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UNIVERSIDAD POLITCNICA DE CHIAPAS
PRCTICA: ELEVADOR 3 PISOS
ASIGNATURA: AUTOMATIZACIN INDUSTRIAL
M.C. JOSE LUIS LPEZ MORENO
INGENIERA MECATRNICA
6TO CUATRIMESTRE A
INTEGRANTES:
ROBERTO CARLOS DAZ LPEZ
ADRIN ECHEVERRA TAMAYO
MAURICIO LPEZ VZQUEZ
TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS; A 04/JUNIO/2014
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INTRODUCCIN
Como bien se sabe hoy en da la mayor parte de las cosas son
automatizadas,
como vemos en el proyecto de automatizacin de un elevador de
tres secciones
donde se utiliza la programacin de rels.
El proyecto se hace para profundizar y analizar los beneficios
que ocurre al utilizar
una programacin de relevadores, como cules son las ventajas y
las desventajas,
tambin para ver qu problemas podrn ocurrir y solucionar de
manera de un
proceso y de acciones.
La manera en que se trabaja es aplicando los conocimientos de
electrnica,
programacin, lgica de rels, mecnica entre otros, esto es muy
importante, en la
cual se hace un prototipo o maqueta simulando un elevador
normal.
De manera general se emplea un control de giros del motor
atreves de las seales
de los sensores colocados en elevador y las condiciones que la
persona donde
selecciona un men de botones que le permitir elegir adonde
quiere ir.
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MATERIALES
Maqueta Madera
Clavos
Cuerda o Hilos Componentes Electrnicos 18 Relevadores
2 Resistencia 330
2 Leds
3 push button
3 Protoboard Grandes
1 Protoboard Mediano
1 Protoboard Mini
3 Sensores Final de carrera
1 Motorreductor
1 Circuito Integrado L293D (Puente H)
Fuente de alimentacin 5V, 800 mA
Cables de conexin
Imagen 6. Materiales utilizados
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MARCO TERICO
Relevador:
El rel o relevador es un dispositivo electromecnico. Funciona
como un
interruptor controlado por un circuito elctrico en el que, por
medio de
una bobina y un electroimn, se acciona un juego de uno o varios
contactos que
permiten abrir o cerrar otros circuitos elctricos
independientes. Fue inventado
por Joseph Henry en 1835.
Dado que el rel es capaz de controlar un circuito de salida de
mayor potencia que
el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un
amplificador
elctrico. Como tal se emplearon en telegrafa, haciendo la
funcin
de repetidores que generaban una nueva seal con corriente
procedente de pilas
locales a partir de la seal dbil recibida por la lnea. Se les
llamaba
"relevadores" De ah "rel".
Tipos de relevadores
Existen multitud de tipos distintos de rels, dependiendo del
nmero de contactos,
de su intensidad admisible, del tipo de corriente de
accionamiento, del tiempo de
activacin y desactivacin, entre otros. Cuando controlan grandes
potencias se
llaman contactores en lugar de rels.
Rels electromecnicos
Rels de tipo armadura: pese a ser los ms antiguos siguen siendo
los ms
utilizados en multitud de aplicaciones. Un electroimn provoca la
basculacin
de una armadura al ser excitado, cerrando o abriendo los
contactos
dependiendo de si es NA (normalmente abierto) o NC (normalmente
cerrado).
Imagen 1: Diagrama
interno del relevador.
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Rels de ncleo mvil: a diferencia del anterior modelo estos estn
formados
por un mbolo en lugar de una armadura. Debido a su mayor fuerza
de
atraccin, se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos. Es
muy utilizado
cuando hay que controlar altas corrientes
Rel tipo red o de lengeta: estn constituidos por una ampolla de
vidrio, con
contactos en su interior, montados sobre delgadas lminas de
metal. Estos
contactos conmutan por la excitacin de una bobina, que se
encuentra
alrededor de la mencionada ampolla.
Rels polarizados o biestables: se componen de una pequea
armadura,
solidaria a un imn permanente. El extremo inferior gira dentro
de los polos de
un electroimn, mientras que el otro lleva una cabeza de
contacto. Al excitar el
electroimn, se mueve la armadura y provoca el cierre de los
contactos. Si se
polariza al revs, el giro ser en sentido contrario, abriendo los
contactos
cerrando otro circuito.
Rel de estado slido.
