UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI

UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS INGENIERÍA Y APLICADAS

CARRERA INGENIERÍA ELÉCTRICA

TEMA:

NOMBRES:

GUIDO ACHOTE

OSCAR ANTE

CARLOS JAMI

EDUARDO MONTATIXI

EDDY QUILLUPANGUI

ASIGNATURA: Sistemas de control

CICLO: Quinto – Eléctrica.

FECHA DE PRESENTACION: 19-11-2015

LATACUNGA – ECUADOR

2015

IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DE CONTROL A LAZO

ABIERTO DE UN ACENSOR

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI UNIDAD ACADÈMICA CIYA

Latacunga – Cotopaxi – Ecuador

Av. Simón Rodríguez, Barrio El Ejido, Sector San Felipe s/n

Tel: 032813157 – 032810296 Ext.: 139 Fax: 032810295 Página 2

OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL

* Implementar un sistema de control a lazo abierto de un ascensor mediante la regulación manual de

voltaje con dispositivos electrónicos básicos para elevar y bajar el sistema.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

* Analizar el funcionamiento que establece un ascensor en lazo abierto

* Reconocer las diferencias entre sistemas en lazo abierto y en lazo cerrado.

* Analizar el funcionamiento de un ascensor y diseñar un modelo escala a partir de la realidad.

INTRODUCCION

El presente trabajo describe el desarrollo de un sistema de control automático basado en la generación

de corriente eléctrica.

1. - Variables controladas: voltaje y frecuencia de la carga final.

2.- Variables manipuladas: voltaje de campo del alternador y velocidad del motor.

La finalidad de este proyecto es la realización de prácticas de Control que se podrán realizar con

el modelo físico de generación.

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MARCO TEÓRICO

SISTEMA DE CONTROL DE UN ASCENSOR

¿QUÉ ES CONTROL?

Controlar un proceso consiste en mantener constantes ciertas variables, prefijadas de antemano. Las

variables controladas pueden ser, por ejemplo: Presión, Temperatura, Nivel, Caudal, Humedad, etc. Un

sistema de control es el conjunto de elementos, que hace posible que otro sistema, proceso o planta

permanezca fiel a un programa establecido.

FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA

Función de transferencia de un sistema se indica por G(s), y es el cociente entre la transformada

de Laplace de la señal de salida y la transformada de Laplace de la señal de entrada.

ASCENSOR.

Al igual que muchas otras cosas, los ascensores no sólo han llegado a ser más grandes, más rápidos y más

poderosos sino que también han obtenido muchos controles complejos que los principios fundamentales

han sido “sumergidos” en montones de tubos electrónicos, transistores, luces, botones y enchufes.

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La idea básica de cómo elevar y bajar un pequeño cuarto (el ascensor) es muy sencillo. Hay varios sistemas

pero sólo hablaremos de dos. El más antiguo es el ascensor hidráulico, que consiste en un pistón, una barra

redonda de acero, que gira en un cilindro ajustado construido en los cimientos del edificio bajo el pozo del

ascensor. El ascensor está montado encima del pistón. Para subir simplemente se bombea agua en el fondo

del cilindro, y para bajar se abre la válvula que permite que el agua vuelva al tanque de depósito.

Algunos edificios antiguos tienen todavía estos ascensores hidráulicos. Muchos son accionados por un cable

de tracción que va del fondo a la parte superior del pozo del ascensor a través de un agujero en el techo. El

ascensorista puede mover la cuerda hacia abajo o hacia arriba y por consiguiente abrir o cerrar las válvulas

que controlan la corriente de agua al cilindro.

Transistores.- El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una señal

de salida en respuesta a una señal de entrada. Cumple funciones

de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.

Motor Unipolar: Para controlar un motor paso a paso unipolar deberemos alimentar el común del motor

con Vcc y conmutaremos con masa en los cables del devanado correspondiente con lo que haremos pasar

la corriente por la bobina del motor adecuada y esta generará un campo electromagnético que atraerá el

polo magnetizado del rotor y el eje del mismo girará.

