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I

MEMORIA TECNICA TEMA:

IMPLEMENTACIÓN DE UN MANUAL DE PRACTICAS DE CONTROLES Y AUTOMATIZACION, PARA LAS MEJORAS DE COMPETENCIAS PROFESIONALES EN EL ÁREA DE ELECTRICIDAD INDUSTRIAL EN EL INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR SIMÓN BOLÍVAR (ITSSB), 2018. MEMORIA TÉCNICA DEL TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE: TECNÓLOGO EN ELECTRICIDAD INDUSTRIAL MENCIÓN POTENCIA

AUTOR: Perez Izquierdo Leonardo Francisco TUTOR: Ing. Jorge Alberto Chávez Anzules GUAYAQUIL – ECUADOR 2018

II

CERTIFICADO DE ACEPTACION DEL TUTOR

En mi calidad de tutor del trabajo de grado de tecnológico, nombrado por las autoridades del instituto Tecnológico Superior Simón Bolívar, de la ciudad de Guayaquil.

CERTIFICO: Que he revisado y aprobador el trabajo de grado con el tema: Implementación de un módulo de control de presión, para la repotenciación del laboratorio de instrumentación y automatización industrial en el área de electricidad industrial en el Instituto Tecnológico Superior Simón Bolívar (ITSSB), 2018. Presentado como requisito para obtener el título de Tecnólogo.

____________________ Ing. Jorge Chávez Anzules C.I.: 0921376703

III

ACTA DE RESPONSABILIDAD

El egresado del Instituto Superior Simón Bolívar, dejan constancia escrita de ser el autor responsable de la tesis presentada, por lo cual firma:

_______________________ Perez Izquierdo Leonardo Francisco C.I.: 0920822293

IV

APROBACIÓN DE LA SUSTENTACIÓN

Los miembros designados para la sustentación aprueban el trabajo de titulación sobre el tema: Implementación de un manual de prácticas de controles y automatización, para las mejoras de competencias profesionales en el área de electricidad industrial en el instituto tecnológico superior simón bolívar (ITSSB), 2018.

Del egresado:



Perez Izquierdo Leonardo Francisco

Del Instituto Tecnológico Superior Simón Bolívar

Guayaquil, 10 de Octubre del 2018.

________________________ Presidente del Tribunal

________________ Miembro del Tribunal

__________________ Miembro del Tribunal

V

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR SIMÓN BOLÍVAR CARRERA DE ELECTRICIDAD INDUSTRIAL MENCIÓN

POTENCIA

EL JURADO CALIFICADOR OTORGA AL PRESENTE PROYECTO DE INVESTIGACION

LA CALIFICACION DE: ________ EQUIVALENTE A:

________

MIEMBROS DEL TRIBUNAL PRESIDENTE DEL TRIBUNAL: _____________________________

PRIMER MIEMBRO DEL TRIBUNAL: _____________________________ SEGUNDO MIEMBRO DEL TRIBUNAL: _____________________________

VI

DECLARACIÓN EXPRESA La responsabilidad del presente trabajo de memoria técnica, le corresponde exclusivamente al autor de la misma y el patrimonio intelectual-físico del proyecto al Instituto Tecnológico Superior Simón Bolívar. Agradezco a la prestigiosa institución del Tecnológico que nos ha acogido durante este tiempo para enseñarnos y guiarnos durante el proceso de profesionalización en la rama de Tecnólogo en Electricidad Industrial, al ingeniero Jorge Chávez director de tesis por su incondicional ayuda, aportando con sus conocimientos en el desarrollo de nuestro proyecto.

_________________________ Perez Izquierdo Leonardo Francisco C.I.: 0920822293

VII

INDICE

DECLARACION JURAMENTADA ……………………………………………II DECLARACION EXPRESA …………………………………………………….VI DEDICATORIA…………………………………………………………………..VII INTRODUCCIÒN…………………………………………………………………1 CAPITULO 1……………………………………………………………………….2 1.1 Planteamiento del problema…………………………………………………..2 Tema…………………………………………………………………………….2 Titulo…………………………………………………………………………….2 Línea de investigación…………………………………………………………..2 1.2 Planteamiento del problema ……………………………………………………2 1.3 Delimitaciones del problema……………………………………………………2 1.4 Objetivo de la investigación……………………………………………………..3 1.4.1

Objetivo general…………………………………………………………..3

1.4.2

Objetivo específico………………………………………………………...3

1.5 Hipótesis…………………………………………………………………………..3 1.6 Justificación……………………………………………………………………….4 CAPITULO 2………………………………………………………………………….5 MARCO TEORICO………………………………………………………………….5 2.1 LEYES ELECTRICAS BASICAS………………………………………………5 2.1.1 Leyes de ohm………………………………………………………………..5 2.1.2 Voltaje………………………………………………………………………..5 2.1.3 Ampere……………………………………………………………………….5 2.1.4 Watt…………………………………………………………………………..5

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2.1.5 Ohm…………………………………………………………………………..6 2.2 Elementos Eléctricos……………………………………………………………...7 2.2.1 Contactor……………………………………………………………………..7 2.2.2 Guardamotor…………………………………………………………………8 2.2.3 Temporizador………………………………………………………………..9 2.2.3.1 A la conexión………………………………………………………….9 2.2.3.2 A la desconexión………………………………………………………9 2.2.4 Mini logo PLC………………………………………………………………..10 2.2.4.1 Software LOGO! Soft comfort……………………………………….11 2.2.4.2Caracteristicas del programa…………………………………………12 2.2.4.3 Componentes principales……………………………………………..13 2.2.5 Variador de frecuencia……………………………………………………….14 2.2.5.1 Parámetros………………………………………………………..15-16 2.2.5.2 Puesta en servicio rápida……………………………………………..17 2.2.5.3 Reset a los ajustes de fábrica…………………………………………18 2.2.6 Selector conmutador…………………………………………………………19 2.2.7 Pulsadores…………………………………………………………………….19 2.2.8 Luz piloto……………………………………………………………………...19 2.2.9 Motor eléctrico………………………………………………………………..20 2.2.9.1 Descripción……………………………………………………………..20 2.2.9.2 Aplicación……………………………………………………………….20 2.3 Arranque básico de motores trifásicos……………………………………………21 2.3.1 Arrancador directo…………………………………………………………...22 2.3.2 Arrancador tensión reducida………………………………………………..22

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2.3.3 Arrancador con frecuencia…………………………………………………..22 CAPITULO III…………………………………………………………………………23 MARCO METODOLOGICO………………………………………………………...23 3.1 Diseño de la investigación…………………………………………………………23 3.2 Tipo de la investigación……………………………………………………………23 3.2.1 Método inductivo……………………………………………………………..23 3.2.2 Método deductivo……………………………………………………………..23 3.2.3 Método analítico………………………………………………………………24 3.3 Metodología………………………………………………………………………24-25 3.4 Técnicas e instrumentos de investigación……………………………………….26 3.5 Población y muestra……………………………………………………………...26 3.5.1 Muestra………………………………………………………………………27-28 3.6 Análisis de los resultados de los instrumentos aplicados………………………29 3.6.1 Resultados de las encuestas………………………………………………...29 CAPITULO IV………………………………………………………………………40 PROPUESTA………………………………………………………………………..40 4.1 Tema……………………………………………………………………………...40 4.2 Justificación……………………………………………………………………...40 4.3 Objetivo de la propuesta………………………………………………………..41 4.4 Propuesta ………………………………………………………………………..42 4.4.1 Diagramas eléctricos………………………………………………………42 4.4.2 Conexión de motores trifásico…………………………………………….43 4.4.3 Conexión trifásica estrella usando un devanado………………………...44 4.4.4 Conexión trifásica triangulo usando un devanado………………………45 4.4.5 Conexión trifásica en triangulo usando dos devanados…………………45

X

4.4.6 Simbología…………………………………………………………………46 4.5 Manual…………………………………………………………………………48-87 BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………….88 ANEXO 1…………………………………………………………………………..89 ANEXO 2…………………………………………………………………………..90-96 ANEXO 3…………………………………………………………………………97-107

XI

INDICE DE TABLAS

Tabla 1: Cuadro CDIU Tabla 2: Calculo Muestral Tabla 3: Pregunta 1 Tabla 4: Pregunta 2 Tabla 5: Pregunta 3 Tabla 6: Pregunta 4 Tabla 7: Pregunta 5 Tabla 8: Pregunta 6 Tabla 9: Pregunta 7 Tabla 10: Pregunta 8 Tabla 11: Pregunta 9 Tabla 12: Pregunta 10

XII

TABLA DE GRAFICOS Grafico 1 Formula general…………………………………………………….6 Grafico 2 Formula de ohm…………………………………………………….7 Grafico 3 Contactor……………………………………………………………7 Grafico 4 Contactor NC / NO………………………………………………....8 Grafico 5 Contactos auxiliares de Guardamotor…………………………….9 Grafico 6 Relé a la conexión…………………………………………………...9 Grafico 7 Relé a la desconexión……………………………………………….10 Grafico 8 Mini PLC LOGO! 230RC………………………………………….11 Grafico 9 Imagen de ventana logo soft………………………………………..12 Grafico 10 Componentes de un PLC………………………………………….13 Grafico 11 Imagen del variador de frecuencia……………………………….14 Grafico 12 Tablas de datos…………………………………………………….16 Grafico 13 Tabla de parámetros………………………………………………17 Grafico 14 Imagen del selector conmutador………………………………….18 Grafico 15 Imagen del pulsador……………………………………………….18 Grafico 16 Imagen luz piloto …………………………………………………..19 Grafico 17 Imagen del motor trifásico………………………………………....20 Grafico 18 Imagen de diagrama arranque directo……………………………21 Grafico 19 Arranque estrella delta ……………………………………………22 Grafico 20 Arranque mediante variador de frecuencia………………………22 Grafico 21 Pregunta 1…………………………………………………………..30 Grafico 22 Pregunta 2…………………………………………………………..31 Grafico 23 Pregunta 3…………………………………………………………..32 Grafico 24 Pregunta 4…………………………………………………………..33 Grafico 25 Pregunta 5…………………………………………………………..34 Grafico 26 Pregunta 6…………………………………………………………..35 Grafico 27 Pregunta 7…………………………………………………………..36 Grafico 28 Pregunta 8…………………………………………………………..37 Grafico 29 Pregunta 9…………………………………………………………...38 Grafico 30 Pregunta 10………………………………………………………….39 Grafico 31 Imagen de borneras del motor……………………………………43 Grafico 32 Conexión trifásica estrella usando un devanado…………………44

XIII

Grafico 33 Conexión de terminales para uso de motor en delta……………..44 Grafico 34 Conexión de motor trifásico en triangulo paralelo……………...45

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DEDICARTORIA Deseo dedicar todo este trabajo en primer lugar a Dios por darme la fuerza y capacidad de empeño para llegar alcanzar este gran logro, que con entusiasmo y dedicación alcancé en mi vida profesional, en segundo lugar a mis padres, esposa, hermanos, por darme la confianza necesaria y ser un motor en mi vida, ya que por ellos me esforcé cada día durante mi carrera profesional teniendo en cuenta que mi familia es un pilar muy importante, y para ellos va este logro.

Elaborado por: Perez Izquierdo Leonardo Francisco

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DATOS INFOMATIVOS Investigador principal – Autor: Pérez Izquierdo Leonardo Francisco

Grupo de investigación:

Ing. Jorge Chávez Anzules Pérez Izquierdo Leonardo Francisco

Línea de investigación: Manual de prácticas para fortalecer competencias profesionales. Institución: Instituto Tecnológico Superior “Simón Bolívar”, Carrera de Tecnología Superior en Electricidad Industrial. Fecha de inicio: 01 de Agosto del 2018 Duración: dos meses

Observaciones: Este trabajo académico es una investigación teórica, basada en documentación bibliográfica basados en manuales, revistas, libros.

