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Apuntes de Diseño de Instalación Eléctrica

Universidad Politécnica de Valencia

Escuela Politécnica Superior de Alcoy

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Autores:

José Manuel Diez Aznar

Pedro Ángel Blasco Espinosa

Índice

Bloque 1: Introducción a los automatismos

Tema 1: Generalidades.

1.1. Concepto.

1.2. Estructura general de un automatismo.

1.3. Tecnologías de implementación.

1.4. Tipos de automatismos.

Tema 2: Componentes.

2.1. Tipos de señales.

2.2. Elementos de protección.

2.3. Elementos de mando y maniobra.

2.4. Elementos de control.

Tema 3: Normas de representación de automatismos.

3.1. Esquema de potencia y esquema de mando.

3.2. Clasificación de esquemas.

3.3. Normas de representación.

Bloque 2: Diseño de automatismos cableados


4.1. Elemento accionado y su codificación.

4.2. Expresiones lógicas. Algebra de Boole.

Tema 5: Automatismos sin memoria.

5.1. Introducción.

5.2. Símbolo representativo. Monodo.

5.3. Ecuación de accionamiento.

5.4. Representación de esquema de mando.

Tema 6: Automatismos con memoria.

6.1. Introducción.

6.2. Símbolo representativo. Binodo.

6.3. Ecuación de accionamiento.

6.4. Diagrama de funcionamiento.4.3.- Accesorios y aparatos genéricos.

Bloque 3: Diseño de automatismos programados


7.1. Introducción.

7.2. Ecuación de accionamiento y ecuación de voltios.

7.3. Procedimiento general de diseño.

Tema 8: El autómata LOGO.

8.1. Introducción.

8.2. Cableado y direccionamiento.

8.3. Programación de un LOGO.

Bloque I: Introducción a los automatismos

Toda máquina o conjunto de máquinas, que evolucionanrespetando unas condiciones de funcionamiento prefijadas,con la mínima intervención humana posible.

1) Encargarse de trabajos repetitivos, peligrosos y penosos.2) Controlar la seguridad del personal e instalaciones.3) Incrementar la producción y productividad.4) Disminuir el consumo de materia y energía.

Sensores Actuadores

Interfase Interfase

1) Si se cumplen las condiciones que hacen que unasalida esté activada, ésta lo estará.

2) Cuando no se cumplan estará desactivada.

1) Si se cumplen las condiciones que hacen que unasalida se active, ésta se activará, y permaneceráactivada aunque desaparezca la condición.

2) Cuando se cumplen las condiciones de desactivación,se desactivará.

Son aquellos donde los cambios de las variables deentrada actúan en el mismo instante en el que seproducen.

Los cambios se tienen en cuenta en función de una señalde reloj.

Señal de reloj


Señal Binaria de 8 Bits

¿Qué es necesario proteger?

FusibleRelé térmico Interruptor magnetotérmico.Guardamotor

Interruptor diferencial

NOTA: En Instalaciones Eléctricas de BT se explicarán estos dispositivos

Son elementos o componentes que se utilizan para realizar el mando y la maniobra de un automatismo.

A continuación se desarrollan los más utilizados en el diseño de automatismos electromecánicos.

Es un interface que consta de una bobina y contactos N.A yN.C. Los contactos suelen soportar pequeñas intensidades(hasta 16 A), por lo tanto, suelen emplearse en el circuito demando.

Bobina desactivada Bobina activada

Es un interface que consta de una bobina, contactosprincipales y contactos auxiliares N.A y N.C. Los contactosprincipales se alojan en el circuito de potencia y los auxiliaresen el circuito de mando.

Bobina desactivada Bobina activada

Está constituido principalmente por una bobina y unoscontactos N.A y N.C.

El cambio de estado de los contactos se produce en función deun tiempo, es decir, el contacto N.A se cierra y el N.C se abre.

Los tipos de temporizadores básicos son los siguientes:

a) Temporizado a la conexión.b) Temporizado a la desconexión.

Son elementos o componentes que suministran información al automatismo de una determinada magnitud física.

