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Universidad San Carlos de GuatemalaFacultad de ingenieraEscuela de mecnica elctrica Automatizacin IndustrialEscuela de vacaciones junio 2015Nombre: Juan Pablo Morales Castellanos / Carn: 201222586Tarea No. 1: Investigacin temas unidad 1

INVESTIGACION UNIDAD NO. 1:

Universidad San Carlos de GuatemalaFacultad de ingenieraEscuela de mecnica elctrica Automatizacin IndustrialEscuela de vacaciones junio 2015Nombre: Juan Pablo Morales Castellanos / Carn: 201222586Tarea No.1: Investigacin temas unidad 1

RELEVACIN INDUSTRIALCarrera: Ing. Mecnica elctricaFecha: 4 de Junio de 2015

ResumenEn el presente trabajo se busc conceptualizar y afianzar todos los componentes, principios y conceptos bsicos en cuanto a automatizacin industrial se refiereSe comienza con una introduccin al tema abarcando los contenidos en general, donde se da a conocer las definiciones bsicas de los principios de la creacin de los automatismos en la industria y en la vida del hombre en la era moderna.Posteriormente se abarca todo lo relacionado con la simbologa, codificacin, documentacin y diagramacin utilizada en los sistemas automticos a escala global para su reconocimiento e interpretacin universal, as tambin se ilustran ejemplos de cada situacin esquemtica comnmente utilizada en la industria.Como parte del reconocimiento se dan a conocer los dispositivos utilizados para control, operacin y proteccin, donde se abarca su funcionalidad y aplicacin en cada caso deseado para las condiciones del sistema planteadoTambin se hace una introduccin a los sistemas de control automticos, dando las bases tericas de su funcionamiento y conceptualizando en sus principios para su diseo e interpretacin en un sistema autmata industrial, as mismo se presentan ejemplos de aplicacin ilustrados. Como ltimo punto se hace mencin del control operacin y proteccin en motores as como sus condiciones de arranque segn el caso y se presentan algunos diagramas de tipos de arranque en

IntroduccinLa Automatizacin se compone de todas las teoras y tecnologas encaminadas de alguna forma a sustituir el trabajo del hombre por el de la mquina. Conceptualmente, la automatizacin se basa en una reiterada aplicacin del mecanismo de retroalimentacin y, por ello, est en ese sentido relacionada con las Teoras de Control y de Sistemas. En cuanto a su aspecto tecnolgico, puede decirse que siempre ha estado a la ultima, adoptando en cada momento histrico los ms recientes avances.Siendo nuestro objetivo automatizar ciertos procesos, parece claro que primero hemos saber cmo funcionan esos procesos. Como veremos, el tipo de automatizacin a implantar depende del tipo de proceso a automatizar: no da lo mismo automatizar un proceso continuo que un proceso gobernado por eventos. Debido a la gran cantidad de procesos distintos que funcionan actualmente, consideraremos slo los ms importantes desde el punto de de la automatizacin, y obtendremos modelos con sus caractersticas esenciales. En esta trabajo se darn unas ideas muy generales sobre esta rea, tan amplia y compleja, y posteriormente se desarrollaran a lo largo del curso.

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Universidad San Carlos de GuatemalaFacultad de ingenieraEscuela de mecnica elctrica Automatizacin IndustrialEscuela de vacaciones junio 2015Nombre: Juan Pablo Morales Castellanos / Carn: 201222586Tarea No. 1: Investigacin temas unidad 1

Introduccin a la automatizacin

Automatizacin se puede definir como:El desempeo mecanizado de distintas operaciones, dirigidas de una manera automtica y sincronizada, mediante computadoras programadas y la tecnologa adecuada para lograr un mayor control y la mejor toma de decisiones en cada fase del proceso de produccin.Las primeras mquinas eran mquinas simples que sustituan una forma de esfuerzo en otra forma que fueran manejadas por el ser humano, tal como levantar un peso pesado con sistema de poleas o con una palanca. Posteriormente las mquinas fueron capaces de sustituir formas naturales de energa renovable, tales como el viento, mareas, o un flujo de agua por energa humana.Los botes a vela sustituyeron a los botes de remos. Todava despus, algunas formas de automatizacin fueron controladas por mecanismos de relojera o dispositivos similares utilizando algunas formas de fuentes de poder artificiales.El ms intil de los seres humanos puede identificar y distinguir mayor cantidad de esencias que cualquier dispositivo automtico. Las habilidades para el patrn de reconocimiento humano, reconocimiento de lenguaje y produccin de lenguaje se encuentran ms all de cualquier expectativa de los ingenieros de automatizacin. Existen muchos trabajos donde no existe riesgo inmediato de la automatizacin. Ningn dispositivo ha sido inventado que pueda competir contra el ojo humano para la precisin y certeza en muchas tareas; tampoco el odo humano.

