Temporizador modular con retraso a la desconexión

Un temporizador modular con retraso a  la desconexión, es un relé de estado sólido que para realizar su función utiliza circuitos integrados o un microprocesador.

Temporizador modular con retraso a  la desconexión

Los avances en la electrónica permitieron crear equipo con multifunciones, multi-tensiones y de tamaño reducido.

Que   han ido sustituyendo a los relevadores de retardo de tiempo tipo neumático, que son grandes y costosos.

Relevador y temporizador con retraso a  la desconexión tipo neumático

Los bloques temporizadores neumáticos no requerían mantener un voltaje de entrada durante el periodo de desconexión.

Ya que los contactos temporizados cambian por el desplazamiento de aire entre cámaras.

Diagrama eléctrico con relevador y temporizador con retraso a  la desconexión tipo neumático

Los relevadores electrónicos “ Timer off delay ” (TOF) requieren de una alimentación continua.

Diagrama eléctrico con relevador y temporizador con retraso a  la desconexión tipo electrónico

Aplicada la alimentación el relé modular está listo para recibir al disparador (señal trigger), cuando se aplica el gatillo el relevador se activa.

Al retirarse el gatillo inicia el retraso de tiempo “t”, al final del tiempo “t “ (retardo), la salida se desactiva.

Aplicación nuevamente del disparador  durante el conteo de retraso.

La aplicación del disparador durante el conteo de retraso “t” restablecerá el tiempo y la salida permanecerá activa.

La secuencia de paro de motores tiene aplicaciones industriales, como el evitar que se acumulen materiales en bandas transportadoras.

Secuencia de paro de motores

Nuestro circuito requiere de un paro de seguridad de emergencia que obligue a detener ambos motores en caso de peligro.

Un botón pulsador tipo cabeza de hongo con seguro anti retorno, puede ser utilizado para interrumpir toda alimentación en el control. 

Diagrama de secuencia de paro de motores con paro de emergencia

EL retraso a la desconexión es solo una de varias posibilidades de utilizar un  relevador modular multifunción.

Centro Mexicano Francés del Conalep en Gómez Palacio, Durango.

Circuito de control de arrancador estrella delta con controlador programable

Un circuito de control de arrancador estrella delta con controlador programable, si se  realizar  con esquema de contactos es muy similar a como se realiza un esquema lineal en una hoja de papel.

Circuito de control de arrancador estrella delta con controlador programable

La simplicidad  del circuito de potencia de  un motor de 6 terminales para ejemplificar el funcionamiento, en el que para conectarse en estrella en un primer tiempo, se requiere que trabajen KM1 y KM2. 

Y en un segundo tiempo desconectar KM2 y que trabajen KM1 y KM3 para realizar la conexión delta. 

Circuito de potencia conexión de motor en estrella delta

Los motores de 6 terminales tipo europeos se diseñan para trabajar a 2 tensiones.

La conexión delta para bajo voltaje y  conexión estrella  para alto voltaje.

Nos enfrentamos al diseño de un control  en dos tiempos, que permita el cambio de conexión (estrella- triángulo), sin que ambas conexiones estén a un mismo tiempo.

 Conexión de entradas y salidas a PLC y circuito de control tradicional para  arranque  de motor en estrella delta

Los 2 tiempos los da el uso de un temporizador.

Y el enclavamiento  se tiene  de 2 tipos, eléctrico  y mecánico.

.- El enclavamiento eléctrico se realiza en el control, con contactos auxiliares normalmente cerrados en serie  y opuestos entre las bobinas KM2 y KM3.

.- El enclavamiento mecánico  representado en el diagrama de control con un triángulo con punta hacia abajo entre las bobinas KM2 y KM3, lo realiza un dispositivo físico instalado entre los contactores KM2 y KM3.

El enclavamiento mecánico es un  mecanismo que impide que 2 bobinas cierren sus contactos al mismo tiempo). 

Diagrama de contactos con controlador programable

El software LOGO de Siemens,  permite realizar diagramas con esquema de contactos, poner nombre y colocar comentarios sobre los símbolos.

Quitando el fusible de control los diagramas son idénticos, los contactos auxiliares en el PLC se realizan de manera electrónica.

Variables de entrada con controlador programable

Las variables de entrada se representan con contactos del tipo relevador, con la letra “I”. Las salidas con paréntesis ( ), con la letra Q.

La verificar el funcionamiento, simulando en computadora.

Simulación de arrancador estrella delta

Los controladores lógicos programables “PLC”, como vimos pueden incluir arrancadores a voltaje reducido (como el arrancador estrella delta), junto al diseño de circuitos automatizados.