Elaborado por: Pérez Izquierdo Leonardo Francisco

Fecha de presentación: 20 de Septiembre del 2018

XVI

RESUMEN La presente memoria técnica tiene como objetivo la implementación de un manual de práctica basado en el proyecto de modulo didáctico de controles eléctrico, que ayudara a complementar las prácticas en el laboratorio del Instituto tecnológico Simón Bolívar. En el país instituciones superiores Tecnológicas y Universidades Técnicas carecen de elementos que colaboran al desarrollo práctico, se tiene un claro ejemplo en el Instituto Tecnológico Simón Bolívar la ausencia de repotenciación del laboratorio de instrumentación y automatización industrial del área de Electricidad Industrial en el ITSSB, requisito esencial para la aplicación del grupo de conocimientos, habilidades y actitudes propias de la carrera escogida. El trabajo se enfoca en la aplicación de practica utilizando el manual como uso y guía, de esta forma colaborar a la formación del perfil del Tecnólogo Eléctrico, esto en conformidad a lo que determina la ley de Educación. El principio de calidad reside en la búsqueda tenaz y sistemática de la excelencia, la pertinencia, producción impecable, cesión del conocimiento y crecimiento del pensamiento mediante la autocrítica, la crítica externa y la renovación permanente. Sin lugar a dudas la implementación del manual de práctica para el modulo didáctico eléctrico acrecienta el aprendizaje en las prácticas y en el área de Electricidad de manera específica en las materias de Controles eléctricos y automatismo. La metodología adaptada para el desarrollo del manual fue el método descriptivo, cualitativo, con lo que se obtuvo especificaciones claras del manual. Finalmente, se reconoció cada elemento utilizado en las prácticas de arranque de motores en el tablero didáctico de control eléctrico, enfatizando los cálculos indispensables y necesarios para establecer el mejor funcionamiento de un motor.

Palabras clave: Grupo de conocimientos, Cálculos indispensables, Instrumentación, Automatización.

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INTRODUCCIÓN Este manual está meditado como una guía para que el alumno pueda realizar experimentos prácticos de control eléctrico indispensables para verificar los conocimientos teóricos que se han visto en el transcurso de la carrera Electricidad Industrial Mención Potencia. También le dará patrones para que pueda aclarar problemas prácticos de automatización y así desarrollar aplicaciones reales de los conocimientos obtenidos. Este manual de prácticas tiene como objetivo principal que el alumno identifique los dispositivos de control y los tipos de conexiones empleadas en el laboratorio, así como realizar las pruebas correspondientes de continuidad, polaridad, velocidad, intensidad y de tensión. Con los cuales el alumno confirmar y estudiará el funcionamiento de los circuitos donde se muestra el paro y el arranque de un motor trifásico con contactores y variador de velocidad, el cambio de giro de un motor con protección eléctrica, el arranque automático de un motor trifásico, el cambio de giro de un motor trifásico, el arranque estrella delta de un motor trifásico, el arranque de un motor trifásico con logo y tensión reducida. Conocerá la simbología empleada en el sistema americano así como el uso correcto de las fuentes de alimentación la cual está constituida por salida trifásica en el variador de frecuencia. Interruptor de protección trifásico, Entendiendo que el control eléctrico es básicamente establecer acciones deseadas con la ayuda de componentes eléctricos y electrónicos, entre los cuales, destacan los relés. Dichos componentes similares junto con elementos de potencia como los contactores crean los sistemas de control, con los cuales más específicamente se puede controlar o administrar una serie de tareas específicas. El motor eléctrico establece la fuerza principal en el campo industrial, ya que este impulsa las máquinas eléctricas y los procesos productivos, así como las instalaciones eléctricas. Todo el movimiento de maquinaria con motores eléctricos se debe a que estos son gestionados por circuitos de control que pueden ser manipulados dependiendo de la necesidad de trabajo con que se requiera, pero en estos sistemas se involucran diferentes dispositivos de control que dan las ordenes de trabajo a las maquinas eléctricas.

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CAPÍTULO 1 EL PROBLEMA 1.1 Planteamiento del problema Tema: Manual de práctica para mejorar competencias profesionales. Título: Implementación de un manual de prácticas de controles y automatización, para las mejoras de competencias profesionales en el área de electricidad industrial en el instituto tecnológico superior simón bolívar (ITSSB), 2018. Línea de investigación: Equipos didácticos artesanales (módulos didácticos), para la repotenciación del laboratorio de instrumentación y automatización industrial del área de electricidad industrial en el ITSSB, 2018. 1.2 Planteamiento del problema Mediante el tiempo transcurrido de toda la carrera se ha percibido las falencias que existen en los laboratorios y en lo particular el inconveniente que hay al realizar prácticas como es, la falta de realizar varios ensayos en laboratorio eléctricos con mesa de trabajo estáticas, y por lo tanto esto era un inconveniente al no obtener el máximo provecho en nuestras horas de clases. Por el cual se plantea la construcción de un tablero didáctico móvil en conjunto con un manual de prácticas enfocado a diferentes arranques de motores eléctricos, donde se podrá realizar prácticas de controles eléctricos y automatización. Que se procederá a realizar desde julio hasta Octubre del presente año en el “Instituto Tecnológico Simón Bolívar”. 1.3 Delimitaciones del problema Campo: Educación Tecnológica Nivel: Segundo nivel Técnico - Tecnológico Eje: Implementación de manual de prácticas de controles y automatización Ámbito: Técnico / lógico matemático Lugar: Provincia Guayas / Cantón Guayaquil, parroquia Rocafuerte, sector Norte, Av. De las Américas S/N y Roberto Noboa Caamaño

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Tiempo: Julio – Octubre / 2018 1.4 Objetivo de la investigación 1.4.1

Objetivo general Elaborar manual de prácticas del tablero didáctico de controles eléctricos realizado por

los estudiantes egresados de la carrera Electricidad Industrial Mención Potencia, el cual está enfocado en arranques de motores eléctricos , mediante el estudio bibliográfico de la materia de máquinas eléctricas y controles eléctricos y diferentes ramas relacionadas a ellas, para potenciar y realizar prácticas de laboratorio y de esta manera mejorar las competencias profesionales de los estudiantes del “Instituto Tecnológico Simón Bolívar”. 1.4.2

Objetivo especifico 

Determinar los elementos eléctricos necesarios para los diferentes arranques de motores, diseño de los diagramas de los diferentes arranques. Mediante el manual de práctica elaborado.



Implementar en las prácticas de laboratorio la versatilidad de la tecnología moderna pasando de prácticas con contactores a prácticas con logo (Mini PLC) mediante un manual de prácticas detallado y aplicaciones de control de motores trifásicos de corriente alterna de doce terminales desarrollando la investigación tecnológica.



Elaboración de un manual de laboratorio con el fin de facilitar la realización de la práctica mediante datos bibliográficos de estudios de arranque de motores.

1.5 Hipótesis General La implementación de un manual de prácticas para el módulo de control para arranque de motores, mejorará, el aprendizaje de los estudiantes cuando se utilice el laboratorio de instrumentación de automatización industrial en el área de electricidad industrial en el ITSSB, 2018.

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1.6 Justificación Al emplear un manual de prácticas para el tablero didáctico de controles eléctricos se refleja la viabilidad de este, ya que en este proyecto a realizar conlleva un determinado tiempo de estudio que repartido en grupo de cuatro puede ser realizado por el motivo de nivelar tiempo en el proyecto, a su vez este manual sobresale por su importancia ya que ayudara en las prácticas a los estudiantes de ciclos venideros. En los laboratorios de electricidad se puede percibir la falta de tableros a simple vista y por ende sus manuales correspondientes, por este motivo partimos con la idea del proyecto dirigido por un tutor asignado ya que es de interés mutuo de docente y estudiante tener mayores prácticas de controles eléctricos, por las mejoras de las competencias profesionales. Mediante la construcción de este proyecto se tiene como un objetivo formativo, beneficiar a los estudiantes y mantener el mayor provecho posible en horas de prácticas ya que se podrá trabajar en grupos de dos o en caso de tener prácticas donde se requiera pruebas de mediciones tener hasta cuatro personas. Por medio de este proyecto que beneficiara a muchos estudiantes y siendo este adecuado y oportuno por todos los factores expuestos anteriormente se alcanzara a cumplir la meta de incorporación de la carrera Electricidad Mención Potencia, que de hecho es un planteamiento que se puede realizar en base a los años de estudios.

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CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO

2.1 Controles eléctricos: Leyes eléctricas básicas 2.1.1 La ley de ohm.- Según [ CITATION Gil94 \l 3082 ] Cuando hablemos de tensión o voltaje, de frecuencia o ciclos y estos términos se refieren a medidas y por tanto de las unidades de medida fundamentales en la electricidad, pero en estas notas mencionaremos cuatro, estas son: Voltio o Volt, Amperio o Ampere, Vatio o Watt y Ohmio u Ohm.

2.1.2 Volt o tensión.- es la presión que requiere la corriente para circular. Se abrevia “V” y cuando se habla de grandes cantidades de ellos, se emplea el término Kilo volt, que se abrevia “KV” y simboliza 1000 voltios. En fórmulas eléctricas se utiliza para representarlo, la inicial “E”. Su nombre se le puso en honor a Alessandro Volta Físico Italiano, de notables trabajos de electricidad e inventor de la pila que lleva su nombre. (Pila voltica).

2.1.3 Ampere o intensidad.- es el flujo de la corriente que recorre un conductor, y se abrevia “A” o amp. En las formulas eléctricas se utiliza, para representar a la intensidad de la corriente la inicial “I”. Su nombre se lo debe a André Marie Ampere, matemático y físico francés que inventó la electrodinámica, creó el electroimán y el telégrafo electromagnético. (N. 1775, M. 1836). 2.1.4 watt o potencia.- Tanto de los que la fabrican, como de las que la consumen. Es la mayor o menor capacidad para efectuar un trabajo mecánico, térmico o químico. Decimos que tanto de los que la fabrican, como de los que la consumen, porque se habrá oído hablar de una planta de tantos watts, lo cual quiere decir, que dicha planta, produce la fuerza suficiente para mover aparatos que consuman esos tantos o cuantos watts para funcionar, asimismo se dice de una plancha, una parrilla, un foco incandescente, un horno

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de microondas, etc., de tantos watts, o lo que es lo mismo que el aparato necesita de esos tantos watts para efectuar su trabajo. Se abrevia W. Se emplean también las iniciales KW, MW y GW que quieren decir (KILOWATT, MEGAWATT y GIGAWATT) y que corresponden a 1,000 watts, 1, 000,000 watts y 1, 000, 000,000 watts respectivamente. Esa potencia es la energía que se consume o produce en la unidad de tiempo, es decir, un foco incandescente de 40 watts, consume esos 40 watts en una hora, una parrilla de 1,000 watts (1 KW), consume dichos 1,000 watts en una hora; lo que equivale a que, para que la parrilla consuma 1 KW, deberá estar prendida una hora, en cambio, para que el foco consuma esa misma cantidad de kilowatts necesitará estar prendido 25 horas, por lo tanto para medir energía consumida, es necesario unir las dos medidas, la de la energía y la de tiempo y debe decirse entonces un watt-hora, para uno y emplear las mismas iniciales y términos indicados arriba añadiéndole la letra “h”, ósea KWH, MWH y GWH. El nombre se le puso en honor del físico inglés James Watt, el que independientemente de sus trabajos sobre electricidad, concibió el principio de la máquina de vapor. (1769).

