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Electroneumática

ELABORADO: JAVIER A. GARCIA

S-1214 INGENIERO MECANICO ADMINISTRADOR

PREFACIO

El objetivo de el tema de Electro neumática Industrial , es conocer los distintos componentes electro neumáticos utilizados en las técnicas de automatización industrial, su vinculación en circuitos basados en la lógica de reles.

Electroneumática 

En la electroneumatica los actuadores siguen siendo neumáticos, los mismos que en la neumática básica , pero las válvulas de gobierno mandadas neumáticamente son sustituidas por electroválvulas activadas con electroimanes en lugar de pilotadas con aire comprimido.

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Las electroválvulas son convertidores electroneumaticos que transforman una señal eléctrica en una actuación neumática .

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Por otra parte los sensores , fines de carreras y captadores de información son elementos eléctricos , con lo que la regulación y la automatización son , por tanto , eléctricas o electrónicas .

Ventajas de la electroneumática 

Las ventajas de la electroneumática sobre la neumática pura son obvias y se concretan en la capacidad que tienen la electricidad y la electrónica para emitir , combinar , transportar y secuenciar señales, que las hacen extraordinariamente idóneas para cumplir tales fines . Se suele decir que la neumática es la fuerza y la electricidad los nervios del sistema .

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Teniendo en cuenta lo anterior se puede definir la electroneumática como la tecnología que trata sobre la producción y transmisión de movimientos y esfuerzos mediante el aire comprimido y su control por medios eléctricos y electrónicos .

Valvulas Monoestables

Son aquellas que tienen una posición de reposo estable, que es en la que permanecerá la válvula de forma indefinida si no actúa sobre ella el dispositivo de mando. El regreso de la posición de reposo suele realizarse con muelle ; así en el caso de válvula monoestable de dos posiciones , la posición estable será correspondiente al muelle , que por convenio suele situarse a la derecha .

Valvula biestable

Son aquellas que no tienen una única posición de reposo estable ; es decir , que aunque se anule la señal que provoco la posición en la que se encuentra , la válvula seguirá en su misma posición hasta que se actué la señal correspondiente a una nueva posición .

Que es un diagrama escalera ? 

Un diagrama escalera es un esquema eléctrico estandarizado que emplea símbolos de componentes eléctricos para describir la lógica de un circuito de control .



Es llamado diagrama escalera ya que se asemeja a una escalera , donde los paralelos son la alimentación de CD o CA y en los peldaños es donde se encuentran los componentes en serie o paralelo.

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El diagrama escalera también es un lenguaje de programación de PLC.

Existen dos estándares de diagrama escalera , mas conocidos como la norma americana (NEMA) y norma europea (IEC). Sistema americano

Sistema europeo

El diagrama escalera del sistema americano se lee de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo. Elementos de entrada

Elementos de salida

Líneas de alimentación

El diagrama escalera del sistema Europeo se lee de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha. Elementos de entrada

Líneas de alimentación Elementos de salida

El diagrama escalera tiene secciones para los elementos que la componen.

24VCD

0V Elementos de entrada

BOTONES. SENSORES. SELECTORES. INTERRUPTORES DE LIMITE. ETC.

Logica o decisiones

ARREGLOS DE SERIE (AND). PARALELO (OR).

Elementos de salida

INDICADORES. RELEVADORES. ELECTROVALVULAS. CONTACTORES. ETC.

Recomendaciones para la elaboración de diagrama escalera. •

Los elementos de entrada como botones, sensores, selectores siempre van de lado izquierdo.

•

Los elementos de salida como indicadores , solenoides siempre van de lado derecho.

•

Enumerar los renglones.

•

Todos los componentes deben etiquetarse.

•

Solo deben de considerarse un elemento de salida por renglón.

•

El diagrama escalera . Solo debe mostrar los elementos de control y señalización.

Simbología básica

Principio del funcionamiento de un relevador

• Relevador (Relay) Es un dispositivo electromecánico que se utiliza para diversas funciones como aislar , o relevar señales en un sistema de control, consta básicamente de una bobina y sus contactos NO y N.C.

