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UNIDAD 7 – SENSORES Y RELÉS. 151 ELECTRONEUMÁTICA - ELEMENTOS .................................................................................. 152 1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 152 2. EL RELÉ ........................................................................................................................... 152 2.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO. ...................................................................... 152 2.2. SIMBOLOGÍA DE LOS CONTACTOS DE UN RELÉ .............................................. 154 2.3. DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO DE UN RELÉ ............................................... 155 2.4. TIPO DE CONMUTACIÓN DE LOS CONTACTOS ................................................ 155 3. RELÉS TEMPORIZADOS O TEMPORIZADORES ......................................................... 157 3.1. TEMPORIZADOR A LA CONEXIÓN ....................................................................... 157 3.2. DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO DE UN TEMPORIZADOR A LA CONEXIÓN. 158 3.3. TEMPORIZADOR A LA DESCONEXIÓN ............................................................... 158 3.4. DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO DE UN TEMPORIZADOR A LA DESCONEXIÓN. ................................................................................................................... 159 3.5. RELÉ DE INTERMITENCIAS .................................................................................. 160 3.6. FLANCO POSITIVO O FLANCO ASCENDETE ...................................................... 160 3.7. FLANCO NEGATIVO O FLANCO DESCENDENTE ............................................... 161 4. SENSORES ...................................................................................................................... 161 4.1. FINALES DE CARRERA ......................................................................................... 161 4.2. DETECTORES MAGNÉTICOS ............................................................................... 163 4.3. DETECTORES INDUCTIVOS ................................................................................. 164 4.4. DETECTORES CAPACITIVOS ............................................................................... 165 4.5. DETECTORES ÓPTICOS ....................................................................................... 166 4.6. DETECTORES ULTRASÓNICOS ........................................................................... 168 4.7. PRESOSTATOS ...................................................................................................... 169 5. CONEXIÓN DE LOS DIFERENTES TIPOS DE SENSORES ......................................... 169 5.1. DETECTORES DE DOS HILOS .............................................................................. 169 5.2. DETECTORES DE TRES HILOS ............................................................................ 170 6. GLOSARIO ....................................................................................................................... 172 BLOQUE C. ELECTRONEUMÁTICA 152 ELECTRONEUMÁTICA - ELEMENTOS 58. INTRODUCCIÓN En los automatismos electroneumáticos el circuito de fuerza es neumático, así que los elementos actuadores: motores y cilindros son los que realizan el trabajo, sin embargo el circuito de mando o maniobra es eléctrico y por lo tanto, son elementos eléctricos los que se encargan de decir cuándo y cómo han de moverse. La parte neumática de los ejercicios que se van a realizar incluye a los cilindros, sus distribuidoras y sus reguladores de velocidad, con dos diferencias importantes con respecto a los ejercicios realizados con maniobra neumática, por un lado los detectores de posición o finales de carrera (sensores en general) que no serán neumáticos si no eléctricos, ya que deberán enviar señal al circuito de maniobra y por otro las distribuidoras de los cilindros que estarán pilotadas por bobinas eléctricas. La parte eléctrica del circuito recibirá señales de los sensores, las tratará y enviará señales a las bobinas eléctricas que pilotan a las distribuidoras de los cilindros. Otro elemento aparece como elemento importantísimo en la parte eléctrica del circuito, el relé. 59. EL RELÉ 59.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO. Se puede considerar como un interruptor accionado electro magnéticamente. Está formado por una bobina que al cerrarse su circuito a través de las conexiones “A1” y “A2 “, genera un campo magnético que es capaz de desplazar a una armadura que tiene unos contactos que se mueven con ella (móviles) de tal manera que cambian de situación con respecto a otros contactos que permanecen fijos. De esa manera, cuando la bobina de un relé es excitada, sus contactos cambian de estado, es decir, los abiertos se cierran y los cerrados se abren. UNIDAD 7 – SENSORES Y RELÉS. 153 Los relés magnéticos se utilizan muchísimo en los circuitos de control, ya que memorizan situaciones, pueden negar señales, etc. En la siguiente secuencia de imágenes se puede observar el funcionamiento de un relé en un circuito. En la figura puede verse el relé K1 y dos contactos del mismo, el de la izquierda es un contacto normalmente abierto y el de la derecha es un contacto normalmente cerrado. En esta situación, la bobina del relé no está recorrida por corriente eléctrica y por lo tanto no está excitada, los contactos están en su situación de estabilidad, permitiendo el normalmente cerrado que la corriente pase a través de él. En la situación de la figura, se ha pulsado el pulsador, la bobina del relé está siendo recorrida por corriente eléctrica (A1 – A2), se genera por lo tanto un campo magnético que es capaz de desplazar la armadura del relé haciendo que los contactos cambien y permanezcan así mientras el relé esté activado. BLOQUE C. ELECTRONEUMÁTICA 154 Ahora el contacto abierto que se ha cerrado es el que deja pasar la corriente eléctrica mientras que el contacto cerrado se ha abierto cortando el circuito de su lámpara. 59.2. SIMBOLOGÍA DE LOS CONTACTOS DE UN RELÉ En la imagen puede verse el símbolo de un relé con cuatro contactos: abierto, abierto, cerrado y cerrado respectivamente. A1 y A2 representan las conexiones de la bobina, el positivo debe conectarse en la primera en corriente continua, ya que la polaridad influye en el sentido del campo magnético creado. Los contactos llevan una numeración compuesta de dos números en cada conexión. La primera cifra, la de las decenas, indica el orden del contacto y puede observarse en la figura que por ejemplo las dos conexiones del último contacto comienzan con el número 4, ya que es el cuarto contacto. La segunda cifra indica si el contacto es abierto 3 – 4, o cerrado 1 – 2. En algunos casos se dispone de contactos que son normalmente abiertos o cerrados según se desee, puede observarse en la imagen. Es una fotografía parcial de una caja de relés de conexión rápida para montajes educativos y vemos que se corresponde totalmente con la simbología de la imagen inferior. UNIDAD 7 – SENSORES Y RELÉS. 155 Si se utiliza el primer contacto, y se utiliza la entrada común 11. Si la conexión de salida utilizada es la número 12, el contacto será normalmente cerrado (1 – 2), pero si se utiliza como salida la conexión 14, el contacto será abierto (1 – 4). 59.3. DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO DE UN RELÉ En la figura se observa el comportamiento de los contactos de un relé, el contacto 13-14 (normalmente abierto) conecta su circuito durante el tiempo que la bobina del relé recibe alimentación (A1-A2). Sin embargo el contacto 31-32 (normalmente cerrado) mantiene su circuito activado durante todo el tiempo excepto aquel en que la bobina del relé está excitada. Es importante entender estos diagramas de funcionamiento puesto que se repetirán en el estudio de otros elementos.La línea 0 indica que no hay señal a través del elemento de que se trate, mientras que la línea 1 (sombreado) indica que permite el paso de señal. 59.4. TIPO DE CONMUTACIÓN DE LOS CONTACTOS Tanto los contactos de un relé como los de los sensores que se estudiarán más adelante en este mismo tema, pueden tener un cambio de posición lenta o rápida, si la conmutación es lenta, pude darse el caso de que los contactos abiertos cierren antes de que abran los cerrados (contactos solapados) o el caso contrario (contactos decalados) en cuyo caso los contactos cerrados abren antes de que cierren los contactos abiertos. Si la conmutación es rápida el cambio se produce en un instante. BLOQUE C. ELECTRONEUMÁTICA 156 CONTACTOS SOLAPADOS. Permiten la iniciación de una función antes de la interrupción de otra función en una secuencia del mando. CONTACTOS DECALADOS. Permiten la interrupción de una función antes del comienzo de otra en la secuencia de mando. CONTACTOS DE RUPTURA RÁPIDA. El cambio se produce a la vez (ver diagrama general de funcionamiento de un relé) UNIDAD 7 – SENSORES Y RELÉS. 157 60. RELÉS TEMPORIZADOS O TEMPORIZADORES 60.1. TEMPORIZADOR A LA CONEXIÓN Se comportan como relés normales, pero el cambio de sus contactos no se produce en el mismo momento en que su bobina es excitada, si no que su cambio se produce un tiempo “t” después. En la figura puede verse una imagen parcial de una caja de temporizadores de conexión rápida para montajes educativos. En ella se observa un temporizador a la conexión con su bobina (A1- A2) cuya polaridad debe respetarse en corriente continua y cuatro contactos dos de ellos abiertos y otros dos cerrados. Los contactos de un temporizador, siguen la misma simbología que los de un relé. Cada uno de ellos tiene dos números, el primero indica el número de contacto de que se trata mientras que el segundo número indica si se trata de un contacto cerrado (5-6) o abierto (7-8). Como en el caso de los relés, también existen temporizadores con contactos dobles, es decir que dependiendo de la conexión que se realice se estará utilizando su contacto abierto o el cerrado. En la figura, al pulsar P se activa el temporizador y al tiempo su contacto abierto se cierra encendiéndose la lámpara. Al soltar P el contacto vuelve a abrirse apagándose la lámpara. BLOQUE C. ELECTRONEUMÁTICA 158 60.2. DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO DE UN TEMPORIZADOR A LA CONEXIÓN. En el diagrama puede observarse que los contactos cambian de estado un tiempo después de que la bobina del temporizador a la conexión se excita. 60.3. TEMPORIZADOR A LA DESCONEXIÓN Estos temporizadores retrasan el regreso de sus contactos a la posición de estabilidad un tiempo después de que se corte la señal de alimentación en los contactos de su bobina. En el mismo momento en que se pulsa el pulsador P2, se activa el temporizador y cambia su contacto por lo que la lámpara se enciende. Cuando se pulse el pulsador P2, deja de llegar alimentación a la bobina del temporizador y pasado un tiempo el contacto vuelve a la posición de estabilidad, en este caso abierto y la lámpara se apaga. UNIDAD 7 – SENSORES Y RELÉS. 159 En la imagen se puede observar una imagen parcial de una caja de temporizadores de conexión rápida para montajes educativos. Puede observarse en esta figura y también en la siguiente que la numeración de sus contactos es igual que en los temporizadores a la conexión. 60.4. DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO DE UN TEMPORIZADOR A LA DESCONEXIÓN. Puede observarse que los contactos cambian de estado en el mismo momento en que la bobina recibe alimentación y vuelven a su posición inicial un tiempo después de que la bobina haya dejado de ser alimentada. BLOQUE C. ELECTRONEUMÁTICA 160 60.5. RELÉ DE INTERMITENCIAS Es un relé en el que mientras dura la alimentación de su bobina está constantemente cambiando sus contactos durante un tiempo para volverlos a poner en su posición inicial otro tiempo y vuelta a empezar. Es decir, mientras dura la alimentación, un contacto abierto se cierra, está un tiempo permitiendo el paso de señal, para volver a abrirse cortando entonces la señal de su circuito. Repetirá esta secuencia hasta que se corte la alimentación en la bobina. Con el contacto cerrado pasará lo mismo, se abre y se cierra continuamente estando en cada situación un determinado tiempo para quedarse definitivamente cerrado cuando la bobina pierda la alimentación. 60.6. FLANCO POSITIVO O FLANCO ASCENDETE En muchos ejercicios de automatización, por rápido que se suelte un pulsador, está mandando señal un tiempo demasiado largo, de tal manera que el sistema podría no funcionar correctamente. En esas ocasiones es necesaria la utilización del flanco. Un flanco de una señal P es otra señal que se activa un instante en el tiempo, para no volver a dar señal hasta que no se vuelve a pulsar P. Es decir un flanco es una señal que sólo dura un instante. El flanco ascendente de una señal P ( P) es una señal instantánea que aparece cuando P pasa de valor 0 a valor 1. En la siguiente figura puede observarse su diagrama de funcionamiento. Contacto normalmente abierto UNIDAD 7 – SENSORES Y RELÉS. 161 60.7. FLANCO NEGATIVO O FLANCO DESCENDENTE El flanco descendente de una seña P ( P) es una señal instantánea en el tiempo que se activa cuando P pasa de su valor 1 a su valor 0. En el diagrama de funcionamiento puede observarse la diferencia con el flanco ascendente. 61. SENSORES Se puede definir como sensor (también llamado detector) a cualquier dispositivo que permita obtener una magnitud utilizable (eléctrica en nuestro caso) en un circuito a partir de una determinada magnitud física. La señal que emite un sensor entra en el circuito de mando y se utiliza para ejercer alguna acción o salida hacia el circuito de fuerza. Los detectores que se van a utilizar en este curso son digitales, es decir que envían una señal (ON) (1) o no la envían (OFF) (0) y que generalmente lo que hacen es detectar la presencia de los cilindros en una posición determinada de su carrera. También se hablará de los presostatos que enviarán señal cuando se supere un nivel de presión en alguna parte del circuito. 