Para hacer esto podemos usar transistores montados en configuración Darlington o usar un circuito

integrado como el ULN2003 que ya los lleva integrados en su interior aunque la corriente que aguanta este

integrado es baja y si queremos controlar motores más potentes deberemos montar nosotros mismos el

circuito de control a base de transistores de potencia.

Las entradas son TTL y se activan a nivel alto, también disponen de resistencias de polarización internas

con lo que no deberemos de preocuparnos de esto y podremos dejar "al aire" las entradas no utilizadas. Las

salidas son en colector abierto.

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El esquema de uso del ULN2003 para un motor unipolar es el siguiente:

Hay varias desventajas en este sistema. El pistón y el cilindro deben tener la misma longitud de la altura

hasta el piso superior. Un ascensor del edificio Empire State podría tener problemas si el cilindro tuviera

que descender la misma altura del edificio dentro de la roca de Manhattan. Otra desventaja consiste en que

la velocidad del ascensor hidráulico está limitada por la velocidad máxima del agua que fluye a través de

las válvulas, tubos, etc. Esto equivale a la velocidad de un piso por segundo, lo cual es muy lento para los

tiempos modernos y edificios altos.

Un freno de servicio fuerte está montado en el eje del principal motor sustentador a fin de que en el caso de

un accidente o mal funcionamiento del sistema de control, el freno agarre el eje y sostenga el carro del

ascensor. Si el lector se ha visto “atascado” en un ascensor, sabrá lo que esto significa. Un mal

funcionamiento en algún sitio de la línea le ha indicado al freno que debe agarrar, y así lo ha hecho. No lo

liberará hasta que el problema haya sido corregido y se haya asegurado que el sistema de seguridad está

otra vez bien.

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El ascensor se desliza sobre montantes colocados en cualquiera de los lados del eje para evitar que oscile.

Varios enchufes de tipo polea están añadidos al carro para que sean desenganchados cuando el carro se

acerque al nivel de un piso determinado. Usualmente, el carro toca un enchufe que reduce la velocidad:

luego, cuando el carro está muy cerca del punto de parada un segundo enchufe indica la parada al motor

del cobertizo.

Los controles son cada vez más complejos. Este aparato hizo posible la operación completa por medio de

botones. En muchos edificios de apartamentos, los pasajeros presionan un botón de sus correspondientes

pisos. El ascensor se detiene en cada piso para recoger o dejar pasajeros. El botón, sea en el ascensor o en

el piso, indicará al ascensor que pare (si el botón de subida es empujado) o baje (si el botón empujado es

de bajada). Este sistema se amplió con más de un carro; y si un carro se detiene en un piso determinado los

otros carros ignoran la señal.

Actualmente los ascensores automáticos más avanzados son verdaderas máquinas “pensantes” al igual que

cabinas elevadoras. Ni los ascensoristas ni los empleados tienen nada que ver con el regulador o controlador,

el cual envía toda una serie de carros hacia arriba o abajo según sea la necesidad, la hora del día y el tráfico.

Por ejemplo, los carros pueden ser controlados para que bajen tan pronto como lleguen al último piso

señalado o enviados automáticamente a un solo sitio cuando el tráfico de “una vía” sea pesado. En este

sistema la mitad de los ascensores hacen el servicio de la mitad superior del edificio, convirtiéndose en

expresos al primer piso después de llegar al nivel de otro piso intermedio; la otra mitad de los ascensores

sube solamente hasta dicho piso intermedio.

SISTEMA DE CONTROL DE UN ASCENSOR

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FUNCIONAMIENTO EN SUBIDA Y BAJADA

PARA SUBIR

El grupo motor-bomba bombea el fluido de la central a través del grupo de válvulas (y la conducción) hacia

el pistón. Cuando una de las válvulas se abre, el fluido presurizado escoge el camino que ofrece menos

resistencia y regresa al depósito de la central. Pero cuando la válvula se cierra, el fluido no tiene más

remedio que ir hacia el cilindro. Al acumularse el fluido en el cilindro, la presión empuja el pistón hacia

arriba elevando la cabina del ascensor.

