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• David Sandoval Sodi

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ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

Falta imagen marca de agua

CONTROL DE MÁQUINAS Y PROCESOS ELÉCTRICOS PROFESOR: FRANCO GUZMÁN LUIS FERNANDO

REPORTE DE PRACTICA 2 Interesante su ejemplo de aplicación EQUIPO NO 2 INTEGRANTES:

BRAMBILA NOYA NÉSTOR MUZQUIZ GONZÁLEZ OSCAR PARDO ISLAS SANDRA FABIOLA FECHA DE REALIZACIÓN: 07/02/2019 AL 21/02/2019 FECHA DE ENTREGA: 28/02/2019

GRUPO: 8AM4

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ÍNDICE

El resumen va antes del índice

RESUMEN. ........................................................................................................................................... 4 OBJETIVO GENERAL. ............................................................................................................................ 4 MARCO TEÓRICO................................................................................................................................. 4 Motores eléctricos .......................................................................................................................... 4 Tipos de motores eléctricos ............................................................................................................ 5 Partes internas de un motor eléctrico ............................................................................................ 5 Partes externas de un motor eléctrico............................................................................................ 6 Motores de corriente alterna.......................................................................................................... 7 Motores monofásicos ..................................................................................................................... 7 Motores trifásicos de rotor en jaula de ardilla................................................................................ 8 Arranque directo de un motor trifásico ........................................................................................ 10 CIRCUITOS COMBINACIONALES. ................................................................................................... 11 Clasificación ............................................................................................................................... 11 Operación. ................................................................................................................................. 11 Análisis....................................................................................................................................... 12 LÓGICA SECUENCIAL ..................................................................................................................... 12 Tipos de circuitos secuenciales. ................................................................................................ 13 SECUENCIA LIFO ............................................................................................................................ 14 SECUENCIA FIFO ............................................................................................................................ 14 TEMPORIZADORES ........................................................................................................................ 15 Temporizador térmico............................................................................................................... 16 Temporizador neumático. ......................................................................................................... 16 Temporizador de motor síncrono. ............................................................................................ 16 Temporizador electrónico. ........................................................................................................ 16 Material y Equipo empleado ............................................................................................................. 17 Desarrollo .......................................................................................................................................... 18 Circuito 2 circuito de paro y arranque de un motor con prioridad al paro................................... 18 Circuito 3 circuito de paro y arranque de un motor con prioridad al arranque ........................... 19 Circuito 4 circuito de paro y arranque de un motor desde dos estaciones diferentes................. 20 Circuito 5 circuito de función de joggeo ....................................................................................... 21 Circuito 6 circuito de función de joggeo con RC ........................................................................... 22 Circuito 7 Inversión de giro de un motor trifásico pasando por paro........................................... 23 Página | 2

Circuito 8 Inversión de giro de un motor trifásico sin pasar por paro .......................................... 24 Circuito 9 CIRCUITO SECUENCIAL .................................................................................................. 25 Circuito 10 LIFO ............................................................................................................................. 26 Circuito 11 FIFO ............................................................................................................................. 27 Circuito 12 lógica secuencial con Timer TON ................................................................................ 28 Circuito 13 lógica secuencial con Temporizadores TON y TOFF ................................................... 29 Circuito 14 LIFO Temporizado ....................................................................................................... 30 Circuito 15 FIFO Temporizado ....................................................................................................... 31 Ejemplo de aplicación - (Inversión de giro de un motor trifásico pasando por paro) ...................... 32 Puente grúa ................................................................................................................................... 32 Componentes y funcionamiento grúa puente .............................................................................. 33 Material y Equipo empleado ............................................................................................................. 37 Diagrama de Gantt ............................................................................................................................ 38 Conclusiones ..................................................................................................................................... 39 Referencias ........................................................................................................................................ 39 Anexos ............................................................................................................................................... 40 Hojas de campo ............................................................................................................................. 40 Hojas de especificación de proyecto ............................................................................................. 42

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RESUMEN. Esta práctica contiene diversos diagramas de fuerza y de control, así como las conexiones correspondientes de diversos métodos para arrancar y parar un motor eléctrico según sea la necesidad del usuario. Empezando con un arranque y paro sencillo, un sistema de Joggeo o una inversión de giro, para subir un poco la dificultad con algunos circuitos donde se hace uso de los temporizadores TON y TOF (Timer On Delay y Timer Off Delay por sus siglas en ingles respectivamente), hasta llegar a los secuenciales o con restricciones llamados LIFO y FIFO (Last Input – First Output y First Input – First Output respectivamente).

Se puede mejorar la redacción

OBJETIVO GENERAL. Realizar la conexión y analizar el funcionamiento de los circuitos de arranque y paro de uno o varios motores según las características de los mismos para cumplir con los requerimientos de los usuarios para garantizar que el consumo energético sea menor en el tiempo de arranque como en el tiempo en el que se estabiliza la velocidad del motor.

MARCO TEÓRICO.

Esto no se puede garantizar a menos de que aplicáramos arrancadores suaves

Motores eléctricos La gran mayoría de los movimientos que realizan las máquinas en la industria, para tareas tan dispares como desplazar objetos, empaquetar, cerrar puertas, subir y bajar materiales, agitar líquidos, etc., se realizan mediante motores eléctricos. Un motor, es un receptor que, al ser alimentado mediante una corriente eléctrica, produce un movimiento giratorio en su eje que, a través de los acoplamientos mecánicos adecuados, es aprovechado para efectuar diferentes trabajos en el sector industrial y doméstico.

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Fig. 1 Motor eléctrico con acoplamiento mecánico.

Fig. 2 Esquema de bloques para el arranque de un motor eléctrico.

Tipos de motores eléctricos Atendiendo al sistema de corriente utilizado en la alimentación, se pueden establecer dos tipos de motores: corriente alterna y corriente continua. Debido a su fácil conexión, bajo mantenimiento y poco coste de fabricación, los más utilizados en la actualidad son los motores de corriente alterna, dejándose para aplicaciones más específicas los de corriente continua.

