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UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE TIJUANA
ANALISIS DE LA PRDIDA DE ENERGIA NEUMATICA EN EL
AREA DE ACCUSLIDE
TESIS
PARA OBTENER EL GRADO DE
INGENIERO ELECTROMECNICO INDUSTRIAL
PRESENTA:
Hctor Jurez Altamirano
Tijuana Baja California Abril 2011
DEDICATORIA Y AGRADECIMIENTO
Comentario [KBSL1]: Falta segunda portada y hoja en blanco
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ANALISIS DE LA PRDIDA DE ENERGIA NEUMATICA EN EL AREA DE
ACCUSLIDE
INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 2
Agradezco a mis maestros que me dieron la enseanza y sabidura
para afrontar los
problemas presentados durante la estancia en la escuela y la
paciencia para compartir
sus conocimientos.
Agradezco al gerente de mantenimiento Ing. Luis Garca que me
brindo la oportunidad
de realizar en esta empresa mi estada profesional.
A mi asesor empresarial Jos Jacinto Saldaa que me ayudo desde el
primer momento a
realizar mi proyecto y que regalo parte de su tiempo,
conocimiento, paciencia para
ensearme como conseguir habilidad en la relacin del trabajo.
A los que me tendieron su mano para ayudarme, a mis amigos con
quienes siempre
cont y a los que me motivaron a seguir adelante.
A mi esposa y a mis hijos
Gracias a ustedes he finalizado una etapa ms de mi vida;
agradezco la confianza que
han depositado en m, el apoyo que cont para seguir adelante con
mi vida profesional,
por estar con migo en las buenas y en las malas, sin pedir nada
a cambio.
A mis padres y hermanos
El apoyo en compartir con migo logros y tropiezos por el
esfuerzo que han realizado
durante toda mi vida, por la educacin que midieron, para que por
fin llegara este
momento, siendo para m la mejor de las herencias.
Mi triunfo y mi cario son suyos
Gracias a dios, ahora soy lo que ayer so.
INDICE
Comentario [KBSL2]: acentos
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ANALISIS DE LA PRDIDA DE ENERGIA NEUMATICA EN EL AREA DE
ACCUSLIDE
INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 3
CAPITULO I
INTRODUCCION
......................................................................................................
10
CAPITULO II
II.1MARCO TEORICO
..............................................................................................
11
II.2 Anlisis de la prdida de energa neumtica
.......................................................... 11
II.3 Deteccin de Perdida energa neumtica
...............................................................
14
II.4 Qu hacer cuando se detecta la perdida de energa neumtica
............................... 15
II.5 Mtodos para deteccin de prdida de energa neumtica
.................................... 20
II.6 Procedimiento para Prueba de fugas
.....................................................................
24
II.7 Distribucin De Energa Neumtica
......................................................................
26
II.8 Sistema automatizado
...........................................................................................
27
II.9 Caractersticas PLC Moller512-DC-RC
................................................................
35
II.10 Programacin
....................................................................................................
38
II.11 Software EASY-SOFT
.......................................................................................
44
II.12 Vlvula de solenoide
..........................................................................................
53
II.13 Rel o
relevador..................................................................................................
58
II.14 Temporizador Multi-Rango de Tiempo
...............................................................
61
II.15 Sensor QS18VN6FP
..........................................................................................
63
II.16 Fibra ptica
........................................................................................................
65
II.17 Diagrama elctrico maquina Accuslide
..............................................................
67
II.18 Qucs proyecto
....................................................................................................
73
II.19 Definicin Operacional
.......................................................................................
74
CAPITULO III
III.1Metodologa
.........................................................................................................
82
III.2 Deteccin de Perdida energa neumtica
..............................................................
82
III.3 Procedimiento de deteccin de prdida de energa neumtica
.............................. 84
III.4 Costo y las Fuentes Potenciales de Ingresos
........................................................ 85
III.5 Mtodos para deteccin de prdida de energa neumtica
................................... 87
III.6 Procedimiento para Prueba de fugas
....................................................................
89
III.7 Prueba piloto para la mejora de prdida de energa neumtica
............................ 90
CAPITULO IV
IV.1 DESARROLLO
..................................................................................................
92
IV.2 Recopilacin de datos, Anlisis del problema y etiquetado
................................. 92
IV.3 Mejora en el uso de energa neumtica
................................................................
97
IV.4 Elaboracin de diagramas elctricos
....................................................................
99
IV.5 Diagrama Interno PLC Moller 512- DC-RC
...................................................... 104
IV.6 Etiquetado de entras, salidas y voltajes
..............................................................
105
IV.7 Funcin Del Sistema Automatizado
..................................................................
106
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ACCUSLIDE
INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 4
IV.8 Antes la maquina Accuslide
..............................................................................
107
Conclusiones.............................................................................................................
109
Discusin De Resultados
...........................................................................................
110
Recomendaciones
.....................................................................................................
111
Bibliografa
...............................................................................................................
112
TABLAS
Tabla 1 Costos calculados de uso en electricidad
......................................................... 18
Tabla 2 Dimetros de tuberas
.....................................................................................
19
Tabla 3 Aproximacin en costo anual de energa neumtica
........................................ 19
Tabla 4 Grafica lineal
..................................................................................................
20
Tabla 5 Caractersticas PLC Moller 512-DC-RC
......................................................... 35
Tabla 6 Referencia de costos
.......................................................................................
86
Tabla 7 Referencia de dimetros, cada de presin, prdida de
potencia kw. ................ 86
Tabla 8 Volumen, consumo elctrico y costo para varios tamaos de
fugas ................. 87
Tabla 9 etiqueta de prdida de energa neumtica de tubing de 5mm
........................... 94
Tabla 10 Suma de consumo total en 7 etiquetas de prdida de
energa neumtica ........ 95
Tabla 11 Monitoreo en una jornada de trabajo
.............................................................
96
FIGURAS
fig.1 Diagrama para identificar el consumo en porcentaje.
.......................................... 14
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INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 5
fig.2 Algunos sensores en el mercado
..........................................................................
21
fig.3 Equip Flex.US detector de fugas por ultrasonidos
............................................. 23
fig.4 Procedimiento para Prueba de fugas
...................................................................
25
fig.5 PLC
....................................................................................................................
29
fig.6 Diagrama Escalera
..............................................................................................
32
fig.7 diagrama en escalera flip-flop R-S
......................................................................
32
fig.8 diagrama escalera mnemnicos.
..........................................................................
33
fig.9 Ejemplo de programacin en mnemnico
........................................................... 34
fig.10 Lenguaje de funciones, escalera, instrucciones
.................................................. 34
fig.11 PLC Moller512-DC-RC
....................................................................................
35
fig.12 Aspecto de EASY
.............................................................................................
36
fig.13 funciones de las teclas
.......................................................................................
37
fig.14 Esquema lgico a contactos
.............................................................................
38
fig.15 Pantalla parmetros temporizador
.....................................................................
39
fig.16 Pantalla reloj programable
................................................................................
40
fig.17 Pantalla comparacin de e valores nominales
.................................................... 40
fig.18 Esquema de contactos
.......................................................................................
41
fig.19 Operaciones entre contactos
..............................................................................
42
fig.20 Contacto directo
................................................................................................
42
fig.21 Conexin Serie
(AND)......................................................................................
42
fig.22 Conexin Paralelo (OR)
....................................................................................
42
fig.23 Bloques de contactos conectados en serie y/o en paralelo
.................................. 42
fig.24 Auto- enclavamiento
.........................................................................................
43
fig.25 Bobina de enganche y
desenganche...................................................................
43
fig.26 Inversor de giro
.................................................................................................
44
fig.27 Software EASY-SOFT
......................................................................................
44
fig.28 Esquema Escalera Easy
....................................................................................
45
fig.29 Esquema segn norma DIN-IEC
.......................................................................
46
fig.30 Esquema segn norma ANSI
............................................................................
46
fig.31 Control de los movimientos de subida y bajada de un
ascensor ......................... 47
fig.32 Movimientos y leyendas
...................................................................................
48
fig.33 Ejemplo de pantalla de configuracin
................................................................
51
fig.34 Vlvula solenoide
.............................................................................................
54
fig.35 Como est compuesta una vlvula solenoide
..................................................... 54
fig.36 Electroimanes
..................................................................................................
55
fig.37 Rel o relevador
................................................................................................
59
fig.38 Diagrama Escalera
............................................................................................
60
fig.39 Temporizador
...................................................................................................
61
fig.40 Partes del temporizador
.....................................................................................
61
fig.41 Sensor QS18VN6FP
........................................................................................
63
fig.42 Fibra ptica
.......................................................................................................
65
fig.43 Diagramas Elctricos Maquina Accuslide.
