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Ciclo: 2º CS Mecatrónica Sistemas eléctricos y electrónicos Profesor: José Paredes Coloma 04. Dispositivos que forman un sistema automático. Dispositivos de mando y señalización. Contenidos. 1. Introducción............................................................................................

Ciclo: 2º CS Mecatrónica Sistemas eléctricos y electrónicos Profesor: José Paredes Coloma 04. Dispositivos que forman un sistema automático. Dispositivos de mando y señalización. Contenidos. 1. Introducción...................................................................................................................... 2. Dispositivos de mando...................................................................................................... 2.1. Sensores electromecánicos................................................................................... 2.2. Interruptores.......................................................................................................... 2.3. Conmutadores....................................................................................................... 2.4. Pulsadores............................................................................................................. 2.5. Finales de carrera.................................................................................................. 2.6. Dispositivos de parada de emergencia.................................................................. 2.7. Otros captadores electromecánicos...................................................................... 3. Dispositivos de señalización............................................................................................. 3.1. Pilotos luminosos................................................................................................... 3.2. Balizas y columnas señalizadoras......................................................................... 3.3. Señalización acústica............................................................................................ 4. Designación de componentes........................................................................................... 5. Cuestionario de autoevaluación........................................................................................ 1 1 1 2 3 4 4 5 6 7 7 8 8 9 10 Sistemas eléctricos y electrónicos. Profesor: José Paredes Coloma 1. Introducción Todo sistema automático debe disponer de elementos de mando y señalización que facilite el intercambio de información y ordenes entre las personas y el automatismo. En esta unidad didáctica vamos a ver los dispositivos que utilizamos en el circuito de mando para gobernar el automatismo, así como los dispositivos que se utilizan para monitorear que el funcionamiento es correcto. Los dispositivos que vamos a ver se pueden englobar en dos categorias: · · Dispositivos de mando: Mediante estos dispositivos se gobierna el sistema. En esta unidad veremos los sensores electromecánicos, entre los cuales cabe destacar los pulsadores, los interruptores, setas de emergencia y los finales de carrera. Dispositivos de señalización: Son los encargados de indicar el correcto funcionamiento del automatismo. Pueden ser indicadores luminosos o de sonido. 2. Dispositivos de mando. Cómo ya se ha comentado, son los dispositivos mediante los cuales gobernamos el automatismo. Cómo forman parte del circuito de mando, estos dispositivos manejan señales de baja potencia. A continuación vamos a ver los sensores electromecánicos, 2.1. Sensores electromecánicos. Estos sensores disponen de un elemento de accionamiento (botón, tirador, pedal, etc) que abre y/o cierra uno (o más) contactos de tipo electromecánico. Fig 4.1. Tipos de sensores electromecánicos. 04-Dispositivos de mando y señalización 1 Sistemas eléctricos y electrónicos. Profesor: José Paredes Coloma La simbología gráfica utilizada para representar este tipo de captadores en los esquemas está basada en los contactos (abiertos y/o cerrados) y el sistema de accionamiento. Así, en una parte del símbolo se representa el contacto, o contactos, y en otra, unido mediante una línea discontinua, el accionamiento. Fig 4.2. Representación simbólica de los captadores electromecánicos. Actualmente la mayoría de los fabricantes utilizan elementos modulares, que se ensamblan con facilidad en función de las necesidades del circuito. En estos sistemas los contactos son los mismos para cualquier mecanismo y lo que cambia es el cabezal de accionamiento. Los más habituales son los interruptores, conmutadores, pulsadores e interruptores de posición (finales de carrera). 2.2 Interruptores Son de accionamiento manual y tienen dos posiciones. El cambio de una a otra se realiza actuando sobre el elemento de mando, que puede ser una palanca, un balancín, una manilla rotativa, etc. Todos los interruptores disponen de un sistema de enclavamiento mecánico, que permite mantenerlos en una posición hasta que se interviene de nuevo sobre el elemento de mando. Fig 4.3. Distintos tipos de accionamientos manuales. 