Universidad Politecnica Salesiana: Ingeniería Electrónica

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA INGENIERÍA ELECTRÓNICA

NOMBRE CRIOLLO O.CHRISTIAN

MATERIA AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL I

PRACTICA 2 ARRANQUE DE UN MOTOR EN ESTRELLA - TRIANGULO

GRUPO 2

SEPT 11 - FEB 12

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA INGENIERIA ELECTRONICA PRACTICA # 2 1. TEMA “Arranque de un motor trifasico en Estrella - Triangulo” 2. OBJETIVO GENERAL  Diseñar un arrancador Estrella – Triangulo Manual  Diseñar un arrancador Estrella – Triangulo Automatico 3. OBJETIVOS ESPECIFICOS  Utilizando el Software Step7 MicroWin diseñar el esquema de mando del Arranque Estrella – triangulo e importarlo al PLC  Mediante el Software S7 200 simular y comprobar el correcto funcionamiento del esquema propuesto.  Optimizar el Arrancador Estrella – Triangulo Manual transformadolo para que el paso de Y a D sea automatico. 4. MARCO TEORICO CONEXIÓN ESTRELLA – TRIANGULO (Y - D) Esta conexión aparece debido a que un motor trifásico, en el momento del arranque, consume entre 3 y 7 veces la intensidad nominal. Estos picos de corriente, aunque no perjudican el motor, pueden ocasionar trastornos en los demás aparatos, además de grandes caídas de tensión en el sistema eléctrico. Para evitar esto se realizan unos arranques especiales y uno de ellos es la estrella-triángulo.

Figura 1 Diagramas de la conexión Estrella - Triagulo

La solución es arrancar los motores con voltaje reducido, lo que daría igual a arrancar en configuración estrella en donde inicialmente el motor se conecta de modo que el voltaje en sus bornes es de 110 V en cada uno y una vez el motor este rodando se cambia la conexión a triangulo (también llamada delta) en donde los devanados quedan con la tensión final de 220 V en cada borne.

PLC El PLC (Controlador Logico Programable) es un equipo electrónico programable por el usuario, diseñado para controlar en tiempo real y en ambiente de tipo industrial, procesos secuenciales. Un PLC trabaja en base a la información del programa que se le haya cargado actuando sobre los accionadores de la instalación. Tipos Los dos tipos de PLCs estan caracterisados escencialmente por su precio. El PLC compacto (Figura 2) es de bajo precio ya que contiene un determinado numero de entradas y salidas; mientras que el PLC Modular es el que como su nombre lo dice compuesto por modulos, los mismos que pueden ser aumentados dependiendo de las necesidades del usuario y los mismos que pueden ser de de entrada o salida.

Figura 2 PLC Compacto

Campos de aplicación Los PLC por sus especiales características de diseño y por sus reducidass dimensiones tiene un campo de aplicación muy extenso. Su utilización se presta para aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control, señalización, etc., por tanto, su aplicación abarca desde procesos de fabricación industriales de cualquier tipo, control de instalaciones, etc. Funciones » » »

Controles sencillos LA y/o LC Reemplazar logica de redes para comando de motores o maquinas. Control y comando de procesos peligrosos y repetitivos.

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Regulacion de Aparatos Remotos. Posibilidad para ambientes Peligrosos.

Lenguajes de Programacion Por lo general el lenguaje mas utilizado y universalizado es el de esquema de contactos o diagrama de escaleras (KOP), ya que permite un diseño rapido de los proyectos asi como de la ubicaion inmediata de errores. Exixten otros lenguajes como el Mnemotecnico o el Funcional(Propio de cada PLC) que son menos utilizados ya que el lenguaje KOP esta estandarizado para casi todos los PLC lo que hace que sea facil de cambiar de un PLC a otro de distinta marca.

MOTOR TRIFASICO DE 6 BORNES Basicamente un motor es un elemento que transforma la energia electrica en mecanica. Para corriente alterna estan los motores Monofasicos, Bifasicos y Trifasicos, siendo los ultimos los mas utilizados para los sistemas industriales. Dependiendo del motor o de la utilidad que se la quiera dar, a estos se los puede conectar de distintas maneras, entre las cuales esta el Arranque Directo, Arranque Estrella – Triuangulo (Y-D), Arranque suave, Autotransformador, entre otros. En donde la decisión de esoger una conexión para el arranque del motor pasa simplemente por el costo de implementarlo asi como de su mantenimiento, ya que todas estas conexiones tienen mayor numero de desventajas que de ventajas debido al hecho que el motor en si consume mas energia de la que genera.

Figura 3 Motor trifasico de 6 bornes Para esta practica es necesario el motor trifasico el cual consta de 6 bornes mismos que son necesarios para la Conexión Estrella – Triagulo, ya que es imprecindible debido al uso de 3 bobinas en las conexiones.