Partes internas de un motor eléctrico Un motor, y en general cualquier máquina eléctrica rotativa, está constituida por dos partes bien diferenciadas: el rotor y el estator. El rotor es la parte giratoria de la máquina eléctrica y se aloja en el interior del circuito magnético del estator. Desde el exterior lo único que se puede ver de él es su eje. Dependiendo del tipo de máquina eléctrica, el rotor puede estar bobinado o no. En el primer caso, el conexionado eléctrico se realiza desde la caja de bornes, a través de escobillas, a un sistema de colector o anillos rozantes. El estator es la parte fija de la máquina. Está formado por chapa magnética ranurada (o piezas polares), en la que se aloja el devanado. La conexión eléctrica se realiza desde exterior a través de la caja de bornes.

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Fig. 3 Partes de un motor eléctrico.

Partes externas de un motor eléctrico Si echas un vistazo al exterior de un motor eléctrico, podrás identificar las siguientes partes: • Caja de bornes: permite la conexión del motor eléctrico al sistema de alimentación. • Placa de características: es una placa de aluminio en la que se encuentran estampadas (por serigrafia o troquel) las características más significativas del motor. • Eje: es el elemento por el que se trasmite el movimiento giratorio del motor. Dispone de una chaveta para el acoplamiento a la maquinaria en la que vaya a ser instalado. • Carcasa: cubre todo el interior del motor, tanto el circuito eléctrico como el circuito magnético. • Tapa del ventilador: cubre el sistema de ventilación del motor. Dispone de una rejilla para facilitar la salida de aire. • Base de fijación: es la parte de la carcasa que permite la fijación del motor a la bancada en la que va a ubicarse. Suele disponer de cuatro ranuras para la fijación y ajuste mediante tornillos.

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Fig. 4 Partes externas de un motor eléctrico.

Motores de corriente alterna En función del número de fases de la alimentación, los motores de corriente alterna pueden ser monofásicos y trifásicos. Los monofásicos se alimentan mediante fase y neutro y los trifásicos mediante tres fases. Los primeros se utilizan mayoritariamente en entornos domésticos y los segundos en entornos industriales. Los símbolos normalizados para identificar estos motores son los siguientes:

Fig. 5 Motor monofásico.

Fig. 6 Motor trifásico con rotor en cortocircuito

Fig. 7 Motor trifásico con 6 bornes

Fig. 8 Motor con rotor bobinado.

Estos tipos de motores son denominados habitualmente motores de inducción o asíncronos. Entre los motores trifásicos, podemos destacar dos tipos en función del devanado del rotor: los de jaula de ardilla (o cortocircuito) y los de rotor bobinado (o también denominado de anillos rozantes). Los primeros se utilizan de forma mayoritaria en todo tipo de aplicaciones, y los segundos en aquellos casos específicos que requieren un gran par motor.

Motores monofásicos Los motores monofásicos disponen en su interior de dos devanados, uno de arranque y otro de trabajo. Lo habitual es que la caja de bornes de este tipo de motores, disponga solamente de dos bornes, que se conectan directamente entre la fase y el neutro de la red eléctrica. En este caso, el motor tiene un único sentido de giro que no se puede cambiar sin desmontar la máquina, ya que para ello es necesario permutar la polaridad de uno solo de los devanados. Estos motores suelen tener conectado en serie al devanado de arranque, un condensador (en el exterior) o un interruptor centrífugo (en el interior). El primer método el más utilizado en la actualidad debido a su nulo mantenimiento.

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Fig. 9 Inversión del sentido de giro de un motor monofásico.

Estos motores son de baja potencia y su arranque se puede hacer con interruptor bipolar como se muestra en la figura 10. En la figura 11 puedes ver dos formas de arranque directo de un motor monofásico. En el esquema de la izquierda, el motor se alimenta de la red eléctrica con un interruptor bipolar y la protección se realiza mediante fusibles. En el esquema de la derecha, tanto la conmutación de la alimentación eléctrica como la protección, se realiza mediante un interruptor magnetotérmico bipolar.

Fig. 11 Arranque Directo.

Motores trifásicos de rotor en jaula de ardilla Los motores trifásicos disponen en el estator tres devanados, uno por fase. Cada devanado tiene dos terminales, un principio y un final, que salen a la caja de

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bornes, quedando conectados internamente de la siguiente forma:

Fig. 12 Conexión interna de los devanados de un motor trifásico.

En este tipo de motores, el rotor no está bobinado, por tanto, no es necesario realizar en él ningún conexionado eléctrico. Los motores trifásicos disponen una caja de bornes con 6 bornes, los cuales pueden ser interconectados entre sí de la siguiente manera:

Fig. 13 Conexión triángulo y conexión estrella.

La primera conexión se denomina triángulo y es para la menor tensión de funcionamiento del motor. La segunda conexión se denomina estrella y es para la tensión mayor. Así, se puede decir que todos los motores trifásicos son bitensión. Por ejemplo, si un motor trifásico indica en su placa de características, que la tensión nominal es de 230V/400V, si se conecta a una red de alimentación de 230V, la conexión debe hacerse en triángulo. Sin embargo, si la red de alimentación es de 400 V, la conexión de los bornes debe hacerse en estrella.

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Arranque directo de un motor trifásico Los motores de baja potencia (menores de 0,75 kW), pueden arrancarse de forma directa mediante un interruptor tripolar, que permita la apertura o cierre de todas las fases a la vez.

Fig. 14 Diferentes tipos de interruptores tripolares no automáticos.

En el esquema de la izquierda, el corte se hace con un interruptor trifásico de accionamiento manual y la protección contra sobrecargas y cortocircuitos, mediante fusibles. En el esquema de la derecha, el arranque y la protección se hace mediante un interruptor

magnetotérmico tripolar. .

Fig. 15 Dos formas de arranque directo de un motor trifásico.