........................................................ 68
fig.44 Diagramas Elctricos Maquina Accuslide
........................................................ 69
fig.45 Sensores freno ndex
.........................................................................................
70
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ACCUSLIDE
INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 6
fig.46 ndex plato trasportador
....................................................................................
70
fig.47 Diagrama Seal X12 Sensor fotoelctrico
........................................................ 71
fig.48 Sensor fotoelctrico
.........................................................................................
72
fig.49 Detecta la posicin de la pieza
..........................................................................
72
fig.50 Qucs diseo de diagramas elctricos
.................................................................
73
fig.51 Layout maquina Accuslide
................................................................................
74
fig.52 Maquina Accuslide
...........................................................................................
74
fig.53 Estacin 1
.........................................................................................................
74
fig.54 Posicin slider
.................................................................................................
74
fig.55 Estacin 2
.........................................................................................................
75
fig.56 Nido principal
...................................................................................................
75
fig.57 Brazo mecnico
..............................................................................................
75
fig.58 Estacin 3
.........................................................................................................
76
fig.59 Insercin de baln
..............................................................................................
76
fig.60 Pieza
Accuslide.................................................................................................
76
fig.61 Insercin de baln en Slider
...............................................................................
76
fig.62 Estacin 5
.........................................................................................................
77
fig.63 Estacin 6
.........................................................................................................
78
fig.64 Deteccin de baln y prueba de fuga
..................................................................
78
fig.65 Detector de baln
...............................................................................................
78
fig.66 Fixtura GO & NO GO
....................................................................................
79
fig.67 Estacin 7
.........................................................................................................
80
fig.68 Retiro de piezas
aceptadas.................................................................................
80
fig.69 Brazo mecnico
...............................................................................................
80
fig.70 Contenedores piezas buenas
.............................................................................
80
fig.71 Estacin 8
.........................................................................................................
81
fig.72 Retiro de piezas Rechazadas
............................................................................
81
fig.73 Tolva de seleccin
...........................................................................................
81
fig.74 Contenedores piezas malas
...............................................................................
81
fig.75 Representacin en porcentaje
............................................................................
82
fig.76 Aparatos porttiles
............................................................................................
88
fig.77 Prueba piloto
.....................................................................................................
90
fig. 78 Corte automtico de energa neumtica
............................................................ 91
fig. 79 Vlvula principal
.............................................................................................
92
fig.80 Manmetro
.......................................................................................................
92
fig. 81 Medidores de flujo
...........................................................................................
93
fig.82 Conexiones de tubing
........................................................................................
93
fig.83 Transporte de la materia prima a la estacin 1
................................................... 93
fig.84 olla materia prima
.............................................................................................
97
fig.85 Riel materia prima
............................................................................................
97
fig.86 -PLC MOELLER
.............................................................................................
98
fig.87 RELAY 24VDC
..............................................................................................
98
fig.88VALVULA SELENOIDE 120VAC DE
...................................................... 98
fig.89 Diagrama fsico de fuerza
.................................................................................
99
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ACCUSLIDE
INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 7
fig.90 Diagrama Escalera 110VAC
...........................................................................
100
fig.91 Diagrama De Conexiones Entradas PLC Moller 512- DC-RC
........................ 101
fig.92 Diagrama De Conexiones Salidas
...................................................................
102
fig.93 Diagrama Interno En Escalera
.........................................................................
103
fig.94 Diagrama PLC
................................................................................................
104
fig.95 Conexiones Voltaje +24V
...............................................................................
105
fig.96 Conexiones Entradas PLC
...............................................................................
105
fig.97 Conexiones Salidas PLC
.................................................................................
106
fig. 98 Sistema Automatizado
...................................................................................
106
fig. 99 Corte automtico de energa neumtica
.......................................................... 107
fig. 100 Antes la maquina Accuslide
.........................................................................
107
fig.101 Despus la maquina Accuslide
......................................................................
108
RESUMEN
-
ANALISIS DE LA PRDIDA DE ENERGIA NEUMATICA EN EL AREA DE
ACCUSLIDE
INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 8
En el anlisis de energa neumtica se manejaron diferentes pasos,
eliminar el
desperdicio, controlar y monitorear el uso, maximizar la
eficiencia este punto es muy
importante en la maquina Accuslide por el tipo de accesorios
neumticos que utiliza,
para el ahorro en este caso nos llevo a la tarea de hacer un
anlisis para minimizar
costos econmicos por perdida de energa neumtica. La instalacin
de un sistema
automatizado para optimizar el consumo es minimizar en su
totalidad los puntos de
consumo de la maquina. Seguimiento de medidas de mejora
sobretodo la actualizacin
de las instalaciones que tienen como finalidad el ahorro.
La extensin de la automatizacin de forma sencilla en cuanto a
mecanismo, y adems a
bajo costo, se ha logrado utilizando tcnicas relacionadas con la
neumtica, la cual se
basa en la utilizacin de energa neumtica, y es empleada en la
mayor parte de las
mquinas modernas. La automatizacin industrial, a travs de
componentes neumticos,
es una de las soluciones ms sencillas, rentables y con mayor
futuro de la aplicacin en
la industria. La combinacin de Electrnica y Neumtica es un nuevo
paso para mejorar
la flexibilidad y la fiabilidad de los automatismos
neumticos.
JUSTIFICACION
Comentario [KBSL3]: acentos
Comentario [KBSL4]: acentos
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ANALISIS DE LA PRDIDA DE ENERGIA NEUMATICA EN EL AREA DE
ACCUSLIDE
INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 9
Debido a la gran cantidad de accesorios neumticos con que cuenta
la maquina
Accuslide, y los altos requerimientos de produccin de las
mismas, el sistema de
energa neumtica cumple un papel muy importante en dicho proceso
productivo.
El anlisis brinda la oportunidad de establecer los factores que
lo afectan, para luego
determinar utilizando los criterios adecuados, las alternativas
o posibles soluciones para
la optimizacin del mismo.
Metodologas de importancia como son la recopilacin de datos, el
diagnstico
energtico y el anlisis de fallas se utilizan no solo para poder
establecer los factores
que afectan al sistema, sino que tambin determinar las
condiciones actuales de
operacin del equipo, as como identificar y aprovechar una serie
de reas de
oportunidad o prevenir al momento de encontrar algn punto de
ahorro.
Los resultados obtenidos sirven de base para obtener un
conocimiento claro del a
situacin actual del sistema, logrando con ello el planteamiento
de recomendaciones
para mejorar el consumo de energa neumtica en la maquina
Accuslide.
INTRODUCCION
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ANALISIS DE LA PRDIDA DE ENERGIA NEUMATICA EN EL AREA DE
ACCUSLIDE
INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 10
La primera vez que se us la energa neumtica fue en el soplado de
metales para su
enfriamiento. El invento del fuelle favoreci la creacin de
nuevos metales al alcanzarse
temperaturas ms altas en los hornos. Sera sin embargo a partir
del siglo XIX donde
empezara a estudiarse el aire como sistema de transporte en
energa. El uso y la
produccin de energa neumtica son factores clave para el
aseguramiento de calidad.
Un monitoreo constante, y los datos que provee, puede ser
extremadamente tiles para
su aseguramiento de calidad causados por sbitas cadas de presin
o alguna falla en el
equipo neumtico. Tambin, un control inteligente asegura que la
energa neumtica sea
generada, y por consecuencia usando electricidad, solo cuando
sea necesario y solo para
el compresor apropiado de acorde a la demanda. El ahorro de
energa neumtica se
maneja en tres pasos, eliminar el desperdicio, controlar y
monitorear el uso, maximizar
la eficiencia es muy importante en el sector industrial, es
necesario planear una
instalacin correcta para el ahorro de energa neumtica, en este
caso la perdida de
energa neumtica nos lleva a la tarea de hacer un anlisis para
minimizar los costos
econmicos por perdida de energa neumtica en la maquinaria en la
actualidad la
prdida se traduce a un desperdicio de dinero. La mayora de las
plantas comnmente
gastan hasta 20% de su produccin de energa neumtica en fugas.
Esto representa cerca
de $85,000 dlares en energa desperdiciada por ao. El ahorro
empieza desde el
momento que deja de desperdiciar energa neumtica. Las fugas le
estn costando
dinero en este momento. Las fugas le van a seguir costando
dinero hasta ser reparadas.
II.1MARCO TEORICO
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ANALISIS DE LA PRDIDA DE ENERGIA NEUMATICA EN EL AREA DE
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INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 11
II.2 Anlisis de la prdida de energa neumtica
La prdida de energa neumtica es un problema comn para casi todos
los sistemas
industriales de aire comprimido. Cuando los costos de energa se
elevan, las fugas de
aire comprimido son una fuente significativa de desperdicio. La
energa neumtica se
utilizado tambin en la fabricacin o la produccin y en los
problemas asociados con
fugas pueden afectar la eficiencia, la produccin y la
confiabilidad.
