UNIDAD TEMÁTICA:

ACCIONAMIENTOS

ELÉCTRICOS…

PROGRAMA: TECNOLOGÍA EN OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ELECTROMECÁNICO

CURSO: LABORATORIO DE ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS– E115

DOCENTE, MSc. JULIO CÉSAR BEDOYA PINO

SESIÓN #1 –

Accionamientos

Eléctricos…

CONCEPTOS Y

DEFINICIONES

IMPORTANTES…!!!

Accionamientos Eléctricos…

Se considera un conjunto de elementos que permiten la

distribución y el transporte de energía eléctrica desde un

punto de suministro hasta los equipos que la utilicen.

El diseño de la instalación deberá comprender las

necesidades de alimentación eléctrica en las distintas

áreas de producción, teniendo en cuenta las caídas de

tensión y las disposiciones mínimas de seguridad y salud

impuestas por las normativas de aplicación nacionales.

Características de diseño…

Para realizar el diseño y dimensionado de las instalaciones eléctricasindustriales, el proyectista debe valorar el cálculo de la potencia acontratar y los detalles de los emplazamientos y características técnicasde los equipos, que se le entregarán por medio de planos y tablas.

Emplazamiento general y relación con el

entorno.

Emplazamiento de las zonas de producción y

talleres.

Emplazamiento específico de los equipos.

Detalles mecánicos y características de los

equipos: potencia, tensión, corriente y

frecuencia entre otros.

Posibilidad de nuevos entornos de producción.

Características de diseño…

Requisitos de diseño…

El correcto funcionamiento de las instalaciones eléctricasindustriales debe contemplar un correcto diseño que incluya los requisitosque desglosaremos a continuación.

1. Previsión y capacidad de tolerar cambios

El cálculo de potencia requerida incluirá las posibles variaciones en el emplazamiento delos equipos y las distintas caídas de tensión asociados a ellos, así como la sustitución porequipos más potentes.

2. Disposición de los sistemas

El diseño de planos eléctricos tendrá en cuenta la ubicación de los paneles decontrol y vías de suministro con el fin de hacerlas accesibles para permitir surevisión y/o reparación. Se procurarán ambientes estancos, exentos de humedad ycon las condiciones de visibilidad necesarias.

Requisitos de diseño…

3. Seguridad

Se considerarán las distintas normativas y medidas de aplicación al diseño respectolos sistemas de protección y aislamiento contra incendios, descargas eléctricas, ventilacióny alumbrados de emergencia y señalización.

4. Continuidad del suministro

Se dispondrán elementos e instalaciones auxiliares de suministro que aseguren la

continuidad eléctrica ante fallos del sistema como el CSE (cuadro de servicio de

emergencias) o los SAI (sistemas de alimentación ininterrumpida compuestos por

baterías acumuladores recargables). Y como complemento a la energía contratada, se

dispondrán grupos electrógenos (sistema de arranque automático ante el fallo de

suministro principal), alimentados mediante líneas independientes del cuadro general.

CONTROLES Y AUTOMATISMOS ELÉCTRICOS

Es el que se emplea exclusivamente en las industrias más avanzadas y sofisticadas, ha idoentrando progresivamente en nuestro medio industrial, prácticamente en todas las áreas,pues el avance tecnológico tan continuo y vertiginoso, en un mundo eminentementeindustrializado en el cual busca:

Ahorrar tiempo

Ahorrar EnergíaOptimizar procesos

Instalaciones Industriales…

LOGICA CABLEADA

La lógica cableada es una técnica de realización de equipos de automatismo en la que

el tratamiento de datos se efectúa por medio de contactores auxiliares o relés de

automatismo. Estos aparatos también cumplen otras funciones, entre las que cabe

mencionar:

1. La selección de los circuitos.

2. La desmultiplicación de los contactos auxiliares de los contactores, interruptores de

posición.

3. Interface para amplificar señales de control demasiado débiles para suministrar

energía a los aparatos de elevado consumo, etc.

Instalaciones Industriales…

Instalaciones Industriales…

Los contactores auxiliares y los relés de automatismo también suelen utilizarse de

manera conjunta con autómatas programables. En este caso, los contactos auxiliares

deben garantizar la fiabilidad de la conmutación de corrientes débiles, pocas

decenas de mA, en ambientes frecuentemente agresivos (polvo, humedad...).

El funcionamiento de los equipos de lógica cableada se define mediante el esquema

de cableado.

Instalaciones Industriales…

1. Estados OFF y ON

2. Esquemas de conexión y esquemas de principio

3. Dibujos y Planos

4. Identificación del Cableado y borneras

5. Barras de Polaridad

6. Servicios Esenciales

7. Distribución de Polaridades

8. Montajes

9. Bornera y Frontera

10. Relés

11. Elementos de Mando

12. Contactos NA y NC

13. Funciones Lógicas

14. Relé auto mantenido

15. Funciones de Temporización

16. Mando Manual y Automático

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17. Protección

18. Señalización

19. Código de Colores

20. Enclavamientos

21. Comando Secuencial

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ESTADOS OFF Y ON

Instalaciones Industriales…

Esquemas de Conexión

Los relés y otros elementos empleados en la técnica de comando y control, pueden ser dibujados consus bornes de conexión tal cual son físicamente, y luego conectar con conductores los distintos bornes,conformando lo que se denomina un “esquema de conexión”. El esquema de conexión debe dar losdatos constructivos y la ubicación de cada elemento, pero no es la mejor forma de representar uncircuito a la hora de comprender y visualizar su funcionamiento, como si lo es el esquema deprincipio.