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Temporizadores con retardo a la conexión en controladores programables

Los temporizadores con retardo a la conexión en controladores programables, facilitan la realización, la modificación y la simulación de circuitos de control.  Donde se requiere tener una salida y un tiempo preestablecido después obtener una segunda salida.

Temporizadores con retardo a la conexión en controladores programables

Los temporizadores electrónicos con retardo a la conexión tienen escalas para pre-establecer los tiempos de retardo.

Temporizador electrónico modular

A los que les continúa regular  posiciones  a potenciómetros con ayuda de desarmadores  para obtener el tiempo que deseamos.

En cambio en los temporizadores de los Controles Lógicos Programables (PLC), se utiliza un programa para establecer los tiempos.

Programación de tiempos con software LOGO de Siemens

Ejemplos de aplicaciones de circuitos con retardo a la conexión son.

Lubricación de inicio de trabajo; al  inicio trabaja la bomba lubricación, para que un tiempo después entre en funcionamiento los  engranajes de trabajo.

Secuencia de movimiento de bandas transportadoras; para que no se acumule material.

Arrancadores a voltaje reducido de motores.

Secuencia de funcionamiento temporizada

Todas las entradas en los controles programables se representan como contactos de relevador.

Los contactos de los temporizadores también en los PLC, tienen el mismo símbolo (contacto de relevador).

Comparativo de diagramas con simbología Americana

Los diagramas eléctricos identifican el tipo de contacto temporizado, en la simbología americana el interruptor temporizado termina con punta de flecha hacia arriba,  en la figura Comparativo de diagramas con simbología Americana en la línea # 3.

Comparativo de diagramas con simbología Europea

Con software de PLC se  puede simular el comportamiento del circuito de control.

Simulación de circuito con retardo a la conexión

La regulación del tiempo correcto en circuitos de control  permite eficacia en el trabajo.

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Entradas digitales en equipo de control industrial

Las entradas digitales en equipo de control industrial, son dadas por condiciones de los contactos de los elementos de mando.

Entradas digitales en equipo de control industrial

En la práctica e independientemente de su función, todos los elementos de mando reciben el nombre de  entrada. 

Entradas digitales

El término  dígito  se refiere a número, y  representan una cantidad.

Los números binarios permiten asignar  un signo   de cero o uno, a la acción sobre el elemento o al bien a la condición de estado de su contacto abierto o cerrado

Representación de una entrada digital

Una entrada digital aun tiempo solo puede tener un estado, o vale cero o vale uno.

Por lo que se afirma que una entrada digital binarias tiene un valor de  todo o nada (1 o 0).

En equipo de control industrial “PLC” (Controlador Lógico Programable), cada entrada solo se conecta  a una la terminal (Input).

Entradas a Controlador Lógico Programable

Dentro del programa del Controlador Lógico Programable “PLC” se puede multiplicar y representar infinidad de veces (Normalmente abierto o normalmente cerrado).

Representación de entrada digital con símbolo de contacto de relé 

Con  tecnología a relevador  en cada una de las líneas en que se requiera la acción del elemento de control se utilizaría un contacto.

Uso de contactos múltiples con  tecnología de control

En  controladores lógicos programables una entrada se puede insertarse  en diferentes puntos del diagrama de manera electrónica, según se requiera. 

Cableado entre tecnología de control en base relevadores

Existen 3 grandes ventajas con el uso del PLC respecto a tecnología con relevadores.

1.- Son más económicos

2.- La posibilidad de fallas por falsos contactos disminuye significativamente.

3.- La modificación del control se hace en el  programa, y no en  el cableado. 

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La comunicación de control industrial vía Ethernet, se refiere a un protocolo de  red de área local (LAN), que permite el intercambio de información   con conexión mediante cable,  entre un Controlador Lógico Programable y una Computadora Personal.

Comunicación de control industrial vía Ethernet

El concepto Ethernet proviene del idioma inglés  nombre del éter (Ether) y de red (net). 
Técnicamente se define como el protocolo IEEE 802.3

Comunicación entre un control industrial y  una computadora

Para ejemplificar utilizare el equipo Logo de Siemens,  su  programa de instrucciones (software) y una computadora personal. 

Tablero de control industrial con comunicación LAN vía Ethernet

El controlador LOGO de la marca Siemens, utiliza  un programa específico el “Software Logo Soft Confort.

Con la instalación del software en la PC , la conexión de cable de interfaz, y la configuración entre equipos  formamos una pequeña red con  estándar Ethernet entre ellos.

Software Logo Soft Confort de SIEMENS

Los estados de los equipos “periféricos de entrada”  (como sensores, botones pulsadores, etc.) pueden ser "vistos"  desde ambos equipos PLC  y  PC, en tiempo real.

