Unidad 4
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Taller Eléctrico Avanzado TECSUP 52 UNIDAD IV DETECCIÓN DE FALLAS EN TABLEROS DE AUTOMATIZACIÓN 1. OBJETIVOS Diagnostico y solución de fallas en un sistema eléctrico. 2. INTRODUCCIÓN Muchas maquinas están sujetas a eventualidades de sufrir averías. En esos casos se necesita con urgencia la presencia de alguien que posea la técnica necesaria para detectar las fallas. Dado que los periodos de detección son costosos para todas las compañías. El profesional debe tener la capacidad para aplicar técnicas en la detección de fallas en equipos y máquinas con rapidez y eficiencia. 3. PRINCIPIOS GENERALES Existen dos principios generales para guiarlo en su primera aproximación a la detección de fallas, cuando surge un problema. El primero consiste en observar los síntomas del problema. El segundo consiste en preguntar sobre el problema. Mediante la aplicación de ambos principios del sistema, se puede identificar el área general del problema. Una vez identificada el área del problema, se pueden utilizar las técnicas generales de detección de fallas para aislarlo. 4. TÉCNICA DE DETECCIÓN DE FALLAS Existen cuatro técnicas generales para la detección de fallas. La primera es llamada de Función Del Sistema o Patrón Del Sistema. Aquí se aísla el problema para separar el equipo específico en el sistema, comparando lo que el sistema debe hacer con lo que esta efectivamente haciendo. La segunda técnica es La Señal o Trazado De Flujo De Potencia. El problema es ubicado en un dispositivo particular, tal como un relé de control o un motor. La tercera técnica es La Medición De Voltaje Y Resistencia. Esto permite identificar la causa exacta de la perturbación, tal como un contacto sucio, una bobina abierta o un devanado quemado. La cuarta técnica es llamada Substitución. Esta puede ser utilizada para asegurarse que, entre los diversos componentes sospechosos, se encuentre el problema real. Estas cuatro técnicas constituyen los instrumentos mediante los cuales se puede resolver cualquier problema e detección de fallas.
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Taller Eléctrico Avanzado TECSUP
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UNIDAD IV
DETECCIÓN DE FALLAS EN TABLEROS DE AUTOMATIZACIÓN
1. OBJETIVOS Diagnostico y solución de fallas en un sistema eléctrico.
2. INTRODUCCIÓN
Muchas maquinas están sujetas a eventualidades de sufrir averías. En esos casos se necesita con urgencia la presencia de alguien que posea la técnica necesaria para detectar las fallas. Dado que los periodos de detección son costosos para todas las compañías.
El profesional debe tener la capacidad para aplicar técnicas en la detección de fallas en equipos y máquinas con rapidez y eficiencia.
3. PRINCIPIOS GENERALES Existen dos principios generales para guiarlo en su primera aproximación a la detección de fallas, cuando surge un problema. El primero consiste en observar los síntomas del problema. El segundo consiste en preguntar sobre el problema.
Mediante la aplicación de ambos principios del sistema, se puede identificar el área general del problema. Una vez identificada el área del problema, se pueden utilizar las técnicas generales de detección de fallas para aislarlo.
4. TÉCNICA DE DETECCIÓN DE FALLAS Existen cuatro técnicas generales para la detección de fallas.
La primera es llamada de Función Del Sistema o Patrón Del Sistema. Aquí se aísla el problema para separar el equipo específico en el sistema, comparando lo que el sistema debe hacer con lo que esta efectivamente haciendo.
La segunda técnica es La Señal o Trazado De Flujo De Potencia. El problema es ubicado en un dispositivo particular, tal como un relé de control o un motor.
La tercera técnica es La Medición De Voltaje Y Resistencia. Esto permite identificar la causa exacta de la perturbación, tal como un contacto sucio, una bobina abierta o un devanado quemado. La cuarta técnica es llamada Substitución. Esta puede ser utilizada para asegurarse que, entre los diversos componentes sospechosos, se encuentre el problema real.
Estas cuatro técnicas constituyen los instrumentos mediante los cuales se puede resolver cualquier problema e detección de fallas.
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Para resumir la cuestión, « donde buscar », se debe:
Comprender el equipo con el que esta trabajando. Utilizar los dos principios:
Observar los síntomas. Hacer preguntas.
Explicar las cuatro técnicas generales en orden: Función del sistema. Señal o trazado de flujo de potencia. Medición de voltaje y resistencia. Substitución (cuando todo lo demás falla).
5. INFORMACIÓN ADICIONAL SOBRE LA DETECCIÓN DE FALLAS
La mejor manera de iniciar cualquier trabajo de detección de fallas consiste en revisar el manual de instrucciones. El manual de fabricante le dirá lo que el equipo hace y como lo hace.
Frecuentemente tiene listas de fallas típicas y causa probables. Este tipo de información puede ser muy útil y poder permitir ganar tiempo.
Desafortunadamente, a menudo no se encuentra el manual necesario, o con frecuencia el equipo ha sido modificado hasta un punto en que el manual posee escaso valor.