Relevadores de control de tiempo (temporizadores). Muchas aplicaciones de control Industrial requieren el uso de relevadores de control de tiempo de operaciones confiables y fácil de ajuste de variaciones adecuadas de control de tiempo. Temporizador de tiempo.- son relevadores cuya acción de abrir o cerrar contactos no va después de energización desernergizacion , si no que tiene tiempos de retardos, un relevador de tiempo puede empezar a ¨contar su tiempo¨ , en el Instante en que se energiza su bobina o en el que de desenergiza ; en el primer caso , se llama relevador de con retardo al encender (on-delay) y el segundo al apagar (off-delay).

Controles neumáticos de tiempo. Estos relevadores de control de tiempo utiliza una unidad neumática de retardo que se acciona , mecánicamente mediante una estructura de imán. La función de retardo de tiempo depende del paso del aire a través de un orificio restringido, generalmente mediante el empleo de un fuelle o diagrama de caucho sintético reforzado, generalmente mediante el control de tiempo se obtiene modificando una posición de una válvula de aguja para variar el grado de restricción del orificio.

Sensores

Un sensor.- es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación y transformarlas en variables eléctricas. Señales Electricas Mecanicas P

1

I

V

2

3

w

pH

Quimicas

Termicas

Magneticas

%

T

BH

4 Señales no electricas

p= presion I= Intensidad V= velocidad w=velocidad angular pH=concentracion ionica %=volumen T= temperatura B= densidad de flujo magnetico H=intensidad de campo magnetico y= cuanto de luz

U=tension R=resistencia Q= factor de calidad dt=intervalo de tiempo C=capacidad E= intensidad de campo electrico W=energia electrica

1.- sensor ultrasonido 2.- sensor inductivo 3.- sensor capacitivo 4.- sensor magnetico 5.- sensor optico

Opticas y

5



Monitorean variables propias del proceso en sistemas automáticos.

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Variables complejas como presión y temperatura hasta sencillas como posición de un vástago en un actuador neumático.



Los avances tecnológicos facilitan la existencia de sensores con mayor capacidad de procesamiento de datos.

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Voltaje de operación.- (valor mínimo y máximo del voltaje de alimentación .)



Corriente de operación.- (Maxima corriente de carga para operación continua.)



Tipos de señales de salida

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PNP (source)



NPN (sink)

Tiempo de vida útil promedio de un sensor es de 105 años

CARACTERISTICAS DE SENSORES

SENSORES

ANALOGICOS

DISCRETOS

PROXIMIDAD CONTACTO

TRANSMISOR

SALIDA VCA

SALIDA DE CORRIENTE 4-20mA.

SALIDA VCD

SALIDA VCD/VCA TRANSISTOR BJT

TRIAC

SINK (NPN)

SOURCE (PNP)

TRANSDUCTOR

SALIDA DE VOLTAJE MILI-VOLTS/0-10 VCD

Sensores de proximidad magnético Uno de los sensores de proximidad mas comunes es el Sensor tipo Caña o Reed Switch, contiene un contacto dentro del bulbo sellado, el cual se encuentra generalmente en una posición abierta. Cuando un pistón con anillo magnético es movido en la proximidad del switch, el magnetismo del anillo atrae los contactos metálicos, uno con el otro, cerrando el circuito, cuando el anillo magnético es retirado, los polos del contacto regresan a su posición normal.

Sensor Inductivo

Es básicamente un bobina utilizada como sensor, en el interior del sensor un circuito detector capta los cambios en la proximidad del sensor. El detector controla el cierre y apertura de un transistor que actúa como un interruptor.

Sensor Capacitivo Este tipo de sensor actúa con el principio de funcionamiento de un capacitor. Cualquier objeto en la naturaleza cuenta con una constante dieléctrica determinada. Este tipo de sensores se desarrollo para detectar objetos metálicos, no metálicos, solidos y líquidos.

Conexiones de sensores Sensor PNP(Source) Si tenemos que la salida de un sensor tipo PNP (Source) significa que tiene única capacidad es de expulsar corriente atraves de el, y no será posible que entre corriente a el. Sensor NPN(Sink) En al caso de un sensor con salida tipo NPN(Sink), este su única capacidad para manipular la corriente es de recibir y meter corriente atraves de el, y no será posible o expulse corriente de el.

Simbología

Simulación de válvula monoestable y biestable