3 Automatización Con Lógica Cableada-3 PDF

AUTOMATIZACIÓN DE SISTEMAS

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3. Automatización con lógica cableada

CONTENIDO

1.

Arrancadores de motores eléctricos

2.

Arrancadores a plena tensión

3.

Arrancadores a tensión reducida

4.

Proyectos

OBJETIVOS

• Identificar y diferenciar los diversos tipos de arranque de motores de eléctricos

• Reconocer los dispositivos de control, mando y protección en sistemas de arranques de motores • Simular proyectos de automatización utilizando lógica cableada mediante software

ARRANCADORES DE MOTORES ELÉCTRICOS

Aparatos de maniobra para llevar a los motores desde su estado de reposo hasta su velocidad de régimen. - Circuito principal (FUERZA) - Circuito auxiliar (MANDO).

CIRCUITO DE FUERZA Y MANDO

Circuito de Fuerza Constituido por los dispositivos de maniobra y protección Circuito de Mando Constituido por dispositivos para el mando, medición, avisos, regulación, enclavamiento, procesamiento de datos u otros.

ARRANCADORES A PLENA TENSIÓN

• ARRANQUE DIRECTO • ARRANQUE DIRECTO CON INVERSIÓN DE GIRO • ARRANQUE CONEXIÓN DAHLANDER

ARRANQUE DIRECTO

• Desde el inicio el motor toma la plena tensión • Desarrolla en el arranque su torque máximo cuando la carga así lo requiera • El inconveniente es que toma una corriente de arranque máxima en algunos casos hasta 10 veces • Recomendable para motores de baja potencia

ARRANQUE DIRECTO: CURVAS CARACTERÍSTICAS

ARRANQUE DIRECTO: CIRCUITO DE FUERZA

FUSIBLES

CONTACTOR

RELÉ TÉRMICO

ARRANQUE DIRECTO: CIRCUITO DE MANDO

RELÉ TÉRMICO

PULSADOR DE PARADA

PULSADOR DE ARRANQUE

CONTACTOR

CONTACTO RETROALIMENTACIÓN

ARRANQUE DIRECTO: APLICACIONES

• Máquinas herramientas • Compresoras • Ventiladores • Bombas de agua, etc.

Bomba de agua

ARRANQUE DIRECTO: APLICACIONES

ARRANQUE DIRECTO CON INVERSIÓN DE GIRO

Combina dos arranques directos (derecha e izquierda)

ARRANQUE DIRECTO CON INVERSIÓN DE GIRO

APLICACIONES

• Frenado de motores AC • Montacargas • Puertas corredizas • Ascensores, etc.

APLICACIONES

ARRANCADORES A TENSIÓN REDUCIDA

• ARRANQUE ESTRELLA-TRIÁNGULO • ARRANQUE ESTATÓRICO CON RESISTENCIAS • ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR

ARRANQUE ESTRELLA TRIÁNGULO

• Inicia conectando sus devanados del estator en estrella. En esta conexión se encuentran alimentados con una tensión al 58% de la tensión nominal. • El par y la corriente se reducen a un tercio del arranque directo. • Luego de un tiempo, cuando el motor alcance aproximadamente un 70% de su velocidad nominal, se conmutan los terminales para una conexión en triángulo, quedando los devanados del motor con la tensión plena

ARRANQUE ESTRELLA TRIÁNGULO

ARRANQUE ESTRELLA TRIÁNGULO

Conexión Triángulo L1

L2

L3

L1

L2

L3

Conexión Estrella

Estrella

Triángulo

ARRANQUE ESTRELLA TRIÁNGULO: CIRCUITO DE FUERZA

K1M

F2F

K3M

K2M

ARRANQUE ESTRELLA TRIÁNGULO: CIRCUITO DE MANDO

Bobina CONTACTOR Estrella Bobina CONTACTOR Triángulo

Bobina CONTACTOR Línea

ARRANQUE ESTRELLA TRIÁNGULO: APLICACIONES

•Ventiladores • Bombas de pequeña potencia, etc.

ARRANQUE ESTRELLA TRIÁNGULO: CONEXIONES

ARRANQUE RESISTENCIAS ESTATORICAS

• Compresores de refrigeración • Máquinas para la madera • Máquinas tensoras Ascensores, etc.

ARRANQUE RESISTENCIAS ESTATORICAS

ARRANQUE CON AUTOTRANSFORMADOR

Cuando se desea reducir la corriente de arranque y de régimen a niveles mas bajos que el arranque con resistencias estatóricas pero con un buen par de arranque. Se alimenta a través de un autotransformador, con una tensión de aproximadamente 70% de la tensión nominal, la corriente se reduce a la mitad de la intensidad de arranque transitoria en la conexión directa.

ARRANQUE CON AUTOTRANSFORMADOR

ARRANQUE CON AUTOTRANSFORMADOR

ARRANQUE CON RESISTENCIAS ROTÓRICAS

• Se instalan resistencias en el circuito del rotor del motor • El torque de arranque se incrementa con el incremento de las resistencias. • El número de escalones o pasos del arrancador está determinado por la corriente de arranque transitoria máxima admisible y por las características del motor

APLICACIONES • Máquinas de arranque con carga • Grúas, puentes grúa • Montacargas • Máquinas trituradoras, etc.