61.1. FINALES DE CARRERA Detectan por contacto físico, ofreciendo como salida una señal de contactos eléctricos que podrán ser normalmente cerrados o normalmente abiertos, cambiando en el momento de la detección del objeto. BLOQUE C. ELECTRONEUMÁTICA 162 Desde luego su conmutación podrá ser de cualquiera de los tipos estudiados. Los Finales de carrera se aplican en ambientes en los que hay una alta contaminación electromagnética como instalaciones de soldadura en cuyo caso los detectores de proximidad electrónicos podrían funcionar incorrectamente. Considerado como componente de seguridad se utiliza en aquellas aplicaciones en las que se precisa establecer límites de seguridad en el recorrido de las máquinas o en las posiciones de seguridad. Además hay que tener en cuenta que suelen tener un precio más moderado que los detectores de proximidad electrónicos. La principal desventaja es la posibilidad de rebotes y desgaste de los contactos, así como la limitada vida útil (número de maniobras). UNIDAD 7 – SENSORES Y RELÉS. 163 61.2. DETECTORES MAGNÉTICOS Detectan la proximidad de imanes u objetos imantados. Los cilindros con los que se utilizan deben tener el pistón de material magnético. En las imágenes se puede observar su aspecto y su símbolo para tres y dos hilos (más adelante se enseñará cómo se realizan la conexión en cada caso). Los detectores magnéticos más utilizados son los denominados REED. DETECTORES A CONTACTO REED El término REED significa en inglés lengüeta o lámina. Consiste en unas láminas metálicas (Fe-Ni)suspendidas en el interior de una ampolla hermética de vidrio. Cuando un campo magnético incide sobre las láminas, éstas son magnetizadas y se unen cerrando un circuito eléctrico. Suelen llevar un diodo led que indica su estado. BLOQUE C. ELECTRONEUMÁTICA 164 APLICACIONES DEL DETECTOR MAGNÉTICO: Uno de los campos de aplicación más importantes de los detectores de proximidad magnéticos es la detección de la posición de cilindros neumáticos. Añadiendo un anillo imantado al émbolo del cilindro se consigue detectar su posición desde el exterior de la camisa. En el área de control de accesos también se utiliza para detectar la posición de puertas y ventanas cerradas. Los detectores REED son de menor precio, pero también más limitada vida útil. 61.3. DETECTORES INDUCTIVOS Son sensores que detectan la presencia de materiales metálicos en general ya que es necesario que sean conductores de la electricidad. No necesitan contacto físico con los objetos, por lo que se les denomina como detector de proximidad inductivo. En las imágenes se puede observar su aspecto y símbolos para tres y dos hilos. También llevan un diodo led que se enciende cuando al detector se ha aproximado un objeto metálico, en ese momento cambiará de estado su contacto normalmente abierto que se cerrará. APLICACIONES DEL DETECTOR INDUCTIVO: Los detectores de proximidad inductivos tienen gran aplicación en manipuladores y robótica y en general en los automatismos de máquinas para detectar la posición de las partes móviles que normalmente son metálicas. UNIDAD 7 – SENSORES Y RELÉS. 165 Pueden servir para detectar la velocidad y sentido de giro en ejes de máquinas. Tienen la ventaja respecto a los finales de carrera de que no necesitan contacto físico con el objeto a detectar. También puede resultar interesante que es insensible a la suciedad, excepto si esta es en forma de virutas metálicas. Las principales desventajas son que sólo detectan materiales metálicos y a corta distancia. Además, al ser componentes electrónicos son sensibles a las interferencias de carácter electromagnético. 61.4. DETECTORES CAPACITIVOS Son sensores que detectan la presencia de materiales metálicos y no metálicos en general ya que sólo es necesario que modifiquen la rigidez dieléctrica del aire. No necesitan contacto físico con los objetos, por lo que se le denomina como detector de proximidad capacitivo. En las imágenes se puede observar que su aspecto es muy similar a los inductivos. Los símbolos para tres y dos hilos. Su diodo led se ilumina cuando se activa. BLOQUE C. ELECTRONEUMÁTICA 166 APLICACIONES DEL DETECTOR CAPACITIVO: Los detectores de proximidad capacitivos tienen gran aplicación para detectar la presencia de objetos no metálicos, incluso líquidos. Al igual que los Inductivos, tienen la ventaja respecto a los finales de carrera de que no necesitan contacto físico con el objeto a detectar y además se puede detectar la presencia de objetos de muy poca masa. También se puede considerar como ventaja la posibilidad de detectar objetos metálicos a mayor distancia que los inductivos aumentando la sensibilidad. Una de las principales desventajas de los detectores capacitivos es que es sensible a la contaminación de polvo y humedad especialmente cuando se aumenta la sensibilidad. Además, al ser componentes electrónicos son sensibles a las interferencias de carácter electromagnético. Medición de nivel de líquidos 61.5. DETECTORES ÓPTICOS Son sensores que detectan la presencia de materiales que interfieren con la propagación de un haz de luz que genera el propio detector. El haz de luz es generado y emitido por diodos electro-luminiscentes (LED) y recibido por un fototransistor. Originalmente la luz era generada por lámparas y recibidos por fotoresistencias o fototransistores, por lo que también se les denomina como fotocélulas. UNIDAD 7 – SENSORES Y RELÉS. 167 En el primer símbolo se indica que el elemento es a la vez emisor y receptor, mientras que el segundo es únicamente emisor y el tercero receptor. El número de conexiones indica el número de hilos, tres en algunos casos y dos en otros. TIPOS DE DETECTORES ÓPTICOS POR EL MODO DE TRABAJO REFLEXIÓN SOBRE OBJETO O REFLEX, el emisor emite un haz de luz y cuando un objeto interfiere en su recorrido, la luz se refleja parcialmente hacia el receptor lo que hace que cambie su estado. EN REFLEXIÓN SOBRE ESPEJO, el detector emite un haz de luz que en reposo es reflejado por un espejo hacia el receptor del propio detector. Cuando un objeto interfiere en su área de trabajo, la luz deja de llegar al receptor del detector cambiando su salida. Espejo o catadióptrico. El tamaño del reflector debe ser menor o igual del objeto a detectar, pero teniendo en cuenta a la vez que cuanto mayor sea el tamaño, mayor será la posible distancia de detección. BLOQUE C. ELECTRONEUMÁTICA 168 En el caso de BARRERA ÓPTICA, el emisor y receptor del detector forman cuerpos separados. El emisor produce un haz de luz que en reposo llega al receptor creándose una especie de barrera de luz. Cuando un objeto interfiere en el haz de luz, el receptor deja de recibirlo, modificando su salida. En lugares de difícil acceso se puede emplear, en cualquiera de los tres tipos, la fibra óptica para canalizar la luz, pero como la fibra atenúa la luz, la distancia de detección se reduce. Los detectores láser utilizan una luz de alta intensidad visible que permite una instalación y ajuste fácil. APLICACIONES DEL DETECTOR ÓPTICO: Son muchas las posibles aplicaciones de los detectores ópticos, habiendo aplicaciones más adecuadas para cada modo de operación. La principal ventaja de los detectores ópticos es que presentan las mayores distancias de detección. La principal desventaja es la elevada influencia del entorno y de las condiciones ambientales cambiantes. Además son muy sensibles a la acumulación de suciedad. 61.6. DETECTORES ULTRASÓNICOS Son sensores que detectan la presencia de cualquier tipo de materiales en general en el que reboten las ondas de ultrasonido. No necesitan contacto físico con los objetos, por lo que se le denomina como detector de proximidad ultrasónico. En las imágenes se puede observar su aspecto y símbolos para tres y dos hilos. UNIDAD 7 – SENSORES Y RELÉS. 169 APLICACIONES DEL DETECTOR ULTRASÓNICO: Los detectores de proximidad ultrasónicos tienen aplicación para detectar la presencia de objetos metálicos y no metálicos, incluso líquidos. La única limitación es para aquellos materiales que puedan absorber el sonido, como los tejidos esponjosos. Este sensor se utiliza en los vehículos en el sistema anti-colisión. 61.7. PRESOSTATOS Estos sensores detectan el nivel de presión de los fluidos. En muchos automatismos neumáticos e hidráulicos se producen movimientos provocados por que un determinado cilindro ha alcanzado la presión determinada. 62. CONEXIÓN DE LOS DIFERENTES TIPOS DE SENSORES Dependiendo del circuito de disparo del detector, puede ser de 2 ó 3 hilos. 62.1. DETECTORES DE DOS HILOS Tienen una conexión a positivo y otra a negativo, como puede observarse en la figura, les puede llegar alimentación a través de otros elementos del circuito. Si la corriente de alimentación es continua es necesario respetar la polaridad de la alimentación. En la figura de la derecha se observa que el sensor “C1” recibe el positivo por arriba (a través de los contactos que sea necesario según el circuito) y de la misma manera acaba por su parte inferior en el negativo. + - BLOQUE C. ELECTRONEUMÁTICA 170 62.2. DETECTORES DE TRES HILOS Atendiendo a la polarización del detector se distinguen dos tipos: PNP Suele decirseque dan señal POSITIVA, por lo que su tercer hilo, el que va hacia la carga (generalmente el relé) se cierra a NEGATIVO después de pasar por la carga. Este tipo de sensores es el más utilizado. NPN Suele decirse que dan señal NEGATIVA, por lo que su tercer hilo, el que va hacia la carga (generalmente el relé) se cierra a POSITIVO después de pasar por la carga. + - PNP + - NPN + - A negativo a través de carga De los tres hilos del detector: El marrón (rojo) se conecta al positivo. El azul (negro) se conecta directamente al negativo. El negro (blanco) se cierra en el negativo a través de la carga. EN PARÉNTESIS LA CODIFICACIÓN DE COLORES DE CABLE ANTIGUA UNIDAD 7 – SENSORES Y RELÉS. 171 En la figura puede observarse un detector capacitivo PNP de FESTO de los utilizados con montaje rápido para educación y sus tres conexiones con sus colores de acuerdo a la simbología moderna. De los tres hilos del detector: El marrón (rojo) se conecta al positivo. El azul (negro) se conecta directamente al negativo. El negro (blanco) se cierra en el positivo a través de la carga. EN PARÉNTESIS LA CODIFICACIÓN DE COLORES DE CABLE ANTIGUA + A positivo a través de carga - BLOQUE C. ELECTRONEUMÁTICA 172 63. GLOSARIO CONTACTO N.A.: (contacto normalmente abierto) es un contacto que cuando la bobina del relé, temporizador, etc. no está activada, se encuentra abierto, no habiendo entre sus partes conexión eléctrica, y que se cerrará cuando se active la bobina del elemento de que se trate. CONTACTO N.C.: (contacto normalmente cerrado) es un contacto que cuando la bobina del relé, temporizador, etc. no está activada, se encuentra cerrado, habiendo entre sus partes conexión eléctrica, y que se abrirá cuando se active la bobina del elemento de que se trate. CONTACTOS DECALADOS: Se dice así de una pareja de contactos uno abierto y otro cerrado que en el momento del cambio están un instante abiertos los dos, por lo que los circuitos sobre los que actúan están inactivos simultáneamente durante ese periodo de tiempo. CONTACTOS SOLAPADOS: Se dice así de una pareja de contactos uno abierto y otro cerrado que en el momento del cambio están un instante cerrados los dos, por lo que los circuitos sobre los que actúan están activos simultáneamente durante ese periodo de tiempo. DETECTOR DE PROXIMIDAD: Se denomina así a aquellos sensores o detectores que no necesitan de contacto físico con los elementos que los activan, activándose por proximidad con ellos. FLANCO ASCENDENTE: Es el momento en el que una señal pasa de cero (inactividad) a uno (actividad). Se denomina señal en flanco ascendente a aquella señal muy pequeña en el tiempo que se produce en el momento de paso de cero a uno del pulsador o elemento que la genere. FLANCO DESCENDENTE: Es el momento en el que una señal pasa de uno (actividad) a cero (inactividad). Se denomina señal en flanco ascendente a aquella señal muy pequeña en el tiempo que se produce en el momento de paso de uno a cero del pulsador o elemento que la genere. RELÉ: Es un interruptor electromagnético en el que cuando su bobina recibe corriente, se desplaza su armadura haciendo que los contactos asociados cambien de estado, los cerrados se abren y los abiertos se cierran. SENSOR: Es un elemento que es capaz de transformar una determinada magnitud en otra más fácil de utilizar en el circuito. SEÑAL DE ENTRADA: Señal que enviada por un elemento del circuito (sensor, pulsador, etc.) hace que el circuito la procese, actuando activando o desactivando otras señales, generalmente las denominadas salidas. SEÑAL DE SALIDA: Señal que el circuito activa o desactiva después de procesar las señales de entrada y que van directamente al circuito de fuerza para manipular los elementos actuadores. BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 174 ELECTRONEUMÁTICA – CIRCUITOS INTUITIVOS .............................................................. 176 1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 176 2. ELECTRONEUMÁTICA. .................................................................................................. 176 3. NORMAS BÁSICAS ......................................................................................................... 177 4. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. .......................................................................... 177 4.1. CIRCUITO ELECTRONEUMÁTICO BÁSICO NÚMERO 1 (enbasico1.pro). .......... 178 4.2. CIRCUITO ELECTRONEUMÁTICO BÁSICO NÚMERO 2 (enbasico2.pro). .......... 