ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZO

ESCUELA DE INGENIERA MECNICA

CONTROL AUTOMTICO

Laboratorio N1: Sistema de Medicin y Control para un Horno Elctrico

CRISTHIAN CAIZARES6513RAL HUACHO5126

11 de abril de 2014RIOBAMBA ECUADORTema: Sistema de Medicin y Control para un Horno Elctrico.

I. INTRODUCCIN:Los sistemas de medicin y control tienen una parte fundamental en la realizacin de los distintos procesos industriales que se llevan a cabo diariamente. Donde exista un flujo de masa y/o energa se debe tener un sistema de control.Los sistemas de control cuentan con una entrada la cual es regulada indirectamente mediante un elemento de control a un valor de variable fijado (set point) la cual lo compara con el valor actual de la variable de proceso y la corrige mediante el elemento de accin que se encarga directamente de regular su valor hasta alcanzar el deseado por el usuario.Los sistemas de control pueden ser de lazo abierto o de lazo cerrado.Sistemas de control de lazo abierto son aquellos en los que la variable de salida no es comparada con la de entrada, generalmente estn en funcin del tiempo.Sistemas de control de lazo cerrado o realimentados (feedback) son aquellos en los que la variable de salida es comparada con la de entrada, haciendo que se rectifique su valor hasta alcanzar el deseado.La importancia de la implementacin de estos sistemas de control en los distintos procesos industriales que se presentan es de gran importancia debido a que los mismos brindan caractersticas de precisin, seguridad, estabilidad y rapidez. Caractersticas de vital importancia en la produccin de un bien o servicio a prestar por parte de la industria.Existen normas para la implementacin de estos sistemas, basndose principalmente en su simbologa para facilitar y agilizar los procesos. Existen normas internaciones como son ANSI/ISA 5.1 o IEC 1082-1 las cuales regulan la simbologa a usarse para poder globalizar el entendimiento y aplicacin de estos sistemas.II. FUNDAMENTACIN TERICA:La Ingeniera de control es una disciplina que se focaliza en modelizar matemticamente una gama diversa de sistemas dinmicos y el diseo de controladores que harn que estos sistemas se comporten de la manera deseada. Aunque tales controladores no necesariamente son electrnicos y por lo tanto la ingeniera de control es a menudo un subcampo de otras ingenieras como la mecnica.Dispositivos tales como circuitos elctricos, procesadores digitales y los micro controladores son muy utilizados en todo sistema de control moderno. La ingeniera de control tiene un amplio rango de aplicacin en reas como los sistemas de vuelo y de propulsin de los aviones de aerolneas, militares, en la carrera espacial y ltimamente en la industria automotriz.El objetivo del control automtico es poder manejar con una o ms entradas (o referencia), una o ms salidas de una planta o sistema, para hacerlo, la idea ms primitiva es colocar entre la referencia y la planta, un controlador que sea el inverso de la funcin de transferencia de la planta, de tal manera que la funcin de transferencia de todo el sistema (la planta ms el controlador), sea igual a uno; logrando de esta manera que la salida sea igual a la entrada; esta primera idea se denomina control en la lazo abierto. Un ejemplo clsico de control en lazo abierto es una lavadora de ropa ya que sta funciona durante un ciclo predeterminado sin hacer uso de sensores.Todo circuito de control est formado de un nmero de componentes bsicos conectados entre s para alcanzar el funcionamiento deseado. El tamao de los componentes vara de acuerdo a la potencia del motor, pero el principio de operacin es el mismo. Usando solo pocos componentes bsicos, es posible disear sistemas de control muy complejos, cabe sealar que en caso de realizar un circuito de control automtico se deber adicionar dispositivos autnomos como los PIC, PLC, etc.III. OBJETIVOS DE LA PRCTICA

Conocer los diagramas de potencia y control para un sistema de medicin y control de un horno elctrico. Realizar las conexiones de los diagramas de potencia y control en el panel del laboratorio de control automtico. Usar la simbologa de la norma IEC 1082-1 para realizar los diagramas elctricos.

IV. EQUIPOS Y MATERIALES:V. Panel de control del laboratorio de control automtico.- Panel donde se encuentran colocados los instrumentos descritos a continuacin e interconectados para facilitar su uso demostrativo en el laboratorio.

Interruptor de cuchillas.- Este interruptor asla el motor de la fuente de poder al suspender el paso de corriente desde la red de distribucin principal. Consiste de 3 cuchillas y 3 fusibles (en caso de tratarse de una red trifsica) colocados en una caja metlica. Las cuchillas pueden abrir o cerrar el flujo de energa por medio de una palanca externa que acta simultneamente en las tres fases de corriente.

