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EPET N°10 – Luis Federico Leloir – Puerto Rico, Misiones.

Año 2015

EPET N°10 – HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA – APUNTES DE CLASES

1 | P a g i n a Profesor en Tecnología, Ing. Reinaldo L. Palavecino

Índice:

Contenido APUNTES - INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................................. 4

CONCEPTOS INCIALES ....................................................................................................................................................... 5

LOS GASES: .................................................................................................................................................................... 5

LOS LIQUIDOS:............................................................................................................................................................... 6

¿Qué es la FUERZA? .................................................................................................................................................. 6

¿Qué es Superficie Transversal? ............................................................................................................................... 6

¿Y qué es la Presión?, ¿Quién ejerce presión?... ...................................................................................................... 6

El principio de Pascal ................................................................................................................................................. 9

Unidades de Presión con los que se trabajan en Neumática e Hidráulica. .............................................................. 9

Equivalencias entre las Unidades: ........................................................................................................................... 10

ANALISIS DE LOS GASES .............................................................................................................................................. 10

Transformación a Temperatura Constante: ................................................................................................................ 11

Transformación a Volumen Constante: ...................................................................................................................... 12

CUESTIONARIO DE AYUDA: ......................................................................................................................................... 13

PROBLEMAS RESUELTOS – PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS ENERGÉTICOS: .............................................................. 14

NEUMÁTICA: ................................................................................................................................................................... 16

EL COMPRESOR: .......................................................................................................................................................... 16

Símbolos de componentes: ......................................................................................................................................... 17

Conductores ................................................................................................................................................................ 17

VALVULAS NEUMÁTICAS: ............................................................................................................................................ 18

NORMA DE NUMERACION DE ORIFICIOS: .............................................................................................................. 18

REDEFINICION DE UNA VALVULA NEUMÁTICA – CONCEPTO FUNDAMENTAL: ..................................................... 20

POSICIONES DE LA VÁLVULA: .................................................................................................................................. 20

TIPOS DE COMANDO: .................................................................................................................................................. 21

SIMBOLO DE UNA VALVULA: ...................................................................................................................................... 21

NOMENCLATURA TÉCNICA DE LAS VÁLVULAS: .......................................................................................................... 22

VÍAS INTERIORES DE LA VÁLVULA: .......................................................................................................................... 22

ACTUADORES: ............................................................................................................................................................. 25

PISTON DE SIMPLE EFECTO: .................................................................................................................................... 25

PISTON DE DOBLE EFECTO: ..................................................................................................................................... 26

CUESTIONARIO DE AYUDA ...................................................................................................................................... 29

NEUMÁTICA – CIRCUITOS ELEMENTALES ....................................................................................................................... 30

NORMAS PARA CONFECCIONAR UN PLANO NEUMATICO O HIDRAULICO ................................................................ 30



DISPOSICION NORMALIZADA DE LOS COMPONENTES EN UN PLANO NEUMÁTICO: ................................................. 31

REPASO: ...................................................................................................................................................................... 32

CIRCUITOS ELEMENTALES CON PISTONES DE SIMPLE EFECTO: .............................................................................. 32

CIRCUITOS ELEMENTALES CON PISTONES DE DOBLE EFECTO: ............................................................................... 33

EL PROBLEMA DEL CONTROL DIRECTO: .................................................................................................................. 34

VÁLVULAS DE FUNCION: ............................................................................................................................................. 34

LOGICA AND ............................................................................................................................................................ 34

VALVULA DE FUNCIÓN AND: ................................................................................................................................... 35

REITERACIÓN – funcionamiento de la válvula AND: ............................................................................................... 37

LOGICA OR: ............................................................................................................................................................. 37

VÁLVULA DE FUNCIÓN OR: ..................................................................................................................................... 38

VALVULA UNIDIRECCIONAL: ................................................................................................................................... 39

VALVULA REGULADORA O EXTRANGULADORA UNIDIRECCIONAL: ........................................................................ 39