178 4.3. ELECTRONEUMÁTICO BÁSICO NÚMERO 3 (enbasico3.pro). ........................... 179 4.4. ELECTRONEUMÁTICO BÁSICO NÚMERO 4 (enbasico4.pro). ........................... 181 4.5. CIRCUITO BÁSICO NÚMERO 5 (basico5n.pro). .................................................... 182 4.6. ELECTRONEUMÁTICO BÁSICO NÚMERO 6 (enbasico6.pro). ............................ 182 4.7. ELECTRONEUMÁTICA BÁSICO NÚMERO 7 (enbasico7.pro). ............................. 183 4.8. ELECTRONEUMÁTICA BÁSICO NÚMERO 8 (enbasico8.pro). ............................. 184 4.9. ELECTRONEUMÁTICA BÁSICO NÚMERO 9 (enbasico9.pro). ............................. 185 4.10. ELECTRONEUMÁTICA BÁSICO NÚMERO 10 (enbasico10.pro). ......................... 186 5. OTROS CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS CON RESOLUCIÓN INTUITIVA ......... 189 5.1. INTUITIVOS. CIRCUITO 11 (enintuitivo11.pro). ..................................................... 189 5.2. INTUITIVOS. CIRCUITO 12 (enintuitivo12.pro). ..................................................... 190 5.3. INTUITIVOS. CIRCUITO 13 (enintuitivo13.pro). ..................................................... 191 5.4. INTUITIVOS. CIRCUITO 14 (enintuitivo14.pro). ..................................................... 192 5.5. INTUITIVOS. CIRCUITO 15 (enintuitivo15.pro). ..................................................... 193 5.6. INTUITIVOS. CIRCUITO 16 (enintuitivo16.pro). ..................................................... 194 5.7. INTUITIVOS. CIRCUITO 17 (enintuitivo17biestables.pro). ..................................... 195 5.8. INTUITIVOS. CIRCUITO 18 (enintuitivo17monoestables.pro). ............................... 197 5.9. INTUITIVOS. CIRCUITO 19 (enintuitivo19biestables.pro). ..................................... 198 5.10. INTUITIVOS. CIRCUITO 20 (enintuitivo20.pro). ..................................................... 200 5.11. INTUITIVOS. CIRCUITO 21 (enintuitivo21.pro). ..................................................... 201 6. SECUENCIA CLÁSICA A+ B+ A- B- .............................................................................. 202 UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 175 6.1. A+ B+ A- B-. CON BIESTABLES Y FINALIZACIÓN DE SECUENCIA EN EL PARO. 203 6.2. A+ B+ A- B-. CON BIESTABLES Y REGRESO A ORIGEN EN EL PARO. ............ 203 6.3. A+ B+ A- B-. CON MONOESTABLES Y FINALIZACIÓN DEL CICLO EN EL PARO. 204 6.4. A+ B+ A- B-. CON MONOESTABLES Y RETORNO A ORIGEN EN EL PARO. ... 205 7. SECUENCIA CLÁSICA A+ B+ B- A- .............................................................................. 206 BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 176 ELECTRONEUMÁTICA – CIRCUITOS INTUITIVOS 64. INTRODUCCIÓN Para el diseño de circuitos sencillos conocidas las especificaciones de funcionamiento no suelen emplearse métodos específicos, simplemente se siguen unas normas básicas unidas a la intuición adquirida por el diseñador al comenzar con circuitos de poca complejidad lo que le irá aportando capacidad para realizar circuitos algo más complejos. 65. ELECTRONEUMÁTICA. En los automatismos electro-neumáticos, el circuito de fuerza es neumático. Por eso los circuitos seguirán teniendo cilindrosy distribuidoras, pero, los pilotajes de éstas serán eléctricos y los finales de carrera también. La parte de mando o maniobra del automatismo es eléctrica. Al diseñar los circuitos se tendrán en cuenta algunos convenios ya utilizados en la parte neumática y también algunos nuevos de la parte resuelta eléctricamente. A B C Los cilindros se nombrarán con letras mayúsculas A+ El cilindro A sale A- El cilindro A entra Cilindro de simple efecto. Realizará su única carrera útil al salir (A+) cuando llegue aire a presión a su conexión. Regresará o entrará (A-) cuando su única conexión se conecte con un escape. Cilindro de doble efecto. Sale (A+) si la conexión “1” tiene presión y la “2” escape. Entra si la conexión “2” tiene presión y la “1” escape. Los cilindros tendrán los finales de carrera situados como en los circuitos neumáticos, pero se utilizarán detectores de proximidad magnéticos. 1 2 UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 177 MANDO DIRECTO En los circuitos electro-neumáticos este concepto no significa lo mismo que en los neumáticos. Aquí, hace referencia a la NO existencia de relé. MANDO INDIRECTO En los circuitos electro-neumáticos hace referencia en que la señal del pulsador o detector se envía a un relé que memorizará la señal, utilizando luego un contacto abierto o cerrado del relé para accionar sobre la salida. 66. NORMAS BÁSICAS Como ya se ha dicho, mando directo hace referencia a la NO existencia de relé, mientras que el mando indirecto se hará utilizando un relé. Si el cilindro es de simple efecto su válvula distribuidora será una válvula de tres vías, generalmente una 3/2 normalmente cerrada. Dependiendo del comportamiento que se desee en el cilindro, la válvula será monoestable o no. Si el cilindro es de doble efecto su válvula distribuidora será una válvula con dos vías de trabajo, es decir una 4/2 o una 5/2. Estas dos válvulas son totalmente intercambiables. En un circuito eléctrico nunca podrá repetirse una salida (relé, bobina eléctrica, etc.) si en una secuencia ésta debe activarse más de una vez se pondrán sus líneas de activación en paralelo. Se podrán utilizar tantos contactos abiertos o cerrados de un relé como sea necesario. 67. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 68. OBJETIVOS: Los primeros ejercicios tienen todos ellos el mismo objetivo, conocer el funcionamiento de los componentes eléctricos, conocer la librería eléctrica del simulador utilizado, su utilización y su compaginación con la librería neumática. Diferenciar entre mando eléctrico directo e indirecto. Utilización de relés y sus contactos. BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 178 68.1. CIRCUITO ELECTRONEUMÁTICO BÁSICO NÚMERO 1 (enbasico1.pro). ENUNCIADO Mando directo de un cilindro de simple efecto mediante un pulsador. Ejercicio simulado: enbasico1 OBSERVACIONES En el circuito eléctrico se activa la bobina eléctrica que pilota a la distribuidora, en este caso monoestable, físicamente en un montaje real son una misma cosa, pero en la simulación hay dos elementos que deben llevar el mismo nombre, para que cuando en la parte eléctrica reciba señal, reaccione la distribuidora. Aunque el nombre no es muy acertado, la bobina eléctrica, recibe en el programa de simulación el nombre de SOLENOIDE. Al ser la distribuidora monoestable, el cilindro regresa en el mismo momento que se suelta el pulsador. 68.2. CIRCUITO ELECTRONEUMÁTICO BÁSICO NÚMERO 2 (enbasico2.pro). ENUNCIADO Mando directo de un cilindro de doble efecto mediante un pulsador. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico1.gif http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico2.gif UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 179 OBSERVACIONES Mientras el pulsador esté pulsado el cilindro saldrá y se mantendrá afuera. Al soltar el pulsador el cilindro regresará. Ejercicio simulado: enbasico2 68.3. ELECTRONEUMÁTICO BÁSICO NÚMERO 3 (enbasico3.pro). ENUNCIADO Mando indirecto de un cilindro de simple efecto mediante un pulsador. EJERCICIO DIRIGIDO • Se abrirá un nuevo archivo en el simulador con una hoja de esquema en blanco y se guardará en la carpeta de trabajo con el nombre “enbasico3.pro”. • Desde la librería neumática se añadirá al esquema un cilindro de simple efecto, dejando las características que ofrece por defecto. • También desde la librería neumática se añadirá una válvula 3/2 normalmente cerrada, monoestable y pilotada por solenoide. • • Se seleccionará ahora el solenoide del pilotaje y se pondrá en la ventana “etiqueta” un nombre, en el ejemplo A+ BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 180 • Desde la carpeta líneas de la librería neumática se pondrán a la válvula alimentación, escape y se unirá su conexión de salida con el cilindro. • Acabada la parte de fuerza, se abrirá la librería eléctrica (europea) para editar el circuito de maniobra. • En el apartado interruptores se tomará un pulsador normalmente abierto y se le pondrá la etiqueta de MARCHA. • En la carpeta componentes de salida se encontrará un relé cuya etiqueta será K1. • Desde la carpeta alimentación eléctrica se elegirán las opciones que se ven en la figura (24 – 0 V). Podrían utilizarse otras opciones. • Ahora desde la carpeta contactos, se cogerá uno normalmente abierto y se le dirá que es del relé K1. • Por último se pondrá debajo del contacto del relé y desde la carpeta componentes de salida un solenoide cuya etiqueta será la misma que se le dio al de la válvula neumática que debe pilotar. • Se terminará el circuito poniendo el cable eléctrico necesario. Se encuentra en la carpeta líneas. UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 181 • Finalmente se simulará el ejercicio. Ejercicio simulado: enbasico3 OBSERVACIONES Al pulsar el pulsador se excita el relé y su contacto abierto cambia a cerrado, alimentando la bobina de pilotaje de la válvula y saliendo el relé. Al soltar el pulsador el relé pierde su alimentación y el cilindro regresa. 68.4. ELECTRONEUMÁTICO BÁSICO NÚMERO 4 (enbasico4.pro). ENUNCIADO Mando indirecto de un cilindro de doble efecto mediante un pulsador. OBSERVACIONES Las mismas que en el circuito anterior. Ejercicio simulado: enbasico4 http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico3.gif http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico4.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 182 68.5. CIRCUITO BÁSICO NÚMERO 5 (basico5n.pro). OBJETIVOS: El circuito siguiente intenta mostrar la diferencia entre un mando monoestable y un mando biestable. Comprobar que en un mando biestable es necesario una señal de regreso, en este caso un pulsador. ENUNCIADO Mando indirecto de un cilindro de doble efecto mediante dos pulsadores uno para salida del cilindro y otro para entrada. Los pulsadores pilotan una distribuidora biestable. OBSERVACIONES Pulsando un instante el pulsador de salida el cilindro sale y se mantiene afuera hasta que se pulse un instante el pulsador de regreso. Puede observarse la diferencia entre colocar una distribuidora monoestable como la del ejercicio 4 y una biestable como en este ejercicio. Ejercicio simulado: basico5n 68.6. ELECTRONEUMÁTICO BÁSICO NÚMERO 6 (enbasico6.pro). OBJETIVOS: Conocer la conexión en serie de señales, comprobar que deben estar activas de manera simultánea. ENUNCIADO Dos pulsadores de marcha hacen salir a un cilindro de doble efecto y uno de regreso le hará regresar. La distribuidora será biestable. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico5.gif UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 183 Se va a realizar el circuito con mando directo y con mando indirecto. Ejercicio simulado: enbasico6a (mando directo) Ejerciciosimulado: enbasico6b (mando indirecto) OBSERVACIONES Dos señales eléctricas en serie son en un circuito eléctrico lo que una válvula de simultaneidad o “Y” en el circuito neumático. 68.7. ELECTRONEUMÁTICA BÁSICO NÚMERO 7 (enbasico7.pro). OBJETIVOS: Conocer la conexión en paralelo y su relación con la válvula “O” neumática. ENUNCIADO Un cilindro de doble efecto y válvula distribuidora biestable saldrá al pulsar uno cualquiera de los dos pulsadores de marcha y volverá a origen al pulsar el de regreso. Se realizará una solución con mando directo. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico6a.gif http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico6b.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 184 Ejercicio simulado: enbasico7 OBSERVACIONES Una conexión en paralelo en un circuito eléctrico trabaja igual que una válvula selectora de circuito “O” en un circuito neumático. 68.8. ELECTRONEUMÁTICA BÁSICO NÚMERO 8 (enbasico8.pro). OBJETIVOS: Saber cómo se realimenta una señal a sí misma. Entender que si una señal se realimenta a sí misma es necesario disponer de un elemento que la desactive. Conocer la maniobra marcha / paro. Entender la opción en el circuito anterior de paro preferente. ENUNCIADO Realizar un circuito en el que un pulsador de marcha haga salir a un cilindro y, a pesar de tener la distribuidora monoestable, que se mantenga afuera gracias a la realimentación de la señal de un relé. Se dispone de un pulsador de paro para que el cilindro regrese a su origen. El paro es preferente a la marcha, es decir que si se pulsan los dos pulsadores a la vez el cilindro no sale. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico7.gif UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 185 Ejercicio simulado: enbasico8 OBSERVACIONES Ver la posición del pulsador de paro, en la línea principal. Observar que el pulsador de paro es normalmente cerrado, dejando pasar la corriente hasta que se pulsa. 68.9. ELECTRONEUMÁTICA BÁSICO NÚMERO 9 (enbasico9.pro). OBJETIVOS: Recordar cómo se realiza la realimentación. Afianzar el concepto marcha / paro. Conocer la maniobra marcha / paro con el pulsador de paro en la línea de realimentación, situación que hace preferente a la marcha frente al paro. ENUNCIADO Realizar un marcha / paro con un cilindro de doble efecto. El marcha es preferente al paro, es decir que si se pulsan los dos pulsadores a la vez el cilindro sale. Ejercicio simulado: enbasico9 http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico8.gif http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/Enbasico9.