Control de la prdida
Pueden ser utilizados medidores de velocidad:
Flex.US detector de fugas por ultrasonidos, Placa de orificio,
rea variable con resorte,
Al multiplicar la velocidad por el rea de flujo obtenemos el
caudal. Se requiere
compensar la densidad por cambios de presin y temperatura.
Alternativas
Muchas compaas utilizan la solucin de la burbuja para enjabonar
las conexiones.
El tcnico entonces busca una corriente constante de las burbujas
que indican el sitio de
escape. Este mtodo de baja tecnologa es muy efectivo pero puede
ser lento y requiere
limpieza.
Deteccin proactiva
Un equipo debe ser reunido para rpidamente localizar, etiquetar
y reparar la perdida de
energa neumtica mensualmente. Aunque usted pueda or el silbar la
perdida de energa
neumtica en muchas plantas puede ser muy til utilizar un
detector de alta frecuencia
ultrasnico con auriculares para localizar con toda precisin las
fuentes de escape en
ambientes ruidosos de la fbrica. Estos dispositivos detectan la
turbulencia en el flujo de
aire que resulta cuando el aire comprimido a alta presin se
escapa por el sitio de fuga a
la atmsfera.
Reparando
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La reparacin sencilla de la fuga incluye apretar y aplicar
apropiadamente el hilo
sellador. Muchos vendedores de selladores ofrecen cursos de
capitacin bsicos que
pueden recorrer un largo camino hacia eliminar las fuentes del
desperdicio futuro.
Asegrese de comprar mangueras, tubos y acoplamientos de alta
clida. El dinero que
ahorra al comprarlos de baja calidad, se evapora rpidamente
cuando se forman nuevas
fugas en el sistema.
El desperdicio ms grande
Si usted tiene equipo que ya no est en operacin pero tiene una
lnea de suministro de
aire comprimido, asegrese de que se ha aislado el suministro con
una vlvula de
calidad.
Baja presin
Cundo los sistemas incluyen numerosas fugas de aire comprimido,
la produccin a
menudo sufre de la falta de presin adecuada. Con el tiempo, la
presin es aumentada
para satisfacer la demanda de aire en la lnea de produccin. Esta
reparacin rpida
compone simplemente los escapes con una mayor presin del
sistema, la mayor
cantidad de escapes que resultan, creando una circulo de
desperdicio y una conducta
improductiva.
Costo y las fuentes potenciales de ingresos
Parecera que el sentido comn dictara simplemente que todas
compaas querran
eliminar el desecho asociado con fugas de aire comprimido pero
tristemente, ese no es
el caso. La administracin de la compaa quiere saber por qu ellos
deben sostener un
programa proactivo de deteccin de fugas de aire comprimido y
estar en sus manos
crear un caso de negocio o el argumento financiero para
justificar el presupuesto para
instrumentos, capacitacin, suministros y mano de obra para
alcanzar un programa
proactivo de deteccin de fugas. Las buenas noticias son, para la
mayora de las
instalaciones, la justificacin financiera para el programa no
ser dura de alcanzar.
Alcance del anlisis de prdida de energa neumtica
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ANALISIS DE LA PRDIDA DE ENERGIA NEUMATICA EN EL AREA DE
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El alcance del anlisis de prdida de energa neumtica se limita al
no contar con el
equipo necesario para el anlisis de prdida de energa neumtica
basndose en el alto
impacto notorio de fugas y ruido en el rea de Accuslide.
Produccin econmica de energa neumtica
Teniendo en cuenta todos los gastos de energa, refrigerantes,
mantenimiento y la
depreciacin del compresor, un metro cbico de aire puede costar
entre 0,5 y 2,5
cntimos de euro, dependiendo del modelo, la carga y el estado de
mantenimiento del
compresor. Por esta razn, muchas empresas dan gran importancia a
una produccin
econmica del aire comprimido. Y este es justamente el motivo por
el cual los
compresores de tornillo refrigerados por aceite tienen xito: con
estas mquinas puede
ahorrarse hasta un 20% de los costes que generaba antes la
produccin de energa
neumtica.
Un buen asesoramiento es determinante para el ahorro de prdida
de energa
neumtica
El sistema de energa neumtica tendr que estar perfectamente
adaptado al uso, a su
lugar y condiciones ambientales. Debe estar formado por
compresores, aparatos de
tratamiento y conducciones de dimensiones correctas, contar con
sistemas de control
eficaces, una tcnica de ventilacin adecuada y un buen sistema de
tratamiento de
condensados y, a ser posible, un sistema de recuperacin del
calor. Este sistema
incluye el anlisis de la demanda aire, la planificacin y la
realizacin del proyecto. Los
puntos ms importantes son la calidad del asesoramiento y la
eleccin correcta de los
elementos tcnicos, ya que el mayor potencial de ahorro se
encuentra precisamente en el
consumo de energa y en el mantenimiento, y no en los costes de
adquisicin de la
estacin. Conviene comprobar la presin mnima de trabajo de los
equipos conectados y
las prdidas de presin en la red. Entre los factores que se deben
tomar en cuenta para
localizar prdidas de presin, pueden ser:
Ramales de tuberas de energa neumtica que no se utilizan:
Conviene localizar e
identificar las tuberas de energa neumtica no utilizada en la
actualidad. Si no se
utilizaran desconectar los circuitos. Las tuberas y ramales no
utilizados y que no estn
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INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 14
aislados, se presurizan y vacan cada vez que
presurizan/despresuriza el sistema de
energa neumtica. Estas tuberas y ramales pueden ser una fuente
potencial de fugas.
II.3 Deteccin de Perdida de energa neumtica
La prdida de energa neumtica representa el segundo o tercer
costo ms alto de
servicios en sus Instalaciones. Sin un programa efectivo de
mantenimiento de fugas en
el lugar, puede contabilizar tanto como un 25% de la demanda
total del sistema de
energa neumtica.
Cunto Podemos Ahorrar en energa neumtica?
fig.1 Diagrama para identificar el consumo en porcentaje.
Los esfuerzos proactivos y preventivos del mantenimiento con una
inversin mnima
pueden ver el objetivo de escape reducirse de un 25% a un ms
razonable 5%. A
continuacin se proporciona una gua paso a paso para empezar un
programa para
encontrar las fugas que le cuestan su organizacin.
Estrategia
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ANALISIS DE LA PRDIDA DE ENERGIA NEUMATICA EN EL AREA DE
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INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 15
En el corazn de cualquier estrategia reposa una meta.
Cul es la meta de su programa de manejo de prdida de energa
neumtica?
Aqu estn algunas ideas:
Automatizar las tomas de alimentacin de la maquinaria
Mantener una tasa de fuga del 5%
Aumentar la vida de sus compresores
Elevar el conocimiento del empleado acerca de la conservacin de
energa, y
acerca de la perdida de energa neumtica en general
Incluir una vigilancia constante del sistema para asuntos de
integridad y
seguridad
Educar a los empleados acerca de las mejores prcticas la perdida
energa
neumtica
Disminuir el desperdicio de energa
II.4 Qu hacer cuando se detecta la perdida de energa
neumtica
una fuga de energa neumtica en una conexin
un sistema de boquillas de aire activadas en una mquina en
reposo
una limpieza de rea o personal con energa neumtica
Acciones Correctivas
Eliminar los desperdicios de aire comprimido con la lnea de
produccin fuera de
operacin
Optimizar el uso de energa neumtica en lnea de produccin en
operacin
Acciones Preventivas
Medir el consumo de energa neumtica despus de las mejoras de
manera peridica
Mantener los ahorros obtenidos
Capacitacin de tecnologas (electro neumtica, etc.) y nuevas
filosofas de
mantenimiento (TPM, etc.)
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Cmo Podemos Lograr Estos Ahorros?
*Objetivo: reduccin de costos de operacin en su empresa:
uso eficiente de su equipo neumtico
mejoras en el uso de la energa neumtica
mayor duracin de sus compresores
prevencin de paros inesperados
*Detectar las reas de oportunidad en los procesos e
instalaciones relacionados con la
optimizacin del uso del aire comprimido, para que se reflejen en
ahorros medibles y
cuantificables
*Analizar las lneas de produccin para identificar los
desperdicios de aire comprimido
y dar las herramientas necesarias para la toma de decisiones
referente a la optimizacin
de su uso. Y lo mejor: Autofinanciamiento
*Anotar las metas y publicarlas en un rea donde puedan recibir
una revisin constante.
