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proceso de accionamientos, Ejercicios de Control de máquinas y accionamientos eléctricos

proceso de accionamientos ......................................................................................................................................................................................................................................................

Tipo: Ejercicios

2020/2021

Subido el 09/09/2021

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richard-bernal 🇨🇴

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ACCIONAMIENTOS ELECTROMECÁNICOS
PARCIAL I
Brayan Steven Parra Bernal
Nelson Mauricio Castiblanco
Ricardo Alfonso Bernal García
Ingeniería Electromecánica
(Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Duitama-Boyacá,
I. INTRODUCCION.
En el siguiente trabajo entregaremos un informe detallado
explicando el paso a paso y funcionamiento de nuestro
diseño automatizado, junto a la coordinación de
protecciones respectivas para la carga y potencia
suministrada por el sistema.
II. OBJETIVOS.
OBJETIVO GENERAL:
Desarrollar el sistema que cumpla con los
parámetros requeridos para el correcto
funcionamiento del proceso planteado.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Diseñar el diagrama de proceso.
Diseñar el circuito de potencia y realizar la
coordinación de protecciones.
Diseñar el circuito de control para el proceso.
III. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
Una cinta transportadora realizará la selección de tres
tamaños de fruta (pequeño, mediano y grande), utilizando
células fotoeléctricas, que detectarán la altura de las piezas
de fruta. La cinta se pone en marcha toda vez que se ubique
fruta y la detecten los sensores según cada caso.I
Figura 1. Posición de sensores fotoeléctricos para selección de la fruta
Caso 1. La fruta es pequeña. Es detectada por la célula
fotoeléctrica 1, y si no se activa la célula fotoeléctrica 2 ni la
3 confirma que la fruta es pequeña, entonces no se activará
ningún cilindro expulsor y la fruta llegará hasta la caja 1 con
KM1. Una vez que pase por un sensor después del final de
la cinta, la cinta se detendrá hasta que se posicione otra
fruta.
Caso 2. La fruta es mediana. Es detectada por la célula
fotoeléctrica 1 y es detectada por la célula fotoeléctrica 2 y
si no se activa la célula fotoeléctrica 3 se confirma que la
fruta es mediana, entonces se activará KM1 Y cuando pase
por un sensor ubicado en la posición del cilindro, el cilindro
1 se activará con KM2 y desactivara KM1. El cilindro se
recoge automáticamente con un muelle interno, así que solo
será necesario otro sensor en el final de la posición del
cilindro para apagar KM2. Debe observar que en este punto
KM1 debe permanecer apagado hasta una nueva fruta.
Caso 3. La fruta es grande. Es detectada por la célula
fotoeléctrica 1, es detectada por la célula fotoeléctrica 2 y es
detectada por la célula fotoeléctrica 3, entonces se confirma
que es grande, se activa KM1 y por medio de sensores igual
que en el caso 2, la lleva hasta la posición estratégica del
cilindro 2 donde gracias a otro sensor se activa KM3. Tenga
en cuenta que igual que en el caso 2.
Figura 2. Esquema de Proceso para selección de tamaño de frutas.
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ACCIONAMIENTOS ELECTROMECÁNICOS

PARCIAL I

Brayan Steven Parra Bernal

Nelson Mauricio Castiblanco

Ricardo Alfonso Bernal García

Ingeniería Electromecánica

(Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Duitama-Boyacá,

[email protected] , [email protected] , [email protected] )