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 186 OBSERVACIONES Ver la posición del pulsador de paro, en la línea de realimentación. Observar que este circuito y el anterior son idénticos en funcionamiento, salvo en la situación de que se pulsen los dos pulsadores a la vez. 68.10. ELECTRONEUMÁTICA BÁSICO NÚMERO 10 (enbasico10.pro). OBJETIVOS: Conocer el funcionamiento de un circuito automático. La utilización de los finales de carrera como emisores de señal que proporcionan pilotajes y ejercen acciones. Aprender a utilizar y colocar los finales de carrera magnéticos. ENUNCIADO Regreso automático de un cilindro de doble efecto cuando llega al final de su recorrido. La salida se realizará mediante un pulsador de marcha. Como la válvula distribuidora es monoestable el relé deberá realimentarse y el final de carrera deberá cortar la señal hacia el relé para que el circuito regrese. EJERCICIO DIRIGIDO • Abrir un proyecto nuevo en el programa de simulación. • Guardar el archivo en la carpeta de trabajo con el nombre “enbasico10.pro” • Estando en el esquema en blanco, abrir la biblioteca en su apartado de neumática. UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 187 • En actuadores buscar un cilindro de doble efecto y ponerlo en el esquema. • En válvulas elegir una válvula 5/2 (14) monoestable y con pilotaje eléctrico por su lado izquierdo, poner como etiqueta al solenoide A+. • Poner a estos dos elementos los escapes, alimentación y líneas de presión (carpeta líneas). • Entrar en la carpeta detectores y coger el elemento “detector magnético” o “detector de proximidad magnético”, poner en la etiqueta A1 y colocarlo para que el cilindro lo accione al llegar al final de su recorrido. BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 188 • Abrir la librería eléctrica (Europa) para realizar el circuito eléctrico. • El único elemento que se utiliza por primera vez es el contacto del final de carrera, se encuentra en la carpeta interruptores y hay que elegir la opción contacto de interruptor de proximidad, en este caso normalmente cerrado. Ejercicio simulado: enbasico10 OBSERVACIONES Se podría realizar un circuito que funcionase igual pero con una distribuidora biestable, en cuyo caso no es necesaria la realimentación y el contacto del final de carrera pilotaría a la distribuidora para hacer regresar el cilindro. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico10.gif UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 189 Ejercicio simulado: enbasico10b 69. OTROS CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS CON RESOLUCIÓN INTUITIVA 69.1. INTUITIVOS. CIRCUITO 11 (enintuitivo11.pro). OBJETIVOS: Realizar un circuito automático de ciclo continuo gobernado por los finales de carrera del cilindro. ENUNCIADO Realizar un circuito que al cerrar un interruptor de marcha haga salir y entrar a un cilindro de doble efecto de manera continua hasta que se desenclave el pulsador. Ejercicio simulado: enbasico11 OBSERVACIONES Más adelante se realizará este circuito utilizando un pulsador en lugar de un interruptor que pueda enclavarse. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico10b.gif http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico11.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 190 Se continúa con la numeración de circuitos básicos, aunque ahora el bloque se denomina circuitos intuitivos, ya que a partir de ahora no se pueden considerar circuito de poca complicación. 69.2. INTUITIVOS. CIRCUITO 12 (enintuitivo12.pro). OBJETIVOS: Conocer el funcionamiento de un temporizador. ENUNCIADO Realizar un circuito que al tiempo de accionar el pulsador de marcha haga salir a un cilindro de doble efecto. El regreso será automático al llegar el cilindro al final de carrera A1. Ejercicio simulado: enbasico12 OBSERVACIONES Al pulsar marcha se activa el relé K1 que queda realimentado por un contacto del mismo relé. Otro contacto del relé activa un temporizador a la conexión de tal manera que al tiempo de recibir señal su contacto abierto pilota la distribuidora hacia más saliendo el cilindro, a la vez un contacto cerrado del temporizador corta la alimentación del relé para no dejar señales permanentes. Un contacto del final de carrera hace que se alimente un segundo relé cuyo contacto abierto pilota para el regreso del cilindro. El sistema está listo para que se repita la maniobra. RECORDANDO Un temporizador a la conexión es un relé cuyos contactos cambian un tiempo después de que le llegue alimentación a su bobina. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico12.gif UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 191 69.3. INTUITIVOS. CIRCUITO 13 (enintuitivo13.pro). OBJETIVOS: Conocer el funcionamiento de un contador. APRENDIENDO Utilización de un contador eléctrico como el que dispone el programa de simulación de circuitos. • Se encuentra en la carpeta contadores de la librería eléctrica que se está utilizando. • Puede observarse que al colocarlo en la zona de edición pide el valorcon el que el circuito debe activarse y provocar una acción. • Tiene tres conexiones. La superior izquierda es la señal que hace incrementarse en uno la cuenta del contador. Puede ser cualquier señal del circuito que no se repita en la secuencia. • Generalmente se lleva la señal mediante saltos de etiquetas de entrada y salida, para no influir en la limpieza y claridad del circuito. • La conexión inferior izquierda es el reset del contador, su puesta a cero. El contador puede en ocasiones resetearse con una señal del propio circuito, mientras que en otras se coloca un pulsador con esa función. En el circuito siguiente se utiliza esta opción. • La conexión derecha se convierte en activa cuando se llega a la cuenta pre- establecida, generalmente se utiliza para dar alimentación a un relé (suele denominarse CONT) y sus contactos se utilizarán para realizar la acción o acciones que debe realizar el circuito al llegar a la cuenta. BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 192 ENUNCIADO Mediante un interruptor de marcha un cilindro de doble efecto comienza a realizar salidas y entradas hasta que al llegar a un número determinado en un contador se para de manera automática. Ejercicio simulado: enbasico13 OBSERVACIONES El contador cuenta cada vez que llega señal al detector A1. Cuando se han realiza 10 secuencias el contacto normalmente cerrado del contador se abre impidiendo que siga realizándose el ciclo. Puede observarse la alimentación eléctrica del contador. 69.4. INTUITIVOS. CIRCUITO 14 (enintuitivo14.pro). OBJETIVOS: Aprender a memorizar un pulsador de marcha de tal manera que se pueda realizar un ciclo continuo sin necesidad de que la acción de marcha la realice un pulsador con enclavamiento. APRENDIENDO Simplemente hay que mandar la señal de marcha a un relé que se auto-alimente de tal manera que el relé seguirá estando activo hasta que se pulse el pulsador de paro. Ahora se utilizará un contacto del relé en el circuito para realizar la secuencia deseada. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico13.gif UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 193 ENUNCIADO Se desea que un cilindro comience una secuencia de salidas y entradas al pulsar un pulsador de marcha. La secuencia se detendrá al accionar un pulsador de paro. Ejercicio simulado: enbasico14 OBSERVACIONES Este circuito ya se había realizado pero utilizando un pulsador enclavado. 69.5. INTUITIVOS. CIRCUITO 15 (enintuitivo15.pro). OBJETIVOS: Conocer cómo se realimenta un cilindro a sí mismo utilizando el final de carrera. ENUNCIADO Un pulsador P1 hace salir a un cilindro a velocidad regulada, si se suelta el pulsador el cilindro regresa a origen, si se mantiene el pulsador hasta que llegue al final de carrera, el cilindro se mantiene afuera. P2 hace regresar al cilindro. OBSERVACIONES Recordar que la regulación del movimiento de salida se realiza regulando el escape de ese movimiento. Siempre que un cilindro se mueve pero regresa a origen si no se cumple una condición, es necesario que la distribuidora sea monoestable. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico14.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 194 Ejercicio simulado: enbasico15 69.6. INTUITIVOS. CIRCUITO 16 (enintuitivo16.pro). OBJETIVOS: Recordar cómo se realimenta un cilindro a sí mismo utilizando el final de carrera. Aprender a utilizar condiciones de entrada o salida para los cilindros. ENUNCIADO Un pulsador P1 hace salir a un cilindro A Un pulsador P2 hace salir a un cilindro B a velocidad regulada únicamente si el cilindro A está afuera. Si se suelta el pulsador el cilindro regresa a origen, si se mantiene el pulsador hasta que llegue al final de carrera, el cilindro se mantiene afuera. P3 hace regresar los dos cilindros. OBSERVACIONES Recordar que la regulación del movimiento de salida se realiza regulando el escape de ese movimiento. Siempre que un cilindro se mueve pero regresa a origen si no se cumple una condición, es necesario que la distribuidora sea monoestable. Para que el cilindro B salga debe estar enviando señal el detector A1. Para que el cilindro B se realimente sería suficiente con la señal de B1, pero se coloca también la de A1 con el fin de que al pulsar P3 la ausencia de esta señal haga también entrar al cilindro B. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico15.gif UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 195 Ejercicio simulado: enbasico16 69.7. INTUITIVOS. CIRCUITO 17 (enintuitivo17biestables.pro). OBJETIVOS: Recordar cómo se aplican condiciones a los movimientos. Junto con el ejercicio siguiente, ver la diferencia entre que un cilindro tenga distribuidora biestable o la tenga monoestable. ENUNCIADO Un pulsador PU1 hace salir a un cilindro A. Un pulsador PU2 hace salir a un cilindro B únicamente si el cilindro A está afuera. PU3 hace regresar los dos cilindros, pero primero al cilindro A y cuando éste ha llegado al final regresa B. Los cilindros A y B tienen distribuidoras biestables. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico16.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 196 Ejercicio simulado: enbasico17biestables OBSERVACIONES Únicamente recordar que cuando el cilindro es gobernado por una distribuidora biestable, únicamente es necesaria una señal de un instante para que se produzca el cambio de la válvula y por lo tanto el movimiento del cilindro. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico17biestables.gif UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 197 69.8. INTUITIVOS. CIRCUITO 18 (enintuitivo17monoestables.pro). OBJETIVOS: Comparar el modo de trabajo de una distribuidora monoestable con el de una biestable. ENUNCIADO Un pulsador PU1 hace salir a un cilindro A. Un pulsador PU2 hace salir a un cilindro B únicamente si el cilindro A está afuera. PU3 hace regresar los dos cilindros, pero primero al cilindro A y cuando éste ha llegado al final regresa B. Los cilindros A y B tienen distribuidoras monoestables. Ejercicio simulado: enbasico17monoestables http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico17monoestables.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 198 OBSERVACIONES Cuando la distribuidora del cilindro es monoestable, hay que mantener la señal durante el tiempo en que el cilindro tenga que salir o mantenerse afuera, para cortarla en el momento en que deba entrar. 69.9. INTUITIVOS. CIRCUITO 19 (enintuitivo19biestables.pro). OBJETIVOS: Afianzar la utilización de condiciones de salida y entrada. Utilización del temporizador. Doble posibilidad de pilotaje de regreso. El ejercicio se realizará primero con distribuidoras biestables y después con monoestables Ejercicio simulado: enbasico19biestables http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico19biestables.gif UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 199 ENUNCIADO Un pulsador P1 hace salir a un cilindro A. Un pulsador P2 hace salir a un cilindro B únicamente si el cilindro A está afuera. P3 hace regresar los dos cilindros a la vez o, si no se pulsa P3, al tiempo de salir B regresarán también los dos cilindros. Los cilindros A y B tienen distribuidoras biestables en el ejercicio anterior y distribuidoras monoestables en el siguiente. Ejercicio simulado: enbasico19monoestables http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico19monoestables.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 200 OBSERVACIONES Observar que los pilotajes de regreso pueden ser dos, el pulsador P3 o el contacto del temporizador a la conexión que comienza a contar el tiempo cuando el cilindro B ha salido del todo. Enel ejercicio con monoestables es un contacto del relé K3 el que corta los pilotajes de salida para que sea el muelle quien mande y haga regresar a los cilindros. 69.10. INTUITIVOS. CIRCUITO 20 (enintuitivo20.pro). OBJETIVOS: Realizar un circuito específico para el funcionamiento de una prensa que concuerde con las especificaciones del enunciado. Ejercicio simulado: enbasico20 ENUNCIADO – CIRCUITO PARA UNA MÁQUINA DE DOBLAR PLETINAS. Se trata de sujetar una pieza con el cilindro A y doblarla con el cilindro B. No se puede doblar si no está sujeta. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico20.gif UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 201 Un pulsador P1 hace salir a un cilindro A, cilindro de sujección. Un pulsador P2 hace salir a un cilindro B, cilindro de doblado. El cilindro B sólo sale si el cilindro A está afuera. Si se suelta el pulsador P2, el cilindro B regresa, y si se mantiene hasta que llegue a su final de carrera B1, al llegar comienza también el regreso. P3 hace regresar al cilindro A. El cilindro de doblar no puede volver a salir si no se cambia la pieza que sujeta el cilindro A. 69.11. INTUITIVOS. CIRCUITO 21 (enintuitivo21.pro). OBJETIVOS: Aprender cómo realizar un único ciclo aunque el operario no haya soltado todavía el pulsador de marcha. Es decir para volver a realizar un nuevo ciclo es necesario soltar el pulsador y volver a pulsarlo. ENUNCIADO. Se pulsará un pulsador de marcha y un cilindro saldrá y entrará, y quedará en espera de que se haya soltado el pulsador y se vuelva a pulsar para realizar otra secuencia. Con el circuito de la figura, si se mantiene el pulsador, se siguen realizando secuencias. A continuación se realizan modificaciones para conseguir que el circuito funcione como se desea. La clave está en conseguir que al pulsar el pulsador de marcha se genere un flanco ascendente de su señal, ya que el flanco únicamente se produce un instante al pulsarse el pulsador y no se volverá a producir hasta que se suelte y vuelva a pulsarse. En la figura de la derecha puede observarse el conjunto que genera la señal del flanco del pulsador, en este BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 202 caso será un relé al que se llama F_PM y será un contacto de este relé el que de paso a la secuencia. A continuación puede verse el circuito completo. Ejercicio simulado: enbasico21 70. SECUENCIA CLÁSICA A+ B+ A- B- En esta parte final del tema se va a resolver la secuencia clásica del enunciado, de cuatro maneras diferentes. El ciclo en todas ellas va a ser continuo, es decir se pulsará marcha y se realizará la secuencia de manera indefinida hasta que se pulse paro. Al pulsar el paro, el circuito podrá detenerse después de acabar la secuencia ya comenzada o hacer que los cilindros regresen a origen en el instante que se pulse el paro. Por otro lado, se resolverá para distribuidoras biestables y para distribuidoras monoestables. Podrían también utilizarse para un cilindro distribuidora de un tipo y para el otro cilindro de otro tipo. Al trabajar con secuencias de este estilo, es posible encontrarse con señales permanentes, igual que ocurría en neumática. En ese caso habrá que pensar un poco más o esperar a conocer los métodos de resolución de secuencias que eliminarán las señales permanentes existan o no. La parte neumática del cilindro es la misma para los dos primeros ejercicios http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/enbasico21.gif UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 203 70.1. A+ B+ A- B-. CON BIESTABLES Y FINALIZACIÓN DE SECUENCIA EN EL PARO. OBJETIVOS: Recordar cómo se realiza un circuito continuo con un pulsador. Recordar la utilización del PARO y aplicar una de sus opciones. ENUNCIADO. Realizar la secuencia A+ B+ A- B- de manera continua al pulsar el pulsador de marcha. La secuencia la detendrá el pulsador de paro que permitirá que se termine de realizar la secuencia ya comenzada. Las distribuidoras de los cilindros son biestables las dos. Ejercicio simulado: en_cc_abab_bi_fin 70.2. A+ B+ A- B-. CON BIESTABLES Y REGRESO A ORIGEN EN EL PARO. OBJETIVOS: Variación en el uso del paro. Regreso a origen. ENUNCIADO. Realizar la secuencia A+ B+ A- B- de manera continua al pulsar el pulsador de marcha. La secuencia la detendrá el pulsador de paro que hará que los cilindros regresen a origen en el momento de pulsarlo. Las distribuidoras de los cilindros son biestables las dos. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_cc_abab_bi_fin.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 204 Ejercicio simulado: en_cc_abab_bi_ret 70.3. A+ B+ A- B-. CON MONOESTABLES Y FINALIZACIÓN DEL CICLO EN EL PARO. OBJETIVOS: Comprender lo diferente que resulta editar un circuito para distribuidoras monoestables en los cilindros. ENUNCIADO. Realizar la secuencia A+ B+ A- B- de manera continua al pulsar el pulsador de marcha. La secuencia la detendrá el pulsador de paro que permitirá que la secuencia comenzada antes de pulsarlo finalice. Las distribuidoras de los cilindros son monoestables las dos. Ejercicio simulado: en_cc_abab_mono_fin http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_cc_abab_bi_ret.gif http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_cc_abab_mono_fin.gif UNIDAD 8 – CIRCUITOS INTUITIVOS ELECTRONEUMÁTICOS 205 70.4. A+ B+ A- B-. CON MONOESTABLES Y RETORNO A ORIGEN EN EL PARO. Los cilindros para los dos ejercicios con distribuidoras monoestables están dispuestos como indica la figura. OBJETIVOS: Comprender lo diferente que resulta editar un circuito para distribuidoras monoestables en los cilindros. Volver a repasar la opción de paro de retorno a origen. ENUNCIADO. Realizar la secuencia A+ B+ A- B- de manera continua al pulsar el pulsador de marcha. La secuencia la detendrá el pulsador de paro hará que los cilindros regresen al origen en el mismo momento de pulsarse. Las distribuidoras de los cilindros son monoestables las dos. Ejercicio simulado: en_cc_abab_mono_ret http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_cc_abab_mono_ret.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 206 71. SECUENCIA CLÁSICA A+ B+ B- A- Esta secuencia podría realizarse de las mismas cuatro maneras que se ha realizado la anterior. No obstante al realizar la más sencilla, la de distribuidoras biestables y finalización del ciclo al pulsar el paro, y, realizándola de la misma manera que la anterior, cambiando únicamente las situaciones de algunos contactos de los finales de carrera en el circuito eléctrico, observaríamos que el circuito no funciona. Hay señales permanentes que lo impiden. Como en los circuitos neumáticos se puede recurrir a la intuición para resolverlo o aplicar alguno de los métodos de resolución que se estudiarán en los siguientes temas. En la siguiente imagen se puede observar la resolución intuitiva. Ejercicio simulado: en_cc_abba_bi_fin OBSERVACIONES Puede observarse que ha sido necesario crear una nueva señal (relé K2) que estará activo al activarse B1 y seguirá en esa situación hasta que se active A0. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_cc_abab_bi_fin.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 208 ELECTRONEUMÁTICA – MÉTODO DE CASCADA ............................................................... 209 1. INTRODUCCIÓN. SEÑALES PERMANENTES. ............................................................. 209 2. MÉTODO DE CASCADA – EXPLICACIÓN. ................................................................... 211 2.1. SECUENCIA DEL CIRCUITO (encascada0biestables.pro) ........................................... 211 2.2. PASOS QUE HAY QUE DAR PARA LA RESOLUCIÓN DEL CIRCUITO. ................. 211 2.3. RESOLUCIÓN DELA MISMA SECUENCIA PERO CON DISTRIBUIDORAS MONOESTABLES. (encascada0monoest.pro). .......................................................................... 215 3. CIRCUITOS QUE DAN LUGAR A DOS GRUPOS .......................................................... 216 4. SECUENCIA CLÁSICA A + B + B - A – ....................................................................... 217 4.1. RESOLUCIÓN CON BIESTABLES Y UN ÚNICO RELÉ (en_cc_abba_bi_1rele_cu.pro). 217 4.2. RESOLUCIÓN CON MONOESTABLES Y UN ÚNICO RELÉ (en_cc_abba_mono_1rele_cu.pro). ............................................................................................ 219 4.3. RESOLUCIÓN CON BIESTABLES Y UN GRUPO VACÍO AL FINAL (en_cc_abba_bi_kvacio_cu.pro). ............................................................................................... 221 5. OTRAS SECUENCIAS ..................................................................................................... 223 5.1. SECUENCIA A +, A -, B +, B – (en_cc_aabb_bi_cu.pro) .............................................. 223 5.2. SECUENCIA CON TEMPORIZADOR (en2_cascada_bi_t_cu.pro) ............................... 225 5.3. SECUENCIA CON UN CILINDRO CON VARIOS FINALES DE CARRERA (en2_cascada_bi_t_cu.pro) ....................................................................................................... 229 5.4. SECUENCIA DE CUATRO CILINDROS EN CICLO CONTINUO Y PARADA POR CONTADOR (en3_cascada_mono_c_fin.pro) ............................................................................ 233 UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 209 ELECTRONEUMÁTICA – MÉTODO DE CASCADA 72. INTRODUCCIÓN. SEÑALES PERMANENTES. Como ya se ha estudiado en la parte de neumática, los métodos de resolución de circuitos son necesarios para resolver circuitos secuenciales, es decir aquellos en los que los cilindros realizan una secuencia de movimientos una vez que se ha pulsado el pulsador de marcha. En la parte final del tema anterior en la que se han resuelto ejercicios básicos de manera intuitiva, ya se ha resuelto de varias maneras un ejercicio con la siguiente secuencia A+ B+ A- B-. La siguiente figura corresponde a la resolución de la secuencia anterior para ciclo único. La resolución en general resulta sencilla y el circuito funciona bien a la primera. Sin embargo al realizar una pequeña modificación en la secuencia para que los movimientos sean A+ B+ B- A- nos damos cuenta de que lo que es aparentemente igual de sencillo, se resuelve igual pero no funciona. BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 210 En la figura puede observarse el circuito de mando para la secuencia indicada. Puede compararse con el circuito anterior y ver que sólo cambia el orden en que los finales de carrera envían señal a las bobinas de las distribuidoras. En principio con ese cambio el circuito debería funcionar, sin embargo al simularlo ocurre lo que puede verse en la siguiente figura. Al pulsar el marcha, ha salido el cilindro A, después el B, pero el siguiente movimiento en el que B debería regresar, no se produce, ya que UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 211 puede observarse en la figura que la distribuidora del cilindro B, está recibiendo señal para que B regrese, pero todavía recibe señal en sentido contrario, es decir está siendo pilotada por los dos lados y por lo tanto no responde. Esta situación, similar a lo que ocurría con este circuito en neumática, da lugar a lo que se conoce como señales permanentes. Su eliminación puede hacerse, de manera intuitiva previo conocimiento de su existencia o, aplicando un método que las elimine, existan o no. En este tema se va a conocer uno de los métodos aplicados con este fin. 73. MÉTODO DE CASCADA – EXPLICACIÓN. Para explicar el método se va a utilizar la misma secuencia que se utilizó en neumática. Es una secuencia grande que da lugar a cinco grupos y permite una explicación detallada. Posteriormente se aplicará el método a secuencias más sencillas. 73.1. SECUENCIA DEL CIRCUITO (encascada0biestables.pro) Se va a diseñar un circuito para tres cilindros que van a realizar la siguiente secuencia de movimientos. 73.2. PASOS QUE HAY QUE DAR PARA LA RESOLUCIÓN DEL CIRCUITO. • Separar la secuencia en grupos, de tal forma que cualquier movimiento de un cilindro (cualquier letra prescindiendo del signo), debe aparecer una sola vez en cada grupo y se formarán el mínimo número de grupos posibles. Se formarán los grupos comenzando por el principio. • Designar cada uno de los grupos con cifras. • Empezar el esquema del circuito dibujando los cilindros en la posición que les corresponde al comienzo del ciclo. En los cilindros, si se BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 212 respeta el tipo de distribuidora, y siempre que el primer movimiento sea de salida, hay que tener en cuenta que los pilotajes de la izquierda hacen salir al cilindro, mientras que los pilotajes de la derecha le hacen entrar. • Cada cilindro estará gobernado por una válvula distribuidora 4/2 ó 5/2 de accionamiento neumático y biestable. • En neumática cada grupo era una línea de aire, en electro-neumática cada grupo es un relé. • Además de la parte de fuerza que sigue siendo neumática aunque con finales de carrera y pilotajes de señal eléctrica, en la parte de maniobra eléctrica se pueden considerar dos partes. La parte que se encarga de que sólo esté activo a la vez uno de los relés (tabla siguiente) y la parte que activará las salidas (bobinas de pilotaje). GRUPO ¿QUIÉN ACTIVA? ¿QUIÉN DESACTIVA? Número de grupo / nombre del relé Grupo anterior y último final de carrera del grupo anterior Grupo siguiente Grupo I / K1 K5 y c0 y MARCHA K2 Grupo II / K2 K1 y a1 K3 Grupo III / K3 K2 y b1 y a0 K4 Grupo IV / K4 K3 y c1 K5 Grupo V / K5 K4 y a1 y b1 ó SET K1 La tabla anterior se plasma en un circuito eléctrico en el que se deberá tener en cuenta: • Las señales que deben aparecer a la vez “Y” son conectadas en serie. • Hay un relé por grupo, de tal manera que activar un grupo significa que se excita la bobina del relé que corresponda. • Cuando un relé se activa, sus contactos cambian, los cerrados se abren y los abiertos se cierran. A+ A- B- C+ C- 1 2 UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 213 • Si se sigue al pié de la letra este método, es necesario realimentar cada relé con un contacto normalmente abierto de sí mismo. No siempre es necesario, pero hacerlo siempre asegura el funcionamiento del circuito sin tener que pararse a pensar si lo es o no. • Al estar los relés realimentados, será necesario desactivarlos. Para hacerlo se pone un contacto del relé del grupo siguiente, en serie y normalmente cerrado y fuera de la realimentación. • Es necesario dar señal al último grupo la primera vez que se da corriente, ya que en caso contrario nunca se activará el grupo uno. Ya que está en función del grupo anterior (en este caso el 5) y como todavía no se ha realizado la secuencia, no está activo. Suele hacerse con un pulsador de SET que se pulsará una sola vez, al iniciar la secuencia y antes de pulsar en marcha. Al pulsarlo se activa el relé 5 que prepara la línea del relé 1 en espera del pulsador de marcha. NOTA: Como la automatización actual va encaminada a realizarla en diagrama de contactos para autómatas programables, estos disponen de un bit que está a 1 (manda señal) en la primera lectura del programa y que luego se pondrá a 0 (no manda señal) para el resto de las lecturas. Este bit hace la función del pulsador de SET utilizado en la resolución por métodos. • El primer relé llevará en serie el pulsador de marcha. Parte del circuito que se encarga de activar y desactivar los relés de cada grupo. 