Seguramente, durante el proceso de implementar la estrategia,
surgirn preguntas acerca
del estado de la corriente del sistema de energa neumtica.
Manejar el sistema es ms
que encontrar las fugas; es acerca de revisar en su totalidad en
busca de reas donde las
mejoras pueden ser hechas.
Procedimiento
Algunos elementos procesales para considerar de un buen programa
de manejo de fugas
de energa neumtica son:
Publicar una gua de la seguridad para la deteccin ultrasnica de
fugas,
reparaciones de fugas, y para la inspeccin general del
sistema
La Frecuencia - Un programa de mantenimiento de aire comprimido
implica una
inspeccin completa de sus lneas areas 3-4 veces por ao. Las
inspecciones
regulares asegurarn que nuevos fugas sean encontradas, y
confirman tambin que
las fugas etiquetadas de inspecciones pasadas fueron
reparadas.
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ACCUSLIDE
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Conozca el Sistema Familiarice a todos con el lado del
suministro, el lado de la
demanda, el nmero de compresores, presiones de operacin, y
cualquier adicin
que fuera hecha al sistema desde que fue instalado.
Asegurarse de que quienquiera que utilice el equipo ultrasnico
ha recibido la
capacitacin apropiada por parte de un instructor acreditado.
Encuentre, Etiquete, y repare las fugas
Vuelva a verificar Asegrese de volver a verificar el rea de
fugas con el detector
ultrasnico despus de que las fugas sean reparadas. Recuerde que
la persona que
hace la reparacin no puede ser la misma persona que etiqueto la
fuga. Tambin, al
hacer la reparacin es posible que una nueva fuga sea creada.
Documente todo Asegrese de que la administracin conoce del gran
trabajo
realizado para ahorrarle dinero a la compaa
Costo y las Fuentes Potenciales de Ingresos
Parecera que el sentido comn dictara simplemente que todas
compaas querran
eliminar el desecho asociado con la perdida de energa neumtica
pero tristemente, ese
no es el caso. La administracin de la compaa quiere saber por qu
ellos deben
sostener un programa proactivo de deteccin de prdida de energa
neumtica y estar
en sus manos crear un caso de negocio o el argumento financiero
para justificar el
presupuesto para instrumentos, capacitacin, suministros y mano
de obra para alcanzar
un programa proactivo de deteccin de prdida de energa
neumtica.
Las buenas noticias son, para la mayora de las instalaciones, la
justificacin financiera
para el programa no ser dura de alcanzar.
Las fuentes de justificacin pueden incluir los ahorros
verdaderos (mano de obra,
energa, material), la produccin aumentada (ms unidades por hora)
y menos inversin
de capital requerida (nuevos compresores).
Desperdicio de energa por las fugas
La fuga causa una cada en el sistema de presin
Las herramientas neumticas funcionan con menor eficiencia,
reduciendo la
produccin
Ciclos ms frecuentes para equipos de aire comprimido reducen la
vida de
sistema, incluyendo el compresor
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INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 18
El incremento del tiempo de trabajo puede llevar tambin a
requisitos
adicionales de mantenimiento y un aumento imprevisto del tiempo
de inactividad
Agregando la capacidad innecesaria del compresor para mantenerse
al ritmo de
la perdida de energa neumtica
Adems de los elementos mencionados arriba, las empresas con los
mejores
rendimientos tienen conductas de primer nivel. Es decir, usted
tiene que actuar
Mejores Prcticas para ser Mejores Prcticas. Malgastar energa
neumtica no
es una conducta de mejores prcticas.
Tabla 1 Costos calculados de uso en electricidad
En casa, nosotros nunca pensaramos en echar andar nuestro
sistema de calefaccin ni el
aire acondicionado con una ventana o puerta abierta. Reconocemos
esa conducta como
de desperdicio. No atender las fugas en el sistema de aire
comprimido en sus
instalaciones es muy parecido, en una escala ms grande. Empezar
un programa
proactivo de deteccin de fugas de aire hoy y documentar los
ahorros podra ser el
comienzo de un apoyo creciente de la compaa para programas
futuros de mejora del
mantenimiento. El pago puede ser rpido e impresionante. En los
trminos actuales de
corto tiempo, los ambientes rpidos de negocio de golpe, este
programa le podra lanzar
como una superestrella del mantenimiento.
Es esencial que los dimetros de las tuberas sean adecuadamente
dimensionadas para
evitar importantes cadas de presin. La velocidad del aire en las
tuberas no debe ser
superior a los 6 m/seg. , dependiendo de la longitud.
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INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 19
Tabla 2 Dimetros de tuberas
Costo basado en un sistema presurizado de 110psi. Costo de la
energa neumtica $0.54
USD por 1000 cfm. 8000 horas de operacin al ao.
Tabla 3 Aproximacin en costo anual de energa neumtica
A diferentes dimetros de orificios y caudales en funcin de la
presin de trabajo. U n
programa para el monitoreo de fugas debera ser implementado segn
la antigedad y
las caractersticas de la red; ello evitara paradas de produccin,
disminucin de la
productividad, mayores piezas rechazadas e importantes gastos de
tiempo.
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INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 20
Tabla 4 Grafica lineal
II.5 Mtodos para deteccin de prdida de energa neumtica
La mayora de los detectores ultrasnicos estn equipados con un
sensor interno para la
deteccin de prdida de presin y vaco. Este sensor es ideal para
la deteccin diaria de
perdida energa neumtica donde la fuente del escape est al
alcance del inspector. Para
inspecciones en reas de difcil alcance, verifique con su
proveedor para la
disponibilidad de extensiones. Algunos modelos ofrecen
extensiones flexibles y otros
son rgidos. La tubera en techos es propensa a fugas pero
normalmente inaccesible sin
una escalera o un elevador de tijera. La inspeccin ahora es
posible con un cono
recolector de largo alcance. Originalmente diseado por la NASA,
la forma cnica
singular del embudo media la distancia de ondas ultrasnicas (50
100) en el sensor
acstico del detector ultrasnico que proporciona al inspector con
una distancia
prolongada de sensibilidad y direccionalidad extrema. Los
sensores comnmente
disponibles incluyen:
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fig.2 Algunos sensores en el mercado
Seleccionar sensor parablico si las fugas que usted detecta estn
fuera del alcance del
cono. Los de forma parablica se enfocan en ondas ultrasnicas
apenas perceptibles en
una sper amplificacin ultrasnica sensible de cristal y con lo
cual extendiendo el
rango de deteccin por arriba a 250. Algunos instrumentos ofrecen
sealamiento lser
opcional para localizar con toda precisin la fuente exacta de la
fuga, o usted puede
utilizar la mira de rifle en la luz del sol brillante.
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Flex.US detector de fugas por ultrasonidos.
fig.3 Equip Flex.US detector de fugas por ultrasonidos
Detector de fugas para redes de energa as como para sistemas
neumticos en equipos
y maquinaria. Detector de fugas para redes de aire comprimido as
como para sistemas
neumticos en equipos y maquinaria
Caractersticas y beneficios
1. La energa neumtica = dinero perdido.
Perdida de energa neumtica representan entre el 30 y el 40% de
la demanda total de
aire en una fbrica. Los compresores como el tercer ms alto de
consumo de energa en
la mayora de las instalaciones. Encontrar y reparar las fugas es
la mejor oportunidad
que tenemos para la energa y la reduccin de los costos de
operacin.
2. Una fuga = peligro.
Deteccin de fugas en sistemas de frenos neumticos de vehculos es
una medida
prioritaria que asegura vehculos ms seguros en nuestras
carreteras.
3. la integridad de estanqueidad = calidad y problemas de
comodidad.
Para comprobar la estanqueidad de cualquier volumen (vehculos,
aeronaves,
habitaciones limpias, la envolvente del edificio, muros de
contencin nuclear, etc.) que
necesita la fiabilidad y la precisin del mtodo de prueba
ultrasnica. Las pruebas de
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INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 23
fuga ultrasnica son el mtodo ms ampliamente utilizado para
identificar el ruido del
viento y las fugas de agua en los vehculos, y las cuestiones de
integridad en otros
volmenes cerrados.
4. Las fugas producen ruido ultrasnico, el FLEX.US te permite
escuchar.
Como un escape pasa de una alta presin a una baja presin, se
crea turbulencia. La
turbulencia genera un componente de sonido de alta frecuencia,
que es detectado por el
FLEX.US, lo que permite al tcnico para identificar y localizar
rpidamente las fugas
5. Una herramienta muy til, El FLEX.US rpidamente paga por s
mismo.