I. INTRODUCCION.

En el siguiente trabajo entregaremos un informe detallado explicando el paso a paso y funcionamiento de nuestro diseño automatizado, junto a la coordinación de protecciones respectivas para la carga y potencia suministrada por el sistema. II. OBJETIVOS. OBJETIVO GENERAL: ● Desarrollar el sistema que cumpla con los parámetros requeridos para el correcto funcionamiento del proceso planteado. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ● Diseñar el diagrama de proceso. ● Diseñar el circuito de potencia y realizar la coordinación de protecciones. ● Diseñar el circuito de control para el proceso. III. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. Una cinta transportadora realizará la selección de tres tamaños de fruta (pequeño, mediano y grande), utilizando células fotoeléctricas, que detectarán la altura de las piezas de fruta. La cinta se pone en marcha toda vez que se ubique fruta y la detecten los sensores según cada caso.I Figura 1. Posición de sensores fotoeléctricos para selección de la fruta Caso 1. La fruta es pequeña. Es detectada por la célula fotoeléctrica 1, y si no se activa la célula fotoeléctrica 2 ni la 3 confirma que la fruta es pequeña, entonces no se activará ningún cilindro expulsor y la fruta llegará hasta la caja 1 con KM1. Una vez que pase por un sensor después del final de la cinta, la cinta se detendrá hasta que se posicione otra fruta. Caso 2. La fruta es mediana. Es detectada por la célula fotoeléctrica 1 y es detectada por la célula fotoeléctrica 2 y si no se activa la célula fotoeléctrica 3 se confirma que la fruta es mediana, entonces se activará KM1 Y cuando pase por un sensor ubicado en la posición del cilindro, el cilindro 1 se activará con KM2 y desactivara KM1. El cilindro se recoge automáticamente con un muelle interno, así que solo será necesario otro sensor en el final de la posición del cilindro para apagar KM2. Debe observar que en este punto KM1 debe permanecer apagado hasta una nueva fruta. Caso 3. La fruta es grande. Es detectada por la célula fotoeléctrica 1, es detectada por la célula fotoeléctrica 2 y es detectada por la célula fotoeléctrica 3, entonces se confirma que es grande, se activa KM1 y por medio de sensores igual que en el caso 2, la lleva hasta la posición estratégica del cilindro 2 donde gracias a otro sensor se activa KM3. Tenga en cuenta que igual que en el caso 2. Figura 2. Esquema de Proceso para selección de tamaño de frutas.

IV. DEFINICIÓN DE VARIABLES.

VARIABLES CIRCUITO DE POTENCIA Y

PROTECCIÓN.

Q0 = Protección magnetotérmica aguas arriba (totalizadora). Q1 = Protección magnetotérmica para el motor 1. Q2 = Protección magnetotérmica para el motor 2. Q3 = Protección magnetotérmica para el motor 3. KM1 = Contactor del motor 1. KM2 = Contactor del motor 2. KM3 = Contactor del motor 3. F1 = Rele termico motor 1 F2 = Rele termico motor 2 F3 = Rele termico motor 3 M1 = Motor 1. M2 = Motor 2. M3 = Motor 3. VARIABLES CIRCUITO DE CONTROL. F1 = Rele termico 1. F2 = Rele termico 2. F3 = Rele termico 3. S0 = Parada de emergencia. S1 = Pulsador de parada. KM1 = Bobina del motor 1. KM2 = Bobina del motor 2. KM3 = Bobina del motor 3. KM4 = Bobina 4 KM5 = Bobina 5 SF1 = Sensor fotoelectrico 1. SF2 = Sensor fotoelectrico 2. SF3 = Sensor fotoelectrico 3. B2 = Sensor actuador de cilindro 1. B4 = Sensor actuador de cilindro 2. B1 = Sensor actuador fin de proceso caso 1. B3 = Sensor actuador fin de proceso caso 2. B5 = Sensor actuador fin de proceso caso 3. H11 = Piloto de señalización encendido motor 1. H21 = Piloto de señalización encendido motor 2. H31 = Piloto de señalización encendido motor 3. H12 = Piloto de señalización apagado motor 1. H22 = Piloto de señalización apagado motor 2. H32 = Piloto de señalización apagado motor 3. H13 = Piloto de señalización falla motor 1. H23 = Piloto de señalización falla motor 2. H33 = Piloto de señalización falla motor 3.