Fig. 16. Ejemplo de conexión para el arranque de un motor trifásico con interruptor magnetotérmico tripolar.

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CIRCUITOS COMBINACIONALES. Está formado por funciones lógicas elementales (AND, OR, NAND, NOR, etc.), que tiene un determinado número de entradas y salidas. Es un circuito cuya salida depende solamente de la "combinación" de sus entradas en el momento que se está realizando la medida en la salida. Los circuitos de lógica combinacional son hechos a partir de las compuertas básicas compuerta AND, compuerta OR, compuerta NOT. También pueden ser construidos con compuertas NAND, compuertas NOR, compuerta XOR, que son una combinación de las tres compuertas básicas.

Clasificación Entre los circuitos combinacionales clásicos tenemos:  -

LÓGICOS Generador/Detector de paridad Multiplexor y Demultiplexor Codificador y Decodificador Conversor de código Comparador

  -

ARITMÉTICOS Sumador ARITMÉTICOS Y LÓGICOS Unidad aritmeticológica

Estos circuitos están compuestos únicamente por puertas lógicas interconectadas entre sí.

Operación. La operación de los circuitos combinacionales se entiende escribiendo las ecuaciones booleanas y sus tablas de verdad. Todos los circuitos combinacionales pueden representarse empleando álgebra de Boole a partir de su función lógica, generando de forma matemática el funcionamiento del sistema combinacional. De este modo, cada señal de entrada es una variable de la ecuación lógica de salida. Por ejemplo, un sistema combinacional compuesto exclusivamente por una puerta AND tendría dos entradas A y B. Su función combinacional seria F = A \cdot B, para una puerta OR sería F = A + B \. Estas operaciones se pueden combinar formando funciones más complejas. Así, el siguiente esquema se define por la función indicada debajo del mismo.

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Ejemplo de ecuación booleana: F = A. B + A. B

Análisis. El comportamiento de los circuitos combinacionales sólo depende de las señales de entrada en un instante determinado, y no de la secuencia de entradas, es decir, de la historia del circuito. Este hecho no quiere decir que el comportamiento temporal no sea importante, de hecho, una de las principales características de los circuitos que se tienen en cuenta es la velocidad de operación o el retraso de propagación. En función de este retraso, podemos encontrar dos zonas temporales de operación bien diferenciadas: estado estacionario y estado transitorio. Una posible definición de estos estados sería la siguiente: El estado transitorio es aquel espacio temporal que va desde el cambio de las entradas hasta que la salida se estabilice. En este estado, tanto las señales internas como las de salida pueden sufrir cambios (no necesariamente uno solo, sino que pueden ser varios), aunque las señales de entrada no cambien. Estos posibles cambios son los necesarios para que el circuito busque su estabilización. El estado estacionario es aquel espacio temporal que va desde la estabilización del circuito lógico hasta que las entradas vuelvan a cambiar. En este estado, ninguna de las señales del circuito puede sufrir ningún cambio, a no ser que sean las señales de entrada. Es decir, en el estado transitorio se producen todos los cambios necesarios en las señales de salida (e internas) hasta conseguir la estabilización del circuito. En cambio, en el estado estacionario, las señales de salida (e internas) están estables a su valor correcto. Por lo tanto, el comportamiento lógico hay que observarlo en el estado estacionario, en el cual no se producirá ningún cambio adicional debido al cambio actual de las señales de entrada.

LÓGICA SECUENCIAL Un circuito lógico secuencial es aquel cuyas salidas no solo dependen de sus entradas actuales, sino también de su posición o estado actual, almacenada en elementos de memoria. En la siguiente figura se presenta un diagrama a bloques de un circuito secuencial. Este consta de un circuito combinatorio y elementos de almacenamiento que juntos forman un sistema retroalimentado. Los elementos de Página | 12

almacenamiento son dispositivos que pueden almacenar información binaria en su interior (1’s y 0’s). La información binaria almacenada define el estado del circuito secuencial. El circuito secuencial recibe información binaria de entradas externas, las cuales, junto con el estado presente almacenado en memoria, determinan el valor binario de las salidas, así como la condición para cambiar el estado del circuito. El diagrama a bloques muestra que las salidas de un circuito secuencial son función no solo de entradas externas sino también del estado actual o presente de los elementos de almacenamiento, cuyo estado siguiente o próximo, es así mismo, función de las entradas y del estado presente. Por lo tanto, un circuito secuencial se especifica por medio de una secuencia temporal de entradas, salidas y estados internos.

Tipos de circuitos secuenciales. Existen dos tipos principales de circuitos secuenciales, los asíncronos y los síncronos. Un circuito secuencial asíncrono es aquel que su estado puede ser afectado en cualquier instante al cambiar el valor de las entradas. Sus elementos de almacenamiento son dispositivos con retraso de tiempo, en los cuales la capacidad de almacenamiento se debe a que la señal tarda un tiempo finito en propagarse por el dispositivo. En los sistemas asíncronos del tipo compuertas, los elementos de almacenamiento constan de compuertas lógicas donde el tiempo de propagación de las señales proporciona el espacio de almacenamiento requerido. Por lo tanto, un circuito secuencial asíncrono puede considerarse como un circuito combinacional con retroalimentación. Debido a la retroalimentación entre compuertas lógicas, el sistema puede operar de manera impredecible y algunas veces incluso hacerse inestable, por lo que se utilizan en muy contadas ocasiones. Un circuito secuencial síncrono utiliza señales que modifican su estado solo en instantes discretos de tiempo. La sincronización se logra a través de un dispositivo de sincronización llamado generador de señales de reloj que produce una sucesión periódica de pulsos de reloj. Estos se distribuyen en todo el sistema de tal manera que los elementos de almacenamiento sólo sean afectados a la llegada de cada pulso:

Fig. 18 Las salidas de los elementos de almacenamiento cambian solo cuando hay pulsos de reloj. Los circuitos secuenciales síncronos que utilizan pulsos de reloj en la entrada de elementos de almacenamiento reciben el nombre de circuitos secuenciales controlados por reloj y son del tipo que se encuentra con mayor frecuencia en la práctica ya que rara vez manifiestan problemas de inestabilidad

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SECUENCIA LIFO El ciclo de mando en secuencia forzada LIFO (Last Input – First Output) establece un orden fijo de activación de actuadores, desde el primero al último, y luego en el momento de inactividad, exige el proceso inverso, el primero en desactivar es el último en ser activado, y así sucesivamente hasta desactivar el primero. En caso de querer romper la secuencia el sistema no debe permitir la activación, y de igual forma en el momento de intentar romper la secuencia de inactivación los actuadores no deben desactivarse. Fig. 19 Estructura de mando en secuencia forzada LIFO

SECUENCIA FIFO El ciclo de mando en secuencia forzada FIFO (First Input - First Output) establece un orden fijo de activación de actuadores, desde el primero al último, y luego en el momento de inactivarlos, primero se desactiva el primer actuador, luego el segundo y así sucesivamente hasta desactivar el ultimo. En caso de querer romper la secuencia el sistema no debe permitir la activación, y de igual forma en el momento de intentar romper la secuencia de inactivación los actuadores no deben desactivarse. Fig. 20 Mando forzado Sistema FIFO

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TEMPORIZADORES Un temporizador es un aparato con el que podemos regular la conexión o desconexión de un circuito eléctrico después de que se ha programado un tiempo. El elemento fundamental del temporizador es un contador binario, encargado de medir los pulsos suministrados por algún circuito oscilador, con una base de tiempo estable y conocida. El tiempo es determinado por una actividad o proceso que se necesite controlar. Se diferencia del relé, en que los contactos del temporizador no cambian de posición instantáneamente. Podemos clasificar los temporizadores en: -

A la conexión:

Fig. 21 Diferentes tipos de temporizadores

El temporizador recibe una señal de activación, al término del conteo del tiempo programado el temporizador activa o desactiva los contactos según sea el caso. -

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.

Pese a de que los temporizadores se clasifican por su funcionamiento, existen diversos tipos y cada uno sirve para una aplicación especifica:

-

Térmicos. Neumáticos. De motor síncrono. Electrónicos.

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Temporizador térmico. El temporizador térmico actúa por calentamiento de una lámina bimetálica El tiempo viene determinado por el curvado de la lámina. Constan de un transformador cuyo primario se conecta a la red, pero el secundario, que tiene pocas espiras y está conectado en serie con la lámina bimetálica, siempre tiene que estar en cortocircuito para producir el calentamiento de dicha lamina, por lo que cuando realiza la temporización se tiene que desconectar el primario y deje de funcionar.

Temporizador neumático. El funcionamiento del temporizador neumático está basado en la acción de un fuelle que se comprime al ser accionado por el electroimán del relé. Al tender el fuelle a ocupar su posición de reposo la hace lentamente, ya que el aire ha de entrar por un pequeño orificio, que al variar de tamaño cambia el tiempo de recuperación del fuelle y por lo tanto la temporización.

Temporizador de motor síncrono. Son los temporizadores que actúan por medio de un mecanismo de relojería accionado por un pequeño motor, con embrague electromagnético. Al cabo de cierto tiempo de funcionamiento entra en acción el embrague y se produce la apertura o cierre del circuito.

Temporizador electrónico. El principio básico de este tipo de temporización, es la carga o descarga de un condensador mediante una resistencia. Por lo general se emplean condensadores electrolíticos, siempre que su resistencia de aislamiento sea mayor que la resistencia de descarga: en caso contrario el condensador se descargaría a través de su insuficiente resistencia de aislamiento.

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Material y Equipo empleado CANTIDAD

1

MODELO

DESCRIPCION

Imagen

MOTOR TRIFASICO DE BAJA TENSION A7B10001013479 F-1,2 NEMA USO GENERAL 1 HP 208230/460V 60 HZ.

3

3RT20271AK60

CONTACTOR 32A AC 3 15KW / 400V 1NA + 1NC AC 110V 50 HZ 120V 60 HZ 3 POLOS TAMAÑO S0

4

3SB32010AA41

PULSADOR 22MM REDONDO PLASTICO VERDE RASANTE 1NA + 1NC BORNES DE TORNILLO CON SOPORTE

3

3RU21264EB0

RELE DE SOBRECARGA 27 A 32 A PARA PROTECCION DE MOTORES TAMAÑO S0 CLASE 10 PARA MONTAR EN CONTACTOR CIRCUITO PRINCIPAL ATORNILLABLE.

6

3SE51620CA00

Timer ON-DELAY

1

3SB32011HR20

Timer OFF-DELAY

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Desarrollo

Hay que cuidar que el contenido no salga del margen

Circuito 2 circuito de paro y arranque de un motor con prioridad al paro El circuito tiene un botón de arranque BA1 y un botón de paro BP1, el circuito tiene prioridad al paro debido a la configuración del diagrama de control, si el BP1 es activado, el motor se apagara inmediatamente debido a que se encuentra conectado en serie a la bobina del motor, ya que una conexión en serie es equivalente a la compuerta lógica AND lo que nos indica que solo si las entradas están en estado alto, en este caso si fluye la corriente ( contactos cerrados) la salida será un estado 1 o encendido, al presionar botón de arranque y botón de paro al mismo tiempo el motor deberá apagarse, las condiciones de seguridad indican que si se presenta una sobrecarga el motor saldrá de funcionamiento. El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 23 Simbología Americana

Fig. 22 Simbología Europea

Fig. 25 Prueba de prioridad

Fig. 24 Circuito armado

Fig. 27 Prueba de sobrecarga Fig. 26 Prueba de funcionamiento

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Circuito 3 circuito de paro y arranque de un motor con prioridad al arranque El circuito tiene un botón de arranque BA1 y un botón de paro BP1, el circuito tiene prioridad al arranque debido a la conexión física del diagrama de control, debido a que el botón de arranque se encuentra en serie a la bobina que activa el motor, lo cual significa que al presionar botón de arranque y botón de paro al mismo tiempo el motor deberá encontrarse encendido, las condiciones de seguridad nos indican que si se presenta una sobrecarga el motor se apagara. El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 29 Simbología Americana Fig. 28 Simbología Europea