2.1.5 Ohm o resistencia.- es la mayor o menor resistencia que ofrecen los conductores al paso de la corriente, al igual que las paredes de un tubo oponen resistencia al paso del agua por la fricción que se produce entre ésta y aquellas. No tiene abreviatura; se designa con la letra “R” o con la letra griega omega (Ω). El nombre es en honor de físico alemán Jorge Ohm, que formuló las leyes fundamentales de las corrientes eléctricas. (N. 1789, M 1854). Entre todas las fuerzas descritas, es decir los volts, o los amperes, los watts y el ohm, se debe reconocer la relación y no equivalencia, representan conceptos distintos y por tanto no puede decirse que un volt se iguala a tantos amperes o que un ohm equivalga a tantos watts, etc. La Ley de Ohm establece el vínculo entre ellas como las siguientes: 

La intensidad (I) de una corriente, es directamente proporcional a la tensión (V) e inversamente proporcional a la resistencia (R) del conductor.



La tensión (V), es directamente proporcional a la resistencia (R) y a la intensidad (I).



La resistencia (R) es directamente proporcional a la tensión (V) e inversamente Proporcional a la intensidad (I).

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Grafico 1: Formula general

Para deducir cada uno de las unidades se emplean la siguiente práctica, suprimiendo el término que se desea conocer

Grafico 2: Formulas de ley de ohm

2.2 Elementos eléctricos: Uso y definición Dentro de los elementos utilizados en el proyecto eléctrico y plasmado en el manual de prácticas tenemos:

2.2.1 Contactor: Es un elemento accionado con carga a distancia, compuesto por contactos de potencia y de control, bobina, núcleo, armadura, carcaza y bobina de flagger (mantiene el flujo cuando la bobina principal es activada por flujo de corriente). Cuando su bobina recibe la energía todos sus contactos cambian de estado: Contacto NO pasa NC Contacto NC pasa NO

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Grafico 3: Contactor

Cuando se energiza la bobina su intensidad de corriente es parcialmente elevada denominándose como corriente de llamada esto debido al núcleo abierto, a la armadura. Cuando estos se cierran esta corriente disminuye (6 a 10 veces menor) denominándose como corriente de mantenimiento o trabajo

Grafico 4: Contactos NO/ NA

2.2.2 Guardamotor: Según revista [CITATION Sie \l 3082 ], los interruptores SIRIUS 3RV son compactos y limitadores de corriente. Le garantizan una desconexión segura en caso de cortocircuito y protección de cargas y plantas contra sobrecargas. Además, son adecuados para conmutar los alimentadores de carga con baja frecuencia operativa y desconectar la planta o el sistema de modo seguro desde la línea de alimentación, cuando se realizan reparaciones o modificaciones. El guardamotor precisamente es un interruptor accionado en forma local y que permite comandar y proteger motores. Con un sólo aparato se cubren las siguientes funciones: 

Protección contra corto circuitos.



Protección contra sobrecargas.



Protección contra falta de fase.

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

Arranque y parada.



Señalamiento

Grafico 5: Contactos auxiliares de Guardamotor

2.2.3 Temporizador: Un temporizador es un dispositivo con el cual podemos regular la conexión o desconexión de un circuito eléctrico durante un tiempo programado se pueden clasificar por su funcionamiento: 

A la conexión



A la desconexión

Ambas según su tipo de funcionamiento

2.2.3.1 A la conexión: El temporizador recibe una señal de activación, al término del conteo del tiempo programa el temporizador activa o desactiva los contactos según sea el caso.

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Grafico 6: Relé a la conexión

2.2.3.2 A la desconexión: A la desconexión: Cuando el temporizador deja de recibir una señal comienza a contar una vez terminado el tiempo programado activa o desactiva los contactos.

Grafico 7: Relé a la desconexión

2.2.4 Mini LOGO! plc: En el manual de siemens

[ CITATION Sie03 \l 3082 ] nos

dice que el término PLC proviene de las siglas en inglés “Programmable Logic Controler”, que traducido al español se entiende como “Controlador Lógico Programable”. Se trata de un equipo electrónico, que, tal como su mismo nombre lo indica, se ha diseñado para programar y controlar procesos secuenciales en tiempo real. Por lo general, es posible encontrar este tipo de equipos en ambientes industriales. Para que un PLC logre cumplir con su función de controlar, es necesario programarlo con cierta información acerca de los procesos que se quiere secuenciar. Esta información es recibida por captadores, que gracias al programa lógico interno, logran implementarla a través de los accionadores de la instalación. Un PLC es un equipo comúnmente utilizado en maquinarias industriales de fabricación de plástico, en máquinas de embalajes, entre otras; en fin, son posibles de encontrar en todas aquellas maquinarias que necesitan controlar procesos secuenciales, así como también, en aquellas que realizan maniobras de instalación, señalización y control. Dentro de las funciones que un PLC puede cumplir se encuentran operaciones como las de detección y de mando, en las que se elaboran y envían datos de acción a los preaccionadores y accionadores. Además cumplen la importante función de programación, pudiendo introducir, crear y modificar las aplicaciones del programa. Dentro de las

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ventajas que estos equipos poseen se encuentra que, gracias a ellos, es posible ahorrar tiempo en la elaboración de proyectos, pudiendo realizar modificaciones sin costos adicionales. Por otra parte, son de tamaño reducido y mantenimiento de bajo costo, además permiten ahorrar dinero en mano de obra y la posibilidad de controlar más de una máquina con el mismo equipo. Sin embargo, y como sucede en todos los casos, los controladores lógicos programables, o PLCs, presentan ciertas desventajas como es la necesidad de contar con técnicos calificados y adiestrados específicamente para ocuparse de su buen funcionamiento.

Grafico

8:

Para el desarrollo y simulación de los diferentes circuitos de automatización, se utilizará el software LOGO, Soft Comfort V8, a continuación se da a conocer una conceptualización acerca de los componentes que se utilizan en circuitos de automatización con autómatas programables de la marca SIEMENS.

2.2.4.1 Software Logo Soft Comfort V8: Logo Soft Comfort V8 es un programa, que está distribuido de un conjunto de funciones, en donde se puede: crear, programar, probar, simular, modificar, guardar e imprimir los programas cómodamente. Este software es un instrumento, que proporciona una amplia funcionalidad, en el diseño, programación y simulación de circuitos eléctricos. Debido al sencillo empleo de su contenido, se puede realizar una variedad de aplicaciones, empleando y combinando dichas funciones que ofrece el software. Mediante la simulación, se puede comprobar, analizar y corregir el circuito programado, si fuese necesario. Se procede a guardar el archivo con el nombre de la práctica correspondiente. En lo posterior estos programas pueden almacenarse y transferirse en el CPU o cualquier dispositivo de memoria a través del

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hardware de la PC y viceversa, por lo tanto es la forma de recobrar información de un dispositivo de almacenamiento. LOGO Soft Comfort 8 basado en herramientas necesarias para el diseño de circuitos, fue diseñado pensando en las necesidades de profesionales, educadores y estudiantes, además de cumplir ampliamente con los requisitos de los ingenieros y de los diseñadores a nivel profesional, cuenta con todas las características de sus precursores, nuevas características que son de funcionalidad, ofreciendo un alto grado de rentabilidad prácticamente en cualquier aplicación, intercambiando datos con instrumentos virtuales y reales.

Grafico 9: Imagen de ventana principal del logo soft v8

2.2.4.2 Características del programa.- Entre las características más importante tenemos las siguientes: 

Excelente capacidad de simulación y programación gracias a las mejoras en las funciones que ofrece el software, el soporte para parámetros avanzados y la precisión mejorada para la simulación digital.

 Permisibilidad para programar y diseñar circuitos, facilitando y garantizando la transparencia del diseño mediante los esquemas que se desarrollan en la página del software LOGO Soft Comfort V8  Posibilidad de probar el programa online desde la PC al Logo o viceversa.  Cuenta con múltiples funciones para la programación.  Flexibilidad de configuración y programación.

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2.2.4.3 Componentes principales que está compuesto un PLC 

Una Unidad Central de Procesamiento (CPU)



Un grupo de entradas

(I)



Un grupo de salidas

(O)

Grafico 10: Componentes de un PLC

A. Entradas. Las entradas pueden recibir señales de tipo digital, por ejemplo interruptores, o de tipo analógico como sensores de temperatura. Estas señales son transformadas internamente en señales compatibles con los microprocesadores y demás circuitos integrados de procesamiento interno. B. Salidas. El PLC altera las salidas, inicialmente con señales de formato digital y posteriormente a otro formato de acuerdo a los actuadores que se vayan a utilizar, ya sean digitales o analógicos. C. En el PLC las entradas se designan con la letra I y una cifra. Si observa la parte frontal de LOGO, verá en la parte superior los bornes de las entradas. Sólo en los módulos analógicos LOGO AM 2 y AM 2 PT100 las entradas están en la parte inferior. 8 Las salidas se designan con la letra Q y una cifra. Los bornes de las salidas se hallan en la parte inferior.

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Las salidas se designan con la letra Q y una cifra. Los bornes de las salidas se hallan en la parte inferior.

2.2.5 Variador de Frecuencia:

[CITATION Gar16 \l 3082 ] nos que dice que un

variador de frecuencia emplea la electrónica de potencia para modificar la frecuencia de la red a la alimentación del motor, laboran entre una frecuencia mínima y una máxima, siendo este rango regulable mediante un potenciómetro. Los variadores tienen un modo de funcionamiento de supervisión el cual permite observar parámetros y magnitudes eléctricas estando el motor en marcha, tales Como: tensión en bornes, velocidad estimada, estado térmico del variador, Corrientes, tensión de la red de alimentación, etc.

Gráfico

11: Imagen del Variador de

2.2.5.1 Parametros: Basado en el manual de Siemens[

CITATION Sin04 \l 3082 ]

Introducción a los SINAMICS G110 Sistemas de parámetros. El esquema de la descripción de parámetros es como se indica a continuación: A. Número Par. B. Nombre del Parám. C. EstC:

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D. Grupo-P: E. Tipo de dato F. activo

G. Unidad: H. Puesta serv I. Mpin: J. Def.: K. Max:

L. Nivel A. Número de parámetro: Indica el número de parámetro pertinente. Los números usados son números de 4-dígitos en el margen de 0000 a 9999. Los números con el prefijo "r” indican que el parámetro es de "lectura", que visualiza un valor determinado pero que no puede ser cambiado directamente especificando un valor distinto a través de este número de parámetro (en estos casos, las comillas "-", aparecen en los lugares "Unit”, "Min”, "Def” y "Max” en la cabecera de la descripción de los parámetros). Todos los demás parámetros van precedidos de la letra "P”. Los valores de estos parámetros se pueden cambiar directamente en el margen indicado por "Min” y "Max” ajustados en la cabecera. [Índice] indica que el parámetro es un parámetro indexado y especifica el número de índices posibles. B. Nombre del parámetro: Indica el nombre del parámetro pertinente, algunos nombres de parámetros incluyen los siguientes prefijos abreviados: BI, BO, CI, y CO seguidos de dos puntos. SINAMICS G110 no dispone de función de interconexión Bico. Las designaciones paramétricas permanecen inalterables para que se mantenga la congruencia terminológica con respecto a los otros convertidores SINAMICS G110 C. Estc: Estado de servicio de los parámetros. Son posibles tres estados:  Servicio

C

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 En marcha

U

 Listo para la marcha

T

Esto indica cuando se pueden cambiar los parámetros. Deben especificarse uno, dos o los tres estados. Si se especifican los tres estados, significa que es posible cambiar el ajuste de los parámetros en los tres estados.

D. Grupo p: Indica el grupo funcional de un parámetro en particular. Nota El parámetro P0004 (Filtro de parámetros) actúa como un filtro y enfoca el acceso a los parámetros de acuerdo con el grupo funcional escogido. E. Tipo datos Los tipos de datos disponibles se muestran en la tabla de abajo.

