Manual de Prácticas de Electro-Hidráulica

Departamento de Construcciones Navales Universidad de A Coruña Manual de Prácticas de Electro-Hidráulica Javier Bouza Fernández Profesor de: Sistemas Oleoneumáticos Sistemas Hidráulicos y Neumáticos D.L.: C 429 01 Javier Bouza Fernández

1.- MANDOS ELÉCTRICOS PARA EL CONTROL DE LAS ELECTROVÁLVULAS Accionamiento directo Accionamiento indirecto En esta primera práctica se contemplan dos mandos eléctricos diferentes para el control de las electroválvulas que gobiernan los actuadores hidráulicos. Se resalta la importancia del relé eléctrico en la realización del accionamiento indirecto. Qué ventajas puede presentar el accionamiento directo con respecto al indirecto? Javier Bouza Electro-Hidráulica 1

2.- CONCEPTO DE LA PRESIÓN HIDRÁULICA VLP2 VLP2 VLP1 En este caso se puede apreciar y entender cuando la bomba trabaja como generadora de caudal y cuando trabaja como generadora de presión. Para el caso de generador de caudal la presión dependerá de la resistencias internas y externas, es decir, de la carga (simulada con la VLP). Sólo la bomba funcionará como generador de presión cuando abrá la válvula de seguridad. Qué objetivo puede tener que la bomba trabaje como generador de presión en un sistema hidráulico?. Es correcto afirmar que las bombas entregan presión? Javier Bouza Electro-Hidráulica 2

3.- CIRCUITO REGENERATIVO O DIFERENCIAL CIRCUITO REGENERATIVO O DIFERENCIAL CIRCUITO CONVENCIONAL Con estos dos circuitos diferentes y empleando los mismos elementos hidráulicos, incluidos los cilindros, obtenemos velocidades distintas en el avance. Qué relación existe en la velocidad y en la fuerza máxima del cilindro de ambos circuitos? Javier Bouza Electro-Hidráulica 3

4.- MÉTODO DE REGULACIÓN A LA ENTRADA PARA EL CONTROL DE VELOCIDAD DEL ACTUADOR En estos tres circuitos se emplea el método de regulación a la entrada para controlar la velocidad de avance, la velocidad de retroceso o ambas respectivamente. Es importante observar los manómetros antes y después de la válvula reguladora de caudal para apreciar diferencias con los otros métodos de regulación. Cómo se ven afectadas las presiones indicadas en los manómetros para una carga constante y diferentes velocidades?. Qué pasa con el caudal sobrante, es decir, el que no consume el actuador?. Qué conversión de energía ocurre en este caso? Javier Bouza Electro-Hidráulica 4

5.- MÉTODO DE REGULACIÓN A LA SALIDA PARA EL CONTROL DE VELOCIDAD DEL ACTUADOR En estos tres circuitos se emplea el método de regulación a la salida para controlar la velocidad de avance, la velocidad de retroceso o ambas respectivamente. Es importante observar los manómetros antes de la válvula reguladora de caudal y de la entrada del cilindro para apreciar diferencias con los otros métodos de regulación. Cómo se ven afectadas las presiones indicadas en los manómetros para una carga nula y diferentes velocidades?. Qué diferencias se encuentran en el empleo de este método con respecto al método de regulación a la entrada? Javier Bouza Electro-Hidráulica 5

6.- MÉTODO DE REGULACIÓN POR SUBSTRACCIÓN PARA EL CONTROL DE VELOCIDAD DEL ACTUADOR En esta practica se analiza el empleo de método de regulación por substracción para el control de velocidad de un motor hidráulico. Es en este tipo de actuadores donde dicho método tiene su uso más frecuente. Qué se observa en el manómetro antes de la válvula reguladora?. A qué presión y por dónde fluye el caudal sobrante? Qué diferencias se aprecian con respecto a los otros dos métodos de regulación anteriormente analizados? Javier Bouza Electro-Hidráulica 6

7.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA Y En este circuito se desarrolla la función lógica Y que permitirá, en este caso, el avance del cilindró solamente si los dos pulsadores están pulsados simultáneamente. Qué ocurre si la válvula direccional 4/2 de la que disponemos tiene las posiciones cambiadas con respecto a la del circuito?. Qué podemos hacer, en este caso, para que la secuencia se corresponda con la expresada en estos circuitos? Javier Bouza Electro-Hidráulica 7