Flex.US es un poderoso instrumento de diagnstico que garantiza
resultados. Las ondas
ultrasnicas son detectadas por FLEX.US y se convierte en
representante de los sonidos
audibles que se escuchan en el auricular. FLEX.US no se ve
afectada por altos niveles
de ruido ambiente de fbrica. Su diseo es un enfoque nico a los
mtodos tradicionales
de ensayo.
6. La fiabilidad de la FLEX. EE.UU. no tiene rival.
FLEX.US mantiene la calidad de sonido turbulenta de un escape,
ya que convierte el
ruido ultrasnico a los seres humanos pueden or el sonido
(silbido). Algunos
instrumentos de la simple produccin de seales electrnicas
(pitido) en el
auricular. Estas seales falsas no distinguen un sonido de fuga
de otros fenmenos y
hacer la deteccin de fugas casi imposible.
7. El FLEX.US, toda la flexibilidad que usted necesitar
siempre.
El diseo de la FLEX.US se basa en el popular "Sensor flexible"
de TED. Montado en
el extremo de un tubo de acero flexible, el sensor ultrasnico
puede tener acceso a
cualquier difciles de alcanzar. Doblarse, retorcerse, y la curva
de su FLEX.US para
adaptarse a su inspeccin. Con seguridad, armario elctrico de
exploracin y detrs de
los guardias de mquinas sin poner las manos en peligro. Para
garantizar la comodidad,
el control de volumen se ajusta rpidamente cuando la ecografa se
encuentra muy
fuerte. Esta sensibilidad proporciona un alto nivel de precisin
que hace la deteccin de
fugas es un placer, no una tarea.
8. El FLEX.US se ha completado.
El auricular de calidad de la FLEX.US tiene una excelente
atenuacin del ruido
propiedades para su uso en el entorno ms ruidoso. Un trato
especial y diferenciado 200
mW transmisor de ultrasonido con 2 frecuencias est disponible
como una opcin para
poner a prueba la integridad de los volmenes cerrados. Un caso
que lleva rugoso con
relleno de espuma protege su FLEX.US cuando no es en uso.
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9. El FLEX.US es robusto, y un placer de usar.
Las apariencias no engaan. La FLEX.US es una herramienta slida,
construida para
durar. Esperar el mismo nivel de calidad de sinnimo del nombre
de trato especial y
diferenciado. Fcil de usar, funciona con 2 pilas alcalinas de
tamao AA.
10. El FLEX.US lleva el signo de un lder del mercado.
El FLEX.US es el producto de una gran riqueza de la experiencia
adquirida por el trato
especial y diferenciado Internacional en el mantenimiento
predictivo, la deteccin de
fugas y control de calidad en todos los sectores. El xito de
trato especial y diferenciado
se basa en su deseo de proporcionar soluciones eficientes que
satisfagan las necesidades
de los clientes para que puedan mejorar su rentabilidad.
II.6 Procedimiento para Prueba de fugas
1 Conecte el sensor apropiado para la inspeccin a la entrada del
sensor para conectar
los auriculares o bocinas a la salida de audio.
2 Encienda el equipo.
3 Asegrese de que la carga de la batera sea suficiente para
tomar las lecturas viendo la
luz del indicador de batera.
4 Despus de asegurarse que todos los procedimientos de seguridad
para su Instalacin
se han seguido, proceda al mtodo requerido de inspeccin descrito
como sigue.
5 Fije la sensibilidad al ambiente en el cual estar trabajando.
Con la amplitud tan alta
como sea admisible para ese ambiente, escanee con un movimiento
de arriba hacia
abajo, y de izquierda a derecha. Escanee el rea posible de fuga
para encontrar un
sonido que silba. Escuche por los auriculares o bocinas y mire
la seal en el medidor o
indicador.
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fig. 4 Procedimiento para Prueba de fugas
6 Si un sonido que silba se oye, acrquese a la fuente del sonido
que silba. Disminuya la
sensibilidad de la amplitud al acercarse al sonido si el silbido
se vuelve ms fuerte.
7 Cuando este cerca de la fuga, puede conectar una punta de
localizacin para localizar
con toda precisin la fuente del escape. Escanee de izquierda a
derecha, y de arriba
hacia abajo, para confirmar. Mire el medidor o la pantalla para
el aumento o la
disminucin en la seal mientras escanea. Escuche el sonido si se
obtiene ms fuerte o
ms dbil al escanear. El lugar donde el sonido es ms fuerte es el
sitio de la fuga.
8 Marque la fuente de fuga y reprela o etiqutela para una
reparacin posterior.
9 Documente la informacin de la fuga (ubicacin, tipo de fuga, el
tamao de la fuga, el
inspector, etc.).
10 Confirme la eficacia de las reparaciones. Esto es un paso
crucial que muchos
programas dejan pasar. No es raro para la reparacin en un escape
documentado causar
un nuevo escape en algn lugar cercano a la fuga original.
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II.7 Distribucin De Energa Neumtica
Aspectos a considerar en la distribucin del aire comprimido
Al iniciar el proceso de diseo de una instalacin de aire
comprimido se deben
investigar todas las aplicaciones y su ubicacin en la planta
tales como:
Presin.
Se debe estimar la presin a la cual se desea trabajar para
establecer el funcionamiento
del compresor y de la red. Generalmente una red industrial de
aire comprimido tiene
presiones de 6 y 7 bar. Se distinguen dos conceptos: La presin
de servicio es la
suministrada por el compresor o acumulador y existe en las
tuberas que alimentan a los
consumidores.
2. La presin de trabajo es la necesaria en el puesto de trabajo
considerado. En la
mayora de los casos, es de 600 kPa (6 bares). Por eso, los datos
de servicio de los
elementos se refieren a esta presin. Para garantizar un
funcionamiento fiable y preciso
es necesario que la presin tenga un valor constante. De sta
dependen: La velocidad y
fuerza.
Caudal
Es la cantidad de aire que suministra el compresor. El caudal se
expresa en m3/min o
m3/h. El caudal de la red deber ser diseado con base en la
demanda. Existen dos
conceptos: El caudal terico y caudal efectivo real.
Perdida de presin
Los componentes de una red de aire comprimido como codos, ts,
cambios de seccin,
unidades de mantenimiento y otras se oponen al flujo generando
prdidas de presin.
Garantizar que las prdidas estn en los lmites permisibles es una
labor esencial del
diseo.
Refrigerador posterior de agua 0,09 bar
Refrigerador posterior de aire 0,09 bar
Secador frigorfico 0,20 bar
Secador adsorcin 0,30 bar
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Separadores cermicos 0,10 bar
Red de tuberas 0,14 bar
Filtros en general 0,15 bar
II.8 Sistema automatizado
La automatizacin es un sistema donde se trasfieren tareas de
produccin, realizadas
habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos
tecnolgicos.
Un sistema automatizado consta de dos partes principales:
Parte de mando
Parte Operativa
La Parte Operativa. Es la parte que acta directamente sobre la
mquina. Son los
elementos que hacen que la mquina se mueva y realice la operacin
deseada. Los
elementos que forman la parte operativa son los accionadores de
las mquinas como
motores, cilindros, compresores y los captadores como
fotodiodos, finales de carrera.
La Parte de Mando. Suele ser un autmata programable (tecnologa
programada),
aunque hasta hace poco se utilizaban rels electromagnticos,
tarjetas electrnicas o
mdulos lgicos neumticos (tecnologa cableada). En un sistema de
fabricacin
automatizado el autmata programable est en el centro del
sistema. Este debe ser capaz
de comunicarse con todos los constituyentes de sistema
automatizado.
Autmata programable
Entendemos por Autmata Programable, o PLC (Controlador Lgico
Programable),
toda mquina electrnica, diseada para controlar en tiempo real y
en medio industrial
procesos secuenciales. Su manejo y programacin puede ser
realizada por personal
elctrico o electrnico sin conocimientos informticos. Realiza
funciones lgicas:
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series, paralelos, temporizaciones, contajes y otras ms potentes
como clculos,
regulaciones, etc.
Otra definicin de autmata programable sera una caja en la que
existen, por una
parte, unos terminales de entrada (o captadores) a los que se
conectan pulsadores,
finales de carrera, fotoclulas, detectores...; y por otra, unos
terminales de salida (o
actuadores) a los que se conectarn bobinas de contactares,
electrovlvulas, lmparas...,
de forma que la actuacin de estos ltimos est en funcin de las
seales de entrada que
estn activadas en cada momento, segn el programa almacenado.
La funcin bsica de los autmatas programables es la de reducir el
trabajo del usuario a
realizar el programa, es decir, la relacin entre las seales de
entrada que se tienen que
cumplir para activar cada salida, puesto que los elementos
tradicionales (como rels
auxiliares, de enclavamiento, temporizadores, contadores...) son
internos.