Grafico 12: Tabla de datos

F. Activo: Inmediat. Los cambios en los valores de los parámetros tienen efecto inmediatamente después de que han sido introducidos, o Tras Conf. El botón "P” en el panel de operador (BOP o AOP) debe ser presionado para que los cambios tengan efecto. G. Unidad: Indica las unidades de medida aplicables a los valores de los parámetros. H. Puesta en servicio: Indica si es o no (Si o No) posible cambiar un parámetro durante la puesta en servicio, es decir cuando el P0010 (grupo de parámetros para el servicio) está ajustado a 1 (puesta en servicio). I. Mín: Indica el valor mínimo al que se puede ajustar el parámetro. J. Def: Indica el valor por defecto, es decir el valor ajustado si el usuario no

17

especifica un valor determinado para el parámetro. K. Máx: Indica el valor máximo al que se puede ajustar el parámetro.

L. Nivel: Indica el nivel de acceso de usuario. Hay cuatro niveles de acceso: Estándar, Ampliado, Experto y Servicio. El número de los parámetros que aparece en cada grupo funcional depende del nivel de acceso ajustado en el P0003 (nivel de acceso de usuario).

2.2.5.2 Puesta en servicio rápida (p0010=1) Para la puesta en servicio rápida se necesita los parámetros siguientes:

Grafico 13: tabla de parámetros

18

Cuando se escoge el P0010=1, el P0003 (nivel de acceso de usuario) se puede usar para seleccionar los parámetros a los que se accede. Este parámetro también permite la selección de una lista de parámetros definida por el usuario para la puesta en servicio. Al final de la secuencia de puesta en servicio, ajuste el P3900 = 1 para llevar a cabo los cálculos del motor y borrar todos los demás parámetros (no incluidos en el P0010=1) a sus valores por defecto.

2.2.5.3 Reset a los ajustes de fábrica Para reponer todos los parámetros a los ajustes de fábrica, se deben ajustar los siguientes parámetros como se indica: 

Ajuste el P0010=30.



Ajuste el P0970=1.

2.2.6 Selector conmutador.- Mediante estos pulsadores de tres posiciones (I 0 II) los usuarios podrán accionar tanto en máquinas como en instalaciones dos direcciones de movimiento y una en 0. Trabaja básicamente con dos contactos normalmente abierto, que al seleccionar un contacto se cierra y dejara pasar el flujo de corriente, activado nuestro sistema. Para ello, se ha asignado a cada dirección de movimiento un elemento de contacto. El pulsador dispone de dos placas pulsadoras únicas, que pueden seleccionarse de forma personalizada para distintas aplicaciones del usuario [ CITATION Moe06 \l 3082 ]

Grafico 14: Imagen del selector conmutador

19

2.2.7 Pulsadores. - Es un elemento que permite el paso o interrupción de la corriente en un Sistema de control mientras es accionado, cuando ya no se actúa sobre él, vuelve a su posición de normal o de reposo. Pueden ser de contacto normalmente cerrado en reposo NC, o con el contacto normalmente abierto NA. Los pulsadores van de acuerdo a la corriente que vaya a pasar por cada uno de ellos puesto que están diseñados para soportar una cantidad específica de intensidad. [ CITATION FEb07 \l 3082 ]

Grafico 15: Imagen del pulsador

2.2.8 Luces piloto.- Una luz piloto no es más que una señal de existencia de corriente en algún punto específico del tablero, sirve para indicar a su vez cuando se ha accionado un pulsador o un contacto según el sistema.

20

Grafico 16: Imagen de luz piloto 2.2.9 Motor eléctrico.- Según

[CITATION Sch06 \l 3082 ] los motores asíncronos,

alimentados en corriente alterna trifásica, mueven la gran mayoría de las maquinas. Este tipo de motor se impone en casi todas las aplicaciones industriales por su precio, robustez y facilidad de instalación y mantenimiento. Hasta hace pocos años estos motores tenían un inconveniente, que controlar su velocidad y su par era complicado y caro. Actualmente, la electrónica de potencia y de control han resuelto este problema y han hecho aún más universal el uso del motor de jaula.

2.2.9.1 Descripción.- Según

[ CITATION Gil94 \l 3082 ]

nos dice que el motor

eléctrico trifásico es una maquina rotativa, es capaz de convertir la energía suministrada en este caso eléctrica trifásica, en energía mecánica. La energía origina campos magnéticos rotativos en el bobinado del estator y esto a su vez induce que el arranque de los motores no necesite circuito auxiliar, estos motores son más pequeños que los de inducción monofásica de la misma potencia

2.2.9.2 Aplicaciones.- Son muy usadas en la industria por su diversa variedad de potencia y gran tamaño, casi excluidas en su totalidad de las residencias debido a que en estos sectores no llega la corriente trifásica. En las industrias son empleados para accionar

máquinas,

herramientas,

bombas,

montacargas,

elevadores, etc.[ CITATION Fun11 \l 3082 ]

Grafico 17: Imagen del motor eléctrico

bandas

transportadoras

21

2.3 Arranques básicos de motores trifásicos 2.3.1 Arranque directo.- según

[ CITATION Jes03 \l 3082 ] se presenta cuando

aplicamos directamente al motor su tensión nominal, este tipo de arranque es aplicado para motores de pequeña potencia, cuando se alimenta directo de la red; en este caso las normas de la compañía suministradora constituyen el valor límite de la potencia. El arranque directo se ejecuta en estrella o en triángulo, según los valores de la tensión de red y las tensiones nominales del motor en cada uno de los diferentes tipos de conexión, estos datos siempre vienen indicados en la placa de características del motor (la tensión mayor corresponde a la conexión estrella y la menor a la conexión triángulo).

Figura18: Imagen de

arranque directo

2.3.2 Arranque mediante tensión reducida.- Es el procedimiento con más sencillez para arrancar a tensión reducida, consiste en conectar en estrella los puntos del estator durante el arranque y en triángulo durante la operación, este sistema se lo puede llevar a cabo con temporizador en cierto tiempo programado, y esto se reduce a que el motor trabaja al 100% cuando alcanza cierta velocidad, con esto se reduce la tensión a un

22

50% aproximadamente; su principal desventaja es que sólo es aplicable a motores de seis terminales y de pequeña capacidad es decir de (10 a 20 HP). [ CITATION Gil94 \l 3082 ]

Grafico 18: Arranque estrella – Delta

2.3.3

Arranque mediante variador de frecuencia.- Un variador de

frecuencia utiliza la electrónica de potencia para cambiar la frecuencia de la red a la alimentación del motor, trabajan entre una frecuencia mínima y una máxima, siendo este rango variable. Los variadores tienen un modo de funcionamiento de supervisión el cual permite observar parámetros y magnitudes eléctricas estando el motor en marcha, tales como: tensión en bornes, velocidad estimada, estado térmico del variador, corriente, tensión de la red de alimentación, etc.[ CITATION Gar16 \l 3082 ]

23

Grafico 20: Arranque mediante variador de frecuencia

CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO

3.1 Diseño de la investigación Para producto del proceso de investigación se aplicara el método descriptivo que nos proporcionará datos cuantitativos sobre las especificaciones claras del proyecto, el cual nos accede a determinar el comportamiento y pensamiento del mercado objetivo que se proyecta a investigar.

3.2 Tipo de la investigación Para el crecimiento de la investigación los métodos más utilizados fueron: Inductivo, deductivo y analítico. Así, se respaldó el logro de los objetivos planteados en el trabajo, de forma rápida, ágil y segura.

3.2.1 Método Inductivo Este método nos faculto de acuerdo a la situación observada en la etapa concluyente del diagnóstico, proponer ideas que permitan aventajar esas barreras que originan el problema, en base a los conocimientos generales se incrementaron temas específicos, es decir, se examinó la situación actual del pensum académico que posee el Tecnológico Superior Simón Bolívar.

3.2.2 Método Deductivo

24

Luego de la valoración al Tecnológico Superior Simón Bolívar, el método deductivo, favoreció a determinar cuáles son los efectos que originan el problema, esto posibilito estudiar casos particulares, que a su vez se desvían con sus debidas conclusiones y recomendaciones para el desarrollo del trabajo de titulación.

3.2.3 Método Analítico Con el propósito de reconocer el problema expuesto, se empleó el método analítico, a través del estudio de sus partes y sus elementos que actúan para lograr manifestar la necesidad de implementar la elaboración de un manual para arranque de motores eléctricos, que interactúe con el programa Logo soft Comfort V8. El método analítico logro fraccionar las todas las partes del problema, los mismos que se ubican detallados en el planteamiento del mismo, teniendo en cuenta el origen, naturaleza y sus efectos.

3.3 Metodología Para consecuencia del proceso de investigación se utilizará el método descriptivo cualitativo, el mismo que facilitará información sobre las especificaciones correctas del proyecto. Según Lincoln y Denzin (1994), la investigación cualitativa es un campo interdisciplinar, transdiciplinar y en muchas ocasiones contradisciplinar. Atraviesa las humanidades, las ciencias sociales y las físicas. La investigación cualitativa es muchas cosas al mismo tiempo. Es multiparadigmática en su enfoque. Los que la practican son sensibles al valor del enfoque multimetódico. Están sometidos a la perspectiva naturalista y a la comprensión interpretativa de la experiencia humana. Al mismo tiempo, el campo es inherentemente político y construido por múltiples posiciones éticas y políticas. El investigador cualitativo se somete a una doble tensión simultáneamente. Por una parte,

es atraído por una amplia sensibilidad, interpretativa, postmoderna, feminista y

25

crítica. Por otra, puede serlo por unas concepciones más positivistas, postpositivistas, humanistas y naturalistas de la experiencia humana y su análisis. Taylor y Bogdan (1986) consideran, en un sentido amplio, la investigación cualitativa como "aquella que produce datos descriptivos: las propias palabras de las personas, habladas o escritas, y la características propias de la investigación cualitativa: 

Es inductiva.



El investigador ve al escenario y a las personas desde una perspectiva holística; las personas, los escenarios o los grupos no son reducidos a variables, sino considerados como un todo.



Los investigadores cualitativos son sensibles a los efectos que ellos mismos causan sobre las personas que son objeto de su estudio.



Los investigadores cualitativos tratan de comprender a las personas dentro del marco de referencia de ellas mismas.



El investigador cualitativo suspende o aparta sus propias creencias, perspectivas y predisposiciones.



Para el investigador cualitativo, todas las perspectivas son valiosas.



Los métodos cualitativos son humanistas.



Los investigadores cualitativos dan énfasis a la validez en su investigación.



Para el investigador cualitativo, todos los escenarios y personas son dignos de estudio.



La investigación cualitativa es un arte.



conducta observable". Estos autores llegan a señalar las siguientes

26

3.4 Técnicas e instrumentos de investigación Tabla 1: Cuadro CDIU

CATEGORÍA

DIMENSIÓN

INSTRUMENTO

UNIDAD

DE

ANÁLISIS

Complemento de manual de práctica para uso del módulo didáctico de controles eléctricos en el Tecnología

laboratorio de instrumentación y

Estudiantes Encuestas

automatización industrial en el área de electricidad industrial en el Instituto Tecnológico Superior Simón Bolívar Elaborado por: el autor

3.5 Población y muestra Los habitantes se orientan en el número de personas que estructuran partes de un sector determinado, del cual se toma como alusión, mediante el cual se debe meditar la

27

aplicación de un método de cálculo para dar la prosecución de tabulación en el capítulo posterior. La cantidad de estudiantes del Quinto y Sexto Semestre de la Carrera Potencia y Electrónica del Instituto Superior Simón Bolívar, es de 60 alumnos, tomando en cuenta que son los siguientes a terminar sus estudios superiores, mismos que cursan la materia en postulación.

