse la alimentación girando la llave del módulo de fuente de alimentación principal (ALI02) hasta su posición OFF; este método es el que utilizará exclusivamente el profesor responsable, guardando dicha llave cuando no se vaya a realizar ninguna práctica para evitar un uso irresponsable sin su consentimiento. Comprobar que el interruptor automático magnetotérmico diferencial situado en la parte posterior se encuentra en posición ON para que la alimentación del módulo esté activa. Comprobar que el filamento del fusible de la parte trasera del equipo no está fundido. En caso de estarlo, sustituir por un fusible nuevo de 0.5A.
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 15 / 26 7.3.2 PRÁCTICA 1: VERIFICACIÓN DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN ALI02 7.3.2.1 Objetivo El objetivo de la practica es verificar el correcto funcionamiento de la fuente de alimentación ALI02. Para ello se medirá el valor del voltaje entre los terminales del conector monofásico usando un multímetro. 7.3.2.2 Material Requerido 1 Unidad ALI02 7.3.2.3 Procedimiento 1. En primer lugar conecte el equipo a la red eléctrica. La luz roja izquierda se iluminará. 2. Sitúe la llave extraible en la posición ON. 3. En este momento, con todas las protecciones de seguridad activadas y los interruptores de seguridad desactivados existe voltaje en los terminales de salida. 4. Mida el voltaje usando un multímetro con el control en la posición AC. Después identifique la salida de fase o la salida de neutro midiéndolas en la fuente de potencia con un multímetro. IMPORTANTE: Cómo medir la salida de Fase con un multímetro: Tierra Fase Tenemos tensión Tierra Neutro No tiene tensión
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 16 / 26 IMPORTANTE: Recordar que lo que se debe conectar para llevar corriente a tierra es la fase, no el neutro. 5. Debemos tener una medición en la pantalla del multímetro de aproximadamente 230V. 6. En este momento podemos presionar la seta de seguridad, esto se usa cuando la fuente de potencia del circuito necesita ser interrumpida de forma inmediata. Podemos medir el voltaje con un multímetro. Ahora no existe voltaje entre los terminales de salida.
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 17 / 26 7.3.3 PRÁCTICA 2: VERIFICACIÓN DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN ALI03 7.3.3.1 Objetivo El objetivo de la practica es verificar el correcto funcionamiento de la fuente de alimentación ALI03. Para ello se medirá el valor del voltaje entre los terminales del conector monofásico usando un multímetro. 7.3.3.2 Material Requerido 1 Unidad ALI03 7.3.3.3 Procedimiento 1. En primer lugar conecte el equipo a la red eléctrica. La luz roja izquierda se iluminará. 2. Sitúe la llave extraible en la posición ON. 3. En este momento, con todas las protecciones de seguridad activadas y los interruptores de seguridad desactivados existe voltaje en los terminales de salida. 4. Mida el voltaje usando un multímetro con el control en la posición AC. Después identifique la borna roja y la borna negra de 220 V potencia con un multímetro. IMPORTANTE: Cómo medir la salida de Fase con un multímetro: Tierra Fase Tenemos tensión Tierra Neutro No tiene tensión
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 18 / 26 IMPORTANTE: Recordar que lo que se debe conectar para llevar corriente a tierra es la fase, no el neutro. 5. Debemos tener una medición en la pantalla del multímetro de 230V. 6. Mida el voltaje usando un multímetro con el control en la posición AC. Después identifique la borna roja y la borna negra de 24 Vac con un multímetro. 7. Debemos tener una medición en la pantalla del multímetro de 24V. 8. Mida el voltaje usando un multímetro con el control en la posición DC. Después identifique la borna roja y la borna negra de 24 Vdc potencia con un multímetro. 9. Debemos tener una medición en la pantalla del multímetro de 24V. 10. En este momento podemos presionar la seta de seguridad, esto se usa cuando la fuente de potencia del circuito necesita ser interrumpida de forma inmediata. Podemos medir el voltaje con un multímetro. Ahora no existe voltaje entre los terminales de salida.
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 19 / 26 7.3.4 PRÁCTICA 3: VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR INDUCTIVO 7.3.4.1 Objetivo El objetivo de la practica es verificar el correcto funcionamiento del sensor inductivo SEN04. Para saber si funciona correctamente, lo conectaremos a una de las lámparas. Se iluminará cuando detecte. 7.3.4.2 Material Requerido 1 Unidad ALI02 1 Unidad ALI03 1 Unidad SEL01 1 Unidad SEN04
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 20 / 26 7.3.4.3 Ensamblaje de módulos 7.3.4.4 Procedimiento de detección de metal con SEN04 Montar el circuito mostrado en la figura correspondiente, pasando un objeto metálico sobre el área de detección del SEN04 se iluminará la lámpara.
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 21 / 26 7.3.5 PRÁCTICA 4: VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR CAPACITIVO 7.3.5.1 Objetivo El objetivo de la practica es verificar el correcto funcionamiento del sensor capacitivo SEN14. Para comprobar que funciona correctamente lo conectaremos a una de las lámparas. Se iluminará cuando detecte. 7.3.5.2 Material Requerido 1 Unidad ALI02 1 Unidad ALI03 1 Unidad SEL01 1 Unidad SEN14
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 22 / 26 7.3.5.3 Ensamblaje de módulos 7.3.5.4 Procedimiento de detección de metal con SEN14 Montar el circuito mostrado en la figura correspondiente, pasando un objeto sobre el área de detección del SEN14 podremos observar como se ilumina una luz en el sensor, que indica que está detectando presencia de algo en ese momento.
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 23 / 26 7.3.6 PRÁCTICA 5: VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR INDUCTIVO (II) 7.3.6.1 Objetivo El objetivo de la practica es verificar el correcto funcionamiento del sensor inductivo SEN29. Para comprobar que funciona correctamente lo conectaremos a una de las lámparas. Se iluminará cuando detecte. 7.3.6.2 Material Requerido 1 Unidad ALI02 1 Unidad ALI03 1 Unidad SEL01 1 Unidad SEN29
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 24 / 26 7.3.6.3 Ensamblaje de módulos 7.3.6.4 Procedimiento de detección de metal con SEN29 Montar el circuito mostrado en la figura correspondiente, pasando un objeto metálico sobre el área de detección del SEN29 se iluminará la lámpara.
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 25 / 26 7.3.7 PRÁCTICA 6: APLICACIÓN REAL DE UN SISTEMA DE DETECCIÓN 7.3.7.1 Objetivo El objetivo de la práctica es simular una situación de la vida real de un sistema de detección con el sensor inductivo SEN04. Cuando se detecta algún objeto metálico se ilumina la lámpara amarilla. 7.1.1.1 Material Requerido 1 Unidad ALI02 1 Unidad ALI03 1 Unidad INT14 1 Unidad SEL01 1 Unidad SEN04
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 26 / 26 7.3.7.2 Ensamblaje de módulos 7.3.7.3 Procedimiento de la aplicación real Montar el circuito mostrado en la figura correspondiente, cerramos el circuito INT14 y pasando un objeto metálico sobre el área de detección del SEN04 se iluminará la lámpara.