Se llama rel de estado slido a un circuito hbrido, normalmente
compuesto por
un optoacoplador que asla la entrada, un circuito de disparo,
que detecta el paso
por cero de la corriente de lnea y un triac o dispositivo
similar que acta de
interruptor de potencia. Su nombre se debe a la similitud que
presenta con un rel
electromecnico; este dispositivo es usado generalmente para
aplicaciones donde
se presenta un uso continuo de los contactos del rel que en
comparacin con un
rel convencional generara un serio desgaste mecnico, adems de
poder
conmutar altos amperajes que en el caso del rel electromecnico
destruiran en
poco tiempo los contactos. Estos rels permiten una velocidad de
conmutacin
muy superior a la de los rels electromecnicos.
Rel de corriente alterna.
Cuando se excita la bobina de un rel con corriente alterna, el
flujo magntico en
el circuito magntico, tambin es alterno, produciendo una fuerza
pulsante, con
frecuencia doble, sobre los contactos. Es decir, los contactos
de un rel conectado
a la red, en algunos lugares, como varios pases de Europa y
Latinoamrica
oscilarn a 2 x 50 Hz y en otros, como en Estados Unidos lo harn
a 2 x 60 Hz.
Este hecho se aprovecha en algunos timbres y zumbadores, como un
activador a
distancia. En un rel de corriente alterna se modifica la
resonancia de los
contactos para que no oscilen.
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Estructura y funcionamiento:
El electroimn hace bascular la armadura al ser excitada,
cerrando los contactos
dependiendo de si es N.A N.C (normalmente abierto o normalmente
cerrado). Si
se le aplica un voltaje a la bobina se genera un campo magntico,
que provoca
que los contactos hagan una conexin. Estos contactos pueden ser
considerados
como el interruptor, que permite que la corriente fluya entre
los dos puntos que
cerraron el circuito.
Puente H
Un Puente H o Puente en H es un circuito electrnico que permite
a un motor
elctrico DC girar en ambos sentidos, avance y retroceso. Son
ampliamente
usados en robtica y como convertidores de potencia. Los puentes
H estn
disponibles como circuitos integrados, pero tambin pueden
construirse a partir de
componentes discretos.
El trmino "puente H" proviene de la tpica representacin grfica
del circuito. Un
puente H se construye con 4 interruptores (mecnicos o mediante
transistores).
Cuando los interruptores S1 y S4 (ver primera figura) estn
cerrados (y S2 y S3
abiertos) se aplica una tensin positiva en el motor, hacindolo
girar en un sentido.
Abriendo los interruptores S1 y S4 (y cerrando S2 y S3), el
voltaje se invierte,
permitiendo el giro en sentido inverso del motor.
Con la nomenclatura que estamos usando, los interruptores S1 y
S2 nunca podrn
estar cerrados al mismo tiempo, porque esto cort circuitera la
fuente de tensin.
Lo mismo sucede con S3 y S4.
Imagen 2: Partes de un relevador.
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ESTRUCTURA DE UN PUENTE-H
Se pueden construir muchos tipos de puentes-H. Por cierto que,
en alguna ocasin he construido y utilizado puentes-H, bsicamente
con conmutadores electromecnicos y con transistores bipolares BJT,
despus de todo, aquellos circuitos no fueron tan terriblemente
complicados o no los padec. Algunos de esos recursos son buenos,
otros no lo son tanto.
El trmino Puente-H se deriva de la representacin grfica tpica
del circuito. Un Puente-H, se construye con interruptores (mecnicos
o de estado slido), uno en cada rama lateral o brazo ascendente y
descendente y en la barra central, se encuentran las salidas para
el motor, es la forma que se representa dentro de un circuito
esquemtico simplificado, como el que vemos debajo.
Imagen 3: Circuito bsico del puente H
Imagen 4: Representacin del puente H
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Cuando los interruptores S1-S4 (segn la figura) estn cerrados
(S2-S3 estarn
abiertos), el motor ser atravesado por la tensin en una
direccin, a la que girar el
motor. Ahora bien, si abrimos S1-S4 y cerramos S2-S3 (en este
orden) dicha tensin se
habr invertido y la operacin, invertir el sentido de giro del
motor. Est claro.