3.5.1 Muestra Luego de definir la población se adapta a la fórmula denominada “muestra probabilística aleatoria o simple”, es así como se decreta el número de cantidad de encuestas que se deben de realizar; por su efecto, se traza los gráficos y tablas estadísticas para examinar y estudiar la trascendencia del tema relacionado a la implementación de un manual de prácticas de un módulo didáctico de controles eléctricos para mejorar las competencias profesionales de los estudiantes, instalado en el

laboratorio de

instrumentación y automatización industrial, en el área de Electricidad Industrial del Instituto Tecnológico Simón Bolívar. Los parámetros son los siguientes: Fórmula cálculo muestral Tabla 2: Cálculo Muestral Nomenclatura

Valores %

Valores #

(N) Universo

60

60

(e) Error tolerable

5%

0.05

de

94%

1.94

a

50%

0.50

Participación

50%

0.50

(Z)

Coeficiente

confianza (p)

Participación

favor (q)

28

contraria (N)

Tamaño

de

52.2

52.2

muestra Fuente: Elaborado por el autor

Fórmula n=

Z². N*p*q e² (N-1) + Z² p*q

Ejercicio: n=

(1.94)² (60) (0.50) (0.50) (0.05)² (59) + (1.94)² (0.50) (0.50)

n=

3.76 x 60 x 0.25 0,0025 (59) + 0,903

n=

56.4

n=

0,1475 + 0,94

1.08

56.4 n= 52.2

Análisis: De acuerdo con la Tabla 1 inserta, el valor “Z” asociado a un nivel de confianza del 94% es de 1.94. Ya que no se cuenta con información previa, es prudente suponer que la probabilidad “p” es del 50%, por tanto la probabilidad de fracaso “q” se ubique en el 50%. Mientras que el margen de error máximo permisible es del 5%.

29

La muestra probabilística para implementar la determinada encuesta, es de 50 estudiantes, cifra que fue tomada por medio del cálculo basado en la población; de esta manera, se sostiene un mejor detalle acerca del punto de vista de los alumnos del Quinto y Sexto Semestre de la Carrera Electricidad Industrial con mención en potencia del ITSSB, acerca de implementar un manual de prácticas del módulo de controles eléctricos.

3.6 Análisis de los resultados de los instrumentos aplicados Una vez realizada la tabulación de los datos, el autor comienza a realizar el adecuado análisis de la información alcanzada, proceso que ayudará a tomar las pautas necesarias para la elaboración de la propuesta.

3.6.1 Resultado de las encuestas Para el presente trabajo se consideró apropiada la utilización de la herramienta de la encuesta, a fin de conseguir información oral, directa, personalizada y veraz para el proceso de análisis y estudio. Al ser la encuesta elegida como técnica de investigación para este trabajo, el cuestionario fue el instrumento usado, ya que se compone de preguntas abiertas y cerradas de opción múltiple que permitieron la mejor tabulación y análisis de los datos.

30

3.7 PREGUNTA 1 ¿La elaboración del manual de prácticas del módulo de controles eléctricos servirá para fortalecer el conocimiento en los estudiantes? Tabla 3: Pregunta 1 Frecuenci

Porcentaj

Categoría Totalmente en

a

e

desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

2 2 6 15 25 50

4% 4% 12% 30% 50% 100% Fuente: Elaborado por

2% 2%6% 15% 50% 25%

Totalmente en desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

Gráfico 21: Pregunta 1

los autores

31

Análisis e interpretación: Un 50% considera estar de acuerdo en la elaboración del manual de prácticas para fortalecer los conocimientos, mientras que el 12% y 4% les parece indiferente o estar en desacuerdo.

3.7.1 PREGUNTA 2 ¿Está de acuerdo que sea compartida la idea del manual de prácticas para las diferentes materias en el pensum académico? Tabla 4: Pregunta 2 Frecuenci

Porcentaj

Categoría Totalmente en

a

e

desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

1 2 4 6 37 50

2% 4% 8% 12% 74% 100%

Fuente: Elaborado por los autores

1% 2%4%

6%

50% 37%

Totalmente en desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

32

Gráfico 22: Pregunta 2

Análisis e interpretación: El 74% indica estar totalmente de acuerdo, de la misma manera el 12% de acuerdo en que sea compartida la iniciativa para el mejoramiento del ITSSB, mientras que el 8% le resulta indiferente, el 4% y 2% en desacuerdo.

3.7.2 PREGUNTA 3 ¿Cree usted que la elaboración del manual de prácticas del módulo de controles eléctricos servirá para mejorar competencias profesionales (prácticas y técnicas)? Tabla 5: Pregunta 3 Categoría Totalmente en desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

Frecuencia 0 0 4 6 40 50

Fuente: Elaborado por los autores

4% 6%

50% 40%

Totalmente en desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

Porcentaje 0% 0% 8% 12% 80% 100%

33

Gráfico 23: Pregunta 3

Análisis e interpretación: El 80% está totalmente de acuerdo en la implementación de módulos didácticos para el mejoramiento de lo teórico y práctico, el 12% de acuerdo, mientras que 8% le resulta indiferente.

3.7.3 PREGUNTA 4 ¿En la actualidad usted está de acuerdo que en el (ITSSB) sea posible impulsar más implementaciones didácticas por rama técnica? Tabla 6: Pregunta 4 Frecuenci

Porcentaj

Categoría Totalmente en

a

e

desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

2 1 3 15 29 50

4% 2% 6% 30% 58% 100%

Fuente: Elaborado por los autores

2% 1% 3% 15% 50% 29%

Totalmente en desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

34

Gráfico 24: Pregunta 4

Análisis e interpretación: El 58% está totalmente de acuerdo y el 30% de acuerdo en que sea posible fomentar implementaciones didácticas por rama técnica; mientras que el 6% le parece indiferente, 2 % y 4% en desacuerdo.

3.7.4 PREGUNTA 5 ¿En la actualidad usted cree necesario que se elabore manuales de práctica en las ramas técnicas para fomentar la automatización industrial? Tabla 7: Pregunta 5 Frecuenci

Porcentaj

Categoría Totalmente en

a

e

desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

0 1 4 12 33 50

0% 2% 8% 24% 66% 100%

Fuente: Elaborado por los autores

1% 4%

12%

50% 33%

Totalmente en desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

Gráfico 25: Pregunta 5

35

Análisis e interpretación: El 66% de los están totalmente de acuerdo, el 24% de acuerdo en que se debe mejorar el aprendizaje para fomentar la automatización industrial; mientras que el 8% y 2% no lo está.

3.7.5 PREGUNTA 6 ¿Para mejorar el método de enseñanza técnica, deberían existir manuales de prácticas didácticas? Tabla 8: Pregunta 6 Frecuenci

Porcentaj

Categoría Totalmente en

a

e

desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

0 0 2 6 42 50

0% 0% 4% 12% 84% 100%

Fuente: Elaborado por los autores

2% 6%

50% 42%

Totalmente en desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

36

Gráfico 26: Pregunta 6

Análisis e interpretación: El 84% de los estudiantes están totalmente de acuerdo, en que para mejorar la enseñanza a técnica, debería n ser más práctica y didácticas; mientras que el 4% no lo considera como tal.

3.7.6 PREGUNTA 7 ¿El aprendizaje significativo con manuales didácticos de controles e instrumentación es necesario para entrar en el campo de las industrias, y mantener el conocimiento en el campo técnico? Tabla 9: Pregunta 7 Frecuenci

Porcentaj

Categoría Totalmente en

a

e

desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

1 5 5 6 33 50

0% 0% 4% 12% 84% 100%

Fuente: Elaborado por los autores

2%6%

50% 42%

Totalmente en desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

37

Gráfico 27: Pregunta 7

Análisis e interpretación: El 84% está totalmente de acuerdo, el 12% de acuerdo en el aprendizaje significativo para el campo técnico; mientras que el 0% le es indiferente y está desacuerdo, y el 0% totalmente en desacuerdo.

3.7.7 PREGUNTA 8 ¿Cree que se deberían impartir clases académicas de sistema de interfaz (tomando en cuenta que son un sistema nuevo en las industrias de aprendizaje de práctica) Tabla 10: Pregunta 8 Frecuenci

Porcentaj

Categoría Totalmente en

a

e

desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

0 0 0 10 40 50

0% 0% 0% 20% 80% 100%

Fuente: Elaborado por los autores

10%

50% 40%

Totalmente en desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

38

Gráfico 28: Pregunta 8

Análisis e interpretación: El 80% está totalmente de acuerdo en que se debería impartir clases académicas

de

sistema de interfaz; mientras que el 20% está de acuerdo.

3.7.8 PREGUNTA 9 ¿Cree usted que se debería implementar clases de nuevos sistemas de monitoreo a distancia tipo software? Tabla 11: Pregunta 9 Frecuenci

Porcentaj

Categoría Totalmente en

a

e

desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

2 3 1 17 27 50

4% 6% 2% 34% 54% 100%

Fuente: Elaborado por los autores

2%3%1% 17%

50%

27%

Totalmente en desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

39

Gráfico 29: Pregunta 9

Análisis e interpretación: El 54% con el 34% están totalmente de acuerdo con la aplicación de un nuevo sistema de monitoreo tipo software para procesos industriales, que se apliquen antes de impartir la práctica; mientras que el 2%, les parece indiferente, en desacuerdo 6% y totalmente en desacuerdo el 4%. 3.7.9 PREGUNTA 10 ¿Dentro de la materia de automatismo está usted de acuerdo que se dicten clases de cómo personalizar software? Tabla 12: Pregunta 10 Frecuenci

Porcentaj

Categoría Totalmente en

a

e

desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

0 0 5 26 19 50

0% 0% 10% 52% 38% 100%

Fuente: Elaborado por los autores

5%

26% 50%

19%

Totalmente en desacuerdo En desacuerdo Indiferente De acuerdo Totalmente de acuerdo TOTAL

40

Grafico 30: Pregunta 10

Análisis e interpretación: El 52% y 38% están de acuerdo en que se dicten clases de cómo personalizar software; mientras que al 10% le es indiferente.

41

CAPÍTULO IV PROPUESTA 4.1 Tema “Implementación de un manual de prácticas de controles y automatización, para las mejoras de competencias profesionales en el área de electricidad industrial en el instituto tecnológico superior simón bolívar (ITSSB), 2018”.

4.2 Justificación Al emplear un manual de prácticas se constató la viabilidad de este, ya que en este proyecto a realizar conlleva un determinado tiempo de estudio y un costo directo en la construcción del mismo hacia los estudiantes que derivados en grupo de cuatro puede ser realizado por el motivo de nivelar valores económicos y tiempo del proyecto, a su vez este manual de prácticas sobresale por su importancia ya que ayudara en las prácticas a los estudiantes de ciclos venideros. En los laboratorios de electricidad se puede percibir la falta de tableros a simple vista por este motivo partimos con la idea del proyecto dirigido por un tutor asignado ya que es de interés mutuo de docente y estudiante tener mayores prácticas de controles eléctrico por la importancia de las competencias profesionales. Mediante la elaboración del manual didáctico se tiene como un objetivo formativo, beneficiar a los estudiantes y mantener el mayor provecho posible en horas de prácticas ya que se podrá trabajar en grupos de dos o en caso de tener prácticas donde se requiera pruebas de mediciones tener hasta cuatro personas. Por medio de este proyecto que beneficiara a muchos estudiantes y siendo este adecuado y oportuno por todos los factores expuestos anteriormente se alcanzara a cumplir la meta de incorporación de la carrera Electricidad Mención Potencia, que de hecho es un planteamiento que se puede realizar en base a los años de estudios.