PROBLEMAS - CIRCUITOS NEUMATICOS CON ACTUADORES: ................................................................................ 39

VALVULAS BIESTABLES: ........................................................................................................................................... 42

BIESTABLE CON MANDOS NEUMÁTICOS ................................................................................................................ 43

AUTOMATIZACIÓN CON FINALES DE CARRERA: ..................................................................................................... 44

SENSORES: ................................................................................................................................................................... 52

DEFINICIONES FUNDAMENTALES – VÁLVULAS/SENSORES: ....................................................................................... 54

AUTOMATISMOS SECUENCIALES NEUMÁTICOS ......................................................................................................... 54

¿Qué es el polimorfismo? ........................................................................................................................................... 54

LAS CONDICIONES INCIALES Y EL CONTROL DE ARRANQUE Y PARADA ................................................................. 57

NEUMÁTICA – ECUACIONES ANALITICAS DE LOS AUTOMATISMOS SECUENCIALES .............................................. 58

¿Cómo se arman las ecuaciones analíticas en Neumática? .................................................................................... 59

SECUENCIAS CON TRES PISTONES: ......................................................................................................................... 61

METODO CASCADA – AUTOMATISMOS NEUMÁTICOS .............................................................................................. 63

Grupos: ¿Cómo se forman los grupos? ....................................................................................................................... 63

TRANSFERENCIA DE GRUPOS EN EL METODO CASCADA NEUMÁTICO ...................................................................... 65

EJERCICIO DE EVALUACIÓN 1 – METODO CASCADA NEUMÁTICA: ............................................................................ 68

EJERCICIO DE EVALUACIÓN 2 – METODO CASCADA NEUMÁTICA: ............................................................................ 73

SECUENCIAS NEUMÁTICAS CON DOBLE POSICIONAMIENTO POR CICLO .................................................................. 77

EJERCICIOS: ................................................................................................................................................................. 83

ELECTRO NEUMÁTICA ..................................................................................................................................................... 85

CONCEPTOS BÁSICOS .................................................................................................................................................. 85

DEFINICIÓN DE RELE .................................................................................................................................................. 87 :

Tipos de contactos eléctricos de un Relé ................................................................................................................ 87



PREGUNTA DE EVALUACIÓN: .................................................................................................................................. 88

DEFINICIONES FUNDAMENTALES – VÁLVULAS/SENSORES/RELÉ: .............................................................................. 88

COMANDOS Y CONTACTOS ELECTRICOS. ................................................................................................................... 88

Definición de CARGA ELÉCTRICA: ................................................................................................................................ 89

Barras Equipotenciales: ............................................................................................................................................... 89

ENCLAVAMIENTO DEL RELÉ: ....................................................................................................................................... 90

ECUACIONES ANALITICAS EN ELECTRONICA DE RELÉS: .............................................................................................. 92

EJERCICIOS – ECUACIONES ANALITICAS CON RELÉS ............................................................................................... 94

ELECTROVALVULAS ..................................................................................................................................................... 95

CONCEPTO FUNDAMENTAL .................................................................................................................................... 95

Símbolo eléctrico: ................................................................................................................................................... 96

Electroválvula Monoestable: .................................................................................................................................. 97

Electroválvula Biestable: ......................................................................................................................................... 98

Ecuaciones Analíticas de un Circuito Electro Neumático:........................................................................................... 99

EJERCICIOS: ECUACIONES ANALITAICAS ELECTRICAS ........................................................................................... 102

AUTOMATISMOS SECUENCIALES – METODO CASCADA ............................................................................................... 105

AUTOMATISMO SECUENCIALES SIMPLES: ................................................................................................................ 105

AUTOMATISMO SECUENCIAL COMPLEJO ................................................................................................................. 115

HIDRÁULICA .................................................................................................................................................................. 120

Aplicaciones de la Oleo Hidráulica ............................................................................................................................ 121

Componentes del sistema Oleo Hidráulico: .............................................................................................................. 121