Fig. 30 Circuito armado

Fig. 31 Prueba de prioridad

Página | 19 Fig. 32 Prueba de funcionamiento

Fig. 33 Prueba de sobrecarga

Circuito 4 circuito de paro y arranque de un motor desde dos estaciones diferentes El circuito tiene dos estaciones de botones de paro BP1 y BP2, y dos botones de arranque BA1 y BA2, el motor puede ser energizado por medio de cualquier botón de arranque y también puede ser parado ya sea por BP1 o BP2, el circuito tiene prioridad al paro lo cual significa que al presionar botón de arranque y botón de paro al mismo tiempo el sistema deberá pararse, las condiciones de seguridad nos indican que si se presenta una sobrecarga el motor se apagara. El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 35 Simbología Americana Fig. 34 Simbología Europea

Fig. 36 Circuito armado

Fig. 37 Prueba de funcionamiento

Fig. 38 Prueba de sobrecarga

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Circuito 5 circuito de función de joggeo El circuito tiene un botón de joggeo BJ, el cual permite que sin importar lo que esté pasando en el proceso, este active el sistema en este caso el motor, mientras BJ se encuentre activo, es decir mientras se presiona BJ, una vez que se deja de presionar el sistema se debe de parar, pero debido a un defecto mecánico el tiempo no es el requerido para que BJ se des energice lo cual provoca que el sistema se quede enclavado. El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 40 Simbología Americana Fig. 39 Simbología Europea

Fig. 41 Circuito armado Fig. 42 Prueba de funcionamiento

Fig. 43 Prueba de sobrecarga

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Circuito 6 circuito de función de joggeo con RC El circuito funciona como el circuito de joggeo 5 pero en esta variante se utiliza un relevador de control, el cual nos permite desasociar la bobina que activa al motor y en su lugar se utiliza y se enclava la bobina del relevador de control para hacer más eficiente su funcionamiento. El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 45 Simbología Americana Fig. 44 Simbología Europea

Fig. 46 Circuito armado Fig. 47 Prueba de funcionamiento

Fig. 48 Prueba de sobrecarga

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Circuito 7 Inversión de giro de un motor trifásico pasando por paro Para realizar la inversión del sentido de giro del motor, se debe cambiar el orden de conexión de 2 de las tres fases que alimentan al motor en el diagrama de fuerza, para el diagrama de control después del pulsador de sentido de giro (derecha o izquierda) se conecta en serie un contacto cerrado del contactor que activa al sentido contrario, en este caso el motor se debe parar un momento para poder cambiar de sentido de giro. El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 49 Simbología Europea

Fig. 50 Simbología Americana

Fig. 52 Prueba de sobrecarga Fig. 51 Circuito armado y Prueba de funcionamiento

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Circuito 8 Inversión de giro de un motor trifásico sin pasar por paro Para realizar la inversión del sentido de giro del motor, se debe cambiar el orden de conexión de 2 de las tres fases que alimentan al motor en el diagrama de fuerza, por otro lado, para el diagrama de control después del pulsador de cada sentido de giro (derecha o izquierda) se conecta en serie un contacto cerrado del pulsador que activa al sentido contrario, para que se realice un cambio rápido y el motor no se pare en algún momento. El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 53 Simbología Europea

Fig. 54 Simbología Americana

Fig. 56 Prueba de sobrecarga Fig. 55 Circuito armado y Prueba de funcionamiento

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Circuito 9 CIRCUITO SECUENCIAL Es un circuito secuencial tipo en el cual se desean controlar dos motores M1 y M2, de manera aislada, es decir cada uno cuenta con sus propios botones de arranque y paro El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 57 Simbología Europea

Fig. 59 Circuito armado

Fig. 60 Prueba de funcionamiento

Fig. 58 Simbología Americana

Fig. 61 Prueba de sobrecarga

La secuencia requerida del circuito es la siguiente: Para el arranque: Si se presiona el botón de arranque del motor 1 BAM1 entonces se enciende el motor 1 M1 Si se acciona el botón de arranque del motor 2 BAM2 entonces se enciende el motor 2 M2 Para el paro: Si se presiona el botón de paro del motor 1 BPM1 entonces se para el motor 1 M1 Si se presiona el botón de paro del motor 2 BPM2 entonces se para el motor 2 M2 Condiciones de seguridad: en cualquier momento, si una de las sobrecargas de los motores 1 y 2 es accionada los motores deberán salir de funcionamiento. Página | 25

Circuito 10 LIFO Es un circuito secuencial tipo Last In First Out debido a que el último motor en entrar en funcionamiento deberá ser el primero en salir de funcionamiento El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 62 Simbología Europea

Fig. 64 Circuito armado

Fig. 65 Prueba de funcionamiento

Fig. 63 Simbología Americana

Fig. 66 Prueba de sobrecarga

La secuencia requerida del circuito es la siguiente: Para el arranque: Si se presiona el botón de arranque del motor 1 BAM1 entonces se enciende el motor 1 M1 Si el motor M1 está encendido y se acciona el botón de arranque del motor 2 BAM2 entonces se enciende el motor M2 Por lo cual si es accionado el botón BAM2 antes de que el motor 1 este encendido el motor M2 no deberá funcionar Para el paro: Si se presiona el botón de paro del motor 2 BPM2 entonces se para el motor 2 M2 Si el motor M2 está apagado y se acciona el botón de paro del motor 1 BAM1 es accionado entonces se apaga el motor M1. Por lo cual, si es accionado el botón BPM1 antes de que el motor 2 este apagado, no deberá detener su funcionamiento. Condiciones de seguridad: en cualquier momento, si una de las sobrecargas de los motores 1 y 2 es accionada los motores deberán salir de funcionamiento. Página | 26