42

4.3 Objetivo de la propuesta Elaborando un manual de prácticas de control con el propósito de enseñar a los estudiantes de ITSSB a realizar los diferentes arranque de motores trifásicos en el tablero de controles eléctricos. Realizándolo mediante pasos detallados en dicho manual y una introducción a los elementos utilizados, como son los elementos de controles tales como: relés, temporizadores entre otros y elementos de automatización, el logo soft v8 y variador de frecuencia. Para que en la práctica que se va a desarrollar se obtenga el mayor conocimiento de proceso en arranques de motores. Culminando con el proceso se podrá acceder remotamente al control y supervisión del sistema mediante, el programa de interacción logo soft Comfort V8 que genera grandes beneficios al estudiante en conocimientos en el campo industrial y automatización

43

4.4 Propuesta 4.4.1 Diagramas eléctrico Estos son la representación gráfica de un circuito o instalación eléctrica, en la que van indicadas las relaciones mutuas que existen entre los diferentes elementos, así como los sistemas que los interconectan. Para su realización se emplean una serie de símbolos gráficos más adelante detallados, trazos, marcas e índices, cuya finalidad es poder representar, en forma simple y clara todos y cada uno de los elementos que se van a usar en el montaje de un circuito eléctrico. a) Símbolos: representaciones de máquinas o partes de una máquina, elementos de mando y auxiliares de mando o partes de ellos, aparatos de medida, de protección y señalización. b) Trazos: representaciones de conductores que indican las conexiones eléctricas entre los elementos que intervienen en el circuito, o uniones mecánicas entre símbolos de aparatos. c) Marcas e Índices: letras y números que se utilizan para lograr una completa identificación de los elementos que intervienen en el diagrama y que se colocan a los lados de cada uno de ellos

44

4.4.2 Conexión de motor trifásico El motor trifasico ABB de 0.5 HP tiene incorporado una lámina de Alubicond con 12 jacks de 1/2 pulgada conectado a cada terminal para realizar las diferentes conexiones tales como estrella, triangulo, doble estrella y doble triángulo. Cabe recalcar que en los motores elaborados bajo norma NEMA sus cables de conexión son marcados con números desde el 1 al 12 y los fabricados bajo norma IEC tienen una marcación que combina las letras U, V, W y los números desde el 1 hasta el 6. Este motor ABB es fabricado bajo norma IEC y se lo muestra en su serigrafía.

Voltage: 220V ΔΔ, 380V YY, 480V ∆. Régimen de giro: 1560 r/min Cos φ= 0.79

Frecuencia: 60 Hz Potencia: 0.5 HP Corriente Máx.: 1.89A

Grafico 20: Datos de placa del motor nos ayudara a ingresar en las formulas y para programar el variador de frecuencias

Grafico 31 : Imagen de borneras del motor trifasico

45

4.4.3 Conexión trifásica estrella usando un devanado

Grafico 32: Conexión trifásica estrella usando un devanado

4.4.4 Conexión trifásica triangulo usando un devanado

46

Grafico 33: Conexión de terminales para usar el motor en triangulo 4.4.5 Conexión de motor trifásico en triangulo paralelo usando dos devanado

Grafico 34: conexión de motor trifásico en triangulo paralelo

47

4.4.6 Simbología.

Descripción Fusible

Mecanismo de accionamiento manual Bobina Contactor o relé

Pulsador NC

Motor de inducción rotor Jaula de ardilla

DIN

NEMA

IEC

48 Relé con retardo a la conexión Relé con retardo a la desconexión Relé con retardo a la conexión y desconexión Relé térmico de sobrecarga Relé magnético de sobre corriente Contacto normalmente abierto Contact o normal mente cerrado Contacto de conmutación Contacto NO de apertura retardada Contacto NO de cierre retardado Contacto NC de apertura retardada Contacto NC de Cierre retardado

49

Disyuntor trifásico

4.5 Manual

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR SIMON BOLIVAR

CARRERA

MENCION

Electricidad industrial

Potencia

IMPLEMENTACION DE MATERIA Controles de Motores trifásico

PRACTICA #

NOMBRE DE LA PRACTICA

1

ARRANQUE DIRECTO DE MOTOR TRIFASICO

DURACION (HORAS) 1

INTRODUCCION El arranque de motor directo es el método más sencillo para arrancar un motor trifásico asíncrono. Los devanados del estator están conectados directamente a la red eléctrica por un proceso de conmutación simple. Como resultado de esta aplicación obtendremos altas corrientes de arranque (corriente de sobrecarga) que a su vez causan molestas caídas en la tensión de red. Por este motivo no es recomendable utilizar este arranque con motores mayores a 10 HP en 220v.

OBJETIVOS   

Implementar el sistema de control de la practica Diseñar el sistema de fuerza de la practica con los estudiantes Identificar las conexiones en el motor  Verificar el funcionamiento correcto del motor

ELEMENTOS UTILIZADOS

50

   

Disyuntor de control Contactor Guarda motor Luces piloto EQUIPO DE SONDEO

 Multímetro analógico

   

Disyuntor Principal Pulsadores Juego de conductores Motor trifásico

51

52

53

APLICACIÓN DE CONECCIONES 1. Anotar los elementos con los que se va a trabajar. 2. Verificar el voltaje a trabajar en los elementos de sistema de fuerza y control. 3. Verificar que no exista voltaje antes de empezar con las conexiones. 4. Mantener el disyuntor en off y verificar que no exista voltaje en las borneras de los disyuntores 5. Determinar la fase de 120 v para alimentar el sistema de control 6. Realizar las conexiones según Grafico del circuito de Control (grafico Control) 7. Realizar las conexiones según Grafico del circuito de Fuerza (grafico Fuerza). 8. Conexión de las bobinas del motor para arranque directo. Según grafico anterior 9. Conexión de las fases salientes del Guardamotor a las bobinas del motor. u1, v1, w1 10. Verificar con el docente todas las conexiones para evitar cortocircuito

FUNCIONAMIENTO 1. verificamos la puesta de energía trifásica al módulo didáctico. 2. El docente abrirá el sistema de energía con llave de seguridad. 3. Colocamos en posición ON el disyuntor principal de la distribución y del sistema de control. 4. confirmamos el nivel de voltaje en la distribución (Multímetro) 5. Le damos al pulsador de marcha y se activa el Contactor “k1”, enciende la luz piloto “h1” y el motor enciende. 6. damos en el pulsador paro y se desconecta el Contactor “k1”, se apaga la luz piloto “h1” y el motor se detiene 7. si deseamos verificar h2 damos test en el Guardamotor

54

RESPONDA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS 1. Determina cada uno de los elementos en ambos esquemas, en el de potencia y en el de mando, haciendo uso de la documentación sobre simbología que se adjunta.

2. Comenta sobre el funcionamiento del sistema de control.

55

CONCLUSIÓN 

Esta práctica manifiesta que la conexión de un motor en arranque directo es bastante sencilla pero a su vez no recomendada en motores mayores a 5 HP, ya que en el arranque la intensidad nominal es 7 veces mayor y esto hace que nuestro tendido eléctrico tienda a tener fallas.



Es un procedimiento de arranque rápido y sencillo de implementar en las industrias.



Aumenta la demanda de corriente al momento del arranque

ALUMNO

REVISÓ

PÉREZ IZQUIERDO LEONARDO

ING. JORGE CHAVEZ ANZULES

ESTUDIANTE

TUTOR

APROBADO

56

Recomendaciones: 

Tomar las respectivas precauciones y medidas de seguridad tales como supervisión del docente y verificación de voltajes.



Tener de guía permanente en manual de prácticas para el buen uso del módulo didáctico.



Elaborar el grafico de control y fuerza del circuito como guía para las siguientes pruebas.

CARRERA

MENCION

IMPLEMENTACION DE

57

MATERIA Electricidad industrial

Potencia

Controles de Motores trifásico

PRACTICA #

NOMBRE DE LA PRACTICA

2

ARRANQUE DIRECTO DE MOTOR TRIFASICO CON CAMBIO DE GIRO

DURACION (HORAS) 1

INTRODUCCION El arranque directo de un motor trifásico no tendría mayor inconveniente siempre y cuando su uso no sea por tiempo prolongado ya que el pico de intensidad es 7 veces mayor a la corriente nominal, y en el uso de inversión de giro es necesario arrancar con menor intensidad si su uso es repetitivo.

OBJETIVOS   

Esquematizar el sistema de control de la practica Esquematizar el sistema de fuerza de la practica Demostrar el funcionamiento del sistema de control y de fuerza de la practica  Identificar los elementos utilizados en la práctica.

ELEMENTOS UTILIZADOS    

Disyuntores de control Contactores # 3 Guardamotor Luces piloto

   

Disyuntor Principal Pulsador (marcha y paro) Juego de conductores Motor trifásico  Temporizador

EQUIPO DE SONDEO  Multímetro analógico

 Multímetro digital de gancho

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR SIMON BOLIVAR

58

59

60

Aplicación de conexión 1. anotar los elementos con los que se va a trabajar. 2. verificar el voltaje existente antes de empezar con las conexiones. 3. mantener el disyuntor en off y verificar que no exista voltaje en las borneras de los disyuntores 4. determinar las fases de 120 v para alimentar el sistema de control 5. conexión del circuito de control (Grafico anterior) 6. prueba de funcionamiento del circuito de control. (Continuidad) 7. conexión del circuito de fuerza. 8. conexión de las bobinas del motor para arranque directo. (Grafico anterior) 9. verificar las fases de las salidas del Guardamotor a las bobinas del motor. u1, v1, w1 10. aplicar voltaje de la red trifásica al módulo didáctico mediante la conexión en el sistema del laboratorio.

Funcionamiento 1. verificamos la puesta de energía trifásica al módulo didáctico 2. colocamos en posición ON el disyuntor principal de la distribución 3. confirmamos el nivel de voltaje en los bornes de la distribución. (multímetro) 4. damos en el pulsador de marcha “S1” y se activa el Contactor “k1” enciende la luz piloto “h1”. 5. Para hacer el cambio de giro le damos al pulsador de paro y pulsamos “S2” y se accionara “X2”. 6. Para desconectar el circuito de pulsamos paro. 7. Si deseamos verificar la luz piloto X3. Testeamos el Guardamotor.

61

RESPONDA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS 1. Determina cada uno de los elementos en ambos esquemas, en el de potencia y en el de mando, haciendo uso de la documentación sobre simbología que se adjunta.

2. Comenta sobre el funcionamiento del sistema de control.

62

3. Verifique corriente de línea en el arranque, voltaje de fase y la potencia dada por la fórmula: P= √ 3∗Vn∗¿∗cos ɵ Números de cálculos Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3

Voltaje

Corriente de línea (arranque)

Voltaje de fase

Potencia

63

Conclusión 

Esta práctica manifiesta que la conexión de un motor en arranque directo es bastante sencilla pero a su vez no recomendada en motores mayores a 10 HP en 220 voltios, ya que en el arranque la intensidad nominal es 7 veces mayor y esto hace que nuestro tendido eléctrico tienda a tener fallas.



Es un procedimiento de arranque rápido y sencillo de implementar en las industrias.



Aumenta la demanda de corriente al momento del arranque.

ALUMNO PÉREZ IZQUIERDO LEONARDO

REVISÓ ING. JORGE CHAVEZ ANZULES

APROBADO

64 ESTUDIANTE

TUTOR

Recomendaciones: 

Tomar las respectivas precauciones y medidas de seguridad tales como supervisión del docente y verificación de voltajes en las borneras.



Tener de guía permanente el manual de prácticas para el buen uso del módulo didáctico.



Elaborar el grafico de control y fuerza del circuito como guía para las siguientes pruebas.



Es recomendable no usar este arranque con motores mayor a 10 HP en 220 V

65

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR SIMON BOLIVAR CARRERA

MENCION

Electricidad industrial

Potencia

IMPLEMENTACION DE MATERIA Controles de Motores trifásico

PRACTICA #

NOMBRE DE LA PRACTICA

3

ARRANQUE DE MOTOR CON TENSION REDUCIDA ( ESTRELLA –TRIANGULO)

DURACION (HORAS) 1

INTRODUCCION Entre los sistemas de arranque a tensión reducida predomina como el más común y económico el sistema de conmutación estrella delta. Este sistema, económico, simple y confiable, satisface las demandas que las empresas de electricidad obligan para los sistemas de puesta en marcha de motores eléctricos, con el objeto de proteger sus redes.