INTRODUCCION AL PLC ................................................................................................................................................. 123

EL PLC ........................................................................................................................................................................ 123

Ventajas e inconvenientes de los PLC ................................................................................................................... 123

PLC – Relé Lógico Programable: ................................................................................................................................ 124

Programación del PLC: .............................................................................................................................................. 126

Programación de Contactos o LADDER ................................................................................................................. 126

Elementos de programación ................................................................................................................................. 126

Programación ........................................................................................................................................................ 127

Ejercicio Guiado .................................................................................................................................................... 128



APUNTES - INTRODUCCIÓN NEUMÁTICA e HIDRÁULICA

3ro de INDUSTRIA DE PROCESO

4to de TÉCNICO AUTOMOTOR

En esta presentación, se pretende dejar material concentrado de lo que se desarrolla en las clases de Neumática e

hidráulica en la EPET N°10 de la ciudad de Puerto Rico, Misiones.

Esta materia es fundamental en ambas orientaciones, tanto la Oleo Hidráulica como la Neumática están presentes y

son tecnologías actuales, en pleno desarrollo, mejorando día a día la tecnología de los materiales que se utilizan para

fabricar los componentes, las funciones que dichos componentes pueden realizar, la electrónica acoplada a estas

tecnologías, desarrolla todo otro campo fundamental, la electro Neumática y la electrohidráulica, consiguiendo la

miniaturización de los componentes, manejando iguales o mayores fuerzas y potencias con menor tamaño,

mejorando así la precisión con que actúan, la reducción de los tiempos de respuesta y eliminando prácticamente las

fallas por perdidas.

Tanto en los procesos automatizados industriales, como en los servomecanismos del automotor, estas tecnologías

juegan un papel fundamental, y el Técnico de una u otra orientación dada en esta institución, debe conocerlas, debe

saber de los elementos y recursos con que se cuenta, de cómo funciona, de las características fundamentales a tener

en cuenta en la elección de los mismos, de las normas de nomenclatura y de numeración, de las normas de montaje.

El técnico debe poder comprender un plano con estas tecnologías, cómo funciona el circuito, objetivos, puntos de

falla.

No se abarca en este ciclo medio, en esta tecnicatura, el cálculo y dimensionamiento de tuberías, de actuadores, el

cálculo de la potencia del compresor, de presiones concretas necesarias según la finalidad del circuito. Todos estos

temas son para una tecnicatura superior.

Nuestro Técnico, básicamente, se introduce en el mundo de estas tecnologías, conoce los componentes, cómo

interactúan, y realiza prácticas de montaje a partir de diseños simples de automatización, hasta de 3 pistones de

doble efecto.

Atendiendo al perfil del técnico en Industria de proceso, debe reconocer los circuitos con estas tecnologías en la

industria, debe poder deducir su funcionamiento, reconocer los componentes que participan en el circuito, diseñar

modificaciones que mejoren su funcionamiento, y a partir de esto, reemplazar los componentes necesarios, ya sea

por falla o por mejora. Para esto debe conocer los nuevos y últimos elementos existentes en el mercado. Esto tiene

siempre como fin, mejorar el proceso para que se realice en menos tiempo, con menos costos, y manteniendo o

mejorando la calidad de los resultados.

Atendiendo al perfil del técnico automotor, debe poder identificar los mecanismos y servomecanismos que se valen

de estas tecnologías, reconocer sus componentes, conocer cómo funcionan, deducir el funcionamiento del circuito y

ser capaz de proponer cambios en el mismo, o reemplazo de componentes más modernos que cumplan y mejoren la

función del circuito. También siempre con el fin de mantener o mejorar el servomecanismo, con bajos costos y

manteniendo o mejorando la calidad de los resultados del mismo. Por ejemplo, en el funcionamiento del sistema de

frenos ABS.



CONCEPTOS INCIALES Los componentes energéticos de estas tecnologías son el aire para Neumática, y los Líquidos para hidráulica.