Las computadoras especializadas, referidas como Controlador lgico programable, son utilizadas frecuentemente para sincronizar el flujo de entradas de sensores y eventos con el flujo de salidas a los actuadotes y eventos. Esto conduce para controlar acciones precisas que permitan un control estrecho de cualquier proceso industrial. (Se tema que estos dispositivos fueran

En industrias tales como las alimenticias, refrsquelas, manufactureras, comerciales, extractivas, de igual forma en lugares como museos, bancos, entre otros.Resulta favorable la inclusin de algunos sensores, en los manipuladores robot, que hacen parte del Sistema de Manufactura Flexible en el Centro de Automatizacin de Procesos CAP.Como sabemos un sensor es un dispositivo capaz de detectar diferentes tipos de materiales, con el objetivo de mandar una seal y permitir que continu un proceso, o bien detectar un robo; dependiendo del caso que ste sea.Dentro de la seleccin de un sensor, se deben considerar diferentes factores, tales como: la forma de la carcasa, distancia operativa, datos elctricos y conexiones.De igual forma, existen otros dispositivos llamados transductores, que son elementos que cambian seales, para la mejor medicin de variables en un determinado fenmeno.El tema de automatizacin nos dar una visin muchsimo ms amplia de lo que puede ayudar esto a una empresa ya que se va a dar en la misma un proceso de mecanizacin de las actividades industriales para reducir la mano de obra, simplificar el trabajo para que as se de propiedad a algunas maquinas de realizar las operaciones de manera automtica; por lo que indica que se va dar un proceso ms rpido y eficiente.

Simbologa y codificacinLa simbologa es un proceso abstracto en el cual las caractersticas salientes de los dispositivos o funciones son representadas de forma simple por figuras geomtricas.Los objetivos principales de esta son Indicar lo realizado. Simplificar un proceso. Ayudar con el mantenimiento.Instrumento: Objeto fabricado, simple o formado por una combinacin de piezas, que sirve para realizar un trabajo o actividad, especialmente el que se usa con las manos para realizar operaciones manuales tcnicas o delicadas, o el que sirve para medir, controlar o registrar algo Identificacin funcional de un instrumento: Todas las letras son maysculas. No ms de 4 letras son utilizadas. Identificacin del instrumento + identificacin funcional. La identificacin de los smbolos y elementos debe ser alfa numrica, los nmeros representan la ubicacin y establecen el lazo de identidad, y la codificacin alfabtica identifica al instrumento y a las acciones a realizar.

Figura 1. Identificacion funcional del instrumentoFuente: Waman, A. (2003).Esquematica. Recuperado de: http://www. automaticausach.cl /asignaturas/proying/Circuito_electricos_de_automatizacion_304.pdf

Figura 2. Letras de identificacionFuente: Carrera, E. (2015).Simbologa y codificacin. Simbologa. Lneas y Smbolos generales:

Figura 3. Simbologa. Lneas y Smbolos generalesFuente: Waman, A. (2003).Esquematica. Recuperado de: http://www. automaticausach.cl /asignaturas/proying/Circuito_electricos_de_automatizacion_304.pdfSimbologa SAMA:El mtodo SAMA (Scientific, Aparatus Makers Association) de diagramas funcionales que emplean para las funciones block y las designaciones de funciones.