OBJETIVOS   

Esquematizar el sistema de control de la practica Esquematizar el sistema de fuerza de la practica Demostrar el funcionamiento del sistema de control y de fuerza de la practica  Identificar los elementos utilizados en la práctica.

ELEMENTOS UTILIZADOS    

Disyuntores de control Contactores # 3 Guardamotor Luces piloto

   

Disyuntor Principal Pulsador (marcha y paro) Juego de conductores Motor trifásico  Temporizador

66

EQUIPO DE SONDEO  Multímetro Digital

67

68

69

APLICACIÓN DE CONEXIÓN 1. Anotar los elementos con los que se va a trabajar. 2. Verificar el voltaje existente antes de empezar con las conexiones. 3. Mantener el disyuntor en off y verificar que no exista voltaje en las borneras de los disyuntores 4. Determinar las fase de 120 v para alimentar el sistema de control 5. Conexión del circuito de control (grafico anterior) 6. Prueba de funcionamiento del circuito de control. (continuidad) 7. Conexión del circuito de fuerza. 8. Conexión de las bobinas del motor para 6 terminales. ( Grafico anterior) 9. Verificar conexión de las fases a las bobinas del motor. U1–W2, V1-U2, W1-V2 10. Aplicar voltaje de la red trifásica al módulo didáctico mediante la conexión en el sistema de laboratorio.

FUNCIONAMIENTO 1. Verificamos la puesta de energía trifásica al módulo didáctico 2. Colocamos en posición ON el disyuntor principal de la distribución 3. Confirmamos el nivel de voltaje en los bornes de la distribución. 4. Damos en el pulsador de marcha y se activa el Contactor “K1” y “KY” enciende la luz piloto “HY” se activa el temporizador “T” y enciende el motor en conexión estrella. 5. El temporizador luego de un tiempo ingresado conmuta, se apaga “KY”, se activa “KD”, se enciende “HD” y el motor pasa a conexión triangulo. 6. Pulsamos paro y se desconectan todos los contactores, el temporizador vuelve a su posición, el motor se detiene. 7. Para encender “HT” sesteamos el Guardamotor y la luz piloto encenderá.

70

RESPONDA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS

1. Determina cada uno de los elementos en ambos esquemas, en el de potencia y en el de mando, haciendo uso de la documentación sobre simbología que se adjunta.

2. Comenta sobre el funcionamiento del sistema de control.

3. Verificar los siguientes puntos.



Iꬵ = IL = 1.90 A

CONENXIÓ ESTRELLA

VL

Vꬵ = 3 = ❑ = √



VL = Vꬵ

CONEXIÓN DELTA If



POTENCIA

IL

= √3 =

=

❑ =

A

P= √ 3∗Vn∗¿∗cos ɵ P= P=

V

W

71

Conclusión 

Esta práctica manifiesta que la conexión Estrella / Triángulo es bastante sencilla y útil a la vez, porque la conexión Estrella nos permite arrancar el motor a bajo voltaje hasta conmutar los bobinados a conexión Triángulo y llegar al voltaje nominal rotando a una velocidad constante.



Es un procedimiento de arranque económico de implementar en las industrias que nos ayudara asegurar la vida útil del motor



Disminuye la demanda de corriente al momento del arranque

ALUMNO PÉREZ IZQUIERDO LEONARDO

ESTUDIANTE

REVISÓ ING. JORGE CHAVEZ ANZULES

TUTOR

APROBADO

72

RECOMENDACIONES 

Se recomienda mantener una supervisión de parte del docente antes de energizar el módulo.



Después de terminar las prácticas en el módulo se recomienda verificar los puntos de conexiones y mantener ordenada la mesa de trabajo.



La conmutación estrella-triangulo debe realizarse al alcanzarse al alcanzar entre un 70 u 80% de la velocidad nominal ya que de producirse antes, la intensidad pico alcanzaría valores muy elevados, provocando la parada del motor y con gran probabilidad de daño en los devanados del mismo.

73

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR SIMON BOLIVAR

CARRERA Electricidad industrial

IMPLEMENTACION DE MATERIA

Potencia

Controles de Motores trifásico

NOMBRE DE LA PRACTICA

PRACTICA #

4

MENCION

DURACION (HORAS)

ARRANQUE DIRECTO DE MOTOR CON INVERSION DE GIRO CON SELECTOR (I 0 II)

1

INTRODUCCION El selector de conmutación de tres posiciones nos ayudar básicamente a simplificar el trabajo de las botoneras al hacer el cambio de giro del motor, teniendo en cuenta que debemos pasar por cero el selector antes de cambiar de posición.

OBJETIVOS   

Esquematizar el sistema de control de la practica Esquematizar el sistema de fuerza de la practica Demostrar el funcionamiento del sistema de control y de fuerza de la practica  Identificar los elementos utilizados en la práctica.

ELEMENTOS UTILIZADOS    

Disyuntores de control Contactores # 2 Guardamotor Luces piloto

EQUIPO DE SONDEO

   

Disyuntor Principal Selector (I 0 II) Juego de conductores Motor trifásico

 Multímetro Digital

74

75

76

77

APLICACIÓN DE CONEXIÓN 1. Anotar los elementos con los que se va a trabajar. 2. Verificar el voltaje existente antes de empezar con las conexiones. 3. Mantener el disyuntor en off y verificar que no exista voltaje en las borneras de los disyuntores 4. Determinar las fase de 120 V para alimentar el sistema de control 5. Conexión del circuito de control 6. Prueba de funcionamiento del circuito de control. ( Continuidad) 7. Conexión del circuito de fuerza. 8. Conexión de las bobinas del motor para arranque directo. 9. Conexión de las fases a las bobinas del motor. Puentear W2, U2, V2 y alimentar en U1- V1-W1 10. Aplicar voltaje de la red trifásica al módulo didáctico mediante la conexión en el sistema de laboratorio. FUNCIONAMIENTO 1. Verificamos la puesta de energía trifásica al módulo didáctico 2. Colocamos en posición ON el disyuntor principal de la distribución 3. Confirmamos el nivel de voltaje en los bornes de la distribución. 4. Arrancamos con el selector en posición “0”, al posicionarlo de lado izquierda (i) se activara el km1 y el motor girara en sentido horario y se activara “H1”. 5. Para cambiar de giro debemos posicionar el selector en posición (0). 6. Luego posicionamos el selector de lado derecho (ii) funcionara el Contactor km2 y encenderá “H2” y el motor girara en sentido anti horario. 7. Si deseamos verificar h3 damos test en el Guardamotor.

78

RESPONDA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS 1. Determina cada uno de los elementos en ambos esquemas, en el de potencia y en el de mando, haciendo uso de la documentación sobre simbología que se adjunta.

2. Comenta sobre el funcionamiento del sistema de control con selector.

3. Agrega un temporizador en el diagrama para que encienda una luz piloto en un determinado tiempo

79

Conclusión  Esta práctica manifiesta que la conexión de un motor en arranque directo es bastante sencilla pero a su vez no recomendada en motores mayores a 10 HP en 220 voltios, ya que en el arranque la intensidad nominal es 7 veces mayor y esto hace que nuestro tendido eléctrico tienda a tener fallas. 

Es un procedimiento de arranque rápido y sencillo de implementar en las industrias.



Aumenta la demanda de corriente al momento del arranque.

ALUMNO PÉREZ IZQUIERDO LEONARDO

ESTUDIANTE

REVISÓ ING. JORGE CHAVEZ ANZULES

TUTOR

APROBADO

80

Recomendaciones: 

Tomar las respectivas precauciones y medidas de seguridad tales como supervisión del docente y verificación de voltajes en las borneras.



Tener de guía permanente el manual de prácticas para el buen uso del módulo didáctico.



Elaborar el grafico de control y fuerza del circuito como guía para las siguientes pruebas.



Es recomendable no usar este arranque con motores mayor a 10 HP en 220 V

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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR SIMON BOLIVAR CARRERA

MENCION

Electricidad industrial

Potencia

IMPLEMENTACION DE MATERIA Controles de Motores trifásico y Automatización

PRACTICA #

NOMBRE DE LA PRACTICA

5

ARRANQUE DE MOTOR CON TENSION REDUCIDA ( ESTRELLA –TRIANGULO) EN LOGO SOFT V8

DURACION (HORAS) 1

INTRODUCCION Entre los sistemas de arranque a tensión reducida predomina como el más común y económico el sistema de conmutación estrella delta. Este sistema, económico, simple y confiable, satisface las demandas de las empresas de electricidad, este arranque manejado desde sistema remoto nos ayuda a mantener el sistema automatizado y permanentemente vigilado por medio programa Logo Soft Comfort V8

OBJETIVOS   

Esquematizar el sistema de control de la practica Esquematizar el sistema de fuerza de la practica Demostrar el funcionamiento del sistema de control y de fuerza de la practica  Cargar el programa del sistema hacia el Logo Soft Comfort.

ELEMENTOS UTILIZADOS

82

    

Disyuntores de control Contactores # 3 Guardamotor Luces piloto Logo Soft Comfort V8

EQUIPO DE SONDEO  Multímetro Digital

   

Disyuntor Principal Pulsador (marcha y paro) Juego de conductores Motor trifásico  Temporizador

83

84

85

Diagrama de circuito del Soft Comfort el cual se debe realizar este diagrama en el programa y luego cargarlo al LOGO! Para poder controlarlo remotamente desde una PC.

86

APLICACIÓN DE CONEXIÓN 1. Anotar los elementos con los que se va a trabajar. 2. Verificar el voltaje existente antes de empezar con las conexiones. 3. Mantener el disyuntor en off y verificar que no exista voltaje en las borneras de los disyuntores 4. Determinar las fase de 120 v para alimentar el sistema de control y al logo V8 5. Conexión del circuito de control (grafico anterior) 6. Prueba de funcionamiento del circuito de control. (continuidad) 7. Conexión del circuito de fuerza. 8. Conexión de las bobinas del motor para 6 terminales. ( Grafico anterior) 9. Verificar conexión de las fases a las bobinas del motor. U1–W2, V1-U2, W1-V2 10. Aplicar voltaje de la red trifásica al módulo didáctico mediante la conexión en el sistema de laboratorio. FUNCIONAMIENTO 1. Verificamos la puesta de energía trifásica al módulo didáctico 2. Colocamos en posición ON el disyuntor principal de la distribución 3. Confirmamos el nivel de voltaje en los bornes de la distribución. 4. Realizamos el diagrama en el programa y luego lo cargamos hacia el logo (pasos detallados anteriormente) 5. En el programa pulsamos “I1” de marcha y se activa la salida “Q1” encendiendo “KL” y “KY”, enciende la luz piloto “HY” se activa el temporizador “T” y enciende el motor en conexión estrella. 6. El temporizador luego de un tiempo ingresado conmuta, se apaga “Q1”, se activa “KD”, se activa “Q2” y el motor pasa a conexión triangulo. 7. Pulsamos paro y se desconectan todos los contactores, el temporizador vuelve a su posición, el motor se detiene. 8. Para encender “HT” sesteamos el Guardamotor y la luz piloto encenderá.

87

RESPONDA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS

1. Determina cada uno de los elementos en ambos esquemas, en el de potencia y en el de mando, haciendo uso de la documentación sobre simbología que se adjunta.