04-Dispositivos de mando y señalización 2 Sistemas eléctricos y electrónicos. Profesor: José Paredes Coloma La numeración de los contactos es igual que en los contactos auxiliares de los contactores, 11-12 para los normalmente cerrados (NC) y 13-14 para los normalmente abiertos (NO). La simbología de los interruptores es la siguiente: Fig 4.4. Simbología de interruptores. 2.3. Conmutadores Son de accionamiento manual y tienen dos o más posiciones. Permiten redireccionar la señal por diferentes ramas de circuito a través de un borne común. Fig 4.5. Simbología de conmutadores. 04-Dispositivos de mando y señalización 3 Sistemas eléctricos y electrónicos. Profesor: José Paredes Coloma 2.4. Pulsadores Son de accionamiento manual. Permiten abrir y/o cerrar circuitos cuando se ejerce presión sobre él. Sus contactos vuelven a la posición de reposo, mediante un resorte, cuando cesa la acción. Los botones de los pulsadores pueden ser de diferentes colores, pero hay que prestar especial atención al color verde que se utiliza para la puesta en marcha y al rojo que se utiliza para la parada. Fig 4.6. Simbología de pulsadores. 2.5. Interruptor de posición (finales de carrera) Se utilizan para detectar, por contacto físico, el final de recorrido de un elemento móvil de una máquina o dispositivo automático. Permiten abrir y/o cerrar circuitos cuando se ejerce presión sobre él, volviendo estos a su posición de reposo cuando cesa la acción. Fig 4.7. Simbología de finales de carrera. 04-Dispositivos de mando y señalización 4 Sistemas eléctricos y electrónicos. Profesor: José Paredes Coloma Dependiendo de las necesidades de detección, existen numerosos tipos de cabezas de accionamiento (rodana, palanca, leva, varilla, etc.) intercambiables entre sí para un mismo modelo de final de carrera. Fig 4.8. Imágenes de finales de carrera de palanca. Algunos modelos se fabrican de material altamente robusto para trabajar en ambientes industriales muy agresivos. Fig 4.9. Imágenes de finales de carrera con distintos cabezales. 2.6. Dispositivos de parada de emergencia Son los dispositivos que detienen la máquina o proceso cuando se dan circunstancias anormales de funcionamiento o aparecen situaciones de peligro (emergencia) tanto para el operario como para la máquina. Fig 4.10. Imágenes de setas de emergencia. 04-Dispositivos de mando y señalización 5 Sistemas eléctricos y electrónicos. Profesor: José Paredes Coloma Las setas de emergencia cumplirán las siguientes características: Será tipo "cabeza de seta", de color rojo y con un círculo amarillo en la superficie inferior. Al ser accionado (pulsado) queda enclavado y la nueva puesta en servicio (desenclavamiento) sólo puede efectuarse por medio de una llave o giro de la seta. Los dispositivos de parada de emergencia deben ser instalados en todas aquellas máquinas en las cuales existan peligros de tipo mecánico durante las condiciones normales de trabajo. Hay que tener en cuenta que, dependiendo del tipo de máquina, puede ser necesaria la instalación de más de un dispositivo de parada de emergencia; por ejemplo, en máquinas con más de un puesto de mando y control, máquinas de características especiales con varios puntos de peligro separados del puesto de mando y control, máquinas de grandes dimensiones, etc. La función esencial del dispositivo de parada de emergencia será la de interrumpir (en caso de peligro) el suministro de las fuentes de alimentación de energía (corriente eléctrica, aire a presión, etc.) y parar la máquina lo más rápidamente posible. Sin embargo, el dispositivo de parada de emergencia puede, en algunos casos, no interrumpir ciertos circuitos de la máquina que podrían generar, al ser interrumpidos, un peligro para el operario o la máquina, como, por ejemplo, los platos magnéticos o circuitos auxiliares (alumbrado, refrigeración, etc.). Ciertos movimientos no sólo no serán interrumpidos sino que se pondrán en marcha al ser accionado el dispositivo de parada de emergencia sin que ello, claro está, represente un peligro para el operario, por ejemplo: los órganos de frenada de emergencia para obtener una parada más rápida, la inversión del sentido de giro en los rodillos de una curvadora de chapa, etc. Fig 4.11. Simbología de la seta de emergencia. 2.7. Otros captadores electromecánicos. En los circuitos de automatismos industriales se utilizan, según las necesidades, numerosos tipos de captadores o sensores electromecánicos. Unos son de accionamiento manual, como los interruptores de palanca, de tirador, de pedal, etc., y otros de accionamiento automático debido al cambio de magnitudes físicas, como los presostatos o interruptores de nivel de líquidos por flotador. En general, todos ellos permiten abrir y/o cerrar circuitos cuando se actúa sobre su accionamiento. 04-Dispositivos de mando y señalización 6 Sistemas eléctricos y electrónicos. Profesor: José Paredes Coloma Fig 4.12. Captadores electromecánicos. 3. Dispositivos de señalización. Se utilizan para emitir señales de funcionamiento del automatismo y que el operario debe atender al realizar acciones sobre él. Los estados que suelen señalizar son: puesta en marcha de máquinas, alarmas, disparo de relés y dispositivos de protección, etc. Los dispositivos de señalización pueden ser ópticos o acústicos. 