La situación normal frecuentemente requiere que el técnico de detección de fallas trabaje sin manuales, confiado únicamente en su entrenamiento, experiencia y en un diagrama esquemático.
6. PROCEDIMIENTO GENERAL Se ha esquematizado un procedimiento general que debe ser seguido cuando se detectan fallas:
Anotar todos los síntomas del problema. Plantear preguntas al operario. Observar todos los dispositivos de salida en el sistema: lámpara de
señalización, disyuntores, fusibles, relé de sobrecarga, motores, etc.
¿Existe olor a «quemado» o ruido o vibración inusual? Verificar los esquemas de los círculos y/o los manuales de los equipos. ¿Se
mencionan los síntomas y se sugieren las causas probables? Analiza el circuito, localizar las áreas en donde los indicadores y síntomas
sugieren la presencia de un problema.
Efectuar verificaciones de tensión en la dirección del flujo de potencia; comenzar en el disyuntor y en la potencia de trazado hasta el dispositivo final en el circuito.
Aislar el dispositivo problemático: relé, contactor, arrancador del motor, etc.
Reparar o reemplazar el dispositivo. Muchos dispositivos, tales como contactores y relés de control, tienen piezas reemplazables, como por ejemplo bobinas y contactos.
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Nota: en los sistemas electromecánicos, las fallas mecánicas son con frecuencia más comunes que las eléctricas. Sin embargo, estas fallas interactúan. El tipo de problema es muy común en el caso de accionadores. Un accionador agarrotado o un cojinete inmovilizado pueden causar que un motor sufra una sobrecarga, activando un disyuntor o un Relé de sobrecarga no se debe perder tiempo buscando un problema eléctrico cuando el problema es mecánico.
Preguntar por que el motor ha fallado y eliminar la causa real constituye la parte más importante de la secuencia de detección de falla. En muchos casos, la respuesta es simplemente un mantenimiento de rutina. Si se reparan todas las fallas excepto una, tal como un eje desalineado, se podría hacer que el sistema falle nuevamente.
7. FALLA TÍPICA Y SU SOLUCIÓN Las técnicas de detección de fallas pueden ser aplicadas a un problema específico. Considere el circuito en la figura 4.1.
96
95
F2F
A1
A2
13
14
S2Q
22
21
S1Q
K1M
13
14
K1M
F3F
L1
L2
97
98F2F
H1H H2H
1
2
3
4
5
6K1M
F2F
Q1F
M3
L1
L2
L3
220V, 60 Hz
M1M
1
2
3
4
5
6
U1 V1 W1
X1
X1
X1
X1
B
D
E
F
C
A
Figura 4.1: Circuito de control típico con una falla.
Un disyuntor trifásico alimenta a un motor y un circuito de control.
Problema: El motor no arranca cuando se presiona el pulsador de arranque.
Solución: Seguir el procedimiento general.
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Síntomas: El motor no arranca cuando se presiona el pulsador de arranque. Se pregunta al operador: No se obtiene mayor información. Se observan los indicadores y dispositivos de salida, el disyuntor no esta
activado, la luz piloto esta encendida, el eje del motor funciona libremente.
No debe haber olor a «quemado»en el área, no deben haber ruidos o vibraciones inusuales cuando el motor este funcionando.
Observe el esquema del circuito: no hay síntomas o causas probables mencionadas.
Analice el circuito: El problema esta probablemente en el circuito de control. El motor no arrancara si hubiese ocurrido cualquiera de las siguientes probabilidades:
La bobina del contactor esta quemada. El contacto de sobrecarga esta abierto. El pulsador de arranque esta defectuoso. El pulsador de parada esta defectuoso. No hay tensión en las líneas (L1, L2, L3). Hay un conductor o conexión abierto hacia cualquier dispositivo.
Una verificación con el voltímetro muestra que la tensión plena esta entre los puntos (F, A); (F, B); (F, C) y (F, D).
Al presionar el pulsador de arranque se proporciona tensión plena entre los puntos (F, E). Se sospecha inmediatamente del contactor. Verifique la resistencia de la bobina del contactor (F, E).
Solución: Reemplace la bobina o el contactor. ¿Por qué fallo la bobina? En este caso, se rompió el aislamiento. No se
requiere continuar el proceso de detección de fallas.
En este caso, al reflexionar sobre el problema rápidamente se elimina la posibilidad de un problema mecánico. La técnica de función del sistema revelo que dado que el eje del motor funcionaba libremente, no había problema mecánico. Se podría igualmente eliminar el motor como problema, puesto que las sobrecargas y los disyuntores no habían sido activados. Este redujo el problema al circuito de control. Una vez verificado con un medidor, el problema fue rápidamente localizado.
8. DIAGRAMAS DE OPERACIONES LÓGICAS Los diagramas de operaciones lógicas o diagramas en bloque usualmente vienen con el manual del fabricante o diagrama esquemático. Estos proporcionan otro medio para detectar fallas en un sistema de control de motor.
