Unidad 1 DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS DE CONTROL Objetivo: Interpretar los diagramas de control para sistemas electromecánicos. Contenido: 1.1 Introducción a los sistemas de control. 1.2 Simbología normalizada en los circuitos de control. 1.3 Identificación física de dispositivos de control. 1.4 Diagramas de control. 1
1.1 Introducción a los sistemas de control. Durante los últimos años el control industrial ha experimentado profundos cambios, entre los que destaca la aparición de la electrónica, que en la actualidad favorece la fabricación de automatismos complejos y que ha permitido a las empresas descompartimentar las funciones técnicas. El control de potencia es una de las cuatro funciones que conforman la estructura de un automatismo. Su función básica consiste en establecer o interrumpir la alimentación de los receptores siguiendo las órdenes de la unidad de proceso de datos. Dichas órdenes se elaboran a partir de la información procedente de los captadores (función de adquisición de datos) y de los órganos de mando (función de diálogo hombre-máquina). Entre los receptores más utilizados para el accionamiento de máquinas se encuentran los motores eléctricos asíncronos de jaula. Los equipos de control de potencia destinados a controlarlos, normalmente llamados arrancadores, realizan las funciones de seccionamiento, protección y conmutación. Se pueden clasificar en tres familias: Arrancadores todo o nada : el motor suele arrancar con sus características propias y el régimen de velocidad establecido es constante, Arrancadores basados en arrancadores electrónicos: la aceleración y la deceleración están controladas y el régimen de velocidad establecido es constante, Arrancadores basados en variadores de velocidad electrónicos: el arranque y la parada están controlados y la velocidad depende de una consigna. 2
1.2 Simbología normalizada en los circuitos de control. Los símbolos gráficos, son la representación gráfica de conductores, conexiones, aparatos, instrumentos y otros elementos que componen un circuito eléctrico. Como en la mayoría de las aplicaciones de la electricidad, la simbología representa una forma de expresión o un lenguaje para las personas familiarizadas con el tema. El lenguaje de control de motores, consiste consiste en símbolos que permiten expresar una idea o para formar el diagrama de un circuito que se pueda comprender por personal debidamente capacitado en el tema. En este subtema se proporciona una selección de símbolos gráficos habituales para la realización de esquemas eléctricos. Todo símbolo gráfico que sea utilizado en un diagrama de control deberá estar normalizado, para tal efecto se dispone de simbología americana y simbología europea. Para el caso de la simbología americana, se deberá consultar la norma mexicana NMX-J-136-1970, y para la simbología europea se debe de consultar la Norma IEC-292. A continuación se presenta la simbología americana y europea más usual en controles eléctricos; no obstante, estos documentos no tienen carácter normativo. No son sino una introducción a la consulta de las normas completas a las que se hace referencia y que constituyen la única fuente fidedigna. SIMBOLOGÍA EUROPEA 3
4
5
6
7
8
9
10
11
1.3 Identificación física de dispositivos de control. En este subtema, se realizará la práctica No. 1 Identificación física de los componentes de control. 1.4 Diagramas de control. Para el Ingeniero, los diagramas de control le son útiles para diversas finalidades. Pueden servir como un registro de los distintos dispositivos utilizados. Pueden servir para mostrar como están conectados eléctricamente. También pueden poner de manifiesto la lógica en los circuitos de control. En general, cualquier sistema de control puede representar para su desarrollo y fácil comprensión por cuatro tipos de diagramas, dependiendo del grado de detalle que se quiera obtener. Estos diagramas se conocen en el lenguaje técnico del control de motores, como: 12
Diagrama de bloques. Diagrama unifilar. Diagrama de alambrado. Diagrama esquemático. Diagrama de bloques: Este diagrama está formado por un conjunto de rectángulos dentro de los cuales se describe en forma breve la función de cada uno de ellos. Los rectángulos se conectan por medio de flechas que indican la dirección de la circulación de corriente o flujo de potencia. Diagrama unifilar: Es aquel que muestra mediante una sola línea las conexiones entre los dispositivos, componentes o partes de un circuito eléctrico o de un sistema de circuitos y estos se representan por símbolos. Diagrama de alambrado. Es aquel que muestra las conexiones entre los elementos componentes de un tablero eléctrico. Usualmente muestra la localización relativa de sus elementos y puede o no incluir las conexiones interiores de los mismos. Este tipo de diagrama es muy útil para la instalación del equipo y para mantenimiento, ya que se localizan con mayor facilidad las averías o fallas por lo que se recomiendan en la fase de construcción. Diagrama esquemático: Es aquel que muestra en forma sencilla, mediante símbolos, el funcionamiento de un circuito eléctrico, sin considerar la localización de sus componentes. Dentro de los diagramas de alambrado y esquemático, se identifican dos tipos de circuitos: Circuito de potencia: Es aquel que suministra la energía directamente a las terminales de los motores de c.c. y c.a. Se dibujan con trazo más grueso que las líneas de los circuitos de control. Circuitos de control: Es aquel circuito que controla el flujo de potencia de la fuente a la carga. Se dibuja con línea más fina en los esquemas utilizados convencionalmente en la industria. FUENTES DE CONSULTA Irving l. Kosow, Control de máquinas eléctricas, México: Reverté. Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2005, Instalaciones Eléctricas (utilización), (2006). Disponible en línea http://www.economia-nom.gob.mx NFPA. Nacional Electrical Code Handbook. U.S.A.(2005). Norma Mexicana NMX-J-136-1970 Abreviaturas, números y símbolos usados en planos y diagramas eléctricos, disponible en línea http://www.economia-nmx.gob.mx. 1. Catálogos de productos: Square-D, Telemecanique, Siemens. 13