Circuito 11 FIFO Es un circuito secuencial tipo First In First Out debido a que el primer motor en entrar en funcionamiento deberá ser el primero en salir de funcionamiento. El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 67 Simbología Europea

Fig. 69 Circuito armado

Fig. 70 Prueba de funcionamiento

Fig. 68 Simbología Americana

Fig. 71 Prueba de sobrecarga

La secuencia requerida del circuito es la siguiente: Para el arranque: Si se presiona el botón de arranque del motor 1 BAM1 entonces se enciende el motor 1 M1 Si el motor M1 está encendido y se acciona el botón de arranque del motor 2 BAM2 entonces se enciende el motor M2 Por lo cual si es accionado el botón BAM2 antes de que el motor 1 este encendido el motor M2 no deberá funcionar Para el paro: Si se presiona el botón de paro del motor 1 BPM1 entonces se para el motor 1 M1 Si el motor M1 está apagado y el botón de paro del motor 2 BAM2 es accionado entonces se apaga el motor M2. Por lo cual si es accionado el botón BPM2 antes de que el motor 1 este apagado el motor M2 no deberá detener su funcionamiento. Condiciones de seguridad en cualquier momento si una de las sobrecargas de los motores 1 y 2 es accionada los motores deberán salir de funcionamiento.

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Circuito 12 lógica secuencial con Timer TON Es un circuito secuencial es activado por un temporizador On-delay lo cual quiere decir que al momento de energizar la bobina del temporizador este empezara a contar durante un tiempo específico y después sus contactos sea NA o NC, cambiarán de estado. El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 73 Simbología Americana Fig. 72 Simbología Europea

Figs. 74 y 75 Circuito armado y Prueba de funcionamiento

La secuencia requerida del circuito es la siguiente: Para el arranque: Si se presiona el botón de arranque y se espera 5 segundos se activa el motor 1 Para el paro: Si se presiona el botón de paro del motor 1 BPM1 entonces se para el motor 1 M1 Condiciones de seguridad: en cualquier momento en que se active la protección de sobrecarga del motor, este deberá salir de funcionamiento.

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Circuito 13 lógica secuencial con Temporizadores TON y TOFF En este circuito el arranque del motor 1 se realiza por medio de un botón pulsador de arranque, pero el motor 2 es activado a partir de la condición de encendido del M1. En el momento en que la bobina del motor se energiza una bobina de un temporizador On-delay se energizara y empezara a contar durante un tiempo específico y después sus contactos sean NA o NC cambiarán de estado activando el motor M2. Para el paro de los motores, el M1 es apagado por medio de un botón de paro, pero el motor M2 deberá apagarse 8 segundos después de que M1 se ha apagado, para este propósito se utiliza un temporizador OFF-delay. El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 77 Simbología Americana Fig. 76 Simbología Europea

Figs. 78 y 79 Circuito armado y Prueba de funcionamiento

La secuencia requerida del circuito es la siguiente: Para el arranque: Si se presiona el botón de arranque del motor 1 BAM1 entonces se enciende el motor 1 M1 Una vez M1 encendido, se espera 5 segundos se activa el motor 2 M2 Para el paro: Si se presiona el botón de paro del motor 1 BPM1 entonces se para el motor 1 M, se espera 8 segundos y el motor 2 M2 se desactiva Condiciones de seguridad: en cualquier momento en que se active la protección de sobrecarga de cualquier motor, estos deberán salir de funcionamiento.

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Circuito 14 LIFO Temporizado Es un circuito secuencial condicionado por tiempos preseleccionados en Timers ON-delay y OFF delay se llama Last In First Out debido a que el último motor en entrar en funcionamiento deberá ser el primero en salir de funcionamiento. El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 81 Simbología Americana Fig. 80 Simbología Europea

Figs. 82 y 83 Circuito armado y Prueba de funcionamiento

La secuencia requerida del circuito es la siguiente: Para el arranque: Si se presiona el botón de arranque del motor 1 BAM1 entonces se enciende el motor 1 M1 Si el motor M1 está encendido y pasan 5 o más segundos y el botón de arranque del motor 2 BAM2 entonces se enciende el motor M2 Por lo cual si es accionado el botón BAM2 antes de que el motor 1 este encendido el motor M2 no deberá funcionar Para el paro: Si se presiona el botón de paro del motor 2 BPM2 entonces se para el motor 2 M2 Si el motor M2 está apagado y pasan 8 o más segundos y el botón de paro del motor 1 BPM1 es accionado entonces se apaga el motor M1. Por lo cual si es accionado el botón BPM1 antes de que el motor 2 este apagado no deberá detener su funcionamiento. Condiciones de seguridad en cualquier momento si una de las sobrecargas de los motores 1 y 2 es accionada los motores deberán salir de funcionamiento.

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Circuito 15 FIFO Temporizado Es un circuito secuencial condicionado por tiempos preseleccionados en Timers ON-delay y OFF delay se llama First in first out debido a que el primer motor en entrar en funcionamiento deberá ser el primero en salir de funcionamiento. El diagrama del circuito es el siguiente

Fig. 85 Simbología Americana Fig. 84 Simbología Europea

Figs. 86 y 87 Circuito armado y Prueba de funcionamiento

La secuencia requerida del circuito es la siguiente: Para el arranque: Si se presiona el botón de arranque del motor 1 BAM1 entonces se enciende el motor 1 M1 Si el motor M1 está encendido y pasan 5 o más segundos y el botón de arranque del motor 2 BAM2 entonces se enciende el motor M2 Por lo cual si es accionado el botón BAM2 antes de que el motor 1 este encendido el motor BAM2 no deberá funcionar Para el paro: Si se presiona el botón de paro del motor 1 BPM1 entonces se para el motor 1 M1 Si el motor M1 está apagado y pasan 8 o más segundos y el botón de paro del motor 2 BPM2 entonces se apaga el motor M2 Por lo cual si es accionado el botón BPM2 antes de que el motor 1 este apagado el motor BAM2 no deberá funcionar Condiciones de seguridad en cualquier momento si una de las sobrecargas de los motores 1 y 2 es accionada los motores deberán salir de funcionamiento.