Figura 4. Diagramas funcionalesFuente: Waman, A. (2003).Esquematica. Recuperado de: http://www. automaticausach.cl /asignaturas/proying/Circuito_electricos_de_automatizacion_304.pdfCodificacin:Para poder compartir informacin, que est en formato digital, es comn utilizar las representaciones binaria y hexadecimal.Hay otros mtodos de representar informacin y una de ellas es el cdigo BCD.Con ayuda de la codificacin BCD es ms fcil ver la relacin que hay entre un nmero decimal (base 10) y el nmero correspondiente en binario (base 2)El cdigo BCD utiliza 4 dgitos binarios (ver en los dos ejemplos que siguen) para representar un dgito decimal (0 al 9). Cuando se hace conversin de binario a decimal tpica no hay una directa relacin entre el dgito decimal y el dgito binario.Ejemplo :Conversin directa tpica entre un nmero en decimal y uno binario.8510 = 10101012Aplicacin compuertas lgicasSerie ParaleloFigura 5. Aplicacin compuertas lgicasFuente: Ospina, S. (2011).Compuertas lgicas . Recuperado de: http://electronikatualcance.blogspot.com/2011/10/puertas-logicas-and-or-not.html Documentacin y diagramacin.La diagramacin de procesos es la representacin grfica de como se realiza en la vida real un proceso, en la que se muestra tanto sus operaciones, materias primas y productos, condiciones de operacin, etc. Dependiendo del nivel del Diagrama. Los diagramas forman parte de la documentacin del proceso y resultan herramientas de gran utilidad para la compresin del proceso y para la realizacin de los clculos.

La diagramacin es una herramienta que nos permite representar en forma grfica los procesos de una empresa y observar las actividades en conjunto, sus relaciones y cualquier incompatibilidad, cuello de botella o fuente de posibles ineficiencias.Los distintos niveles de detalle o punto de vista de un diagrama de procesos son: Diagramas de bloques Diagramas de flujo Instrumentacin y controlDiagrama de bloquesUn sistema de control puede tener varios componentes. Para mostrar las funciones que lleva a cabo cada componente en la ingeniera de control, por lo general se usa una representacin denominada diagrama de bloques.

Figura 6. Diagrama de bloquesFuente: Acosta, A. (2011).Diagramas de instrumentacion Recuperado de http://planespecifico.blogspot.com/2011/07/simbologia-y-diagramas-de.html

Diagrama de FlujoEste diagrama, adems de mostrar la secuencia con que suceden las actividades, contiene un grado mayor de detalle que permite considerar diferentes tipos de actividad y alteraciones en la secuencia, que pueden ser ocasionadas por revisiones o por la ocurrencia de alguna disyuntiva no previsible

Figura 7. Diagrama de flujosFuente: Acosta, A. (2011).Diagramas de instrumentacion Recuperado de http://planespecifico.blogspot.com/2011/07/simbologia-y-diagramas-de.html

Instrumentacin y control:Para mostrar un proceso y el control de procesosparticularmente, se utilizan 4 tipos de diagrama:

Diagramas de lazos

Figura 8. Diagrama de lazosFuente: Acosta, A. (2011).Diagramas de instrumentacion Recuperado de http://planespecifico.blogspot.com/2011/07/simbologia-y-diagramas-de.html Diagrama de instalacin

Figura 9. Diagrama de InstalacinFuente: Acosta, A. (2011).Diagramas de instrumentacin Recuperado de http://planespecifico.blogspot.com/2011/07/simbologia-y-diagramas-de.html

Diagramas de alambrado

Figura 10. Diagrama de alambradoFuente: Acosta, A. (2011).Diagramas de instrumentacin Recuperado de http://planespecifico.blogspot.com/2011/07/simbologia-y-diagramas-de.html

Diagrama de ubicacin Muestran con detalle la posicin de la instrumentacin y equipo instalado Un diagrama de ubicacin es importante tanto para el mecnico o tcnico no familiarizado con el rea, como para el que instala el equipo Debajo de cada crculo que representa al instrumento, se debe indicar la elevacin a la cual el instrumento ser instalado

Figura 11. Diagrama de ubicacionFuente: Acosta, A. (2011).Diagramas de instrumentacin Recuperado de http://planespecifico.blogspot.com/2011/07/simbologia-y-diagramas-de.html

Diagrama simplificado de equiposEs el diagrama de ingeniera ms simple, donde se muestran en forma de iconos los equipos necesarios para una planta de proceso y la interconexin entre ellos se representa por lneas que enlazan un equipo con otro.Este diagrama es apenas un pequeo paso ms detallado que el diagrama de flujo conceptual, consistente de simples cajas de funcionalidad, sin mayor preocupacin sobre la forma especfica de los transportes necesarios. Pero en este diagrama de los equipos del proceso se captura, sin embargo, cada equipo necesario para cumplir la funcionalidad de los sistemas de transporte, al menos de materiales.