Cuando la cabina se acerca al piso correcto, el sistema de control envía una señal al motor eléctrico para

parar la bomba gradualmente. Con la bomba parada, no hay más aceite que fluya, y el que ya estaba en el

cilindro no puede escapar (no puede volver al depósito de la central a través de la bomba, y la válvula sigue

cerrada). El vástago se apoya sobre el fluido y la cabina se queda allí donde está.

PARA BAJAR

Para bajar la cabina, el sistema de control del ascensor envía una señal a la válvula. Cuando la válvula se

abre, el fluido que estaba en el cilindro fluye hacia el depósito de la central.

Gracias a la fuerza de gravedad, el peso de la cabina (y la carga, en caso de que la haya) empuja el cilindro

hacia abajo y conduce el fluido al depósito, haciendo descender el ascensor gradualmente. De este modo el

ascensor solo consume energía en el ascenso, ya que desciende por gravedad. Para detener la cabina en un

piso inferior, el sistema de control cierra la válvula de nuevo.

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CONCLUSIONES

* Concluimos que el control a lazo abierto de un ascensor nos ayuda controlar manualmente el ascenso y

descenso del sistema ya sea por medio eléctrico o hidráulico, tomando en cuenta que el control de lazo

abierto es más sensible perturbaciones y por ende necesitamos un conocimiento preciso del proceso a

controlar y la garantía del buen funcionamiento del controlador.

* Deducimos que la diferencia más notoria entre lazo abierto y el lazo cerrado en sistemas de control es

que en el primero la salida no tiene efecto sobre la acción del control del sistema y es más propenso a la

presencia de perturbaciones; mientras que en el segundo hay presencia de realimentación del proceso del

sistema, pues vuelve tomar la señal de entrada, no hay mucha presencia de perturbaciones.

* Definimos que el ascensor es un aparato elevador que utiliza una cabina cuyas dimensiones y

constitución permiten el ascenso y descenso de personas , pues su funcionamiento es a lo largo de unas

guías verticales en paralelo ,permitiendo el movimiento de vaivén vertical mediante la suspensión por

cadenas o cables las cuales van puestas en poleas de un motor que hace el trabajo de traslado del sistema

y por ende se necesita un control del sistema y en te caso hemos utilizado el control a la lazo abierto.

RECOMENDACIONES

* Se recomienda poner una etiqueta con la capacidad máxima del ascensor para que no exista algún daño

a corto, mediano o largo plazo.

* Recomendamos que estos proyectos que hacemos los estudiantes den lo máximo de esfuerzo e interés

en aportar con nuevas ideas para el mejoramiento de la tecnología en lo que refiere a la implementación de

sistemas de control.

* También se puede recomendar realizar una simulación ya que nos hará conocer si el circuito que estamos

realizando está bien elaborado.

BIBLIOGRAFÍA

* Katsuhiko Ogata, 2010, Ingeniería de Control moderna. Madrid, PEARSON EDUCACIÓN, S.A.

* Carlos Valdivia Miranda, 2012, Sistemas de control Continuos y Discretos, España, Editorial Paraninfo.

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*Armando Fernández Sarasola, 2007, Sistemas de control Continuos, España, Universitarios Ediuno.

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*Benjamín C.Kuo, 1996, Sistemas de Control Automático, México, PEARSON EDUCACIÓN, S.A.

*Cecilio Angulo Brahón, Cristóbal Raya Giner, 2004, Tecnología de Sistemas de Control, España,

Ediciones de la Universidad Politécnica de Catalunya.SL.

*Spartacus Gomáriz-Domingo Biel José Matas-Miguel Reyas, 1998, Teoría de control Electrónico,

España, Universidad Politécnica de Catalunya.SL.

*Adolf Senner, 1994, Principios de Electrotecnia, España, Editorial Reverté.S.A.

*Pablo Cosmesana Costas, 2008, Montaje e Instalación de Ascensores y Montacargas. Conocimientos para

montar y manipular dispositivos de Automatismos Eléctricos, España, Ideas Propias Editorial Vigo.