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Esquemas de Conexión

Instalaciones Industriales…

Dibujos y Planos

Los dibujos o planos de los esquemas de conexión y esquemas de principio, antiguamente eran

realizados por dibujantes técnicos en folios de papel de gran tamaño, por ejemplo; 1,50 x 2,00 metros,

donde se dibujaban todos los cables del circuito en un solo folio.

Actualmente los dibujos son realizados directamente por los electricistas, en programas CAD e impresos

en hojas A4 o A3. Un circuito de automatización de lógica cableada se dibuja en varias hojas

numeradas, y los cables y aparatos son referenciados de una hoja a otra, marcando el número de hoja y

las coordenadas columna-fila donde se ubica el cable, borne o aparato cableado.

Instalaciones Industriales…

Dibujos y Planos

Consultar:

1. Sistemas eléctricos mas empleados en Mandos eléctricos.

2. Descripción y generalidades del Contactor.

3. Partes del Contactor.

4. Criterios para la elección de un Contactor.

INDENTIFICACIÓN DEL CABLEADO Y

BORNERAS

Para que un circuito de lógica cableada pueda funcionar correctamente, es primordial contarpreviamente con el dibujo del mismo, donde se identifican todos los cables y borneras de conexión,para luego realizar el montaje y revisar el correcto cableado de todos los elementos. Para que estoúltimo sea posible es necesario colocar identificadores o marcadores alfanuméricos en todos los cablesy bornes.

Existen distintos criterios para realizar la identificación de los cables, teniendo cada una de ellas susventajas y desventajas. Básicamente se pueden identificar los cables según los números de borneras oregletas de conexión, o de acuerdo a una numeración arbitraria especificado en los planos o dibujos.

INDENTIFICACIÓN DEL CABLEADO Y

BORNERAS

BARRAS DE POLARIDAD

Las barras de polaridad +P y –P son las que permiten energizar las bobinas de los relés con los contactos.

Usualmente se denominan +P y –P, pero pueden tener otra letra o leyenda cualquiera, y ser una tensión

tanto de corriente continua como de alterna. La tensión de polaridad, usualmente esta cableada a

elementos de control en posible contacto con las personas, por ejemplo; pulsadores manuales, controles

de nivel de líquidos, sensores de posición o instrumentos de medida.

Por este motivo, por razones de seguridad para las personas, esta tensión debe estar aislada

galvánicamente de tierra, usualmente con un aislamiento de 1 a 2 KV. Las tensiones estándar empleadas

en corriente continua son; 24, 48, 110, 125, 220 y 250 V. Las tensiones estándar en corriente alterna

son; 24, 110-120, 220-240 y 380-400 V.

BARRAS DE POLARIDAD

SERVICIOS ESENCIALES

En lógica cableada para comando y control de serviciosesenciales, la corriente continua se respalda con un banco debaterías del tipo estacionario. Si se ha tomado la decisión deusar corriente alterna, el comando y control de serviciosesenciales se realiza con un ondulador o inversor CC/CA.

SERVICIOS ESENCIALES

DISTRIBUCIÓN DE POLARIDADES

En circuitos pequeños, con unos pocos relés la polaridad se arma mediante una guirnalda que va saltando

entre los bornes que van conectados a la polaridad. En circuitos de lógica cableada mayores, como autómatas

industriales, esta práctica es poco común ya que acarrea algunos inconvenientes en caso de falsos contactos

en alguno de los bornes, lo que acarrea la perdida de la polaridad en toda la guirnalda, provocando una falla

masiva del sistema. La solución a estos problemas consiste en armar barras de polaridad con borneras o

regletas de conexión en puente, las que ya vienen provistas por los fabricantes de borneras.

DISTRIBUCIÓN DE POLARIDADES

MONTAJES

El montaje de la lógica cableada se realiza en gabinetes o armarios estancos, donde sobre un fondo muerto o sobrerieles verticales, conocidos como rack en inglés de 19”, se atornillan en forma horizontal los llamados rielesasimétricos y simétricos, donde se instalan los relés, fuentes de alimentación, elementos de potencia como loscontactores, y protección como portafusibles o llaves termo-magnéticas. Los rieles más económicos son de chapagalvanizada, los de mejor calidad son de acero con un protección superficial de cadmio.

BORNERA FRONTERA

Los cables de mando que van del gabinete de la lógica cableada a la planta o al campo, son cables armados,rígidos debido al fleje de protección mecánica y/o a una pantalla de cobre o aluminio, la cual es aterrada enambos extremos. Esa rigidez impide realizar el cableado directamente hasta los bornes de los relés de la lógicacableada. Para resolver este problema se utilizan borneras frontera, donde llegan los cables armados desde laplanta y salen hacia el interior del gabinete cables monopolares y flexibles, cables de mando o de potencia.Para el ingreso de los cables al gabinete se emplean los llamados pasa cables o prensa estopas, que impiden laentrada de insectos, polvo y humedad al gabinete.

BORNERA FRONTERA

RELÉS

RELÉS

RELÉS

ELEMENTOS DE MANDO

CONTACTOS N.A. Y N.C.

Los contactos eléctricos de los relés pueden ser contactos normalmente abiertos NA, onormalmente cerrados NC. En los esquemas de conexión y de principio siempre se dibuja elcontacto en su posición de reposo, con la bobina del relé desenergizada o en OFF. El contactoNC se dibuja cerrado y el contacto NA se dibuja abierto. Los relés se dibujan sin energizar.

Primera cifra: Número de orden en la cámara de contacto

Segunda cifra:

1 ó 2: N.C.

3 ó 4: N.A

5 ó 6: especial N.C.

7 ó 8: especial N.A.

CONTACTOS N.A. Y N.C.