Objetivos de la automatizacin
*Mejorar la productividad de la empresa, reduciendo los costos
de la produccin
*Mejorar las condiciones de trabajo del personal
*Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o
manualmente.
*Mejorar la disponibilidad de los productos.
*Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no
requiera grandes
conocimientos.
*Integrar la gestin y produccin.
Un autmata programable industrial (API) o Programable logic
controller (PLC), es un
equipo electrnico, programable en lenguaje no informtico,
diseado para controlar en
tiempo real y en ambiente de tipo industrial, procesos
secuenciales. Un PLC trabaja en
base a la informacin recibida por los captadores y el programa
lgico interno,
actuando sobre los accionadores de la instalacin.
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fig.5 PLC
Campos de aplicacin
El PLC por sus especiales caractersticas de diseo tiene un campo
de aplicacin muy
extenso. La constante evolucin del hardware y software ampla
constantemente este
campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan en
el espectro de sus
posibilidades reales.
Su utilizacin se da fundamentalmente en aquellas instalaciones
en donde es necesario
un proceso de maniobra, control, sealizacin, etc. Por tanto, su
aplicacin abarca
desde procesos de fabricacin industriales de cualquier tipo a
transformaciones
industriales, control de instalaciones, etc.
Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje,
la posibilidad de
almacenar los programas para su posterior y rpida utilizacin, la
modificacin o
alteracin de los mismos, etc., hace que su eficacia se aprecie
fundamentalmente en
procesos en que se producen necesidades tales como: Espacio
reducido, procesos de
produccin peridicamente cambiantes, procesos secuenciales,
maquinaria de procesos
variables. Instalaciones de procesos complejos y amplios,
Chequeo de programacin
centralizada de las partes del proceso.
Ejemplos de aplicaciones generales
PLC
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Maniobra de maquinas, maquinaria industrial de plstico,
maquinaria de embalajes,
maniobra de instalaciones, instalaciones de aire acondicionado,
calefaccin,
instalaciones de seguridad, sealizacin y control, chequeo de
programas, sealizacin
del estado de procesos.
Ventajas e inconvenientes
Menor tiempo empleado en la elaboracin de proyectos debido a
que: No es necesario
dibujar el esquema de contactos, no es necesario simplificar las
ecuaciones lgicas, ya
que, por lo general la, capacidad de almacenamiento del mdulo de
memoria es lo
suficientemente grande. La lista de materiales queda
sensiblemente reducida, y al
elaborar el presupuesto correspondiente eliminaremos parte del
problema que supone el
contar con diferentes proveedores, distintos plazos de
entrega.
Menor costo de mano de obra de la instalacin, economa de
mantenimiento, adems de
aumentar la fiabilidad del sistema, al eliminar contactos
mviles, los mismos autmatas
pueden indicar y detectar averas. Posibilidad de gobernar varias
mquinas con un
mismo autmata, menor tiempo para la puesta en funcionamiento del
proceso al quedar
reducido el tiempo cableado. Si por alguna razn la mquina queda
fuera de servicio, el
autmata sigue siendo til para otra mquina o sistema de
produccin.
Inconvenientes
Como inconvenientes podramos hablar, en primer lugar, de que
hace falta un
programador, lo que obliga a adiestrar a uno de los tcnicos en
tal sentido, pero hoy en
da ese inconveniente est solucionado porque las universidades ya
se encargan de dicho
adiestramiento.
El costo inicial tambin puede ser un inconveniente.
Funciones bsica de un PLC
Comentario [KBSL5]: acentos
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INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 31
Deteccin: Lectura de la seal de los captadores distribuidos por
el sistema de
fabricacin.
Mando: Lectura de la seal de los captadores distribuidos por el
sistema de fabricacin.
Dialogo hombre maquina: Mantener un dilogo con los operarios de
produccin,
obedeciendo sus consignas e informando del estado del
proceso.
Simbologa
Smbolo Concepto
X Entrada
Y Salida
C Bandera o memoria
T Temporizador
C Contador
S Instruccin Set
R Instruccin Reset
Diagrama de escalera
Un diagrama de escalera es la representacin grfica en forma de
diagramas de
circuitos. Similar a los esquemas de circuitos usados en control
convencional.
En este diagrama, cuando se cierra el interruptor X1 la bobina
del relevador CR1 es
energizada, con lo cual el contacto normalmente cerrado (N.C.)
se abre cortando el
suministro de energa a la salida Y1, mientras que el contacto
normalmente abierto
(N.A.) se cierra suministrndole energa a la salida Y2. Podemos
simplificar este
diagrama si convenimos en representar tanto la bobina del
relevador como los contactos
a la salida del mismo con el mismo smbolo, con lo cual nuestro
diagrama de escalera
toma el siguiente aspecto:
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INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 32
fig.6 Diagrama Escalera
PLC diagrama en escalera flip-flop R-S usando un diagrama lgico
de escalera. Un
esquema funcional representativo de lo que andamos buscando es
el siguiente
fig.7 diagrama en escalera flip-flop R-S
Diagrama de Escalera, Mnemnico y de Compuertas
Los diagramas de escalera son usados para la representacin
general de circuitos de
control que facilite su anlisis mediante el uso de contactos N.A
y N.C,
Temporizadores, Contadores de eventos, Registros de corrimiento
y otros elementos de
control, mediante conexiones entre elementos que tiene similitud
con una escalera, de
aqu su nombre. El diagrama de escalera le facilita al
programador, entender el
funcionamiento del programa, pero no son instrucciones que el
PLC directamente
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INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 33
ejecute para el caso de algunos equipos comerciales, por lo cual
es necesario codificar.
El diagrama de escalera se convierte a lista de mnemnicos, en la
cual el PLC s ejecuta
en particular modelo y marca, en el caso del PLC de Moller
llamado (PICO) si se
introduce directamente el diagrama de escalera sin convertir a
lista de mnemnicos, esta
tarea de conversin es propia del programador, para lo cual deber
dedicar tiempo para
estudiar la parte tcnica y caractersticas del PLC a usar.
Algunos de los elementos que se usan son los siguientes:
f ig. 8 diagrama escalera mnemnicos.
Esla entrada I2 igual a 1 (est activa), es la entrada I2 igual a
0 (est desactivada),
S, R (Set y Reset) activado desactivado I, O (Input, Output) en
el PLC
LOD es un mnemnico o instruccin usado para unir cada bloque o
inicio de
condiciones, en general conexin e interconexin con otro bloque a
diferentes niveles,
indicando despus de LOD el elemento que lo antecede seguido del
que lo sucede:
(LD) Condicin (s) Accin (s)
Un diagrama de escalera tiene su equivalente en lista de
mnemnicos. En la figura
vemos un equivalente para estas dos formas de expresar un
programa. En esta figura se
especifica, mediante dos lenguajes o formas diferentes, un
programa que, al ser grabado
en un PLC har que cuando est abierto el interruptor (1) (entrada
1) se activen las
salidas (200) y (201); el mismo programa establece otra condicin
que especifica que
cuando est desconectada la entrada (2) se activar la salida
(202) y una tercer
condicin que especifica que si la entrada (3) est en estado
bajo, entonces se activarn
las salidas (202) y (201).
-
ANALISIS DE LA PRDIDA DE ENERGIA NEUMATICA EN EL AREA DE
ACCUSLIDE
INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 34
fig.9 Ejemplo de programacin en mnemnico
Otra forma de expresar un programa es mediante el diagrama de
instrucciones, esto es,
utilizando compuertas lgicas. La figura muestra el ejemplo que
estamos tratando por
medio de los tres sistemas de programacin; los tres diagramas
son equivalentes. Es
claro que el PLC slo puede procesar o ejecutar la lista de
mnemnico (caso del Micro-
1), si nuestro circuito solucin es un diagrama de componentes
lgico (parte izquierda
de la figura), podemos convertirlo a lista de mnemnicos (parte
derecha de la figura 5) y
cargarla al PLC de manera local o remota. LOD es una funcin muy
importante en los
diagramas de escalera, los LOD nos permiten cargar alambrar
elementos de control o
bloques.
fig.10 Lenguaje de funciones, escalera, instrucciones
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INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 35
II.9 Caractersticas PLC Moller512-DC-RC
fig.11 PLC Moller512-DC-RC
Tabla 5 Caractersticas PLC Moller 512-DC-RC
Suministrotensin
24VCC
Disipacin de la energa 5VA
Entradasdigitales 8
Analgicaopcin (0-10 V)
Hasta dos de los previstos 8 entradas puede ser
asignado por el usuario como entradas analgicas
Salidas, digitales o de rel 4 de Enlace
Salidas, analgica,(0-10 V)
No disponible
Pantalla de cristal lquido,teclado
/teclado FCIL
S / S
SemanaAo del reloj S / S
Salidacorriente continua 8 A
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INGENIERIA ELECTROMECNICO INDUSTRIAL Pgina 36
prueba de corto circuito en el cos
phi = 1
Proteccin de lnea B 16, 600 A
prueba de corto circuito en el cos
phi = 0,5 ... 0,7
Proteccin de lnea B 16, 900 A
Dimensiones en pulgadas(W x H x
D)
2,85 x 3,5 x 2,3 en
El aspecto de EASY
Como ya se ha dicho, el aspecto del EASY es similar al del LOGO!
corto de Siemens.
