1Informe de Laboratorio 6Granda Danilo, Len Danilo, Onofa Noem

Departamento de Elctrica y Electrnica, Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE

ResumenIn this article is presented the automation system,through electropneumatic, in which it has basic electrical ele-ments for the process described by two actuators (single actingcylinders)fulfill with the proposed the phase diagram.

Index terms Electrovlvula, contactos, rels, pulsador, fin decarrera.

I. INTRODUCCIN

En el presente trabajo se ilustra la utilizacin de lgicade contactos, para activar y desactivar electrovlvulas,que permiten a su vez activar o desactivar dos actuadores, quepara este caso son dos cilindros de simple efecto. Para esto sedebe cumplir un diagrama de fase propuesto, el cual describeel funcionamiento que deben tener ambos actuadores.

A. Objetivo General

Disear e implementar un circuito electroneumtico enel cual mediate lgica de contactos se pueda controlar laactivacin y desactivacin de dos actuadores.

B. Objetivos Especficos

Disear un circuito mediante lgica de contactos quedependiendo de las condiciones de un pulsador y dedos fines de carrera electromecnicos, permitan activaro desactivar los cilindros de simple efecto.Optimizar el circuito electroneumtico de tal manera quecumpla el diagrama de fase propuesto.Comprobar el funcionamiento de los diferentes compo-nentes electromecnicos que se disponen para el diseo.

II. MARCO TERICO

A. Electroneumtica

En los sistemas neumticos que incluyen elctrica el objeti-vo es sustituir a la energa neumtica como el elemento naturalpara la generacin y transmisin de las seales de controlque se ubican en los sistemas de mando. Los elementos quese ven incluidos en este tipo de sistemas estn constituidosbsicamente para la manipulacin y acondicionamiento de lasseales de voltaje y corriente que debern de ser transmitidasa dispositivos de conversin de energa elctrica a energa neu-mtica para lograr la activacin de los actuadores neumticos[1].

B. Elementos utilizados en sistemas electroneumticos

Para lograr el funcionamiento de estos sistemas electroneu-mticos, se tienen los siguientes elementos:

Interruptores mecnicos de final de carrera. Se empleanpara detectar presencia o ausencia de algn elemento,

por medio del contacto mecnico entre el interruptor yel elemento a ser detectado.Elementos de retencin. Se emplean para generar la sealde inicio del sistema, o para realizar paros.Relevadores. Ofrecen la posibilidad de manejar sealeselctricas del tipo on/off. Son altamente usados pararegular secuencias lgicas en donde intervienen cargasde alta impedancia y para energizar sistemas de altapotencia.Vlvulas electroneumticas. Esta vlvula realiza la con-versin de energa elctrica proveniente de los relevado-res a energa neumtica, transmitida a los actuadores o aalguna vlvula neumtica [2].

III. MATERIALES

Los materiales usados para la implementacinelectroneumtica se describen a continuacin.

A. Cilindro de doble efectoEs un actuador que posee dos vias una de entrada y otra de

desfogue para tener un completo control de la entrada y salidade aire.

Figura 1. Cilindro de simple efecto [1].

A. Banco de relsEl banco de rels modelo SAI2035 es un conjunto que se

compone de 3 rels que tienen bobinas de 24 V y 4 contactosauxiliares, adems de un indicador de rel activado, y bornasde 2mm para utilizar con cables de conexin rpida.

Figura 2. Banco de rels [3].

C. BotoneraLa botonera con modelo SAI2036 es un conjunto de en-

tradas elctricas que consta de bornas de 2mm para uso conconectores rpidos, dispone de dos pulsadores y un pulsador

2de enclavamiento, indicacin mediante luz luminosa indepen-diente y dos contactos conmutables por pulsador.

Figura 3. Botonera [3].

D. Fuente de alimentacin elctrica 24 V

La fuente de alimentacin de modelo SAI2056, tiene unatensin de entrada de 220 V o 110 V, y una salida de 24Va 2.5 A. Ademas tiene protecciones contra cortocircuito, uninterruptor de indicacin mediate LED.

Figura 4. Fuente de alimentacin elctrica 24 V [3].

E. Fin de carrera electromecnicoUn dispositivo de gran utilidad, es el final de carrera, estos

dispositivos se sitan al final del recorrido de un actuadorcomo un cilindro, el objetivo es enviar una seal que se puedamodificar el estado de un circuito. Estos pueden contenerinterruptores NA o NC o conmutadores, dependiendo de laoperacin que cumplan al ser accionados.

Figura 5. Fines de carrera electronemnicos [1].

F. ManguerasLas mangueras son tubos huecos, destinados a transportar

el un elemento, en este caso el aire.

Figura 6. Mangueras neumticas [1].

IV. PROCEDIMIENTO

El sistema electroneumtico debe cumplir el siguiente dia-grama de fase mostrado en la figura 7.

Figura 7. Diagrama de fase.

El sistema se activa mediante un pulsador, el mismo queal ser presionado permite que el pistn del primer cilindro seexpanda, al momento en que este llega a su mxima carrera,el cilindro dos tambien se expande, cuando el vstago delcilindro dos cumple su carrera los dos cilindros regresan a suspociciones iniciales.

V. DIAGRAMAS

A. Diagrama neumtico

El circuito neumtico implementado se muestra en la figura8.

