AUTOMATISMOS ELECTRICOS INDUSTRIALES
MANDOS ELECTRICOS SEGÚN LA NORMA IEC
POR:
ING. LUIS B. GOMEZ FLORES
LA PAZ -BOLIVIA
ELABORADO Y PREPARADO POR: LUIS B. GOMEZ FLORES 0
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automatismos electricos, Apuntes de Máquinas Eléctricas
saber el uso de los procedimientos electricos
Tipo: Apuntes
2018/2019
1 / 290
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MANDOS ELECTRICOS SEGÚN LA NORMA IEC
POR:
ING. LUIS B. GOMEZ FLORES
LA PAZ -BOLIVIA
AUTOMATISMOS ELECTRICOS INDUSTRIALES
1. INTRODUCCION
Un automatismo industrial es un sistema constituido por diferentes dispositivos y elementos que al recibir una serie de informaciones procedentes del exterior es capaz de generar las órdenes necesarias para que, los receptores por él controlados realicen la función para la que fue diseñado.
La naturaleza de los dispositivos y elementos que constituyen un automatismo es muy variada. Los primeros automatismos eran exclusivamente mecánicos; según fue evolucionando la técnica aparecieron los automatismos eléctricos y electrónicos, estando hoy en día constituidos básicamente por elementos eléctricos y electrónicos, pero poseyendo también elementos mecánicos, neumáticos e hidráulicos.
- DEFINICIÓN
Sistema que hace que una máquina funcione de forma autónoma, realiza ciclos completos de operaciones que se pueden repetir, con el objeto de liberar física y mentalmente al hombre de la ejecución del proceso.
Tipos de automatismos
- Según su naturaleza Mecánicos: ruedas dentadas, poleas, levas, cremalleras, poleas. Neumáticos: cilindros, válvulas. Hidráulicos: cilindros, válvulas. Eléctricos: contactores Electrónicos: procesadores
- Según el sistema de control Lazo abierto: La salida no influye en la entrada Lazo cerrado: La salida repercute en la entrada
SEGÚN EL SISTEMA DE CONTROL
FASES EN EL DESARROLLO DE UN AUTOMATISMO
3. LÓGICA CABLEADA
La lógica cableada es una técnica de realización de equipos de automatismo en la que el tratamiento de datos se efectúa por medio de contactores auxiliares o relés de automatismo.
Los contactores auxiliares y los relés de automatismo también suelen utilizarse de manera conjunta con autómatas programables. En este caso, los contactos auxiliares deben garantizar la fiabilidad de la conmutación de corrientes débiles, pocas decenas de mA, en ambientes frecuentemente agresivos (polvo, humedad...).
El funcionamiento de los equipos de lógica cableada se define mediante el esquema de cableado.
ELEMENTOS BÁSICOS DE UN AUTOMATISMO
- Entrada (contactos) Interruptores Pulsadores Finales de carrera
- Salida (receptores) Motores Lámparas Contactores y relés
PROPIEDADES DEL A. DE BOOLE PARA CONTACTOS
Conmutativa
asociativa
conmutativa
ELEMENTO NEUTRO
ELEMENTO SIMETRICO
DOBLE NEGACION
TEOREMAS DE MORGAN
FUNCIÓN MEMORIA - CIRCUITO BÁSICO
Funcionamiento:
- Al activar el pulsador de marcha (M), el relé (K) se activa.
- Al soltar M el relé K queda activado a través de su contacto auxiliar. No es útil, pues no se puede desactivar. Hace falta un pulsador de paro.
- Al desactivar P, K sigue desactivado. Si se pulsan P y M simultáneamente, M tiene prioridad.
4. COMPONENTES EN UN AUTOMATISMO ELÉCTRICO
Los componentes de un Automatismo la componen dos partes esenciales en una automatización industrial. Circuito de mando Circuito de control
CIRCUITO DE MANDO
Es el encargado de controlar el funcionamiento del contactor. Normalmente consta de elementos de mando (pulsadores, interruptores, etc. identificados con la primera letra con una S), elementos de protección, bobinas de contactores, temporizadores y contactos auxiliares. Este circuito está separado eléctricamente del circuito de potencia, es decir, que ambos circuitos pueden trabajar a tensiones diferentes, por ejemplo, el de potencia a 380 V de c.a. y el de mando a 220 V de CA.
Representa el circuito auxiliar de control. Lo integran los siguientes elementos:
- Contactos auxiliares de mando y protección
- Circuitos y componentes de regulación y control
- Equipos de medida
- Dispositivos de señalización Los componentes que encontramos en el circuito de mando son:
- Pulsadores
- Interruptores
- Conmutadores
- Detectores de posición
- Detectores de proximidad
- Detectores fotoeléctricos
- Contactores y relés
Pulsador
Elemento electromecánico de conexión y desconexión. Para activarlo hay que actuar sobre él, pero al eliminar la actuación, el pulsador se desactiva por sí mismo.
Interruptor
Elemento electromecánico de conexión y desconexión al que hay que accionar para activarlo y también para desactivarlo. Su nombre atendiendo a las normas es “pulsador con enclavamiento”.
Detectores fotoeléctricos Los detectores de proximidad necesitan que el objeto a detectar se encuentre relativamente próximo. Los detectores fotoeléctricos o fotocélulas, pueden detectar objetos de cualquier índole y a grandes distancias.