Rel trmico.- Rel que se abre automticamente cuando la corriente excede un lmite predeterminado, despus se reactiva manualmente. Se usan en lugar de las cuchillas porque no se tienen que cambiar fusibles. Interruptor de levas.-Tiene un grupo de contactos fijos y uno de contactos mviles. Los contactos abren y cierran al hacer girar una perilla. Los interruptores de levas se utilizan en el control de movimiento y posicin de bandas transportadoras y mquinas herramientas.

Botones de presin.- Es un interruptor que se activa presionando y 2 o ms contactos se abren o cierran. Estos botones tienen un resorte que los hace regresar a su posicin original al soltarlos.

Contactor Magntico.- Bsicamente un relevador de control diseado para abrir y cerrar circuitos de potencia. Posee una bobina y un mbolo magntico que lleva un conjunto de contactos mviles.

Controlador Lgico Programable (PLC).- El Controlador Lgico Programable (PLC por sus siglas en ingls), es un dispositivo que permite hacer ms rpidas y eficientemente las tareas de control, en particular para el control de motores, puesto que se pueden manejar algunas variables con mayor facilidad que la que sera con los dispositivos de control convencional as como una simplificacin con el alambrado del circuito de control.Elemento de medicin de temperatura (termocuplas): Son transductores bimetlicos de temperatura formados por la unin de dos tipos de metales diferentes para producir una diferencia de potencial que es funcin de la diferencia de temperatura debido al efecto Seebeck. Existen diversos tipos de termocuplas de acuerdo a la composicin de los materiales que la forman y segn esto est el alcance de sus capacidades para sus aplicaciones. Horno Elctrico: Equipo que funciona con alimentacin de energa elctrica y la transforma a energa trmica mediante el uso de resistencias elctricas para producir calor. Es de fcil uso, accesible y de bajo costo, lo cual lo hacen de gran aplicacin.

VI. PROCEDIMIENTO:

La prctica consiste en hacer funcionar el horno elctrico al pulsar Marcha S2. Al cesar la pulsacin seguir conectado el motor porque est enclavado el pulsador con un contacto NO del contactor KM1, es decir, el contactor est realimentado. Si accionamos el pulsador S1 el horno elctrico se parar. A continuacin se indican circuitos de potencia con diferentes tipos de protecciones contra sobrecargas y cortocircuitos:CIRCUITOS:

Rel Trmico

OFFContactor

Retroalimentacin

ONRel trmico

Bobina del contactor

Fig. 1 Diagrama de potenciaFig. 2 Diagrama de control o maniobra.

Se debe tomar en cuenta que si no existiera retroalimentacin, resultara imposible el enclavamiento del contactor de forma permanente al pulsar ON.

PROCEDIMIENTO: Conectar un circuito de potencia y de control como muestra la figura 1 y 2, se debe recalcar que en este circuito el horno elctrico utilizado no es trifsico y su alimentacion es de 110 V (lnea neutro) Se debe asegurar que el voltaje suministrado al horno elctrico es el nominal para el mismo produciendo un adecuado funcionamiento del mismo. El rel trmico no se conecta debido a que el mdulo de control lo contiene internamente. Se debe conectar la retroalimentacin con los contactos auxiliares del contactor. Se debe verificar el tipo de termocupla segn su cdigo de colores para conectarse en su polaridad correspondiente y asegurar que es la correcta para el controlador.

VII. CONCLUSIONES

Para el control de sistemas se deben tener en cuenta los circuitos bsicos de puesta en marcha y paro, debido a estos circuitos son utilizados frecuentemente en cualquier mquina con motor elctrico. Si no se considera la retroalimentacin ser imposible enclavar el contactor mediante un solo pulso. No se debe considerar los elementos de proteccin en el circuito debido a que el modulo ya los contiene internamente. Se recomienda revisar el circuito antes de ponerlo en marcha, debido a que puede tenerse un cortocircuito que podra daar los equipos. Verificar la compatibilidad de los instrumentos antes de conectarlos para asegurar un adecuado funcionamiento.

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

CREUS, Antonio. Instrumentacin Industrial. Octava Edicin. 2008 NISE, Norman. Sistemas de control para ingeniera. Primera Edicin. 2004 Norma IEC 1082-1 1992 http://www.arian.cl/downloads/nt-002.pdf http://www.ing.unlp.edu.ar/cys/DI/termocuplas.pdf http://materias.fi.uba.ar/6653/material/02Introduccion.pdf http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~23005153/d_tecnologia/bajables/2%20bachillerato/SISTEMAS%20AUTOMATICOS%20DE%20CONTROL.pdf