Figura 8. Diagrama neumtico.

3B. Diagrama elctrico

El circuito elctrico realizado en base a lgica de contactoses mostrado en la figura 9.

Figura 9. Diagrama de contactos.

VI. SIMULACIN

Para comprobar el correcto cumplimiento del diagrama defase se procede con la simulacion realizada en AutomationStudio. En la figura 10 el sistema se encuentra en estado dereposo sin energizar.

Figura 10. Sistema en estado de reposo.

Al momento de accionar el pulsador se puede ver comoentra en funcionamiento el sistema elctrico lo que hace quese activa la electrovlvula EV01 para activar el cilindro uno,como se ve en la figura 11.

Figura 11. Sistema luego de haber presionado el pulsadorP1.

Cuando se activa el fin de carrera SW1 cuando el pistn delcilindro A lo activa al expandirse, este activa la electrovlvulaEV02 la cual a su vez activa el cilindro C02.

Figura 12. Sistema luego de activarse el finde carrera SW1.

Finalmente al accionarse el fin de carrera SW2 el sistemavuelve al estado inicial, como se ve en la figura 13.

4Figura 13. Sistema luego de realizarce un ciclo.

VII. Lista de materiales

Figura 14. Bill of materials BOM .

VIII. CONCLUSIONES

Para el diseo se pueden utilizar no solo sensoreselectromecnicos, sino que tambin sensores inductivos,pero la diferencia radica en la complejidad y costosde implementacin, por lo que se opt por lo msconveniente como el electromecnico en relacin a sufcil implementacin, pero de igual forma se verific unfunciomaiento ptimo del sistema.Los dispositivos elctricos utilizados para la automatiza-cin de procesos, permiten al usuario disponer de variosmtodos de solucin implementables prcticamente conlos mismos elementos con cambios mnimos, sin tenerque realizar modificacines en la parte fsica, como elcaso de implementaciones mecnicas.Existen varias maneras con las cuales se puede optimizarun proceso, pero sin duda la la elctrica ayuda a simplifi-car bastante la parte mecnica, lo que produce un diseooptimo y confiable.

IX. RECOMENDACIONES

En el diseo elctrico es necesario considerar la partede potencia, ya que en muchos casos la electrovlvulaque se vaya activar va a necesitar una mayor corriente, yse necesitar dimensionar los elementos a utilizarse paraque no existan fallas en el funcionamiento del proceso.Verificar las conexiones realizadas con los elementoselctricos para evitar fallas por cortocircuitos o similares.Conocer el funcionamiento del sistema y el diseo reali-zado, para poder utilizar la menor cantidad de elementos,que de igual forma produzcan el desempeo ptimo delsistema a implementarse.

X. REFERENCIAS

1. Atom. F. (2010, Noviembre). Electroneumtica [online].Disponible en http://electroneumatic.blogspot.com/

2. Portilla. A. Diseo e implementacin de una mquinade mezclado. Trabajo de fin de carrera, Facultad deElectrnica Digital, Unicersidad Israel, 2012

3. SCM International Training (2015). M-dulos de control [online]. Disponible enhttp://www.smctraining.com/webpage/indexpage/220

4. M. Pany, S. Scharf . (2005, Abril). Electroneumticanivel bsico [online]. Disponible en http://www.festo-didactic.com/ov3/media.pdf

XI. BIOGRAFAS

Cooper Danilo Leon Guerrero naci en El Angelprovincia del Carchi, Ecuador, el 9 de Noviembre 1991. Segradu en el Colegio Fiscal Mixto El Angel en el ao 2010de bachiller Fsico Matemtico actualmente estudia ingenieraElectrnica en Automatizacin y Control en la Universidadde las Fuerzas Armadas ESPE. Actualmente debido a susestudios no ejerce profesionalmente.

Danilo Andrs Granda Farfn naci en Loja (Celica),Ecuador el 12 de noviembre de 1991. Realiz sus estudiosde educacin primaria en la escuela Manuel Mara Snchez.Realiz sus estudios de educacin secundaria en La UnidadEducativa Santa Teresita gradundose en el 2009 con elttulo de Bachiller en la especialidad de Ciencias Generales.Sus estudios superiores los realiza en la universidad de lasfuerzas armadas, en la facultad de Electrnica especialidadAutomatizacin y Control.

Noem Eliana Onofa Cuichn Naci el 23 de enero de1993 en Sangolqu-Ecuador. Termin la primaria en la escuelaAlberto Acosta Sobern y la secundaria en la Unidad Educa-tiva Experimenta Manuela Caizares de Quito gradundosede bachiller en fsico matemtico en el ao 2010. Actualmentecursa sptimo semestre de la carrera de Ingeniera Electrnicaen Automatizacin y Control en Universidad de las FuerzasArmadas ESPE.

5XII. ANEXOS

Hoja de laboratorio

Figura 15. Hoja de laboratorio.

Figura 16. Diagrama de interconexin en Autocad Electrical.

Figura 17. Diagrama neumtico en Autocad Electrical.

Figura 18. Diagrama de contactos en Autocad Electrical.

I IntroduccinII Marco TericoIII MaterialesIV ProcedimientoV DiagramasVI SimulacinVII Lista de materiales VIII ConclusionesIX RecomendacionesX ReferenciasXI BiografasXII ANEXOS