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Ejemplo de aplicación - (Inversión de giro de un motor trifásico pasando por paro) Puente grúa Es un tipo de grúa que se utiliza en fábricas e industrias, para izar y desplazar cargas pesadas, permitiendo que se puedan movilizar piezas de gran porte en forma horizontal y vertical. Un puente grúa se compone de un par de rieles paralelos ubicados a gran altura sobre los laterales del edificio con un puente metálico (viga) desplazable que cubre el espacio entre ellas. El guinche, también conocido como polipasto, es el dispositivo de izaje de la grúa, se desplaza junto con el puente sobre el cual se encuentra; el guinche, a su vez se encuentra alojado sobre otro riel que le permite moverse para ubicarse en posiciones entre los dos rieles principales. A diferencia de las grúas móviles o de construcción, los puentes-grúa son utilizados por lo general en fábricas o galpones industriales estando limitados a operar dentro del galpón o nave industrial donde se encuentran instalados. El uso de este tipo de grúa se aplica en: 

La industria del acero Este tipo de grúa son aprovechadas especialmente en la industria del acero, ya que permiten desplazar fácilmente productos terminados, como por ejemplo caños, vigas o bobinas, tanto para su almacenamiento, como para la carga para realizar transporte. En GNC Calderería, puedes encontrar varios ejemplos de Grúa Puente utilizados en Medios Productivos de GNC Calderería.

Figura 88 Puente grúa instalado en una fundidora



La industria subsidiaria del cemento Este tipo de puente grúa también es utilizado en la industria subsidiaria del cemento, ya que la fabricación de elementos como caños, vigas o postes, todos ellos de gran peso, es más fácil gracias a estos aparatos.



La industria del automóvil y de maquinarías pesadas En la industria del automóvil, hay momentos en los que se necesita ensamblar grandes piezas o el manejo de ciertas materias primas, al igual que en la industria de maquinarías pesadas como por ejemplo máquinas viales como topadoras, motoniveladoras, camiones o palas cargadoras.



En fábricas de papel En fábricas de papel, los puentes grúas son utilizados durante el mantenimiento periódico que se necesitan para eliminar equipos pesados como los rodillos.

Figura 89 Página | 32 Puente grúa instalado en una fábrica ensambladora

Componentes y funcionamiento grúa puente Las grúas-puente se dividen en cuatro componentes: 1. Mecanismo elevación Los puentes-grúa se clasifican en tres tipos de mecanismos según la capacidad de carga y la luz del puente grúa: 

Tipo Polipasto Monorraíl: En este tipo de mecanismo la estructura resistente está conformada por las carcasas propias de los mecanismos eléctricos, de accionamiento y de reducción, está caracterizado por su tendencia hacia el mínimo peso propio, y por su constitución en línea, y por lo tanto cubre el campo de aplicación de manutención de cargas bajas.

Figura 90 Mecanismo de elevación tipo monorraíl





Tipo Carro Polipasto: La característica principal de este tipo es su simplicidad del polipasto, así como la rodadura sobre dos carriles para permitir mayor nivel de carga, lo que permite manutención de cargas de nivel intermedio. Su estructura está compuesta por dos travesaños, sobre los que se apoya todo el mecanismo de elevación, traslación o accionamiento, y los rodillos de rodaduras se apoyan en uno o dos largueros que lleva implícitos.

Figura 91 Mecanismo de elevación tipo carro polipasto

Tipo Carro abierto: Es el mecanismo de elevación para cargas elevadas, gracias a una estructura robusta y resistente que permite soportar grandes cargas verticales, así como transmitir esfuerzos que han sido generados por la carga útil hacia los rodillos de rodadura.

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2. Viga principal

Figura 92 Mecanismo de elevación tipo carro abierto

Los puentes grúa tienen una viga principal que suele tener estructura de viga cajón, debido a su sencillez de fabricación, pero que puede variar según el tipo de carga soportada: 

Viga principal para cargas bajas En el caso de que se trate de cargas bajas, se suele utilizar un puente-grúa con una sola viga principal que es recorrida por el polipasto simple, y en el caso de que el peso no superé las cuatro toneladas, esta viga principal suele estar constituida por un perfil laminado en forma de I y los rodillos de rodadura del polipas que circulan por las alas inferiores del perfil.

Figura 93 Viga principal para cargas bajas



Viga principal para cargas altas Sin embargo, en el momento que la carga útil pasa las cuatro toneladas, se suele utilizar una doble viga principal, que es recorrida por un carro abierto o por un carro polipasto.

Figura 94 Viga principal para cargas altas

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3. Viga testero Esta viga, simplemente puntualiza que es la encargada de mover la viga principal a lo largo del camino de rodadura.

Figura 95 Viga testero

4. Camino de rodadura Para cualquiera que sea el tipo de puente de grúa, ya sea que tengan 3 o más de motores para dar mayor torque a la grúa, se rigen bajo el mismo funcionamiento, en este caso, usaremos el ejemplo más simple para un puente de grúa, que es utilizando 3 motores, uno para el mecanismo de elevación, ya sea por cualquiera de los 3 métodos mencionados anteriormente, otro segundo motor para la viga principal y por ultimo un tercer motor para el funcionamiento de la viga testero. El funcionamiento es el siguiente:    

Los tres motores son trifásicos y deben de arrancar e invertir de giro pasando por paro. Un motor no debe de arrancar si es que otro está en funcionamiento. Debe de llevar interruptores de final de carrera por seguridad del propio sistema mecánico. Tiene que pasar por paro si se desea parar en un punto especifico. Diagrama de fuerza

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Diagrama de control

Donde:                   