2. Comenta sobre el funcionamiento del sistema de control con el logo.

3. Verificar intensidad y voltaje en este método luego realiza los cálculos. CONENXIÓ ESTRELLA

Iꬵ = IL = 1.90 A VL

Vꬵ = 3 = ❑ = √ CONEXIÓN DELTA

VL = Vꬵ If

POTENCIA

IL

=

= √3 =

V ❑ =

P= √ 3∗Vn∗¿∗cos ɵ P= P=

V

W

A

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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR SIMON BOLIVAR

CARRERA Electricidad industrial

MENCION

IMPLEMENTACION DE MATERIA

Potencia

Controles de Motores trifásico y Automatización

PRACTICA #

NOMBRE DE LA PRACTICA

6

ARRANQUE DE MOTOR TRIFASICO CON VARIADOR DE FRECUENCIA

DURACION (HORAS)

1

INTRODUCCION Desde hace mucho tiempo atrás, el elevado desarrollo de la electrónica de potencia y los microprocesadores ha permitido modificar la velocidad de los motores, de una forma rápida, robusta y fiable, mediante los reguladores electrónicos de velocidad (Variadores de Frecuencia).

OBJETIVOS    

Esquematizar el sistema de control y de fuerza de la practica Conocer los equipos involucrados en el proceso del arranque. Tomar en cuenta las ventajas antes los otros tipos de arranque. Tener una base acerca de la programación del Variador de Frecuencia.

ELEMENTOS UTILIZADOS  

Disyuntores de control Luces piloto

EQUIPO DE SONDEO 

Multímetro Digital

   

Disyuntor Principal Pulsador (marcha y paro) Juego de conductores Motor trifásico

89

90

APLICACIÓN DE CONEXIÓN 1. Anotar los elementos con los que se va a trabajar. 2. Verificar el voltaje existente antes de empezar con las conexiones. 3. Mantener el disyuntor en off y verificar que no exista voltaje en las borneras de los disyuntores 4. Determinar las fase de 120 v para alimentar el sistema de control y del variador de frecuencia 5. Conexión del circuito de control (grafico anterior) 6. Prueba de funcionamiento del circuito de control. (continuidad) 7. Alimentar el variador con las fases determinadas. 8. Realizar la conexión de las borneras del motor para tres terminales. 9. Conexión de las bobinas del motor para 3 terminales. ( Grafico anterior) 10. Conectar los terminales de salidas del variador hacia el motor. 11. Verificar conexión de las fases a las bobinas del motor. U1, V1, W1 12. Aplicar voltaje de la red trifásica al módulo didáctico mediante la conexión en el sistema de laboratorio. FUNCIONAMIENTO 1. Verificamos la puesta de energía trifásica al módulo didáctico 2. Colocamos en posición ON el disyuntor principal de la distribución 3. Confirmamos el nivel de voltaje en los bornes de la distribución. 4. Programar en el variador para operarlo desde el panel KOP. 5. Ingresamos los datos necesario para el arranque del motor en el variador (manual de instrucción) 6. Maniobramos el motor mediante el panel KOP del variador 7.

Pulsamos Marcha y el motor encenderá con luz piloto de marcha “H”, de la misma forma podemos majear el paro y cambio de giro desde el panel del variador.

8. Si deseamos variar la velocidad lo podemos hacer mediante el potenciómetro antes conectado o mediante panel.

91

RESPONDA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS

1. Determina cada uno de los elementos en ambos esquemas, en el de potencia y en el de mando, haciendo uso de la documentación sobre simbología que se adjunta.

2. Comentas las ventajas de arranque de motor con variador de frecuencia.

3. Verificar intensidad y voltaje en este método luego realiza los cálculos. CONENXIÓ ESTRELLA

Iꬵ = IL = 1.90 A VL

Vꬵ = 3 = ❑ = √ CONEXIÓN DELTA

VL = Vꬵ If

POTENCIA

IL

=

= √3 =

V ❑ =

P= √ 3∗Vn∗¿∗cos ɵ P= P=

V

W

A

92

Bibliografía AG, S. (2001-2003). LOGO! Manual de edicion 06/2003. BUN-CAN, F. r. (2011). Motores electricos. San Jose, Costa Rica. F. Ebel, S. I. (2007). Fundamento de la tecnica de Automatización. Obtenido de www.festodidactic.com Garcia & Castillo, J. C. (2004). Automatismos Industriales. Editorial Editex, Spain, 2016. Harper, G. h. (1994). Fundamentos de electricidad. LIMUSA S.A de C:V. Moeller. (2006). Automatizacion y distribucion de energia. Manual de esquema. Mora, J. F. (2003). Maquina electricas. Madrid: Concepcion Fernandez. Schneider, E. (2006). EQUIPO DIDÁCTICO PARA EL ESTUDIO DE MANDO, PROTECCION Y REGUALACION DE MOTORES. MANDO Y PROTECCION DE MOTORES. Siemens. (2007). PROTECCIONES ELECTRICAS. MANIOBRA, PROTECCION, ARRANQUE. Obtenido de www.siemens.com/lowvoltage/technical-assistance Sinamics. (2004). Lista de Parametros Edicion 11/04. Sinamics G110, 12.

93

Anexos Anexo 1 1 = Totalmente en desacuerdo 2 = En desacuerdo 3 = Indiferente 4 = De acuerdo 5 = Totalmente de acuerdo

94

Anexo 2 Fichas técnicas Contactor Siemens SIRIUS Características 3RT2026-1BB40



tamaño S0



AC-3



11KW/400V



contactos auxiliares: NO/NA



IEC 60947-1, EN 60947-1,



IEC 60947-5-1, EN 60947-5-1 (bloques de contactos auxiliares)



tensión de control: 120/220 V DC



conexión roscada

Guarda motor automático Siemens

Características

SIRIUS

Instrumento automático para motores 

tamaño S00



protección de motores



CLASS 10



disparo tipo A: 0,35...0,5A



disparo tipo N 6,5A



conexión roscada



Capacidad estándar

de

conmutación

95

Logo siemens 230 RCE Fusible con Base

Características 

Característica alimentación: 115/230 v ac



entradas 115/230 v ac



salidas115/230 v ac relé  frecuencia de 50/60Hz.



Tensión nominal: 400V  Número de entradas: Tamaño:32A(10x38), 63A(14x51 8ED y 22x58)



 

4SD Calibres:



Curvas fusión: gL (standard) -Memoria. 400 bloques, ampliable aM (acompañamiento motor) modularmente.

2~63A

-Interface Ethernet web-server integrado, datalog, Características

Variador de Frecuencia G110  

tarjeta micro sd estándar para logo! Fácil de instalar

(no incluida)

Puesta en marcha sencilla



-soft comfort proyectos Diseño robusto>= en v8 cuanto a EMC.



ejecutables 1antiguos entrada digital con separación galvánica.

Disyuntor tripolar electromagnetico tipo riel din



3 entradas digitales sin separación



galvánica. Características 1 entrada analógica AIN: 0 – 10 V (solo en la variante analógica) se puede utilizar como cuarta entrada digital.

Modelo C60k de pulsación para   Altas frecuencias  funcionamiento Voltaje 400 vsilencioso del motor   LasDisyuntor información de estado y alarmas termo magnético se visualizan en el panel BOP (obtenible como opción)

96

Temporizador

Característica



Relé

temporizador,

multifunción Pulsador de Marcha

1

electrónico

conmutado,

7

funciones 7 rangos de tiempo 0,05 Característica s ... 100 h AC/DC 12-240 V con  Color de la cabeza del pulsador LED, borne de tornillo eléctrico : Verde  Frecuencia 50/60 Hz  Taladro de montaje del pulsador : 22mm 

Intensidad Nom de 220 Vac: 4,5 A.

Pulsador de paro



Tensión máxima de trabajo del Características pulsador eléctrico: 415 Vac



Resistencia del contacto: 50 mΩ.

 Grado de protección del  Voltaje : 220 v

pulsador : IP-20

 Contacto: 1 NC 11-12  Normativa del pulsador : CE,  IP67 IP66 Norma IEC 60529 

IEC 60947-5-1 Montaje del pulsador : 22mm



Modo de uso : presionar /girar para reintegrarse Características

Selector Conmutador 

Número de posiciones: 3 pociones monoestables (con retorno).



Contacto: 2 contactos abiertos NA.



Intensidad de trabajo a 220 Vac: 6 A.



Tensión máxima de trabajo: 415 V.



Resistencia de contacto: 25 mOhm



Grado de protección: IP20

97

Luz piloto Verde

Características



Tensión: 230 Vac



Color del piloto luminoso: Verde.



Intensidad nominal (In): ≤16mA.



Luminosidad: ≥60cd/m².



Diámetro: 22mm.



Grado de protección: IP65.



Tipo de conexión: Por tornillo.



Material:

Policarbonato

color

negro. Luz Piloto roja

Característica



Tipo: AD22-Rojo.



Tensión: 230 Vac



Color piloto multiled: Rojo



Diámetro: 22mm.



Intensidad nominal (In): ≤16mA



Grado de protección frontal: IP65.



Material: negro.

Policarbonato

color

98

Luz piloto Amarillo

Característica 

Tipo: AD22-amarillo.



Tensión: 24Vcc o 24Vac. Color del piloto multiled: Amarillo (ámbar).



Diámetro: 22mm.



Intensidad nominal (In): ≤72mA.



Luminosidad: ≥60cd/m².



Grado de protección: IP65.



Tipo de conexión: Por tornillo.



Material: Policarbonato color negro

Selector con llave 2 posiciones

Característica



Color: negro.



Número de posiciones: 2 mantenidas.



Contacto: 2 contacto abierto – NA/NO



Material: metálico.



Intensidad nominal de trabajo Ith: 10 A.



Intensidad de trabajo a 220 Vac: 4,5 A.



Tensión máxima de trabajo: 415 V.



Resistencia de contacto: 50 mOh.



Grado de protección: IP40

ANEXO 3 VARIADOR DE FRECUENCIA G110 SIEMENS

99

El siguiente anexo muestra las conexiones del Variador de frecuencia, programación y ajustes básicos, además de mensajes de alerta a revisar en funcionamiento.

100

101

102

103

Anexo 4 Mini LOGO! Plc

CABLEADO DEL LOGO: MODELOS BASICOS

104

FUNCIONES ESPECIALES

PRINCIPIOS DE PROGRAMACION 

Se programa siempre de la salida a la entrada

105



Siempre en modo “insrtar”



No se permite realizar realimentaciones



Si se quiere programar la funcion o cocatenación representada, tal y como aparece en este ejemplo, ha de comenzarse por la salida Q1 y continuar con las entradas de la funcion correspondiente.

DOCTRINA DE PROGRAMACION 1. ¿Quiero introducir o cambiar algo? Desplazar el curso “____” hasta ese lugar + Pulsar ok 2. ¿Qué quiero introducir o modificar? Seleccionar si se nesecita una funcion basica, Una funcion especial, un conector o un bloque ya existente

+ Pulsar ok

3. ¿Qué funcion, conector o bloque quiero? De todos los existentes, seleccionar la funcion o la borna que se nesecite.

+ pulsar ok

EL CURSOR

106



El cursos tiene dos funciones en la programación:

1. Cuando el cursor aparece subrayado Se puede usar las 4 teclas para moverse a cualquier punto que desee del programa

2. Cuando aparece intermitente ¿ video inverso), Se puede usar para seleccionar los menús, p.e., un bloque de funciones o una conexión a una entrada CABLEADO LOGO 

El cableado de componentes en logo es:



Conectores

Co para conectores p.e para entradas y salidas



Bloques

GF para funciones generales SF para funciones especiales BN para bloques ya existentes

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CONECTORES (CO) 

Por medio de los conectores a bloques Terminales las entradas y salidas o Diferentes tensiones

NÚMERO DE BLOQUE 

El número de bloque es asignado automáticamente por el LOGO



El número de bloque del bloque actual está situado en la parte superior derecha de la pantalla. Este tiene la función de indicación del camino.

BLOQUES (BN)

108



Con la función BN se puede asociar un bloque ya generado a otros bloque

PRESENTACIÓN DEL DISPLAY DE LOGO (EJEMPLO)

VISION GENERAL: CONECTORES, FUNCIONES GENERALES Y ESPECIALES

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