ARRANQUE CON RESISTENCIAS ROTÓRICAS L1 L2 L3 F1

K1

K3

F2

M1

R2

R1

M 3~

K2

ARRANQUE CON RESISTENCIAS ROTÓRICAS

F3 F2

S0

K3

S1

K1

T2

K3

T1

K1

T1

K2

T2

K3

PROYECTOS DE AUTOMATIZACIÓN LÓGICA CABLEADA

H1

H2

Semáforo

H3 S1 S2 H1 H2

T1 T2

H3 T3

PROYECTOS DE AUTOMATIZACIÓN LÓGICA CABLEADA

Desarrollar el circuito de fuerza y mando para arrancar cuatro motores trifásicos en arranque directo y en forma secuencia con 20 s de retrazo a fin de evitar los picos de corriente producto de sus arranques. Sólo se dispone de un pulsador de arranque y otro de paro para todo el sistema. Así también, se debe contemplar todos los dispositivos de protección para cada motor

PROYECTOS DE AUTOMATIZACIÓN LÓGICA CABLEADA

L1 L2 L3 F1F

F2F

K1M

1

3

5

2

4

6

1

3

5

F5F

F3F

K2M

1

3

5

2

4

6

1

3

5

F6F

M1M

F4F

K3M

1

3

5

2

4

6

1

3

5

F7F

K4M

1

3

5

2

4

6

1

3

5

F8F

2

4

6

2

4

6

2

4

6

2

4

6

U

V

W

U

V

W

U

V

W

U

V

W

M 3~

Motor 1

M2M

M 3~

Motor 2

M3M

M 3~

Motor 3

M4M

M 3~

Motor 4

PROYECTOS DE AUTOMATIZACIÓN LÓGICA CABLEADA

Desarrollar el circuito de fuerza y mando con las siguientes características de funcionamiento: • El motor 1 debe arrancar primero y permanecer en funcionamiento para que los otros dos motores puedan funcionar. • Después de 5 s que el motor 1 arrancó, puede arrancar cualquiera de los otros dos motores 2 y 3. • Si arranca el motor 2 ó el 3, el otro motor no podrá arrancar sino después de 5 s. y viceversa

PROYECTOS DE AUTOMATIZACIÓN LÓGICA CABLEADA

Se desea comandar una faja transportadora en dos direcciones derecha e izquierda a través de interruptores de posición. Así también, cuando un vagón esta en su posición, se puede comandar de manera manual la válvula de vaciado de tolva

S0

S1

S2

EV1

TOLVA DE MATERIALES

S0

Desactiva el sistema de control.

S1

Activa el sistema de control.

S2

Activa la electroválvula 1.

EV1 FAJA TRANSPORTADORA A

FC1

FC2

B

PROYECTOS DE AUTOMATIZACIÓN LÓGICA CABLEADA

L1 L2 L3 F1F

Circuito de fuerza

1 K1B

3

5

2

4

6

1

3

5

2

4

6

U

V

W

F2F

M 3~

K2B

1

3

5

2

4

6

PROYECTOS DE AUTOMATIZACIÓN LÓGICA CABLEADA

Circuito de mando L1 F3F F2F

K3A

K3A

K3A

K1

K1B

K2B

S0Q FC1

K2B S1Q

K3A L2

FC2

K1B

S2Q

K3A

H1H

H2H

K1B

K2B

EV

H3H

SISTEMA DE TRANSPORTE Y MOLIENDA DE MATERIALES

Se desea transportar y triturar el material desde un punto hacia otro a través de un sistema de fajas transportadoras, tolva de almacenamiento y tolva de trituración. Tolva de Materiales

EV1 ----- Electroválvula. M1 ----- Motor trifásico 1.

EV1

M1

Faja Transportadora

EV2 ----- Electroválvula. M2 3~

STOP

Tolva de Trituración

START

M2 ----- Motor trifásico. A -------- Carrito transportador.

EV2

M3

Faja Transportadora

Muro

FC1

A

CIRCUITO DE FUERZA

L1 L2 L3 F1F

F3F

F5F

 K1M

K2M

K4M

K3M

K5M



F2F

F4F

U

M1M

V

U

W

M 3~

Motor 1

F6F

V

W

M2M

Motor 2 

U

M3M x

y

z

V

W

M 3~ Motor 3

CIRCUITO DE MANDO

L1 F7F F2F K6A

K1M

K7T

F4F

CONTINUA EN LA PÁGINA SIGUIENTE

F6F FC1

K9T

S0Q

S1Q

K6A

K8T

K8T

K3M

K7T K4M K6A

K1M

EV1

K7T

3seg.

K8T

3seg.

K3M

K3M K4M

L2

Activación del sistema

Faja superior

Tolva de materiales

Motor triturador

K2M

K2M

CIRCUITO DE MANDO

L1 K4M

K9T

K9T

K5M

K6A

K6A

Desactivación del sistema CONTINUACIÓN K10T

K9T

20seg.

K5M

EV2

K10T

10seg.

H1H

H2H

L2

Faja inferior

Tolva de trituración

Activación del sistema

BIBLIOGRAFÍA

[1] Sánchez, M & Gonzáles, R. (2013). «Desarrollos de Smart Grids para el fomento de la Eficiencia Energética». Proyectos Europeos Grid de IBERDROLA. [2] FRAUNHOFER CHILE RESEARCH / FRAUNHOFER FOKUS-INNOCITY . (2014). «Energia inteligente : experiencias, costos, beneficios, lecciones para chile». PROYECTO INNOVA CHILE – CORFO [3] Dave Evans.(2011). Internet de las cosas: Cómo la próxima evolución de Internet lo cambia todo . CISCO [4] Fraunhofer chile research. (2014). “Investigación, desarrollo y aplicación de redes inteligentes de energía (smart grid): proyecto smartcity santiago» [5]Inga, E. «Redes de comunicación en smart grids». Revista de ciencia y tecnología INGENIUS [6] What is the smart grid? Available: https://www.smartgrid.gov/the_smart_grid/smart_grid.html [7] Momoh, J. «Smart Grid: fundamentals of design and analysis». Wiley & IEEE. 2012.

Gracias