El diagrama de operaciones lógicas en la figura 4.2, puede ser utilizado para detectar las fallas en el circuito descrito en este apéndice.
El primer bloque de mandos en el diagrama de operaciones en la figura 4.2 nos dice que hay que presionar el pulsador de marcha directa. Sigue un bloque de preguntas, preguntando si el motor funciona continuamente. En este caso la respuesta es NO puesto que la respuesta se pasa al siguiente bloque.
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La pregunta planteada es si el motor funciona únicamente cuando se presiona el pulsador de arranque. La respuesta es igualmente NO. Siguiendo a través de la siguiente serie de bloques, respondiendo las preguntas y siguiendo los mandos, se llega a un bloque de mandos ordenándonos verificar la bobina del contactor y siguiendo hasta (C). En (C) se nos pregunta si hay tensión en la bobina. La respuesta es SI. Si se sigue a través de la siguiente serie de bloques, se descubre el problema y sus soluciones.
A
Presione el
pulsador de
arranque de
marcha directa
Presione el
pulsador de
marcha inversa
El pulsador
funciona
correctamente
El circuito
funciona o estaFin
El motor funciona
únicamente cuando se
presiona el pulsador de
arranque
Verifique la
tensión en el
circuito de control
Hay tensión en el
circuito
Verifique el
disyuntor y el relé
de sobrecarga
El disyuntor y el relé
están bienCambiarlos
Verifique la
tensión en el
motor
¿hay tensión en el
motor?
Verifique los
devanados del
motor
Los devanados
están bien
Verifique el
accionamiento de la
eventualidad de un
problema mecánico
Verifique la bobina
del arrancador
Cambie el motor
C
A
B
A
SI
NO
SI
NO
NO
SI
SI SI
NONO
Figura 4.2
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C
Hay tensión en
la boina del
contactor
Verifique la bobina
para ver si hay
circuitos abiertos
La bobina esta en
circuito abiertocambiela A
Verifique los
contactos de los
pulsadores
Los pulsadores
están bienCambielos A
Repita el
diagrama de
operaciones
logicas
A
cambieloEl contacto
esta bien
Verifique si la
bobina del
contactor
permanece
energizada
La bobina
permanece
energizada
Verifique que no
hay conductores o
conexiones
sueltos
Verifique el
contacto de
retencion
B
A
A
SI
NO
SI
NO
SI
NO
SI
NO
SI
Figura 4.3
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TALLER 4: DETECCIÓN DE FALLAS EN TABLEROS DE AUTOMATIZACIÓN
EQUIPOS Y MATERIALES
Arrancador directo con inversión de giro. Instrumentos de medición.
PROCEDIMIENTO
Siga procedimientos de detección de fallas en el arrancador eléctrico. Registre el procedimiento utilizado para la detección. Describa el problema Solucione la falla y poner en servicio el tablero.
TIEMPO DE EJECUCIÓN: 4 horas
Tiempo de ejecución: 4 horas
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DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITOPROCEDIMIENTO DE DETECCIÓN DE FALLAS
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DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITODESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA DEL CIRCUITO
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DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITOSOLUCIÓN AL PROBLEMA DEL CIRCUITO
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RUBRICA
TECSUP
HOJA DE EVALUACIÓN TALLER ELÉCTRICO II
Criterio de desempeño
Ciclo: V
Taller Nº: 4
Tema: Detección de fallas en Tableros de Automatización.
Fecha:
Puesto de Trabajo
Alumnos:
Sección:
CRITERIOS DE EVALUACIÓN: Capacidad
tecnológica Excelente Bueno
Requiere
mejora
No
aceptable
Interpreta las condiciones de funcionamiento del sistema y elabora una
Procedimiento de Detección de Fallas.
2,0 2,0
1.5 1.0 0.0
Inspecciona el esquema eléctrico, describiendo el problema del circuito.
2,0 2,0 1.5
1.0 0.0
Realiza un informe sobre la solución al problema eléctrico.
2,0 2,0 1.5
1.0 0.0
Realiza el cableado correcto del circuito eléctrico.
3,0 3,0 2,0
1,0 0,0
Realiza pruebas y pone en operación el sistema explicando su funcionamiento.
2,0 2,0 1,5 1,0 0,0
Implementan los circuitos en el tiempo
estimado. 2,0 2,0 1,5 1,0 0,0
Conocimiento teórico 2,0 2,0 1,5 1,0 0,0
Trabaja con seguridad. 3,0 3,0 2,0 1,0 0,0
Implementa el sistema con criterio de calidad.
2,0 2,0 1,5
1,0 0,0
DESCRIPCIÓN DE LA EVALUACIÓN
Excelente Completo entendimiento y realización de la actividad, cumpliendo todos los requerimientos
Bueno Entiende y realiza la actividad cumpliendo la mayoría de los requerimientos
Requiere mejora Bajo entendimiento de la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos
No Aceptable No demuestra entendimiento de la actividad
NOTA FINAL 20
TECSUP Taller Eléctrico Avanzado
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ANOTACIONES: ………………………………………………………………………………………………………………………
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