En el frontal se encuentra la pantalla LCD para la escritura del
programa y las ocho
teclas de programacin. La alimentacin, a 24Vcc o 115-220Vca segn
el modelo, se
realiza en los dos bornes situados en el lado superior
izquierdo. Seguidamente a estos se
encuentran los de las salidas Q. El bornero inferior corresponde
a las entradas I. El
Interface de conexin para la tarjeta de memoria o el cable de
transmisin de datos para
PC, est situado en el escaln superior a bornero de salidas.
Dicha situacin puede
resultar un tanto incomoda, debido a que es necesario quitar la
tapa del cuadro en el que
est situado, para efectuar la desconexin/conexin del cartucho de
memoria.
fig.12 Aspecto de EASY
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Ocho teclas de funcin
La utilizacin del teclado es intuitiva y sencilla. Las ocho
teclas de funcin que lo
forman estn situadas en el frontal de la programadora. El
teclado de EASY facilita las
tareas de programacin, acceso a las diferentes pantallas del men
y la parametrizacin.
Las funciones de las teclas son las siguientes:
fig.13 funciones de las teclas
Idioma
El idioma de los mensajes y mens de la controladora, puede
cambiarse en cualquier
momento, pudindose elegir entre los siguientes:
GB -Ingls, D- Alemn, F- Francs, E- Espaol, I- Italiano.
Lenguaje de Programacin
Tanto LOGO como Easy son dos productos destinados a tcnicos
electricistas, que
necesitan automatizar pequeos sistemas de una forma rpida y
sencilla sin necesidad
de conocer complejos lenguajes de programacin. Logo aun siendo
muy sencillo de
programar, puede producir cierto rechazo al electricista ms
tradicional que no conoce
los esquemas de puertas lgicas, siempre ms relacionados con la
tcnica electrnica
que con la electrotecnia.
K. Moller en Easy, cambia radicalmente la forma de programacin
respecto a LOGO,
utilizando el lenguaje a contactos LD, haciendo que el tcnico
electricista se sienta
mucho ms cmodo con l, ya que es el que ha utilizado toda la vida
para sus
instalaciones.
.
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La utilizacin de este tipo de lenguaje es la gran apuesta de K.
Moeller para competir en
el mercado de las mini controladoras programables. Ante este
hecho, quizs sea
necesario que Siemens tenga en cuenta su incorporacin en futuras
versiones de
LOGO. Sin embargo, esta reflexin sobre los lenguajes de
programacin no es
exportable a los autmatas de gama media-alta, ya que en estos
casos el electricista los
instala, pero generalmente no los programa.
II.10 Programacin
Esquema lgico a contactos
Easy
fig.14 Esquema lgico a contactos
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Identificacin de variables
I1...I8 Entradas.
Identifican cada una de las entradas de la controladora, P1...P4
Teclas de
cursor. Permiten asociar las teclas del cursor /\\/ a contactos,
de esta forma es posible
activar receptores desde el propio teclado de Easy
Q1...Q4 Salidas.
Bobinas y contactos asociados a las salidas del autmata,
M1...M16 Marcas internas o
rels auxiliares. La incorporacin de este elemento, permite
realizar operaciones
internas auxiliares, como por ejemplo implementar un GRAFCET, de
14 etapas como
mximo, en lenguaje a contactos.
C1...C8
Rel contador/descontador. Permite contar /descontar impulsos
aplicados a su entrada.
Cuando se alcanza el valor predeterminado, cambia el estado de
sus contactos
asociados.
T1...T8
Temporizadores.
Cuando ha transcurriendo un tiempo prefijado, producen eventos
segn se hayan
configurado para las siguientes funciones de conmutacin:
* Retardo a la conexin * Retardo a la desconexin * Pulso
retentivo
fig.15 Pantalla parmetros temporizador
* Intermitente reloj programable semanal. Realiza funciones de
conexin/desconexin
de cargas a una hora y da previamente programado.
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fig.16 Pantalla reloj programable
A1...A8 Rels Analgicos. Permiten procesar valores analgicos
aplicados a las
entradas I7 e I8. Se asocian a contactos para generar eventos
una vez que se ha
establecido la condicin de disparo en el bloque analgico.
fig.17 Pantalla comparacin de e valores nominales
Los rels analgicos solamente estn presentes en las versiones DC
de Easy. Estos rels
comparan valores de tensin, de 0 a 10V con precisin de dcimas de
voltio, entre las
dos entradas I7 e I8 o entre una de estas entradas y un valor
nominal de tensin
previamente prefijado.
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Elementos del esquema
Todo esquema generado por EASY est formado de las siguientes
partes:
- Campo de contactos. Destinado a realizar las operaciones entre
los contactos de las
diferentes variables, no es posible conectar ms de tres
contactos en horizontal.
- Campo de bobinas. Es la zona donde se asignan los resultados
de las operaciones
lgicas.
- Vas de corriente. Son cada una de las ramas del esquema. El
lmite del programa se
encuentra en 41 vas.
En la siguiente figura, se observan las variables que se pueden
utilizar en las diferentes
partes del esquema Easy:
fig.18 Esquema de contactos
Operaciones entre contactos
Operacin Negacin (NOT). Cualquier contacto puede ser de tipo
negado (cerrado).
Grficamente se representa en pantalla con una lnea sobre el
identificador de la
variable. Para programar una negacin se ha de pulsar la tecla
Alt cuando se est
definiendo un contacto.
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fig.19 Operaciones entre contactos
Contacto directo. Una bobina puede ser activada permanentemente,
sin necesidad de
conectar un contacto entre est y la fase.
fig.20 Contacto directo
Conexin Serie (AND). Hasta tres contactos, abiertos o cerrados,
pueden ser
combinados en serie antes de asignar una bobina.
fig.21 Conexin Serie (AND)
Conexin Paralelo (OR)
fig.22 Conexin Paralelo (OR)
Agrupacin de contactos
Es posible operar con bloques de contactos conectados en serie
y/o en paralelo.
fig.23 Bloques de contactos conectados en serie y/o en
paralelo
Operaciones de asignacin
Los resultados de las vas de corriente, pueden asignarse a las
bobinas para realizar
diferentes funciones segn el tipo de operando; salidas Qx,
marcas Mx, temporizadores
Tx, contadores Cx, etc.
Salidas Q y marcas internas M:
Denominacin Smbolo Ejemplos
Asignacin directa --[ I1--I4-------- [Q1
Rel de impulso (tele ruptor) -- I2--------- M3 Rel de
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enganche: --SI3---------SQ2 Rel
de desenganche:--R I4---------RQ2
Temporizadores T:
Denominacin Smbolo Ejemplos:
Disparo (TRG): --T I3---------TT2 Re inicializacin:
--R I4---------RT2
Contadores C:
Denominacin Smbolo Ejemplos:
Contaje CNT: --C I3---------CC1
Direccin: -D I2---------CD1
Re inicializacin: --R I1---------
CR1
Algunos circuitos bsicos
Arrancador paro-marcha. A) Con auto- enclavamiento:
fig.24 Auto- enclavamiento
B) Con bobina de enganche y desenganche:
fig.25 Bobina de enganche y desenganche
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Inversor de giro:
fig.26 Inversor de giro
II.11 Software EASY-SOFT
De la misma forma que el LOGO. Easy puede comunicarse con un PC,
con un cable
exclusivo que se debe adquirir como accesorio.
Como se puede ver en la imagen, el Interface de usuario vuelve a
coincidir en concepto
y forma con el software de programacin del Logo.
fig.27 Software EASY-SOFT
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Las funciones ms destacables del programa son las siguientes:
Crear esquemas-
Simular y comprobar circuitos. - Transferir programas EasyPC
Generar
documentacin y esquemas en diferentes formatos.
La simulacin se realiza en modo grfico, donde el cambio de
estado de las entradas
digitales se realiza con interruptores manuales y las analgicas
con potencimetros de
barra que pueden conseguir hasta 100 valores distintos. Las
activacin/desactivacin de
salidas se realiza con lmparas sealizadores de color verde. El
modo RUN permite
visualizar el estado de las vas de corriente, en el esquema
programado. Cuando un
conductor est activo se ensancha indicando el paso de
corriente.