3.1. Pilotos luminosos Fig 4.13. Imágenes de pilotos de cuadro. 04-Dispositivos de mando y señalización 7 Sistemas eléctricos y electrónicos. Profesor: José Paredes Coloma Se pueden utilizar de diferentes colores, reservando el rojo para señalización de fallos y alarmas. El recambio de la lámpara se realiza de forma sencilla retirando el casquillo transparente de su frontal. Fig 4.14. Simbología de lámparas y pilotos. 3.2. Balizas y columnas señalizadoras. Están destinadas a aplicaciones de señalización donde la distancia de visibilidad es reducida. Tienen forma de columna y están pensadas para instalarse en la parte superior de maquinaria. Están formadas por un pie de fijación, por el cual pasa el cableado, y una parte óptica, formada por 2 o más elementos de material transparente. Estos se montan a diferentes niveles con colores fijos o personalizados por el operario (rojo, verde, amarillo y azul). Algunas columnas disponen también de señalización acústica, basada en un zumbador, y luces giratorias. Fig 4.15. Balizas luminosas 3.3. Señalización acústica Los dispositivos de señalización acústica están basados en zumbadores, timbres, sirenas, bocinas y silbatos. Se instalan para señalizar situaciones del automatismo que requieren la atención inmediata del operario, como: alarmas, fallos o disparo de protecciones. 04-Dispositivos de mando y señalización 8 Sistemas eléctricos y electrónicos. Profesor: José Paredes Coloma Fig 4.17. Simbología de señalizadores acústicos. 4. Designación de componentes. Durante muchos años la norma utilizada para designar los componentes eléctricos en Europa ha sida la norma IEC750, mientras que en otros lugares han sido otro tipo de normas, cómo las americanas ANSI, las que se han utilizado. Con el propósito de armonizar todas las normativas se creó un standard internacional para designar los componentes de un sistema industrial complejo. Esta norma se denomina EN81346. En la actualidad las dos normas existen simultáneamente y es correcto el uso en Europa de cualquiera de las dos. De hecho, en internet es más común encontrar los diagramas eléctricos que utilizan la norma IEC750 pero, poco a poco, se va cambiando al standard internacional EN81346. En la siguiente tabla se pueden ver los identificadores de los componentes en ambas normas. IEC750 EN81346 B T C C F B G T A F A F DESIGNACIÓN DE COMPONENTES Tipo de dispositivo Grupos constructivos Convertidores de magnitudes no eléctricas a magnitudes eléctricas Condensadores Fusibles y disparadores bimetálicos. Presostatos Ejemplo Amplificadores, aparatos eléctricos, etc. Transductores, celulas fotoeléctricas, sondas termoeléctricas, etc. Fusibles, relés térmicos. Variadores de frecuencia, arrancadores progresivos. 04-Dispositivos de mando y señalización 9 Sistemas eléctricos y electrónicos. H E H P K Q K K M M Q Q Dispositivos de maniobra para altas corrientes R R Resistencias, resistencias de ajuste R E Resistencias de calefacción S B Interruptores de posición S S Lámparas. Aparatos de señalización ópticos y acústicos Contactores de potencia Motores Pulsadores, interruptores, selectores T Transformadores U T Moduladores, convertidores T Rectificadores R V K V W W Y Y X X Pilotos de señalización, columnas de señalización, balizas, sirenas, etc. Rele auxiliar, relé temporizador, contactor auxiliar T V Profesor: José Paredes Coloma Diodos Interruptores de maniobra de potencia y protección, magnetotérmicos, interruptores diferenciales, seccionadores, interruptores automáticos, protección del motor. Resistencias, potenciometros, reactancias Finales de carrera Transformadores de tensión, de corriente, de frecuencia. Variadores, convertidores de frecuencia Transistores Cables, mangueras Bornes, clavijas, enchufes Equipos eléctricos accionados mecánicamente Regletas de bornes Frenos, embragues Durante el desarrollo de este módulo utilizaremos la norma internacional EN81346 para la designar los componentes en los esquemas eléctricos que se realicen. 5. Cuestionario de autoevaluación. 1. ¿Qué diferencia mecánica hay entre un interruptor y un conmutador? 2. ¿Qué diferencia hay entre un interruptor y un pulsador? 3. ¿Qué diferencia hay entre un conmutador y un interruptor con doble cámara de contactos? 4. Cuando se acciona la parada de emergencia (seta de emergencia) ¿Se desactivan todos los circuitos de la máquina? Pon algún ejemplo. 04-Dispositivos de mando y señalización 10 Sistemas eléctricos y electrónicos. Profesor: José Paredes Coloma 5. ¿Qué es el elemento de la figura? 6. Completa la siguiente tabla: DISPOSITIVO SÍMBOLO DESIGNACIÓN (Norma EN81346) Pulsador (NO) Contacto auxiliar de contactor (NC) Bobina de contactor Final de carrera (NO) Piloto de señalización Pulsador (NC) 04-Dispositivos de mando y señalización 11 Sistemas eléctricos y electrónicos. Contacto auxiliar guardamotor (NO) Profesor: José Paredes Coloma de Bornero de alimentación (L1-L2-L3-N-PE) Seta de emergencia (NC-NC) Interruptor de pedal (NO-NC) 04-Dispositivos de mando y señalización 12