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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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.

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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

Taller Eléctrico Avanzado TECSUP

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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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