8.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA 0 En este circuito se desarrolla la función lógica O que no permitirá, en este caso, el avance del cilindró solamente cuando los dos pulsadores no estan accionados. Pensar ejemplos para la aplicación de esta función lógica? Javier Bouza Electro-Hidráulica 8

9.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA NOR : LÓGICA POSITIVA Se considera que en la bobina Y1 la tensión de 24 V (DC) es el estado 1 (o de activación del actuador) y que 0 V (DC) será el estado 0 (o desactivación del actuador). Javier Bouza Electro-Hidráulica 9

10.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA NOR : LÓGICA NEGATIVA Se considera que en la bobina Y1 la tensión de 0 V (DC) es el estado 1 (o de activación del actuador) y que 24 V (DC) será el estado 0 (o desactivación del actuador). Qué ventajas puede suponer el emplear una lógica positiva o negativa? Javier Bouza Electro-Hidráulica 10

11.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA NAND : LÓGICA POSITIVA Se considera que en la bobina Y1 la tensión de 24 V (DC) es el estado 1 (o de activación del actuador) y que 0 V (DC) será el estado 0 (o desactivación del actuador). Desarrollar este mando con lógica negativa Javier Bouza Electro-Hidráulica 11

12.- SISTEMAS ELÉCTRICOS DE ALMACENAMIENTO DE INFORMACIÓN Conexión Dominante Desconexión Dominante Se analiza el funcionamiento de los dos tipos de memoria eléctrica, que permiten almacenar tanto información de mando, como de captadores eléctricos de señal. Comparar que ocurre cuando se activan los dos pulsadores simultáneamente Javier Bouza Electro-Hidráulica 12

En este caso se desarrolla el circuito regenerativo para conseguir una mayor velocidad al avance. Qué característica diferenciadora tiene la válvula reguladora de caudal empleada? (emplear una VLP para simular la carga del cilindro) Javier Bouza Electro-Hidráulica 13

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13.-REGULACIÓN DE LA FUERZA MÁXIMA DEL ACTUADOR Las válvulas reguladoras de presión reducen la presión de entrada hasta alcanzar el valor de una presión de salida previamente ajustada. Esto nos permite regular la fuerza máxima del actuador sin variar la presión máxima de servicio. Estas válvulas sólo cumplen debidamente con su función si el sistema hidráulico trabaja con diversas presiones. Javier Bouza Electro-Hidráulica 15

14.- REGULACIÓN DE VELOCIDAD DE ACTUADOR VERTICAL: REGULACIÓN A LA SALIDA 1. Diseñar dos circuitos eléctricos que permita pasar del avance al retroceso y viceversa (sin necesidad de pulsar el paro) y que dispongan de las tres funciones: avance, retroceso y paro. A) Uno en el que el paro se active con señal eléctrica. B) Otro que el paro se active sin necesidad de señal eléctrica. 2. Diseñar el circuito hidráulico equivalente con regulación a la entrada que permita descargar la bomba a bajo presión sin necesidad de un venting. Indicar los tarajes que deberían presentar las válvulas reguladoras de caudal y presión; si el cilindro empleado es de 3:1, y por la v. reguladora del circuito con regulación a la salida pasa 1 litro siendo la bomba de 6 l/min, la presión máxima de 150 Bares, y el efecto de la carga es de 100 Bares. Considerar coeficientes de seguridad del 20%. 3. En el circuito con regulación a la salida y los datos anteriores. Qué presión marca el manómetro sin carga? y con la carga de 100 Bares?. Qué diferencia de presión existe en elemento estrangulador? Que pasa con esa pérdida de presión? Javier Bouza Electro-Hidráulica 16

15.- REGULACIÓN DE VELOCIDAD DE ACTUADOR VERTICAL: REGULACIÓN A LA ENTRADA Qué ocurre si el taraje de la válvula contrapresión es mínimo? Qué taraje es él adecuado? Javier Bouza Electro-Hidráulica 17

16.- CIRCUITO DE SEGURIDAD Y BLOQUEO DE UN ACTUADOR En este circuito se muestra como funciona la válvula antirretorno desbloqueable. El empleo correcto de esta válvula impide que el pistón caiga al no aplicarse energía hidráulica o al posicionar el cilindro, incluso habiendo una fuga interna. Son correctas las posiciones centrales de las válvulas direccionales 4/3 empleadas?. Por qué? Qué diferencia existe entre la pausa y la parada en el funcionamiento del circuito? Javier Bouza Electro-Hidráulica 18