Figura 12. Ejemplo diagrama simplificadoFuente: Acosta, A. (2011).Diagramas de instrumentacin Recuperado de http://planespecifico.blogspot.com/2011/07/simbologia-y-diagramas-de.htmlDiagrama detallado de equiposEste diagrama incluye las tuberas del proceso, las vlvulas, los desages, las desviaciones, las ventilaciones, los reciclos y todos los equipos de proceso.El diagrama detallado no suele ser necesario para la estimacin inicial de costos; su aporte es valioso, ms bien, en el clculo afinado de costos de la planta. Existen algunos sistemas CAD que incorporan un buen nivel de avance hacia este tipo de diagrama.

Figura 13. Ejemplo diagrama detalladoFuente: Acosta, A. (2011).Diagramas de instrumentacin Recuperado de http://planespecifico.blogspot.com/2011/07/simbologia-y-diagramas-de.html

Introduccin al control automticoConjunto de componentes fsicos conectados o relacionados entre s, de manera que regulen o dirijan su actuacin por s mismos, es decir, sin intervencin de agentes exteriores, corrigiendo adems los posibles errores que se presenten en su funcionamiento. Sus aplicaciones son innumerables (en los hogares, procesos industriales,), y tienen especial repercusin en el campo cientfico (misiones espaciales) y en avances tecnolgicos (automocin).En Regulacin Automtica, slo se tendr en cuenta la relacin entrada/salida de los sistemas que se van a someter a control. Lo importante ser entonces conocer cul ser la respuesta del sistema (salida) cuando se le comunica una cierta entrada.Sistemas de control de lazo abierto: Es decir, en un sistema de control de lazo abierto la salida ni se mide ni se realimenta para compararla con la entrada. Los sistemas de control de lazo abierto son sistemas de control en los que la salida no tiene efecto sobre la seal o accin de control. No recibe informacin del comportamiento de la planta.

Figura 14. Sistema lazo abiertoFuente: Canto, C.Sistemas de control Recuperado de http://galia.fc.uaslp.mx/ ~cantoca/automatas/PRESENTACIONES_PLC_PDF_S/3_AUTOMATIZACION_GENERAL.PDF

Sistemas de control de lazo cerrado: En los sistemas de control de lazo cerrado, la salida o seal controlada, debe ser realimentada y comparada con la entrada de referencia, y se debe enviar una seal actuante o accin de control, proporcional a la diferencia entre la entrada y la salida a travs del sistema, para disminuir el error y corregir la salida.Un sistema de control de lazo cerrado es aquel en el que la seal de salida tiene efecto directo sobre la accin de control. Esto es, los sistemas de control de lazo cerrado son sistemas de control realimentados.

Figura 15. Sistema lazo cerradoFuente: Canto, C.Sistemas de control Recuperado de http://galia.fc.uaslp.mx/ ~cantoca/automatas/PRESENTACIONES_PLC_PDF_S/3_AUTOMATIZACION_GENERAL.PDF

La ventaja de los sistemas de control de lazo cerrado, es que al usar de forma adecuada la realimentacin, como se vio en la seccin anterior, se puede lograr que el sistema sea relativamente insensible a las perturbaciones externas o exgenas y a variaciones internas de los parmetros del sistema. De esta manera se pueden utilizar en el diseo y experimentacin componentes ms inexactos y econmicos, logrando exactitud de control, mientras esto sera mucho ms complicado de solucionar proponiendo un diseo de un sistema de lazo abierto. Desde el punto de vista de la estabilidad, en los sistemas de lazo abierto es ms difcil de lograr, ya que no constituye un problema importante. Por otro lado, en los sistemas de lazo cerrado, la estabilidad siempre constituye un problema importante por la tendencia a sobrecorregir errores lo que puede introducir oscilaciones de amplitud constante o variable. Hay que recalcar que para sistemas en los que las entradas son conocidas y no existen perturbaciones, es preferible usar sistemas de control de lazo abierto. Los sistemas de control de lazo cerrado se deben usar si o s en sistemas que estn sometidos a perturbaciones externas.Los sistemas de control realimentados se pueden clasificar en diversas formas, dependiendo del propsito de la clasificacin. Por ejemplo, de acuerdo con el mtodo de anlisis y diseo, los sistemas de control se clasifican en lineales y no lineales, variantes en el tiempo o invariantes en el tiempo. De acuerdo con los tipos de seales usados en el sistema, se hace referencia a sistemas en tiempo continuo y en tiempo discreto, o sistemas modulados y no modulados. A menudo, los sistemas de control se clasifican de acuerdo con su propsito principal. Por ejemplo, un sistema de control de posicin y un sistema de control de velocidad controlan las variables de salida de acuerdo con la forma como su nombre lo indica. En general, existen muchas formas de identificar un sistema de control de acuerdo con alguna funcin especial del sistema. Es importante que algunas de estas formas comunes de clasificar a los sistemas de control sean conocidas para obtener una perspectiva propia antes de embarcarse en su anlisis y diseo.