Pueden ser: Según su disposición:
- De barrera
- De reflexión
- De proximidad Según su funcionamiento:
- Función “luz”
- Función “sombra”
CIRCUITO DE POTENCIA
Circuito de potencia: es el encargado de alimentar al receptor (p.e. motor, calefacción, electrofreno, iluminación, etc.). Está compuesto por el contactor (identificado con la letra K), elementos de protección( identificados con la letra F como pueden ser los fusibles F1, relé térmico F2, relés magnetotérmicos, etc.) y un interruptor trifásico general (Q). Dicho circuito estará dimensionado a la tensión e intensidad que necesita el motor. En la figura se muestra el circuito de potencia del arranque directo de un motor trifásico.
Representa el circuito encargado de alimentar los receptores de gran consumo. Lo integran los siguientes elementos:
- Elemento para abrir o cerrar el circuito de potencia.
- Elementos de protección
- Receptores Los componentes que encontramos en el circuito de potencia son:
- Interruptores
- Seccionadores
- Fusibles
- Interruptores automáticos de protección Relé térmico Relé electromagnético Relé diferencial Contactores principales Receptores de gran consumo (motores)
Interruptor circuito de potencia Elemento mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir la corriente del circuito en condiciones normales de servicio e incluso las de sobrecarga.
Seccionador
Seccionador: Elemento mecánico de conexión que, en la posición de abierto, asegura una distancia específica, denominada de seccionamiento.
- Soporta intensidades de empleo y breves de sobrecarga
- Solo puede abrir a cerrar el circuito en vacío. Interruptor-Seccionador: Combina las características del interruptor con las del seccionador, pudiendo abrir, soportar y cerrar el circuito en carga, manteniendo en su posición de abierto, una distancia de seguridad
Seccionador-fusible
A veces los fusibles se montan sobre la parte móvil de un seccionador. Los propios fusibles abren o cierran los contactos.
Relés de protección
Relé térmico: detecta una sobreintensidad debido al aumento de temperatura que hará que unas láminas bimetálicas se curven y se active el disparador del contacto asociado. Protege contra:
- Sobrecargas
- Arranques demasiado lentos
- Agarrotamiento
- Ciclos arranque-paro frecuentes Reposición manual.
Relé electromagnético: detecta una sobreintensidad debido al aumento del campo magnético inducido por dicha corriente, haciendo que se dispare el contacto asociado.
- Protege contra cortocircuitos.
- Si se utiliza para proteger motores, debe soportar el pico de corriente en el arranque.
- Se suele utilizar en conjunción con un térmico.
Relé magnetotérmico: Combina las acciones de los relés térmicos y electromagnéticos.
- Protege contra sobrecargas y contra cortocircuitos.
Disyuntor: se trata de un relé magnetotérmico con un interruptor.
- Se utiliza para la protección de motores de pequeña potencia (guardamotores).
- CONTACTOR
Según la norma DIN (0660/52), el contactor “es un interruptor mandado a distancia que vuelve a la posición de reposo cuando la fuerza de accionamiento deja de actuar sobre él”. El contactor se utiliza para la conexión de elementos de potencia y nos permitirá la automatización de nuestras maniobras. Básicamente es un interruptor trifásico que en lugar de accionarlo manualmente lo podemos hacer a distancia, con menor esfuerzo físico y mayor seguridad a través de una bobina. . Debe ser capaz de establecer, soportar e interrumpir la corriente que circula por el circuito en condiciones normales de funcionamiento. Debe soportar las condiciones de sobrecarga de servicio (arranque de motores), pero no otras (cortociruitos).
CONTACTOS ELÉCTRICOS
Los contactos eléctricos son los elementos de mando que conectarán o desconectarán a nuestros receptores (bobinas, luces, motores, etc.). Dichos contactos están alojados en las cámaras de contactos y son accionados por diversos sistemas, p.e. pulsadores, interruptores, relés, etc. En cada cámara de contactos pueden haber uno o varios contactos.
Básicamente existen dos tipos de contactos:
Un contactor está formado por las siguientes partes:
Circuito de potencia: es el encargado de alimentar al receptor (p.e. motor, calefacción, electrofreno, iluminación, etc.). Está compuesto por el contactor (identificado con la letra K), elementos de protección( identificados con la letra F como pueden ser los fusibles F1, relé térmico F2, relés magnetotérmicos, etc.) y un interruptor trifásico general (Q). Dicho circuito estará dimensionado a la tensión e intensidad que necesita el motor. En la figura se muestra el circuito de potencia del arranque directo de un motor trifásico.
Constitución de un contactor
Electroimán: elemento motor del contactor
- Circuito magnético: parte móvil + fija.
- Bobina: diferente configuración para C.C. y para C.A. (anillo de desfase). Polos: elementos encargados de establecer e interrumpir la corriente del circuito de potencia.
- El Según su número pueden ser bipolar, tripolar o tetrapolar. Contactos auxiliares: se utilizan en el circuito de mando y para señalización.
- Instantáneos: NC, NA o una combinación de ambos.
- Temporizados.
Tipos de contactores
Principales: disponen de contactos de potencia (polos). A veces incluyen algunos contactos auxiliares. Si es necesario, se les pueden acoplar bloque de contactos auxiliares.
Auxiliares: solo disponen de contactos de pequeña potencia, utilizados en los circuitos de mando y señalización.
Puede aumentarse el número de contactos auxiliares de un contactor, mediante el acoplamiento de bloques de contactos auxiliares. Sus contactos cambian simultáneamente con los del propio contactor Elección de un contactor
Se deben tener en cuenta las siguientes características:
- Tensión nominal de empleo (Un)
- Intensidad nominal de empleo (In)
- Condiciones particulares del circuito de carga Categorías de empleo:
- Circuito resistivo
- Circuito inductivo
- Motores Durabilidad
- Número de maniobras
- Robustez
- Categoría de empleo