Siguiendo la nomenclatura anterior, los interruptores (de una
misma rama) S1-S3,
nunca debern ser cerrados al mismo tiempo, esto causara un
cortocircuito en la
fuente de tensin de entrada. Lo mismo, ocurre con los
interruptores S2-S4. Esta
condicin, se conoce con el trmino ingles shoot-through, algo as,
como, "paso a
travs".
Si los interruptores S1, S2, S3 y S4 estn abiertos, el motor
estar libre, en cambio si el
motor est girando y queremos frenarlo o pararlo, la tensin
inducida (fcem) que se
genera con la inercia, se debe derivar hacia un sistema llamado
de frenado
dinmico que veremos ms adelante. En general, los cuatro
elementos de conmutacin
se pueden activar y desactivar de forma independiente, aunque
hay algunas
restricciones evidentes.
Independientemente de con que construyamos el puente-H, existen
unas pocas
combinaciones, no permitidas como ya se ha descrito, el resto de
combinaciones, se
pueden utilizar para lograr distintos resultados. De todos los
estados posibles de los
interruptores, slo los 5 primeros estados de la siguiente tabla,
son los que nos
interesan, el resto no estn permitidos.
Imagen 5: Circulacin de corriente y voltaje en un puente H
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DESARROLLO
La prctica consta de construir un elevador de 3 niveles el cual
ser controlado
mediante relevadores.
El maestro con anticipacin nos solicit la construccin de la
maqueta con los
sensores a utilizar.
Aplicando los conocimientos previos de relevadores y diagrama de
escalera, el
maestro junto con los compaeros de clases se logr construir el
diagrama de
escalera con la lgica programable que se requiere para el
funcionamiento del
elevador.
El diagrama de escalera quedo formado de la siguiente
manera:
En este diagrama se conforma de 24
relevadores para su funcionamiento,
el objetivo principal es la
simplificacin y utilizar menos
relevadores posibles.
+ -
- + -
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Como propuesta y eleccin como equipo, fue el siguiente diagrama
con el cual nos
ahorramos 6 relevadores y solamente utilizar 18 relevadores y no
24 como al
inicio.
Al tener como eleccin este circuito comenzamos con la simulacin
previa para
asegurarnos del funcionamiento y cumpliera con las
especificaciones.
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
S1 K4
S3
K2 K1 P2
K3 P3
K4
K1
K5
P1 K2
K6
K1
K3
K3
P3 K2
P2 K2
K8
K3
K9
P1 K1
M1
M1
K5
K7
K6
K8
K9
-
+ - +
-
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La simulacin se realiz de la siguiente manera:
Utilizando las etiquetas que nos ofrece Proteus para la
simplificacin y mejor
imagen en la simulacin, de esta manera nos pudimos guiar para la
conexin
fsica del circuito.
Imagen 6: Simulacin del circuito realizada en ISIS Proteus.
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RESULTADOS
Imagen 7: Circuito que controla al elevador. Imagen 8: Da de
entrega, Maqueta
y circuito electrnico del elevador.
Imagen 9: Elevador
en funcionamiento.
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CONCLUSIN
La programacin de los relevadores sali perfectamente bien,
obteniendo los
resultados buenos, cumpliendo con los procesos de los requisitos
que nos peda.
Este proyecto nos muestra que podemos implementar de manera
cableada
utilizando componentes electrnicos y una programacin sin un
microcontrolador u
otra plataforma programable satisfaciendo los requisitos
solicitados.
Esta prctica nos ayud a concretar el aprendizaje bsico de los
relevadores que
no ayudar en los siguientes temas adems de la programacin en
PLCs.
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BIBLIOGRAFA
http://www.puntoflotante.net/RELEVADOR.htm
http://www.monografias.com/trabajos97/practicas-plc/practicas-
plc.shtml
http://hispavila.com/3ds/atmega/hpuente.html
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ANEXOS
Se logr la presentacin de la prctica con 2 das de anticipacin.
Las primeras pruebas no fueron con xito ya que las conexiones
estaban errneas Al inicio los sensores eran cables y despus se
cambiaron a los finales
de carrera El sensor del piso 2 se intent con uno de barrera
pero se necesitaba un
acondicionamiento que nos hara tener ms conexiones y al final
se
consigui un final de carrera adecuado.
Videos
https://www.youtube.com/watch?v=Y9DLX7iIWnw&feature=youtu.be
https://www.youtube.com/watch?v=uMFdieVK5bc&feature=youtu.be