V. PROCEDIMIENTO.

CIRCUITO DE POTENCIA

Diseñar el circuito de potencia para M1 de 3 HP, M2 de 5HP, M3 de 7 HP con tensión de 208V y f.p=0.9 y ɳ=0. Motor 1 M1= 3 HP Para hallar la Potencia eléctrica que absorbe el motor: Pe 1 =(Ps746 w) / ɳ Pe 1 =(3 HP746 w) / 0. Pe 1 =2486.7 w Para hallar la potencia Aparente que usa el motor: S 1 =Pe / fp S 1 =2486.7 w / 0. S 1 =2763 VA Para hallar la corriente que el motor demanda de la red: I 1 =S 1 / ((√3)*V) I 1 =2763 VA / ((√3) * 208 V) I 1 =7.7 A De la misma manera para los otros 2 motores calculamos estos valores encontrando los resultados mostrados a continuación Motor 2 Motor 3 M2= 5 HP M3= 7 HP Pe 2 =4144.5 w Pe 3 = 5802.2w S 2 =4605 VA S 3 =6447 VA I 2 =12.78 A I 3 =17.9 A Cálculo de Protecciones Magneto - Térmicas: Para hallar el valor de las protecciones magneto-térmicas necesarias para cada uno de los motores multiplicamos el valor de la corriente nominal hallada anteriormente por un factor de 1.25; además, para hallar la corriente máxima en el totalizador se elige la corriente mayor entre los 3 motores y se multiplica por un factor de 1.6, en este caso la corriente del Motor 3 de manera que: Para el Motor 1 : Es necesaria una protección magneto-térmica de 3x15A cableado con cable calibre 12 AWG.

CASO 2.

Trayectoria de la fruta. Figura 9. Trayectoria de proceso 1. La fruta es mediana, activa únicamente los sensores SF1 y SF2 los cuales encienden la banda KM1 (motor 1) y sigue su recorrido hasta que se encuentre con el sensor B2 que enciende KM2 (cilindro 1(motor 2)) deteniendo KM1 y empujando la fruta hasta el sensor B3 terminado el proceso. El sensor SF1 (normalmente abierto) energiza la bobina KM1 y en simultáneo auto enclava el camino de corriente de SF1 en paralelo para establecer una alimentación continua a la bobina KM1. Figura 10. Diagrama con SF1 y SF2 activos. Figura 11. Diagrama con KM1 y KM4 activos. al activar sensor B2 (normalmente abierto) energiza la bobina KM2 y en simultáneo auto enclava el camino de corriente de B2 en paralelo para establecer una alimentación continua a la bobina KM2. y en el mismo proceso abre un interruptor (normalmente cerrado) ubicado por la misma línea de KM1 para desenergizar y parar el proceso de este en la posición de B2. A su vez el sensor SF2 (normalmente abierto) energiza la bobina KM4 y en simultáneo auto enclava el camino de corriente de SF2 en paralelo para establecer una alimentación continua al sensor B2. Figura 12. Diagrama con B2 activo. Figura 13. Diagrama con KM2 activo. hasta que se activa el sensor B3(normalmente cerrado) y desenergiza KM2 abriendo también el auto enclavamiento y dejando el sistema en su estado natural. Figura 14. Diagrama con B3 activo. Figura 15. Diagrama inactivo.

CASO 3.

Trayectoria de la fruta. Figura 16.Trayectoria de proceso 1. La fruta es grande, activa los sensores SF1, SF2 y SF3 los cuales encienden la banda KM1 (motor 1) y sigue su recorrido hasta que se encuentre con el sensor B4 que enciende KM3 (cilindro 2(motor 3)) deteniendo KM1 y empujando la fruta hasta el sensor B5 terminado el proceso. El sensor SF1 (normalmente abierto) energiza la bobina KM1 y en simultáneo auto enclava el camino de corriente de SF1 en paralelo para establecer una alimentación continua a la bobina KM1. A su vez el sensor SF (normalmente abierto) energiza la bobina KM4 y en simultáneo auto enclava el camino de corriente de SF2 en paralelo para establecer una alimentación continua al sensor B2. también en simultáneo el sensor SF2 (normalmente abierto) energiza la bobina KM5 y en simultáneo auto enclava el camino de corriente de SF3 en paralelo para establecer una alimentación continua al sensor B4. Figura 17. Diagrama con SF1, SF2 Y SF3 activos. Figura 18. Diagrama con KM1 y KM5 activos. al activar sensor B4 (normalmente abierto) energiza la bobina KM3 y en simultáneo auto enclava el camino de corriente de B4 en paralelo para establecer una alimentación continua a la bobina KM3. y en el mismo proceso abre un interruptor (normalmente cerrado) ubicado por la misma línea de KM1 para desenergizar y parar el proceso de este en la posición de B4. Figura 19. Diagrama con B4 activo. Figura 20. Diagrama con KM3 activo. hasta que se activa el sensor B5(normalmente cerrado) y desenergiza KM3 abriendo también el auto enclavamiento y dejando el sistema en su estado natural. Figura 21. Diagrama con B5 activo.