Cómo actúa la parada y la pausa en este circuito hidráulico?. Si se recoge el actuador, se pulsa la pausa y luego se apaga el grupo hidráulico sin desconectar el circuito de control eléctrico. Qué ocurrirá si se pulsa avance? Javier Bouza Electro-Hidráulica 19

17.- CIRCUITO DE SECUENCIA En estos circuitos se plantean secuencias hidráulicas con dos actuadores. Para realizar esto es necesario utilizar válvulas de secuencia (que son válvulas limitadoras de presión con drenaje). Tarar adecuadamente la válvula de secuencia para realizar la secuencia: B+, A+, A- B- Por qué no se cumple la secuencia en el esquema de la izquierda ( Ayuda: Analizar si el esquema es correcto y caso de no serlo corregirlo) Por qué es necesario que estás válvulas tenga drenaje?. Qué diferencia encuentras entre el circuito hidráulico de la derecha y el de la izquierda?. Diseña un circuito eléctrico de control para el circuito hidráulico de la derecha Javier Bouza Electro-Hidráulica 20

18.- MANDO Y CONTROL DE POSICIÓN DEL ACTUADOR En este caso se emplean las memorias eléctricas conjuntamente con final de carrera, para realizar una secuencia de avance del cilindro hasta la posición requerida y regreso automático. Javier Bouza Electro-Hidráulica 21

En este caso se presenta el circuito con finales de carrera eléctricos y el circuito con sensores de tres hilos PNP (inductivo y capacitivo). Cuál es la misión de sensor A0 en la secuencia de la máquina? Javier Bouza Electro-Hidráulica 22

En este caso se emplea una válvula direccional 4/3 Qué ocurriría en caso de fallo eléctrico? Javier Bouza Electro-Hidráulica 23

Qué diferencia encuentra con el circuito anterior?. Javier Bouza Electro-Hidráulica 24

Utilizando sensores de tres hilos diseña el antepenúltimo circuito realizado Javier Bouza Electro-Hidráulica 25

Esta es una aplicación que mediante el empleo de finales de carrera eléctricos se automatiza y controla los distintos velocidades en el actuador. Explica la secuencia y el funcionamiento del cilindro. Javier Bouza Electro-Hidráulica 26

En este caso desarrolla una secuencia con dos cilindros usando la desconexión dominante. Explica la secuencia de la máquina y el funcionamiento del esquema eléctrico. Javier Bouza Electro-Hidráulica 27

19.- MANDO Y CONTROL ELECTROHIDRÁULICO CON TEMPORIZACIÓN TEMPORIZADOR CON RETARDO A LA EXCITACIÓN (O CONEXIÓN) Se presenta el dispositivo eléctrico, relé temporizador, que permite la temporización de los procesos o partes de los mismos. Probar diferentes temporizaciones. Qué ocurre si cae la tensión antes de finalizar la temporización? Javier Bouza Electro-Hidráulica 28

TEMPORIZADOR CON RETARDO A LA DESEXCITACIÓN (O DESCONEXIÓN) Cómo funciona en este circuito la temporización? Que objetivo puede tener dicha temporización? Javier Bouza Electro-Hidráulica 29

20.- CIRCUITOS ELECTROHIDRÁULICOS CON PRESOSTATOS Se introducen mandos con presostatos que permiten automatizar máquinas, no sólo en virtud de acondicionamientos de posición y tiempo, sino también en función de las fuerzas realizadas por los actuadores hidráulicos. Utilizar el cilindro con freno para simular la carga. Javier Bouza Electro-Hidráulica 30

Los presostatos se encargarán de fijar el desarrollo del proceso a realizar. Qué comprueba B1?. Y B2?. Javier Bouza Electro-Hidráulica 31

En este caso se desarrolla una secuencia con un cilindro y un motor. Analizar el esquema. Cuál es la secuencia a desarrollar?. Cuál es la función de presostato?. Cuál es la función de antirretorno conectando al motor? Javier Bouza Electro-Hidráulica 32

Bibliografía Sistema para enseñanza de la técnica de automatizacion, Electrohidráulica, Nivel básico. Colección de ejercicios con soluciones / D. Merkle / ISBN 3-8127-3637-3. D.L.E-TP601-E./ Festo Didatic Kg Sistema para enseñanza de la técnica de mando, Electrohidráulica, Nivel avanzado. Colección de fichas técnicas/ R. Ratzek / D.L.M. TP602-E Electrohidráulica. Nivel Básico. D. Merkle / D.LB-TP601-E Manual de Prácticas de Electro-hidráulica / HRE HIDRAULIC Javier Bouza Electro-Hidráulica 38