Aplicaciones del control manual y automtico.Cuando en un sistema de control tanto la retroalimentacin de la salida como la accin de control son llevadas a cabo por el hombre, se dice que el control es manual.A continuacin se muestran algunas aplicaciones simples de cada uno de ellos:Sistema de control (lazo abierto) de una rueda de impresin margarita- de una mquina de escribir electrnica: La margarita de la mquina de escribir se mueve a la posicin donde se encuentra el carcter deseado para colocarlo frente al martillo de impresin. El carcter se selecciona desde el teclado. Esto debe realizarse de la forma ms rpida posible y exacta. Para este tipo de aplicacin un microprocesador (o microcontrolador) puede ser utilizado para este fin.

Figura 16. Ejemplo sistema de control manualFuente: Canto, C.Sistemas de control Recuperado de http://galia.fc.uaslp.mx/ ~cantoca/automatas/PRESENTACIONES_PLC_PDF_S/3_AUTOMATIZACION_GENERAL.PDF

Sistema de control (lazo cerrado) de la velocidad de un motor: Este sistema controla la velocidad del motor, mantenindola fija an con variaciones de carga. Este principio se aplica en una escalera elctrica, la velocidad debe permanecer uniforme independientemente de la cantidad de personas que se encuentren en ella.

Figura 17. Ejemplo sistema de control automaticoFuente: Canto, C.Sistemas de control Recuperado de http://galia.fc.uaslp.mx/ ~cantoca/automatas/PRESENTACIONES_PLC_PDF_S/3_AUTOMATIZACION_GENERAL.PDF

Dispositivos utilizados para el control, operacin y proteccin.Elementos de control: Contactores: Son actuadores que sirven de interface entre los mandos de control y los actuadores elctricos de mayor potencia. Por medio de la excitacin elctrica de una bobina, el magnetismo creado por ella, atrae un dispositivo mecnico que a su vez conmuta uno o varios interruptores mecnicos que pueden manejar corrientes elevadas. Los contactores ms comunes poseen bobinas de control a 110 o 220 voltios y contienen un juego de 4 interruptores conmutables, uno como auxiliar y los otros tres utilizados para las fases de la corriente trifsica utilizada comnmente en la industria. Rels:. Son mecanismos electromagnticos, que conmutan uno o varios contactos elctricos por medio de la fuerza electromagntica, generada por paso de la corriente de control a travs de su bobina.Elementos de proteccin: Breakers: Son simplemente interruptores o bloqueadores, que se encargan de aislar la corriente de potencia de entrada, de los diferentes sistemas elctricos controlados. Estos son instalados seriamente con las lneas de potencia y vienen diseados para soportar determinadas corrientes de tal manera que si sobrepasa el lmite, este se activa y asla la corriente elctrica de potencia. Deben ser instalados en el circuito antes del contacto. Rel Trmico: Su funcin es la de proteger los diferentes dispositivos a las sobre-corrientes. Deben ser instalados despus del contacto, de tal manera que brinde seguridad en caso de que uno de sus contactos se quede pegado o no funcione correctamente, corriendo el riesgo de dejar solo dos fases, lo que ocasionara grandes daos a los sistemas conectados a ste.Contactores: El contactor cumple con la funcin de comando o conmutacin. Un contactor es un dispositivo mecnico de conexin controlado por un electroimn con una operacin tipo on/off. Cuando la bobina del electroimn se encuentra energizada, el contactor se cierra y completa el circuito entre la fuente y la carga a travs de sus contactos de potencia. Dependiendo de la tecnologa del contactor, la parte mvil del electroimn que maneja los contactos mviles puede funcionar por rotacin sobre un eje, por desplazamiento paralelo con relacin a una parte fija o por una combinacin de ambos.