M1 M2 M3 S1, S2 y S3 S4, S5 y S6 S7, S8 y S9 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 LS1 LS2 LS3 LS4 LS5 LS6 SC1, SC2 y SC3

Motor 1 – Mecanismo de elevación Motor 2 – Viga principal Motor 3 – Viga testero Botón de arranque, Inversión y paro del motor 1 Botón de arranque, Inversión y paro del motor 2 Botón de arranque, Inversión y paro del motor 3 Contactor electromagnético de M1 (marcha adelante) Contactor electromagnético de M1 (marcha atrás) Contactor electromagnético de M2 (marcha adelante) Contactor electromagnético de M2 (marcha atrás) Contactor electromagnético de M3 (marcha adelante) Contactor electromagnético de M3 (marcha atrás) Sensor de final de carrera de M1 Sensor de final de carrera de M1 Sensor de final de carrera de M2 Sensor de final de carrera de M2 Sensor de final de carrera de M3 Sensor de final de carrera de M3 Protección de sobrecarga de motores M1, M2 y M3

Funcionamiento: Como se obtuvo en el diagrama de control, se puede observar el siguiente comportamiento: 

Al oprimir cualquier botón de S1 o S2, el motor del mecanismo de elevación arranca de manera deseada, por ejemplo, si presiono S1 el motor marcha adelante (baja), debido a que KM1 está enclavado, el motor no para hasta que se presiona el botón de paro S3, o bien si M1 llega hasta LS1, (lo que ocurra primero), cuando el motor 1 se detiene ahora si puedo Página | 36

oprimir S2 para que el motor 1 de marcha atrás (sube), hasta que oprima el botón de paro o que llegue hasta LS2. 

Esta misma secuencia sucede en los motores M2 y M3.



Para evitar que los motores arranquen al mismo tiempo, se colocaron en serie los contactos cerrados de sus respectivos KM# contrarios como se observa en el diagrama de control, esto para evitar posibles entradas a los relevadores de control de cada motor.



Por último se colocan los contactos cerrados de los relevadores térmicos de sobrecarga para proteger a todo el sistema.

Material y Equipo empleado CANTIDAD

MODELO

3

A7B10001013479

6

3RT20271AK60

4

3SB32010AA41

2

3SB32010AA21

3

3RU21264EB0

6

3SE51620CA00 + 3SE50000AR01

1

3SB32011HR20

DESCRIPCION MOTOR TRIFASICO DE BAJA TENSION F-1,2 NEMA USO GENERAL 5 HP 208-230/460V 60 HZ. CONTACTOR 32A AC 3 15KW / 400V 1NA + 1NC AC 110V 50 HZ 120V 60 HZ 3 POLOS TAMAÑO S0 PULSADOR 22MM REDONDO PLASTICO VERDE RASANTE 1NA + 1NC BORNES DE TORNILLO CON SOPORTE PULSADOR 22MM REDONDO PLASTICO ROJO RASANTE 1NA + 1NC BORNES DE TORNILLO CON SOPORTE RELE DE SOBRECARGA 27 A 32 A PARA PROTECCION DE MOTORES TAMAÑO S0 CLASE 10 PARA MONTAR EN CONTACTOR CIRCUITO PRINCIPAL ATORNILLABLE. BASIC SWITCH FOR POSITION + CABEZA D/ACCIONAMIENTO P/INTER PULSADOR DE PARADA DE EMERGENCIA 22MM REDONDO PLASTICO ROJO 40MM SOSTENIDO DESENCLAVAMIENTO POR GIRO 1 NA + 1NC.

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Diagrama de Gantt

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Conclusiones Brambila Noya Néstor En esta práctica realizamos la conexión de varios circuitos de arranque y paro de un motor con distinta configuración para satisfacer las necesidades de los requerimientos solicitados. Visualizando el funcionamiento pudimos analizar la lógica operacional de los temporizadores en secuencia.

Múzquiz González Oscar Durante el desarrollo de estos ejercicios prácticos analizamos que el funcionamiento del arranque y paro de uno o varios motores es básicamente el mismo, en algunos pueden variar un poco dependiendo la prioridad que tenga nuestro circuito. En los secuenciales fue importante entender la lógica de operación de los temporizadores para llegar a nuestro objetivo. Pardo Islas Sandra Fabiola

Con esta práctica pudimos realizar la conexión y manipular el funcionamiento de varios circuitos con diferentes características como lo son arranque paro e inversión de giro y otros con uso de temporizadores esto me ayudó a comprender mejor el funcionamiento de los componentes vistos en clase, en uno de los circuitos de la práctica pudimos ver que nuestro error era que estábamos conectando un contactor con Interlock lo cual no permitía que dos motores funcionarán al mismo tiempo, errores como estos son importantes a evitar pero en general me agradó mucho la práctica ya que al final tenía un poco de más de confianza al conectar y manipular los motores

Referencias http://juandiaz.pro/fp/Libros%20en%20formato%20digital/Automatismos%20Industriales %20-%20Editex.pdf https://www.ecured.cu/Circuito_combinacional http://www.itq.edu.mx/carreras/IngElectronica/archivos_contenido/Apuntes%20de%20m aterias/Apuntes_Log_Sec_Comb/Sesion_12_LSC.pdf https://campusvirtual.univalle.edu.co/moodle/pluginfile.php/1408476/mod_resource/co ntent/2/SEC%20CL05%2015032018.pdf https://www.ingmecafenix.com/electricidad-industrial/temporizador-tipos-temporizador/

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Anexos Hojas de campo

Ejercicio No.5

Ejercicio No.3 Ejercicio No.4

Ejercicio No.6

Ejercicio No.8 Ejercicio No.7

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Ejercicio No.9

Ejercicio No.11 Ejercicio No.10

Ejercicio No.12 Ejercicio No.13

Ejercicio No.14

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Hojas de especificación de proyecto Ejercicio No.15

                 

}

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 Cotizaciones:

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