1 Realimentación 2 BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 214 • Falta por realizar la última parte del circuito en la que seactivarán los bobinas que pilotarán las distribuidoras. BOBINA CUANDO SE ACTIVA NO PUEDEN REPETIRSE SI ES PRIMER MOVIMIENTO DEL GRUPO, EL RELÉ DEL GRUPO, SI ES SEGUNDO O SIGUIENTES, EL RELÉ DEL GRUPO Y EL FINAL DE CARRERA ANTERIOR. A + K1 K4 A - K2 K5 B + K2 K4 B - K3 K5 y a0 C + K3 y b0 C - K5 y b0 • Como cada solenoide se activará cuando se cumpla una de las condiciones, “O”, es decir conexiones en paralelo. Parte del circuito en que se activan las salidas. Pueden verse los pulsadores que se pueden repetir en una zona vacía del circuito para simular desde allí. Circuito simulado encascada0biestables. 3 cada activación en paralelo 3 http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/encascada0biestables.gif UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 215 73.3. RESOLUCIÓN DE LA MISMA SECUENCIA PERO CON DISTRIBUIDORAS MONOESTABLES. (encascada0monoest.pro). • Si las distribuidoras son monoestables habrá que pensar que hay que mantener las señales de las distribuidoras hasta que deba regresar el cilindro y en ese momento cortarse esa señal BOBINA CUANDO SE ACTIVA NO PUEDEN REPETIRSE SI ES PRIMER MOVIMIENTO DEL GRUPO, EL RELÉ DEL GRUPO, SI ES SEGUNDO O SIGUIENTES, EL RELÉ DEL GRUPO Y EL FINAL DE CARRERA ANTERIOR. A + K1 Al entrar K2 caerá su señal y regresará. K4 Al entrar K5 caerá su señal y regresará B + K2 Al entrar K3 caerá su señal y regresará K4, K5 hasta a0 Al entrar K5 debe seguir con señal, pero sólo hasta que a0 envíe señal, en ese instante se cortará la señal para que regrese. C + K3, K4, K5 hasta b0 Al entrar K5 debe seguir con señal, pero sólo hasta que b0 envíe señal, en ese instante se cortará la señal para que regrese. La parte de fuerza (cilindros y distribuidoras) es idéntico a la anterior resolución salvo que las distribuidoras son monoestables. La parte eléctrica en la que se activan y desactivan los relés también es idéntica. Por lo tanto la única parte del circuito que cambia es la parte en que se manda señal a las salidas (bobinas de pilotaje de las distribuidoras) en que habrá que mantener la señal en el pilotaje de salida (+) hasta que deba B+ (segunda vez) C+ BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 216 producirse el movimiento de entrada (-), al suprimir la señal el muelle hará cambiar de posición la válvula de distribución y el cilindro regresará. Circuito simulado encascada0monoestables. En la figura se puede observar la parte del circuito que ha cambiado. Evidentemente no hay más que tres salidas, las que hacen salir al cilindro, ya que los otros pilotajes son muelles. 74. CIRCUITOS QUE DAN LUGAR A DOS GRUPOS La filosofía de este método es que un relé (K2) es preparado por el anterior (K1) y desactivado por el siguiente (K3), pero, si la secuencia está dividida únicamente por dos grupos, el relé siguiente es K1. Eso quiere decir que la línea de activación del relé K2 tendría un contacto normalmente abierto del relé K1 que tendería a activarlo, pero, tendría también un contacto normalmente cerrado de K1 que tendería a desactivar a K2. Con esos condicionantes el relé K2 no se activaría nunca ya que deberían cumplirse dos condiciones a la vez que son opuestas. En la figura se observa que K1 no puede estar activado y desactivado a la vez que sería lo necesario para que se active K2. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/encascada0monoestables.gif UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 217 Para resolver los circuitos que únicamente tienen dos grupos utilizando este método, es necesario recurrir: • Dividir uno de los grupos de la secuencia en dos, de esa manera al tener tres grupos se puede utilizar el método. • Trabajar con los dos grupos que salen de la secuencia y crear un tercer grupo vacío al final de la misma. Ya serán tres grupos y se puede utilizar el método. • También está la posibilidad, muy utilizada, de usar un único relé, de tal manera que cuando está activo da señal a un grupo y cuando no lo está da señal al otro. NOTA: En realidad esta última opción es la que debería recibir el nombre del método “cascada” por la manera en que queda el esquema del circuito. Ya que el método con más grupos se podría denominar “paso a paso mínimo” quedando como método de “paso a paso” el que se estudiará en el siguiente tema. Cualquiera de las tres opciones se podrá utilizar con distribuidoras biestables en los cilindros o con distribuidoras monoestables. De la misma manera el circuito podría resolverse para secuencia única y para secuencia continua, y en éste último caso con finalización de ciclo o retorno al origen de los cilindros al pulsar el paro. En el siguiente punto se estudiará una secuencia clásica de dos grupos desde varios de los puntos de vista posibles. 75. SECUENCIA CLÁSICA A + B + B - A – 75.1. RESOLUCIÓN CON BIESTABLES Y UN ÚNICO RELÉ (en_cc_abba_bi_1rele_cu.pro). El estudio de la secuencia da lugar a dos grupos. Grupo 1 Grupo 2 A+ B+ B- A- En la resolución elegida se dispone de un sólo el relé “K1”. Excitado habilitará al grupo 1 y desexcitado lo hará con el grupo 2. BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 218 GRUPO ¿QUIÉN ACTIVA? ¿QUIÉN DESACTIVA? Número de grupo / nombre del relé Pulsador de marcha y último final de carrera del grupo anterior La señal de que el grupo ha acabado. Grupo 1 / K1 M y a0 b1 Grupo 2 / NO – K1 Deberá tener realimentación para que no cambie hasta que no haya salido del todo el cilindro B. Circuito simulado en_cc_abba_bi_1rele_cu http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_cc_abba_bi_1rele_cu.gif UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 219 BOBINA CUANDO SE ACTIVA NO PUEDEN REPETIRSE SI ES PRIMER MOVIMIENTO DEL GRUPO, EL RELÉ DEL GRUPO, SI ES SEGUNDO O SIGUIENTES, EL RELÉ DEL GRUPO Y EL FINAL DE CARRERA ANTERIOR. A + K1 B + K1 y A1 B - NO K1 A - NO K1 y B0 75.2. RESOLUCIÓN CON MONOESTABLES Y UN ÚNICO RELÉ (en_cc_abba_mono_1rele_cu.pro). Es estudio de la secuencia es similar, pero recordando que hay que mantener la señal de cada pilotaje hasta que deba regresar el cilindro Grupo 1 Grupo 2 A+ B+ B- A- BOBINA CUANDO SE ACTIVA NO PUEDEN REPETIRSE SI ES PRIMER MOVIMIENTO DEL GRUPO, EL RELÉ DEL GRUPO, SI ES SEGUNDO O SIGUIENTES, EL RELÉ DEL GRUPO Y EL FINAL DE CARRERA ANTERIOR. A + K1, K2 hasta b0 B + K1 con A1 En la imagen pueden verse las modificaciones tanto en el circuito de fuerza como en el de maniobra. BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 220 Circuito simulado en_cc_abba_mono_1rele_cu En las imágenes siguientes pueden verse los circuitos realizados para monoestable, pero con ciclo continuo y paro. PARO CON FINALIZACIÓN DE CICLO http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_cc_abba_mono_1rele_cu.gif UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 221 PARO CON RETORNO A ORIGEN 75.3. RESOLUCIÓN CON BIESTABLES Y UN GRUPO VACÍO AL FINAL (en_cc_abba_bi_kvacio_cu.pro). La secuencia con un grupo sin acciones al final sería. Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 A+ B+ B- A- Y su estudio daría lugar a las siguientes tablas. GRUPO ¿QUIÉN ACTIVA? ¿QUIÉN DESACTIVA? Número de grupo / nombre del relé Grupo anterior y último final de carrera del grupo anterior Grupo siguiente Grupo 1 / K1 K3 y MARCHA K2 Grupo 2 / K2 K1 y b1 K3 Grupo 3 / K3 K2 y a0 El SET para la primera secuencia K1 BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 222 La parte del circuito en la que se realizan las condiciones de la tabla anterior se puede ver en la siguiente figura. Puede observarse que cada relé se activa con las condiciones que indica la tabla colocadas en serie, se realimenta con un contacto de sí mismo y se desactivacon un contacto cerrado del grupo siguiente. BOBINA CUANDO SE ACTIVA SI ES PRIMER MOVIMIENTO DEL GRUPO, EL RELÉ DEL GRUPO, SI ES SEGUNDO O SIGUIENTES, EL RELÉ DEL GRUPO Y EL FINAL DE CARRERA ANTERIOR. A + K1 y MARCHA A - K2 y B0 B + K1 y A1 B - K2 La segunda parte del circuito de maniobra especifica cuándo se realizan las acciones y puede verse en la siguiente imagen. UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 223 Circuito simulado en_cc_abba_bi_kvacio_cu Aunque se podría seguir resolviendo esta secuencia aplicando alguna de las variables comentadas al estudiarla, no se va a hacer y se estudiarán a partir de ahora otras secuencias, eligiendo una única de sus posibilidades de solución. 76. OTRAS SECUENCIAS 76.1. SECUENCIA A +, A -, B +, B – (en_cc_aabb_bi_cu.pro) Esta secuencia básica también suele intentarse resolver por métodos intuitivos, pero aparecen en ella señales permanentes. Se va a resolver ahora por el método de cascada, se estudia la secuencia y da lugar a tres grupos con lo que se puede aplicar el método estándar. Se va a realizar el circuito con distribuidoras biestables y de ciclo único. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_cc_abba_bi_kvacio_cu.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 224 ACTIVACIÓN DE LOS GRUPOS Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 A+ A- B+ B- En la imagen superior puede observarse el estudio completo de la secuencia de una manera diferente a las tablas empleadas anteriormente. En ella se observan las señales que activan el relé de cada grupo (el relé anterior y el final de carrera que indica que el grupo anterior está terminado), la señal que las desactiva (relé del grupo siguiente). Se recuerda también que cada relé se realimenta a sí mismo y que el relé final, en este caso K3 se activa la primera vez (first scan) con el pulsador de SET. Este pulsador podría eliminarse en las secuencias de ciclo único eliminándose de la activación del primer relé (K1) el contacto abierto del último relé (K3), no obstante se mantienen con el fin de que todos los circuitos puedan hacerse funcionar aplicando el método tal y como se ha aprendido. ACTIVACIÓN GRUPO 1 K3 y B0 y MARCHA DESACTIVA K2 MOVIMIENTOS INICIO GRUPOS A+: K1 A-: K2 B-: K3 MOVMIENTOS INTERMEDIOS B+: K 2 y A0 ACTIVACIÓN GRUPO 2 K1 y A1 DESACTIVA K3 ACTIVACIÓN GRUPO 3 LÍNEA 2 y B1 o el SET DESACTIVA K1 UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 225 Circuito simulado en_cc_aabb_bi_cu 76.2. SECUENCIA CON TEMPORIZADOR (en2_cascada_bi_t_cu.pro) Este ejercicio ya se ha resuelto por métodos neumáticos y ahora se hará por el método de cascada electroneumático. OBJETIVOS Utilización de un temporizador. Realizar una secuencia con movimientos repetidos. ENUNCIADO. LIMPIEZA DE PIEZAS DE FUNDICIÓN POR CHORRO DE ARENA Las patas de una pieza de fundición deben limpiarse por chorro de arena. La pieza se coloca manualmente en el dispositivo de fijación y el cilindro de doble efecto A la aprisiona. A continuación el cilindro de doble efecto B abre la válvula para la boquilla de la arena, por un tiempo predeterminado y después cierra la válvula. El cilindro de doble efecto C mueve el dispositivo hacia la segunda pata y se repite el proceso de chorro de arena, después del cual el http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_cc_aabb_bi_cu.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 226 cilindro de doble efecto C regresa a su posición inicial. Por último el cilindro de doble efecto A suelta la pieza y ésta puede extraerse. Secuencia de trabajo: A + B + B - C - B + B - A - C + Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4 A+ B+ T B- C- B+ T B- A- C+ CONDICIONES DE ACTIVACIÓN K1 K4 y C1 y MARCHA K2 K1 y CONTACTO DE T K3 K2 y C0 K4 K3 y CONTACTO DE T y SET CONDICIONES DE DESACTIVACIÓN K1 K 2 K2 K3 K3 K4 K 4 K 1 UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 227 BOBINA CUANDO SE ACTIVA SI ES PRIMER MOVIMIENTO DEL GRUPO, EL RELÉ DEL GRUPO, SI ES SEGUNDO O SIGUIENTES, EL RELÉ DEL GRUPO Y EL FINAL DE CARRERA ANTERIOR. A + K1 A - K4 y B0 B + K1 y B1 K3 B - K2 K4 C + K4 y A0 C - K2 y B0 T K1 y B1 K3 y B1 Puede observarse que el temporizador se trata dentro de la secuencia como si fuese una salida más que será activada cuando le corresponda de acuerdo a su situación en la misma. Por otro lado, los contactos del temporizador serán los que den paso a relés (como en la secuencia estudiada) u otras salidas si así se observa en el estudio de la secuencia. Se utilizan para resolver el circuito temporizadores a la conexión, y como en este ejercicio las dos veces que es necesario contar tiempo, se cuenta el mismo tiempo, sólo es necesario un temporizador. RECORDANDO El temporizador a la conexión (con sus conexiones de alimentación) se encuentra en los componentes de salida de la librería eléctrica europea. Los contactos del temporizador se encuentran en la carpeta contactos y debe cogerse el contacto temporizado a la conexión normalmente abierto o cerrado según se necesite. Cuando se coloca en la zona de edición el temporizador, se abre una ventana de diálogo que permite, además de darle nombre, indicar la cantidad de tiempo a contar, pasado el cual cambiarán sus contactos. BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 228 Por otra parte al colocar el contacto además del nombre (etiqueta) también aparece en el apartado programar la opción de poner un tiempo, es el de recuperación del contacto, es decir cuanto tiempo permanecerá fuera de su situación de estabilidad. A continuación se pueden observar las figuras correspondientes al circuito resuelto. UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 229 Circuito simulado en2_cascada_bi_t_cu 76.3. SECUENCIA CON UN CILINDRO CON VARIOS FINALES DE CARRERA (en2_cascada_bi_t_cu.pro) OBJETIVOS Realizar una secuencia en la que un cilindro se para en partes intermedias de su carrera. Utilizar una monoestable de tres posiciones. ENUNCIADO. DESENGRASE, ACLARADO Y ELECTRÓLISIS DE UNA PIEZA. Un pulsador pondrá en marcha la secuencia de ciclo único. En el cilindro B que se encuentra afuera se colocará la pieza pulsando luego el pulsador de marcha. El cilindro B se recoge, después el A se desplaza hasta A1, donde el cilindro B sale y entra para que A se desplace hasta A2, allí, de nuevo el cilindro B sale hasta la cubeta de aclarado y entra de nuevo, para que el cilindro A llegue a A3, final de su recorrido, ahora el cilindro B sale para estar, B1 B0 A0 A1 A2 A3 http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en2_cascada_bi_t_cu.