Figura 18. Contactores Rels trmicos: Estos rels cumplen con la funcin de proteccin trmica del motor contra sobrecargas y van asociados a un contactor que es el que realiza la apertura del circuito de potencia. Puesto que protegen solamente contra sobrecargas, los rels trmicos deben complementarse con una proteccin contra cortocircuitos. El rel de imagen trmica simula, a travs de la utilizacin de un bimetal, el calentamiento y enfriamiento del motor protegido en base a sus constantes de tiempo, vigilando las temperaturas alcanzadas en comparacin con la mxima admisible como funcin de la duracin de la sobrecarga.

Figura 19. Rels trminosGuardamotores magnticos: Son dispositivos de proteccin contra cortocircuito, de corte tripolar. Los guardamotores magnticos cumplen la funcin de proteccin contra cortocircuitos, cumpliendo adicionalmente la funcin de seccionamiento. Los requisitos para que cumplan con la funcin de proteccin contra cortocircuito son bsicamente una pronta deteccin de la corriente de defecto y una rpida apertura de los contactos. Esto conduce a que los guardamotores magnticos sean aparatos limitadores.

Figura 20. Guarda motores magnticosFusibles: El fusible, utilizado como elemento componente de una salida a motor, solo debe actuar frente a cortocircuitos. Es decir, las sobrecargas no deben producir la operacin del fusible, por lo cual debe emplearse el fusible de respaldo.

Figura 21. Fusibles Ojo electrnico: Es un dispositivo que sirve para controlar el paso de energa hacia el aparato que se quiere controlar automticamente, esto se realiza mediante el siguiente proceso: El ojo electrnico enva una seal que lo mantiene en posicin cerrada o sea que no deja pasar la electricidad y que cuando es interrumpida cierra el circuito quiere decir que en este momento deja pasar la electricidad y activa el aparato a controlar automticamente. Figura 22. Ojo electrnicoFotocelda: Lasfotoceldasson pequeos dispositivos que producen una variacin elctrica en respuesta a un cambio en la intensidad de la luz. Las fotoceldas pueden clasificarse comofotovoltaicasofotoconductivas.

Figura 23. Fotoceldas Final de carrera: Dentro de loscomponentes electrnicos, el final de carrera osensorde contacto dispositivoselctricos,neumticosomecnicossituados al final del recorrido de un elemento mvil, como por ejemplo unacinta transportadora, con el objetivo de enviar seales que puedan modificar el estado de uncircuito. Internamente pueden contenerinterruptoresnormalmente abiertos (NA o NO en ingls), cerrados (NC) oconmutadores dependiendo de la operacin que cumplan al ser accionados, de ah la gran variedad de finales de carrera que existen en mercado.

Figura 24. Final de carreraOtros dispositivos de proteccin Los dispositivos estudiados hasta ahora calculan la temperatura en forma indirecta, a travs de mediciones de corriente. Para aquellos motores que por ser crticos para el proceso del que forman parte se entiende que deben ser protegidos de forma an ms eficiente, la proteccin contra sobrecargas se realiza mediante dispositivos trmicos o sensores de temperatura, termistores (resistencias variables con la temperatura), colocados dentro del bobinado del motor, procurando sensar la temperatura del punto ms caliente. Las sondas empleadas son del tipo de coeficiente de temperatura positivo (PTC), emplendose tambin en ciertos casos sondas de coeficientes negativos (NTC). Igualmente, para estos motores puede emplearse adicionalmente, rels diferenciales, rels de desbalance de fases, rels de subtensiones, etc. Control, operacin y proteccin de motores elctricos AC/DC.Los objetivos de una salida a motor son los siguientes: Comandar el motor (encendido y apagado del motor) Proteger a sus componentes contra los efectos de fallas de origen elctrico Asegurar la seguridad del personal Maximizar la continuidad de servicio. Para cumplir con los objetivos planteados, toda salida a motor debe cumplir con cuatro funciones bsicas: Seccionamiento: separacin del motor de la red de distribucin elctrica que lo alimenta. Conmutacin o Comando: Establecimiento y corte de la corriente que tome la carga. Proteccin contra cortocircuitos: proteccin del motor contra los daos causados por altas corrientes. Proteccin contra sobrecargas: proteccin del motor contra los efectos de las corrientes de sobrecarga.El control de un motor, ya sea un simple interruptor de volquete o un complejo sistema con componentes tales como relevadores, controles de tiempo e interruptores, controladores, compensadores, controla alguna operacin del motor elctrico. Por lo tanto, al seleccionar e instalar un equipo de control para un motor se debe considerar una gran cantidad de diversos factores a fin de que aquel pueda funcionar correctamente junto a la mquina para la que se disea. Algunos factores a considerar son las siguientes: Arranque, parada, inversin de rotacin, marcha, control de velocidad, seguridad del operador (dispositivos pilotos), proteccin contra daos, mantenimiento de los dispositivos de arranque (fusibles, interruptores, cortacircuitos). El motor se puede controlar desde un punto de lejano automticamente usando estaciones de botones asociados con contactores (interruptores magnticos). Si el motor se controla automticamente pueden usarse los siguientes dispositivos: a) Interruptor de flotador: Para controlar el nivel de un tanque abriendo o cerrando unos contactos que puede accionar una bomba. Tambin para abrir o cerrar una vlvula para controlar un fluido. b) Interruptor de presin: Controla la presin de los fluidos. Permite arrancar un compresor de aire de acuerdo a la demanda de presin de aire que exista. c) Temporizador: Para controlar un periodo de tiempo diferido de cerrado o abierto. d) Termostato: Interruptor que funciona por la accin de la T. e) Interruptor de lmite: Se usan para parar mquinas, equipo y productos en proceso, durante el curso.A continuacin se presenta un cuadro con los distintos dispositivos de proteccin y comando y las funciones que cumplen los mismos:

Figura 25. Funciones de dispositivos de comandoFuente: Polania, J.Control de motores Recuperado de http://iie.fing.edu.uy/ense/asign/iiee/Documentos/Teorico/Comando_motores.pdf

Formas de arranque: Existen muchas formas de comandar uno o varios motores, dependiendo de los elementos que se utilicen para su arranque y proteccin as como del funcionamiento previsto del motor (un sentido de marcha, dos sentidos de marcha, comando por botoneras, comando remoto, etc.) Se deben considerar las siguientes condiciones: Frecuencia del arranque y la parada. Arranque liviano o pesado Arranque rpido o lento. (debe ser lento e ir aumentando la velocidad). Arranque y parada manual o automtica. Parada rpida o lenta. (la parada debe ser rpida). Paradas exactas (Ej. En los ascensores). Frecuencia en la inversin de rotacin. Respecto al control de velocidad se debe considerar las siguientes condiciones: Velocidad constante (bomba de agua). Velocidad variable (gra) - Velocidad ajustable. Velocidad mltiple (torno revolver).A continuacin se presenta un esquema de comando estandar para arranque directo y otro para arranque estrella tringulo

Figura 26. Arranque directoFuente: Polania,J.Control de motores Recuperado de http://iie.fing.edu.uy/ense/asign/iiee/Documentos/Teorico/Comando_motores.pdfSiendo: F1F y F3F: Fusibles de proteccin contra cortocircuito del circuito de potencia y del circuito de comando respectivamente K1M: contactor de comando F2F: rel trmico, c / un contacto NC S1Q: Pulsador NA de arranque S0Q: Pulsador NC de paradaExplicacin del funcionamiento del diagrama de comando: Inicialmente, el contactor K1M se encuentra abierto. Marcha: Al presionar el pulsador S1 y no haber falla trmica en el motor, el contacto F2F del rel trmico est cerrado; como el pulsador S0Q es NC y no est presionado el contacto S0Q est cerrado y al cerrarse el contacto S1Q se energiza la bobina del contactor K1M cerrndose entonces sus contactos principales. Al cerrarse el contactor K1M, se cierran sus contactos auxiliares, entonces, independientemente que se deje de presionar S1Q, la bobina se mantiene alimentada a travs del contacto auxiliar de K1M en paralelo con S1Q y el contactor permanece cerrado. A este contacto de K1M en paralelo con el pulsador de marcha se le denomina usualmente contacto de autoretencin.Parada: Al presionar el pulsador S0Q, como es un contacto NC, el contacto S0Q que aparece en el diagrama de comando se abre, dejando sin alimentacin a la bobina del contactor K1M. K1M, con su bobina desenergizada, se abre. Parada por disparo del rel trmico: En caso de detectarse una sobrecarga, el contacto NC de F2F que figura en el diagrama de comando se abre, dejando sin alimentacin a la bobina del contactor K1M. K1M, con su bobina desenergizada, se abre. Observar que en caso de desear comandar el contactor desde ms de un punto, alcanzar con poner contactos NA de los comandos de apertura adicionales que se desee en paralelo con el contacto de S1Q y contactos NC de los comandos de cierre adicionales que se desee en serie con el contacto de S0Q.