Red interna LAN

El envió de datos  por Ethernet se denomina comunicación en paquetes, gracias a ello se evitan que los datos se sobrepongan, evitando la colisión entre datos que afectan la comunicación.

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Esquemas de contactos (KOP)

Esta comunicación permite que la pantalla de la computadora realice la función de interface hombre máquina “HMI”.

•  Analizar la  programación
• Ver los estados de las variables de entrada y de salida.
• Realizar simulaciones de funcionamiento
• Ordenar diagnósticos 

Funciones de gran utilidad en labores de mantenimiento.

 La comunicación LAN con conexión por cable Ethernet es el método más económico.

 Existe también otra opción la tecnología WLAN   red de área local inalámbrica (Wireless Local Area Network).

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Análisis de mallas eléctricas

En el análisis de mallas eléctricas, se utilizan las formulas de la resistencia equivalente, la ley de Ohm y las leyes de Kirchhoff.

Análisis de  mallas eléctricas

Se trata de trasformar un  circuito complejo en un circuito simple, con una fuente y una carga.

Malla de circuito eléctrico

 Les cuento  que los arreglos posibles con 2 cargas, son la conexión serie y la conexión paralelo. Y que se pueden transformar  en una sola resistencia equivalente.

La resistencia equivalente 

Hace muchos años, siendo estudiante un joven alemán Gustav Kirchhoff enuncio las leyes de voltaje y corriente, basándose en la ley de la conservación de la energía y la ley de Ohm.

Ley de voltaje de Kirchhoff

Estas leyes son de gran utilidad en la ingeniería eléctrica y electrónica.

Ley de corrientes de Kirchhoff

Las leyes de Kirchhoff nos  sirven para encontrar voltajes y corrientes  en cualquier parte del circuito algo complejo.

 Para Kirchhoff nuestro problema tiene 2 mallas y 2 nodos, por lo que primero hay que simplificarlo en una sola malla.

Mallas y nodos

En nuestro caso R23, es la resistencia equivalente de la resistencia 2 y la resistencia 3, que están en paralelo.

Trasformamos un circuito complejo en uno simple

Luego R1, R23 y R4  están en serie en una sola “malla 1” . estas tres resistencias las cambiamos en una sola R1,2,3,4.

Aplicando la ley de Ohm para encontrar la corriente total. 

Circulación  de la corriente total

La  corriente total IT de  0.05 Amperios.

Y es la misma en circuitos en serie IT =  I1 = I 2,3 = I4

Análisis  en nodos a-b

Aplicando la ley de Ohm  entre nodos a y b,  encontramos el voltaje V1,2 ; y por ultimo aplicamos la ley de Ohm en la resistencia R3 para encontrar la corriente solicitada I3.

Y Colorín, Colorado

 Esta SERIE se ha acabado.

Mecatrónica, Centro Mexicano-Francés del Conalep,  Gómez Palacio, Durango.

Operaciones matemáticas básicas de circuitos eléctricos

Las operaciones matemáticas básicas de circuitos eléctricos, nos ayudan a entender el  funcionamiento y  a dimensionar características de instalaciones y equipos.

Operaciones matemáticas básicas de circuitos eléctricos

Fusibles, conductores, apagadores y demás componentes se diseñan con base en  las leyes de la electricidad.

Propiedades eléctricas de los materiales

Hace muchos años.

La mas importante y utilizada de las formulas básicas, fue presentada por el físico alemán George Simón Ohm, relaciona el voltaje y la corriente con una propiedad considerada constante en cada material, su resistencia al paso de la corriente.

La ley de Ohm

Les cuento que una de sus aplicaciones de la ley de Ohm es para calcular la corriente que circula en un circuito.

Calcular corriente aplicando la ley de Ohm

Conociendo la corriente que consume una carga (equipo o instalación), podemos determinar el calibre del conductor y sus protecciones eléctricas.

 Esta es la enorme aportación práctica.

Otra  es conocer el comportamiento de un circuito, cuando aumentamos el valor de la fuente de alimentación.

Análisis con  la ley de Ohm

Si aumentamos al doble el valor de tensión de la  fuente a la misma resistencia, la corriente variara proporcionalmente.

En conclusión a mayor tensión mayor corriente, y  un mismo foco iluminara más a voltaje mayor, por su mayor paso de flujo de corriente por su filamento.

Relaciones proporcional en análisis con  la ley de Ohm

Si alimentamos una lámpara que trabaja con una pila de 1.5 volts, con 2 pilas de 1.5 en serie (VT = 3 volts). Es decir la alimentamos con el doble de tensión.

 Tendremos que la corriente es el doble y enormes posibilidades de fundir el foco.

 

Y Colorín, Colorado.

Por hoy esta primera parte se ha acabado.

Centro Mexicano Francés del CONALEP, en Gómez Palacio, Durango.