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 230 después de llegar a B1, un tiempo en la cubeta de electrólisis, entrando de nuevo para que el cilindro A regrese hasta A0 y por último B salga para que se recoja la pieza y se ponga otra. La secuencia será Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4 Grupo 5 Grupo 6 Grupo 7 Grupo 8 B- A+ B+ B- A+ B+ B- A+ B+ T B- A- B+ CONDICIONES DE ACTIVACIÓN K1 K48 y B1 y MARCHA K2 K1 y A1 K3 K2 y B1 K4 K3 y A2 K5 K4 y B1 K6 K5 Y A3 K7 K6 Y T K8 K7 Y A0 y el SET CONDICIONES DE DESACTIVACIÓN K1 K 2 K2 K3 K3 K4 K 4 K 5 K5 K6 K6 K7 K7 K8 K8 K1 UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 231 BOBINA CUANDO SE ACTIVA SI ES PRIMER MOVIMIENTO DEL GRUPO, EL RELÉ DEL GRUPO, SI ES SEGUNDO O SIGUIENTES, EL RELÉ DEL GRUPO Y EL FINAL DE CARRERA ANTERIOR. A + K1 y B0 K3 y B0 K5 y B0 A - K7 y B0 B + K2 K4 K6 K8 B - K1 K3 K5 K7 OBSERVACIONES El cilindro A debe, desde sus opciones, ponerse con un recorrido grande (el de la imagen es de 40), con el fin de que de tiempo a que se aprecien las paradasintermedias. Puede observarse la distribuidora del cilindro A, monoestable de tres posiciones, pilotada eléctricamente por los dos lados y también por muelle. A continuación puede observarse el circuito que gobierna los cilindros. BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 232 Circuito simulado en_electrolisis _cascada_bi http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_electrolisis_cascada_bi.gif UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 233 76.4. SECUENCIA DE CUATRO CILINDROS EN CICLO CONTINUO Y PARADA POR CONTADOR (en3_cascada_mono_c_fin.pro) OBJETIVOS Realizar un ciclo continuo con distribuidoras monoestables. Utilizar un contador que se encargue de detener el ciclo ENUNCIADO. Con un dispositivo de cizallar ha de cortarse material en barras. La alimentación de material lo realiza el cilindro de doble efecto B, el cual moverá en su recorrido al cilindro de doble efecto A, que previamente ha sujetado la barra. Una vez situada la barra contra el tope fijo, queda sujetada por el cilindro de doble efecto C. Después se cizalla la barra con el cilindro de doble efecto D y a continuación se afloja el cilindro C, volviendo también los de alimentación para que pueda empezar un nuevo ciclo. Realizar el esquema con ciclo continuo. Habría distintas secuencias que podrían hacer funcionar a la máquina descrita, entre ellas se ha elegido la siguiente. Se dispone de un contador que sabe que a bobina se le pueden hacer 100 cortes, por lo que para la máquina para que se coloque un nueva. Se realizará el circuito con distribuidoras monoestables y el paro permitirá que los cilindros finalicen la secuencia comenzada. SECUENCIA: A + B + C + D + D - C – B - A + BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 234 El estudio de la secuencia da lugar a dos grupos y de acuerdo a lo estudiado a comienzo del tema se decide poner un tercer grupo vacío al final. Recordemos que un relé es activado por el relé anterior y el último final de carrera del grupo anterior. Un relé es desactivado por el relé siguiente. Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 A+ B+ C+ D+ D- C- B- A- CONDICIONES DE ACTIVACIÓN K1 K3 y MARCHA K2 K1 y D1 K3 K2 y A1 ó SET CONDICIONES DE DESACTIVACIÓN K1 K 2 K2 K3 K3 K1 BOBINA CUANDO SE ACTIVA SI ES PRIMER MOVIMIENTO DEL GRUPO, EL RELÉ DEL GRUPO, SI ES SEGUNDO O SIGUIENTES, EL RELÉ DEL GRUPO Y EL FINAL DE CARRERA ANTERIOR. A + K1 K2 hasta B0 B + K1 y A1 K2 hasta C0 C + K1 y B1 K2 hasta D0 D + K1 y C1 Circuito simulado en3_cascada_mono_c_fin UNIDAD 9 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE CASCADA 235 OBSERVACIONES En primer lugar es interesante observar como se traslada al circuito la condición “hasta” un determinado final de carrera, por ejemplo A+ debe tener señal además del relé K1, del relé K2, pero no durante todo él, sino hasta que el cilindro B entra del todo, por eso se coloca un contacto del final de carrera B0 normalmente cerrado que cuando tenga señal se abrirá y dejará de enviar señal a A+, por lo que el muelle de la distribuidora hará regresar al cilindro. Por otra parte observar el uso del contador, recibe señal, en el ejemplo, del relé K1, de tal manera que cada vez que K1 se activa se incrementa la cuenta. Podría recibir señal de cualquier otra parte del circuito, con la única condición de que sea una señal que no se repita ya que entonces contaría dos veces cada secuencia. Un contacto cerrado del relé de acción del contador será el encargado de impedir que se repita la secuencia. Por otro lado hay un pulsador de paro por si se quiere detener antes, y tal y como está configurado, después de pulsar el paro se acabará la secuencia ya comenzada. El reseteo o puesta a cero del contador se realiza en este caso con un pulsador, en algunas ocasiones puede hacerse con una señal de la secuencia que no esté en el ciclo que se repite. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en3_cascada_mono_c_fin.gif BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 236 BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 238 ELECTRONEUMÁTICA – MÉTODO DE PASO A PASO ............................. 239 1. INTRODUCCIÓN. ............................................................................................................ 239 2. MÉTODO DE PASO A PASO – EXPLICACIÓN. ............................................................. 239 2.1. SECUENCIA DEL CIRCUITO (en_paso0_bi_cu.pro) .................................................. 239 3. PASOS QUE HAY QUE DAR PARA LA RESOLUCIÓN DEL CIRCUITO. ..................... 240 3.1. RESOLUCIÓN DE LA SECUENCIA UTILIZANDO DISTRIBUIDORAS MONOESTABLES (en_paso0_mono_cu.pro). .......................................................................... 243 3.2. MISMA SECUENCIA CON MONOESTABLES, PERO CICLO CONTINUO Y CON PULSADOR DE PARO CON RETORNO A ORIGEN (en_paso0_mono_ret.pro). ....................... 244 4. OTROS EJERCICIOS RESUELTOS POR EL MÉTODO PASO A PASO. ...................... 246 4.1. MOVIMIENTO DE UN CILINDRO CON VARIOS DETECTORES (en_paso1_mono_t_cu.pro). ..................................................................................................... 246 4.2. MOVIMIENTO DE DOS CILINDROS EN CICLO CONTINUO Y CON PARO QUE PERMITA FINALIZAR EL CICLO O PARO POR PULSADOR (en_paso2_bi_c_fin.pro). .......... 251 4.3. MOVIMIENTO DE DOS CILINDROS UNO CON DISTRIBUIDORA MONOESTABLE Y OTRO CON BIESTABLE (en_paso3_cu.pro). ........................................................................... 253 4.4. CUATRO TALADROS EN UNA PIEZA (en_paso4_bi_cu.pro). ................................... 255 4.5. TALADRADO DOBLE EN UNA PIEZA METÁLICA (en_paso5_mono_c_cu.pro). ...... 258 UNIDAD 10 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE PASO A PASO 239 ELECTRONEUMÁTICA – MÉTODO DE PASO A PASO 77. INTRODUCCIÓN. Como ya se ha explicado al comenzar el tema anterior al realizar circuitos secuenciales suelen aparecer señales permanentes que hacen que circuitos que aparentemente son sencillos, no funcionen. En el tema anterior se trabajó con uno de los métodos de resolución de circuitos que eliminan las señales permanentes existan o no, el método de cascada. En este tema se va a estudiar otro método de resolución de circuitos que elimina las señales permanentes sin preocuparse de si existen, es el método de paso a paso. En realidad el método anteriormente estudiado podría denominarse PASO A PASO MÍNIMO para llamar a éste método de PASO A PASO ya que la única diferencia entre ambos es que en éste último se utiliza un relé por movimiento de la secuencia. El método de paso a paso que se va a estudiar a continuación se asemeja a otros métodos gráficos de resolución de problemas de automatización como el denominado GRAFCET, que no se estudia en este curso por no alargarlo demasiado, pero que es un método que se emplea mucho en resoluciones de problemas en los que se va a realizar un diagrama de contactos para autómatas programables. Quizá más adelante se amplíe este curso con un tema dedicado al grafcet y su utilización en circuitos neumáticos y electroneumáticos. 78. MÉTODO DE PASO A PASO – EXPLICACIÓN. Como en todos los métodos explicados hasta ahora, se explica utilizando una secuencia complicada (aunque conocida). Posteriormente se aplicará el método a secuencias más sencillas. 78.1. SECUENCIA DEL CIRCUITO (en_paso0_bi_cu.pro) Se va a diseñar un circuito para tres cilindros que van a realizar la siguiente secuencia de movimientos. A + B + B - C + A + A - B - C - A - B + 1 2 3 4 5 6 7 8 BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 240 • PASOS QUE HAY QUE DAR PARA LA RESOLUCIÓN DEL CIRCUITO. • Cada movimiento o movimientos simultáneos es una fase o grupo que debe numerarse. • Cada fase se hará corresponder con un relé, que hará de memoria, es decir recordará qué parte de la secuencia se ha producido y cual todavíano. • Primera parte del circuito de control, será la encargada de activar y desactivar cada relé, memoria o fase, asegurando que únicamente haya en cada momento uno de ellos activo. • La siguiente tabla indica qué señales activan y cuales desactivan a cada relé. FASE ¿QUIÉN ACTIVA? ¿QUIÉN DESACTIVA? Relé Relé anterior y finales de carrera del grupo anterior Grupo siguiente K1 K8 y C0 y marcha K2 K2 K1 y A1 K3 K3 K2 y B1y A0 K4 K4 K3 y B0 K5 K5 K4 y C1 K6 K6 K5 y A1 y B1 K7 K7 K6 y A0 K8 K8 Fase 7 y B0 RESET K 1 La parte de fuerza sigue siendo neumática con los pilotajes de las electro-válvulas eléctricos y los detectores finales de carrera que son detectores magnéticos. UNIDAD 10 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE PASO A PASO 241 La tabla anterior se plasma en un circuito eléctrico en el que se deberá tener en cuenta: • Las señales que deben aparecer a la vez “Y” son conectadas en serie. • Hay un relé por grupo o fase, de tal manera que activar una fase, significa que se excita la bobina del relé. • Cuando un relé se activa, sus contactos cambian, los cerrados se abren y los abiertos se cierran. • Para desactivar un grupo se pone un contacto del relé correspondiente a la fase siguiente, en serie y normalmente cerrado. • Si se sigue al pié de la letra este método, es necesario realimentar cada relé con un contacto normalmente abierto de sí mismo. • Es necesario dar señal al último grupo la primera vez que se da corriente, ya que en caso contrario nunca se activará el grupo uno. Suele hacerse con un pulsador de SET. SET significa en automatización puesta a 1, y es lo que hace el pulsador, ya que pone a 1 el grupo final posibilitando que comience el ciclo. Sólo debe usarse una única vez cuando “se conecta corriente” o se simula. • El primer relé llevará en serie el pulsador de marcha. LOS PUNTOS ANTERIORES DARÍAN LUGAR A LA PARTE SUPERIOR DEL CIRCUITO ELECTRONEUMÁTICO. SE PUEDE OBSERVAR EN LA SIGUIENTE PÁGINA JUNTO CON LA SEGUNDA PARTE DEL CIRCUITO. BOBINA CUANDO SE ACTIVA NO PUEDEN REPETIRSE TODOS LOS MOVIMIENTOS EN ESTE MÉTODO SON PRIMEROS MOVIMIENTOS DE GRUPO, EN ESTA PARTE POR LO TANTO NO HAY FINALES DE CARRERA. A + K1 K5 A - K2 K6 B + K2 K5 B - K3 K7 C + K4 C - K8 BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 242 Circuito simulado en_paso0_bi_cu http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_paso0_bi_cu.gif UNIDAD 10 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE PASO A PASO 243 OBSERVACIONES La parte superior del circuito tiene la misma filosofía que le método de cascada, pero dividido en tantos grupos como movimientos hay. La parte inferior del circuito, la que se encarga de enviar señal a las salidas, se hace llevando a cada bobina un contacto del relé del grupo en el que está, y si está en varios, uno de cada uno colocados en paralelo. 78.2. RESOLUCIÓN DE LA SECUENCIA UTILIZANDO DISTRIBUIDORAS MONOESTABLES (en_paso0_mono_cu.pro). La diferencia entre utilizar distribuidoras bi o monoestables suele ser el diferente comportamiento que se desea que tengan los cilindros en el caso de que falle el suministro de corriente eléctrica. Un cilindro con distribuidora biestable acabaría el movimiento que ha comenzado y se quedaría en la posición en que lo finalice, mientras que un cilindro con distribuidora monoestable, al fallar la corriente eléctrica, regresaría a su situación de origen. Recordando la secuencia con que se está trabajando A + B + B - C + A + A - B - C - A - B + 1 2 3 4 5 6 7 8 Con distribuidoras monoestables hay que mantener la señal en el pilotaje A+ hasta que el cilindro deba regresar, y lo mismo con los tres cilindros. BOBINA CUANDO SE ENVÍA SEÑAL DESDE QUE SALE, TODOS LOS RELÉS HASTA QUE DEBA REGRESAR. TODAS LAS SEÑALES EN PARELELO A + K1 K5 B + K2 K5, K6 C + K4, K5, K6, K7 BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 244 La parte neumática tendrá ahora distribuidoras monoestables, la parte de activación y desactivación de relés queda igual que en el circuito anterior, y únicamente la parte de salidas cambia a la situación de la imagen anterior. 