La documentacin de un esquema es bastante completa, pudindose
visualizar e
imprimir en tres formatos distintos:
- Esquema Easy - Segn norma DIN-IEC - Segn norma ANSI
Esquema Easy
fig.28 Esquema Escalera Easy
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fig.29 Esquema segn norma DIN-IEC
fig.30 Esquema segn norma ANSI
En el momento de escribir esta pgina he utilizada la versin demo
de Easy-Soft, que
tiene todas las funciones habilitadas excepto la comunicacin con
la controladora.
Tambin decir que en dicha versin, la ayuda an no se ha traducido
al castellano, no
siendo esto demasiado problema, ya que la facilidad de
programacin y utilizacin de
Easy no requiere hacer gran uso de ella.
Control de los movimientos de subida y bajada de un ascensor
Descripcin:
Cada planta tiene un pulsador de llamada, que cuando es
accionado, la cabina se
posiciona en dicha planta. Los pulsadores del interior de la
cabina, son los mismos que
los que se encuentran en el exterior, por lo tanto no necesitan
programacin, ya que se
conectarn en paralelo de forma cableada.
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Leyenda:
I1: Pulsador de llamada de la 1 planta, I2: Pulsador de llamada
de la 2 planta,
I3: Pulsador de llamada de la 3 planta, I4: Final de carrera de
la 1 planta, I5: Final de
carrera de la 2 planta, I6: Final de carrera de la 3 planta, Q1:
Salida gobierno del
contactor de subida, Q2: Salida gobierno del contactor de
bajada.
fig.31 Control de los movimientos de subida y bajada de un
ascensor
Movimientos:
Cada uno de los movimientos est controlado por un biestable
asociado a una marca
interna. En la entrada Set se establecen las condiciones de
funcionamiento y en el Reset
las paradas. Por ejemplo: para que el ascensor suba desde la
primera planta a la tercera,
movimiento X1, ser necesario que el final de carrera I4 est
accionado y se pulse I3
(S=I4*I3). Cuando la cabina llega arriba, el pulsador I6 es
accionado deteniendo el
movimiento. Todos los movimientos de subida (X1, X2 y X3)
activarn Q1 y todos los
movimientos de bajada (X3, X4 y X5) activarn Q2.En las
ecuaciones de las salidas, se
realizar el producto negado de la variable de salida contraria,
para evitar cortocircuitos
en el circuito de fuerza. Hay que tener en cuenta, que se
gobernar un motor trifsico a
220v o 380V.
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fig.32 Movimientos y leyendas
Una cmoda entrada del esquema de contactos
EASY-SOFT hace las cosas especialmente fciles para el usuario.
El editor grfico
muestra directamente la representacin del esquema de contactos
deseada. Los mens
de opciones y las funciones "Drag&Drop" facilitan la
conexin. Simplemente debe
seleccionar los contactos y bobinas y conectarlos con el ratn
y... listo!
Adems de las funciones de edicin disponibles para el usuario en
el mismo aparato,
tambin se dispone de los paquetes de software escalados.
EASY-SOFT-BASIC,
EASY-SOFT y EASY-SOFT-PRO para una cmoda entrada del esquema de
contactos.
En los cmodos mens y ayudas de EASY-SOFT puede elegir entre seis
idiomas
distintos. Para la visualizacin, procesamiento e impresin de su
programa, EASY-
SOFT ofrece los siguientes tipos de representacin:
Segn IEC con smbolos de contacto y bobina, norma
internacional
Con esquema de contactos easy, 1 : 1 en la representacin como en
el display de easy
Segn ANSI, el estndar americano
EASY-SOFT le ayudar durante el diseo, la programacin y la
parame-trizacin de los
mdulos de control easy y en las funciones de visualizacin. En
caso de que haya
conectados circuitos de mando en easy-NET, puede acceder a todos
los aparatos
conectados y cargar sus programas desde un slo circuito de
mando.
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Mediante la simulacin offline integrada, el usuario puede
comprobar el esquema de
contactos antes de la puesta en servicio y, sin necesidad de un
aparato conectado,
verificar su
Funcionamiento.
Los comentarios para contactos, bobinas y mdulos de funcin
proporcionan un claro
sinptico. La portada con el logotipo de la empresa personalizado
y distintos campos de
escritura as como la lista de referencias cruzadas con
comentarios convierten a las
copias impresas en la documentacin perfecta para su
aplicacin.
Easy no requiere mantenimiento.
El programa creado se almacena en easy con seguridad contra los
cortes de tensin y se
guarda para siempre o hasta la prxima modificacin. No se precisa
tensin auxiliar ni
bateras. De este modo, los mdulos de control no requieren ningn
tipo de
mantenimiento.
No obstante, en caso de cortes de corriente no slo deben
protegerse los esquemas de
contactos y parmetros, easy tambin tiene en cuenta las
posiciones de conexin y los
valores. Por ejemplo, tras la reconexin pueden seguir
procesndose valores reales de
contadores de tiempo de servicio, rels contadores y
temporizadores. La remanencia de
los distintos mdulos o incluso los datos estn disponibles en
todos los aparatos de
todas las gamas de la familia easy.
EasySoft hace que la programacin particularmente simple para el
usuario. El editor
grfico muestra la representacin deseada del circuito
directamente, y los mens de
seleccin de facilitar la realizacin de las conexiones de la
lgica. Slo tiene que
seleccionar y conectar los contactos y bobinas, todos en el
tecleo de un botn del ratn -
y eso es todo. Usted puede elegir los mens fciles de usar y
textos proporcionados por
EasySoft en uno de los cinco idiomas. Los siguientes tipos de
pantalla puede ser
seleccionado para la visualizacin, procesamiento e impresin del
programa:
De conformidad con las normas internacionales IEC, con smbolos
de contacto y la
bobina. Con la configuracin del circuito fcil, 01:01 como se
muestra en la ventana de
visualizacin fcil, de conformidad con la norma ANSI American
Standard. Notas al
lado de los contactos y bobinas de crear claridad. Una hoja de
cubierta, los bloques de
ttulo y la lista de referencias cruzadas con los comentarios de
que su copia impresa en
un pedazo de profesional de la documentacin.
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EasySoft sabe lo que puede hacer
En Windows NT, 95 y * 98, el software es compatible con todas
las funciones fcil.
Antes de cada rel de control de fcil es ejecutado, el software
compara la aplicacin de
la versin seleccionada de fcil. Como resultado, recibir la
asistencia ptima al
configurar un circuito, y evitar errores al transferir la
configuracin del circuito en la
mano.
Simplemente fcil - enchufe en el programa.
Utilice el software para la puesta en marcha tambin. Fcil est
conectado en lnea con
el software por medio de un cable de PC. En seguida se ve la
situacin actual de los
contactos y bobinas en el panel de control junto con la
indicacin del flujo de corriente,
directamente en la pantalla. Valores de ajuste de punto y los
parmetros pueden ser
modificados por lo tanto rpidamente, y los resultados aparecen
directamente en el
diagrama del circuito y en la mano. Circuitos completos pueden
ser transferidos al rel
de control fcil de veces que se desee a travs de la interfaz de
la PC.
Expansin de Redes.
Dispositivos La fuente de alimentacin ampliable y CPU de la
serie EASY permite la
entrada central y descentralizada / expansin de la produccin.
Simplemente ajuste el
I/O expansiones del rel fcil de control directamente a la unidad
bsica. Ahora todo lo
que tiene que hacer es conectar los dispositivos con la interfaz
fcil de Enlace. Como
alternativa, tambin puede utilizar el mdulo de acoplamiento EASY
y un simple cable
de dos hilos con una longitud mxima de 30m equipo multifuncional
con integrante
Easy-NET.
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La forma prctica de introducir la configuracin de circuito
fig.33 Ejemplo de pantalla de configuracin
La caracterstica ms destacada de la serie de aparatos easy es su
fcil manejo y
programacin. En este sentido, es imprescindible destacar la fcil
introduccin del
esquema de contactos. El cableado de las distintas vas lgicas se
realiza del mismo
modo que se ha aprendido durante los aos de formacin: contacto -
contacto - contacto
- bobina y listo. Para ello los aparatos ofrecen 128 y 256 vas
lgicas para el "cableado".
Las conexiones en serie y los circuitos paralelos, que
normalmente representan la parte
ms importante de un circuito de mando, pueden crearse fcilmente
sin necesidad de
conocimientos de programacin. Para otras funciones se dispone de
mdulos de funcin
pre confeccionados, que pueden integrares fcilmente con bobinas
y contactos en el
cableado. Dependiendo del aparato seleccionado, los mdulos de
control easy, c