5. ESQUEMAS ARRANCADOR ESTRELLA – TRIANGULO MANUAL Descripción General Un arrancador Estrella – Triangulo consiste básicamente en el accionamiento de 3 bobinas, de las cuales Q0.0 debe estar activa siempre y es la que deja pasar el voltaje de la red a 3 de los 6 bornes del motor, Q0.1 y Q0.2 funcionan sobre los 3 bornes restantes. Q0.1 cortocircuita los 3 bornes; mientras que Q0.2 deja pasar el voltaje de la red, por supuesto con su respectiva configuración. Q0.1 debe activarse antes que Q0.2 y estas bobinas nunca se deben activar al mismo tiempo.

Figura 4 Esquema de Mando

Figura 5 Esquema de Fuerza Descripción Detallada En el diagrama de la figura 4 podemos ver los siguientes interruptores importantes: I0.0 Interruptor de Paro I0.1 Interruptor Y I0.2 Interruptor D Al presionar I0.1 activamos la bobina Q0.0 la cual conecta al motor en conexión Estrella (Y) ya que al mismo tiempo se cortocircuitan las demás entradas del motor por medio de la Bobina Q0.1 que también se activa al mismo tiempo que Q0.0 Al presionar I0.2 se activa la Bobina Q0.3 con lo cual el contacto cerrado Q0.3 se abre y se desconecta la Bobina Q0.1 y al mismo tiempo se activa el temporizador T33 el cual activa a la bobina Q0.2 la cual hace funcionar al motor en configuración Triangulo (D). Hay que aclarar que el T33 sirve para asegurarse que la bobina Q0.1 este desconectada ya que si se activan la Q0.1 y la Q0.2 al mismo tiempo se producirá un cortocircuito. Los contactores cerrados Q0.1 y Q0.2 nos garantizan que las Bobinas Q0.1 y Q0.2 nunca van a estar activadas al mismo tiempo. Además el contacto abierto Q0.0 de la red 2 asegura que el motor siempre

va a ir de conexión Y a conexión D, e impide el funcionamiento directo en conexión D sin pasar primero por la conexión Y. Con el interruptor I0.0 se desactiva totalmente el circuito.

SIMULACIONES

Figura 6 I0.1 activa las bobinas Q0.0 y Q0.1 (Funcionamiento en Estrella)

Figura 7 I0.2 activa las bobinas Q0.0 y Q0.2 (Funcionamiento en Triangulo). Q0.3 simplemente activa al temporizador T33

Figura 8 Observe que debido a la caracteristica de diseño del esquema, el motor no puede funcionar directamente en conexión Triagulo

ARRANCADOR ESTRELLA – TRIANGULO AUTOMATICO Descripción General El Funcionamiento es el mismo que el YD Manual, ya que el objetivo de encender las 3 bobinas sigue presente, en este esquema se le aumenta un temporizador el cual se encarga de activar automáticamente la conexión triangulo.

Figura 9 Esquema de Mando

Figura 10 Esquema de Fuerza Descripcion Detallada Observe en la figura 9 los siguientes interruptores utilizados: I0.1 Interruptor de Arranque I0.0 Interruptor de Paro El funcionamiento del Circuito es practicamente el mismo que el YD Manual, con la diferencia de que al presionar I0.1 se activa la conexion en Y (Bobinas Q0.0 y Q0.1 Activadas), pero al mismo tiempo se activa el temporizador T34 el cual tiene un contactor abierto T34 en la red 2 el mismo que despues de un tiempo determinado se cierra y activa automaticamente la configuracion en D del motor(Bobinas Q0.0 y Q0.2 Activadas).

SIMULACIONES

Figura 11 Al activar I0.1 el motor arranca en conexión Estrella

Figura 12 Después del tiempo predeterminado por T33 la conexión cambia automáticamente a conexión Triangulo.

Figura 13 Armado Final de la práctica de Arranque Estrella - Triángulo

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Con el desarrollo de esta practica hemos visto la importancia de los PLC en los sistemas industriales ya que esquemas complicados de implementar pueden transformarse en reducidas conexiones que practicamente van desde el PLC hacia el Motor. Es importante insistir en la necesidad de que Q 0.1 no se active al mismo tiempo que Q 0.2 ya que el cortocircuito sería inminente, por esto se hace imprescindible conectar protecciones ó como en esta practica conectar un temporizador con un tiempo pequeño que garantice la desconexion de Q 0.1 y luego de ella la activacion de Q 0.2. CONCLUSIONES AND RECOMMENDATIONS With the development of this project we have seen the importance of the PLC in the industrial systems, because complicated schemes of implementing can become reduced connections that practically go from the PLC toward the Motor. It is important to insist in the necessity that Q 0.1 are not activated at the same time that Q 0.2, since the bad operation would be imminent, for this reason it becomes indispensable to connect protection or as in this project to connect a clock with a small time that guarantees the disconnect of Q 0.1 and after the activation of Q 0.2 be available.

7. BIBLIOGRAFIA [1] Documento digital: S7 200-1HORA