A continuación se desarrollan los más utilizados en el diseño de automatismos electromecánicos:

Además como añadido:

1 Muelle de compresión2 Caja3 Disco de retención4 Contacto normalmente abierto5 Contacto normalmente cerrado

6 Muelle arqueado7 Muelle de presión de contactos8 Lámina de contacto9 Perno de guía

PNP con contacto normalmente abierto

PNP con contacto normalmente cerrado

NPN con contacto normalmente abierto

NPN con contacto normalmente cerrado

1 El emisor y el receptor se montan separados2 La distancia máxima de detección es de 10 m

1 El emisor y el receptor se suministra en el mismo módulo2 La distancia máxima de detección es de 5 m

1 El emisor y el receptor se suministra en el mismo módulo2 La distancia máxima de detección es de 1 m


¿ Por qué es necesario tener un esquema de potencia y otro de mando?

Se representan varios cables con un trazo único y sólo un símbolo

Cada conductor se representa por una línea y cada elemento por un símbolo

Clase

Función

Número

~~

Gráfica Tabulada

Ref. Cruzadade KM10

Ref. Cruzadade KM10

Bloque II: Diseño de automatismos cableados

Entradas Salidas

Pulsador de marcha = SB1

Cuando se pulse SB1 SB1

Cuando no se pulse SB1 SB1

Ecuación de accionamiento

Tabla de verdad


Tabla de verdad


Tabla de verdad


Tabla de verdad


Tabla de verdad


Tabla de verdad

¡Imprescindible!Tecnología cableada


1) Si se cumplen las condiciones que hacen que unasalida esté activada, ésta lo estará.

2) Cuando no se cumplan estará desactivada.

1) Variables creadoras: son aquellas que hacen que la salida adopte el estado “S”.

2) Variables anuladoras: son aquellas que hacen que la salida adopte el estado “S”.

Variables creadoras

Variables anuladoras

Prioridad a la desactivación

Prioridad a la activación

Prioridad a la desactivación

Prioridad a la activación

Variables creadoras



Variables creadoras

ji PPPMMMS

ji PPPMMMS

jiiMS

Ejemplo de aplicación(Prioridad a la desactivación)

gfedbaS

gfedbaS

Condiciones de funcionamiento

iMMMPjPPS

iMMMPjPPS

MiMMPjPPS

MiMMPjPPS

i jMiS

Ejemplo de aplicación(Prioridad a la activación)

gfedbaS

gfedbaS



Esquema de mando(Tecnología Eléctrica)

gfedbaS


1) Si se cumplen las condiciones que hacen que unasalida se active, ésta se activará, y permaneceráactivada aunque desaparezca la condición.

2) Cuando se cumplen las condiciones de desactivación,se desactivará.

Realimentación

Variables creadoras


jiiMSS Prioridad a la desactivación

iMMMS

iiMS

jPPPS

jjPS

Ecuación de activación Ecuación de desactivación

El tipo de prioridad depende: de la tecnología empleada, del dispositivo utilizado y del diseño realizado

Ejemplo de aplicación


Utilizando realimentación

cbdaSS

Utilizando planteamiento biestable

daS

cbS




cbdaSS


daS

cbS

Bloque III: Diseño de automatismos programados

Programa

Tecnología Cableada

TecnologíaProgramada

¡Tenemos que pensar en voltios!

Programa

Ecuación de accionamiento = Ecuación de voltios

Ecuación de voltios

Programa



Programa



Programa




Diagrama de funcionamiento

Ecuaciones de accionamiento

Esquemas Ecuaciones de voltios

Programas

Elección decontactos

Bloque III: Diseño de automatismos programados



“b” y “e” : N.C

gfedbaS

gfedbaSV



gfedbaSV



cbdaSS


daS

cbSEcuaciones de accionamiento

“b” y “d” : N.C



cbdaSS

cbdaSSV

“b” y “d” : N.C

Ecuaciones de voltios

Ecuaciones de accionamiento

daS cbS

daSV cbSV

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