Figura 27. Arranque estrella-trianguloFuente: Polania,J.Control de motores Recuperado de http://iie.fing.edu.uy/ense/asign/iiee/Documentos/Teorico/Comando_motores.pdfSiendo: F1F y F3F: Fusibles de proteccin contra cortocircuito del circuito de potencia y del circuito de comando respectivamente K1M, K2M: contactores de comando c/ 2NA+1NC c/no K3M: contactor de comando c/ 1NC F2F: rel trmico, c / un contacto NC S1A: Pulsador NA de arranque, 1NA S0A: Pulsador NC de parada, 1NC K4A: temporizador c/retardo a la conexin, 1NCExplicacin del funcionamiento del diagrama de comando: La conexin en estrella de los bobinados del motor se logra cerrando el contactor K2M y la conexin en tringulo cerrando el contactor K3M. Inicialmente, los tres contactores estn abiertos. Marcha: Al pulsar S1A, como el NC del rel trmico F2F est cerrado puesto que no hay falla por sobrecarga, el NC de S0A est cerrado puesto que no est presionado el pulsador de parada, los contactos NC de K1M y K3M estn cerrados puesto que ambos contactores estn abiertos y el contacto NC del temporizador K4A est cerrado puesto que el temporizador no est funcionando, se energiza la bobina del contactor K2M, cerrndose el contactor K2M y se activa el temporizador. En este momento se ha conectado los bobinados del motor en estrella. 25 Al energizarse K2M, se cierran sus contactos auxiliares NA y se energiza entonces la bobina de K1M, cerrndose el contactor K1M y entregando tensin al motor. Tanto K1M como K2M permanecen cerrados, an luego de mantener S1A pulsado, a travs de los contactos de autoretencin de K2M. Al estar K2M cerrado, su contacto NC est abierto y la bobina de K3M no est alimentada, por lo que K3M est abierto. Cuando el temporizador lleg a su valor de seteo el contacto NC de K4A se abre, desenergizando la bobina de K2M, lo que provoca la apertura de K2M. K1M permanece cerrado, entonces su contacto NA est cerrado y como K2M abri, su contacto NC se cerr, por lo que se energiza la bobina de K3M, provocando el cierre de K3M y la conexin de los bobinados del motor en tringulo, lo que implica el fin del arranque. Parada: Al presionar el pulsador S0A, como es un contacto NC, el contacto S0A que aparece en el diagrama de comando se abre, dejando sin alimentacin a las bobinas que estuvieran activadas (sean K1M, K2M y K4A o solamente K1M). K1M y K2M, con su bobina desenergizada, se abren. Al abrir K1M, su contacto NA se abre por lo que se desenergiza la bobina de K3M. Parada por disparo del rel trmico: En caso de detectarse una sobrecarga, el contacto NC de F2F que figura en el diagrama de comando se abre, dejando sin alimentacin a las bobinas que estuvieran activadas (sean K1M, K2M y K4A o solamente K1M). K1M y K2M, con su bobina desenergizada, se abren. Al abrir K1M, su contacto NA se abre por lo que se desenergiza la bobina de K3M.

Bibliografa

Waman, A. (2003).Esquemtica. Consulta en lnea, disponible en: http://www. automaticausach.cl /asignaturas/proying/Circuito_electricos_de_automatizacion_304.pdf Carrera, E. (2015).Simbologa y codificacin. Folleto automatizacin industrial curso de vacaciones junio 2015. Ospina, S. (2011).Compuertas lgicas. Consulta en lnea, disponible en: http://electronikatualcance.blogspot.com/2011/10/puertas-logicas-and-or-not.html

Acosta, A. (2011).Diagramas de instrumentacin Consulta en lnea, disponible en: http://planespecifico.blogspot.com/2011/07/simbologia-y-diagramas-de.html

Canto, C.Sistemas de control Consulta en lnea, disponible en: http://galia.fc.uaslp.mx/~cantoca/automatas/PRESENTACIONES_PLC_PDF_S/3_ AUTOMATIZACION_GENERAL.PDF

Polania, J.Control de motores Consulta en lnea, disponible en: http://iie.fing.edu.uy/ense/ asign/iiee/Documentos/Teorico/Comando_motores.pdf

Carrera: Ing. Mecnica elctricaFecha: 4 de Junio de 2015