78.3. MISMA SECUENCIA CON MONOESTABLES, PERO CICLO CONTINUO Y CON PULSADOR DE PARO CON RETORNO A ORIGEN (en_paso0_mono_ret.pro). Como en todos los casos en los que se convierte un circuito de ciclo único a ciclo continuo, se hace una pequeña modificación en la parte izquierda del circuito eléctrico. Se quita el pulsador de marcha de la línea de activación del relé K1 y se coloca en su situación un contacto del relé nuevo que se denomina relé de marcha (RM). El relé de marcha como puede verse en la imagen se activa con el pulsador de marcha, se realimenta a sí mismo y se desactiva al pulsar el paro. En serie con la activación de las salidas se coloca un contacto abierto del relé de marcha, que se cerrará al instante de pulsar la marcha permitiendo la activación de las salidas si corresponde, y al pulsar el paro el contacto se abre y todas las bobinas quedan sin alimentar y los cilindros regresan a origen. Circuito simulado: en_paso0_mono_ret http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_paso0_mono_ret.gif UNIDAD 10 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE PASO A PASO 245 BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 246 79. OTROS EJERCICIOS RESUELTOS POR EL MÉTODO PASO A PASO. 79.1. MOVIMIENTO DE UN CILINDRO CON VARIOS DETECTORES (en_paso1_mono_t_cu.pro). OBJETIVOS Aprender a mover un cilindro hasta la mitad de su recorrido. Utilizar distribuidoras de 3 posiciones. Utilizar temporizadores. ENUNCIADO. Un cilindro de doble efecto, al pulsar la marcha, sale hasta la mitad de su recorrido, para regresar y volver a salir, ahora hasta el final y regresar de nuevo al origen. El cilindro se detendrá unos segundos en la posición intermedia antes de regresar. El circuito funcionará a ciclo único. EJERCICIO DIRIGIDO Lo primero que hay que hacer siempre que se nos plantea un ejercicio es pensar en su secuencia. En este caso es un poquito especial, ya que el cilindro realiza el mismo movimiento varias veces pero hasta finales de carrera diferentes. Por otro lado, hay un temporizador, aunque hay varias maneras de hacerlo, decidimos en este caso tratarlo como si fuese una fase más. En la parte final del ejercicio realizaremos una modificación al respecto. SECUENCIA A + (A1) T (T) A – (A0) A + (A2) A – (A0) 1 2 3 4 5 Se escribirá la secuencia, como el método de resolución elegido es paso a paso, cada movimiento será una fase. Se pondrá debajo de cada movimiento el final de carrera que hace terminar la fase. UNIDAD 10 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE PASO A PASO 247 EDICIÓN DEL CIRCUITO EN EL SIMULADOR Se abrirá el simulador y en un esquema nuevo de un nuevo proyecto, desde la librería neumática, en la carpeta actuadores, se añadirá un cilindro de doble efecto. En la ventana de diálogo que se abre, se modificará el recorrido (carrera o largo del cilindro), cuando un cilindro tiene más de los dos finales de carrera usuales, conviene hacerlo así. El máximo es 40. Se le colocarán los detectores de proximidad magnética, desde la carpeta detectores de la librería neumática. En la figura se pueden observar los nombres elegidos y su posición. El detector central suele colocarse un poquito más a la izquierda de lo que correspondería al centro del cilindro, para compensar inercias de parada. A continuación se colocará la distribuidora. Lo primero es pensar qué tipo de válvula se necesita. Como el cilindro es de doble efecto es claro que se necesita una válvula de dos salidas con cuatro o cinco vías, se elige ésta última opción como siempre hasta ahora. Como el cilindro va a tener que detenerse en una de las posiciones intermedias se está obligado a colocar una válvula de tres posiciones,generalmente con centros cerrados. Si el cilindro realizase la misma secuencia, pero no se detendría, no sería necesaria la válvula de tres posiciones. Al elegir una válvula de tres posiciones, sus pilotajes serán dobles por los dos lados, por un lado las bobinas eléctricas que harán desplazarse a la válvula a sus posiciones izquierda o derecha según corresponda, y además un BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 248 muelle en cada uno de los lados que harán regresar a la válvula a su posición de estabilidad en el centro cuando no esté pilotada. PARTE ELÉCTRICA – JUEGO DE GRUPOS En esta parte se hace referencia a la parte del circuito que se encarga de que los relés se activen y desactiven en el orden que corresponda y únicamente esté uno de ellos activado. Número de relés: 5 (una vez que se ha decidido tratar el temporizador como un grupo distinto al resto). RECORDANDO: Cada relé es activado por un contacto abierto del relé anterior y el final de carrera que indica que el grupo anterior ha terminado, además, el primer relé lleva en serie con las señales de activación al pulsador de marcha, y el último relé lleva en paralelo con las señales de activación el pulsador de set. Además, cada relé se realimenta a sí mismo por lo que necesitará para su desactivación un contacto normalmente cerrado del relé que le sigue. FASE ¿QUIÉN ACTIVA? ¿QUIÉN DESACTIVA? Relé Relé anterior y finales de carrera del grupo anterior Grupo siguiente K1 K5 y A0 y marcha K2 K2 K1 y A1 K3 K3 K2 y T K4 K4 K3 y A0 K5 K5 K4 y A2 ó SET K1 Circuito simulado: en_paso1_mono_t_cu En la imagen puede observarse cómo se ponen las condiciones de activación y desactivación expresadas en la tabla. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_paso1_mono_t_cu.gif UNIDAD 10 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE PASO A PASO 249 Como se trata de un ejercicio dirigido se recuerda dónde encontrar cada uno de los elementos utilizados en el circuito y si hay que modificar alguna de las opciones que ofrece por defecto. Se hace referencia también a los elementos de la segunda parte del circuito. ELEMENTO CARPETA SÍMBOLO MODIFICACIÓN TENSIÓN ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA PULSADOR INTERRUPTORES ETIQUETA CONTACTO DE RELÉ CONTACTOS ETIQUETA RELÉ COMPONENTES DE SALIDA ETIQUETA CONTACTO DE FINAL DE CARRERA INTERRUPTORES ETIQUETA CONTACTO TEMPORIZADOR A LA CONEXIÓN CONTACTOS ETIQUETA SOLENOIDE COMPONENTES DE SALIDA ETIQUETA TEMPORIZADOR A LA CONEXIÓN COMPONENTES DE SALIDA ETIQUETA TIEMPO A PROGRAMAR Falta editar la parte del circuito que activa las salidas. En este caso son dos bobinas (solenoides) para pilotaje de la distribuidora y el temporizador. Cada salida es accionada por el relé de su fase, y lo mismo ocurre con el temporizador que en este circuito se toma como una fase distinta. BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 250 De acuerdo con el estudio de la secuencia cada salida debe ser accionada por los relés indicados en la siguiente tabla. SALIDA RELÉ DE ACTIVACIÓN A + K1 K4 A - K3 K5 T K2 OTRA MANERA DE INCLUIR EL TEMPORIZADOR Otra manera podría ser la siguiente. A + (A1) T A – (A0) A + (A2) A – (A0) 1 2 3 4 Se ahorra un relé, aunque en realidad es a base de recurrir al método paso a paso mínimo. No se va a realizar un estudio del circuito, pero se pega íntegro en la siguiente imagen y se puede comprobar en el simulador que el funcionamiento es idéntico. UNIDAD 10 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE PASO A PASO 251 79.2. MOVIMIENTO DE DOS CILINDROS EN CICLO CONTINUO Y CON PARO QUE PERMITA FINALIZAR EL CICLO O PARO POR PULSADOR (en_paso2_bi_c_fin.pro). OBJETIVOS Aplicar el método a un ciclo continuo. Utilizar el paro con finalización de la secuencia, tanto si se llega a la cuenta de un contador como si se pulsa el paro. Comprobar que se ha aprendido a utilizar un temporizador. BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 252 ENUNCIADO. Dos cilindros de doble efecto realizan la secuencia que puede observarse en la tabla siguiente. La realizarán a ciclo continuo después de pulsar el marcha, finalizando después de realizar diez ciclos o pulsar el paro, permitiendo en ambos casos que finalice la secuencia ya comenzada. A + B + T A – B - 1 2 3 4 Circuito simulado: en_paso2_bi_c_fin http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_paso2_bi_c_fin.gif UNIDAD 10 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE PASO A PASO 253 OBSERVACIONES Si se pulsa el paro, acaba la secuencia comenzada, pero el contador no se resetea, con lo que al volver a pulsar marcha, se continúa la suma hasta cinco y se volverá a parar el circuito. 79.3. MOVIMIENTO DE DOS CILINDROS UNO CON DISTRIBUIDORA MONOESTABLE Y OTRO CON BIESTABLE (en_paso3_cu.pro). OBJETIVOS Realizar un ejercicio en el que las distribuidoras son distintas en cada cilindro. Entender que si el circuito es de ciclo único y no hay repetición de movimientos, puede eliminarse el SET. ENUNCIADO. Al pulsar el marcha, dos cilindros de doble efecto van a realizar la secuencia de la tabla. La distribuidora del cilindro A debe ser monoestable y la del cilindro B es biestable. A + B + A - B - 1 2 3 4 FASE ¿QUIÉN ACTIVA? ¿QUIÉN DESACTIVA? Relé Relé anterior y finales de carrera del grupo anterior Grupo siguiente K1 K4 y B0 y marcha K2 SE ELIMINA EL RELÉ K4 Y NO ES NECESARIO EL SET (Sólo puede hacerse en ciclos continuos y si no se repiten movimientos) Conviene probar. K1 B0 y marcha K2 K2 K1 y A1 K3 K3 K2 y B1 K4 BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 254 K4 K3 y A0 K1 SALIDA RELÉ DE ACTIVACIÓN A + (monoestable) K1 K2 B + K2 B - K4 Circuito simulado: en_paso3_cu OBSERVACIONES Repetir como observación más importante la ausencia de SET, generalmente tiende a ponerse sin pensar si será o no necesario, pero http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_paso3_cu.gif UNIDAD 10 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE PASO A PASO 255 generalmente en ciclos continuos en los que el primer movimiento no se repite, no suele ser necesario y en ese caso hay que quitar en la línea de activación del relé K1 el contacto normalmente abierto del último relé. No obstante conviene simular el ejercicio para comprobar que funciona perfectamente y en caso contrario recurrir a la norma y aplicarla. 79.4. CUATRO TALADROS EN UNA PIEZA (en_paso4_bi_cu.pro). OBJETIVOS Recordar qué hacer cuando un cilindro tiene su primer movimiento de entrada. Recordar cómo se realizan los diagramas de fase y su importancia. Realizar un ejercicio con muchos relés y aplicable a una función real. ENUNCIADO. Unas piezas fundidas rectangulares deben taladrarse en cuatro posiciones. Las piezas se insertan manualmente y se fijan por medio de una leva excéntrica. La unidad de avance “C” se halla dispuesta verticalmente. Los cilindros “A” y “B” desplazan la mesa de forma que pueden determinarse consecutivamente las posiciones “1”, “2”, “3” y “4”. BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 256 En lugar de explicarse el funcionamiento de la máquina para obtener la secuencia se sacará ésta del diagrama de fases. SECUENCIA C + C - A - C + C - B - C + C - A + C + C - B + 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ACTIVACIONES Y DESACTIVACIONES Por no poner una tabla con tantos relés se recuerdan las normas utilizadas para realizarla. • Cada relé se activa cuando está con señal el relé anterior (contacto normalmente abierto del mismo) y el final de carrera anterior manda señal (contacto abierto del mismo). • Cada relé se desactiva cuando se activa el relé siguiente (contacto normalmente cerrado del mismo). • Además cada relé se realimenta a sí mismo. • Se utilizará pulsador de set para activarel último relé (relé 12) antes de comenzar la primera secuencia de la máquina. SALIDAS Como los pilotajes son todos biestables, cada bobina recibe señal de los relés que deben activarla, siempre en paralelo. UNIDAD 10 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE PASO A PASO 257 Parte eléctrica del circuito BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 258 Parte neumática del circuito Circuito simulado: en_paso4_bi_cu OBSERVACIONES Además de las ya hechas en el ejercicio, conviene observar que cuando un cilindro tiene su primera carrera hacia adentro: • El cilindro ha de dibujarse afuera (posición inicial al 100% de recorrido). • La válvula sigue siendo la misma, pero los pilotajes cambian de lado, ahora el de entrada es el izquierdo y el de salida el derecho. • Los tubos de las conexiones de salida de la válvula se cruzan. 79.5. TALADRADO DOBLE EN UNA PIEZA METÁLICA (en_paso5_mono_c_cu.pro). OBJETIVOS Realizar la automatización de una máquina taladradora por el método paso a paso electroneumático. ENUNCIADO. En la imagen se observa el sistema a automatizar. Las piezas bajan por el conducto alimentador que contiene veinte piezas cuyo mecanizado contará un contador que impedirá la repetición del ciclo hasta que vuelva a contener piezas y se resetee. El cilindro “A” empujará una pieza contra el cilindro “D” que no se habrá movido. El cilindro “B” sujetará la pieza regresando el cilindro “A” a su posición. Después de sujetarse la pieza el cilindro “C desplazará la broca para realizar el primer agujero. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_paso4_bi_cu.gif UNIDAD 10 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE PASO A PASO 259 Después del primer agujero el cilindro “B” suelta, para permitir que salga el cilindro “D” que colocará la pieza en posición para el segundo agujero, colocada la pieza se vuelve a sujetar con el cilindro “B” y se realizará el mismo. Hecho el segundo agujero y con el cilindro “C” en su posición alta, los cilindros “B” y “D” volverán a su posición de manera simultánea, quedando el sistema para realizar un nuevo ciclo con otra pieza. Los cuatro cilindros utilizan distribuidoras monoestables. SECUENCIA A + B + A - C + C - B - D + B + C + C - B – D - 1 2 3 4 6 7 8 10 11 12 BLOQUE D. CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS. 260 FASE ¿QUIÉN ACTIVA? ¿QUIÉN DESACTIVA? Relé Relé anterior y finales de carrera del grupo anterior Grupo siguiente K1 K10 y B0 y D0 y marcha y QUE NO ESTE CONT K2 K2 K1 y A1 K3 K3 K2 y B1 y A0 K4 K4 K3 y C1 K5 K5 K4 y C0 K6 K6 K5 y B0 K7 K7 K6 y D1 K8 K8 K7 y B1 K9 K9 K8 y C1 K10 K10 K9 y C0 ó RESET K1 SALIDA RELÉ DE ACTIVACIÓN A + K1 B + K2 K3 K4 K7 K8 K9 C + K3 K8 D + K6 K7 K8 K9 Circuito simulado: en_paso5_mono_c_cu A pesar de no ser ciclo continuo, el contador impedirá realizar la secuencia cuando las piezas del alimentador se han acabado. UNIDAD 10 – ELECTRONEUMÁTICA, MÉTODO DE PASO A PASO 261 No se representan los cilindros. Todos tienen distribuidora monoestable. http://www.mentor.educacion.es/videos_cursos/neumatica/gifsneuma/en_paso5_mono_c_cu.gif