Nosotros en la materia vamos a trabajar con aceites como fluidos líquidos, por eso decimos que desarrollaremos la

oleo Hidráulica.

Vamos a analizar algunas propiedades básicas de estos elementos.

Toda la materia que compone el universo está conformada por partículas, átomos y moléculas.

La materia se presenta en tres estados en la naturaleza, estado sólido, líquido y gaseoso. Estos estados están bien

definidos y tienen sus propiedades bien establecidas.

El estado de la Materia nos interesa explicarlo desde el punto de vista de la cinemática.

Las partículas tienen tres tipos posibles de movimiento: Traslación, Rotación y vibración.

La materia en estado sólido, tiene sus partículas fuertemente unidas, sin espacio entre ellas, de hecho el único

movimiento posible es el de vibración.

Si a este material lo sometemos a una fuente externa de calor, aumentamos su energía interna, lo que se traduce en

un aumento de la energía cinética de sus partículas, esto es, vibraran con mayor amplitud, más calor se entrega, más

aumenta la vibración, hasta que hay como un desprendimiento de las partículas, pasamos del estado sólido al

líquido.

En el estado líquido, las partículas aún se encuentran fuertemente unidas, aún no hay espacio entre ellas, pero se

deslizan o resbalan unas sobre otras, predomina el movimiento de rotación mezclado con el de traslación.

Si continuamos entregando energía calórica al material en estado líquido, aumenta el roce entre las partículas,

aumenta la velocidad de deslizamiento entre ellas, hasta que algunas ya empiezan a soltarse, a separase, y quedan

libres y solamente contenidas por algún recipiente. La materia ha pasado del estado líquido al gaseoso. Las partículas

ahora tienen mayoritariamente movimiento de traslación. Aumenta el espacio entre las partículas, se dan el choque

de las mismas entre sí y con las paredes del recipiente que las contiene.

Es interesante ver aquí lo sencillo que resulta definir a la temperatura, un material se dice que aumenta su

temperatura, cuando aumenta la energía cinética de sus partículas, tal como se ha descripto.

De la descripción previa es fácil comprender dos propiedades fundamentales de los estados de la materia que hace a

nuestros agentes energéticos. El líquido y el Gaseoso.

LOS GASES: Tienen dos propiedades fundamentales

SON COMPRESIBLES

SE ADAPTAN A LA FORMA DEL RECIPIENTE QUE LOS CONTIENE.



Esto es porque el espacio entre partículas ha aumentado, es enorme, las partículas se desplazan libremente y chocan

contra otras partículas y las paredes del recipiente que contiene el gas. Como las partículas del gas tienen movilidad,

se adaptan al recipiente que lo contiene. Cuando achicamos el volumen del recipiente que contiene un gas, lo

comprimimos, las partículas solo ven reducido el espacio entre ellas, sucederán algunas cosas con algunas variables

que establecen las propiedades de los gases, y eso lo analizaremos en breve.

LOS LIQUIDOS: Tienen dos propiedades fundamentales

NO SON COMPRESIBLES.

SE ADAPTAN A LA FORMA DEL RECIPIENTE QUE LOS CONTIENE

Recordemos que si bien las partículas de los líquidos pueden desplazarse frotándose unas a otras, aún no hay

espacio entre ellas, de modo que no se pueden comprimir, al haber movilidad de las partículas hay adaptación de su

forma al recipiente que contiene el líquido, pero no es compresible.

ANALISIS DE LOS LIQUIDOS

Cuando una fuerza se imprime, o digamos que impacta, o que se aplica contra alguna superficie transversal al

sentido en que se aplica, someterá a esta superficie a una presión.

Notas Previas:

¿Qué es la FUERZA?

Fuerza, el concepto de fuerza tómenlo como una variable que al aplicarse a un cuerpo, tiende a provocar en el

mismo un cambio de estado o posición, un movimiento, esto es: Si el cuerpo estaba en reposo, tiende a moverlo, y si

el cuerpo ya estaba en movimiento, tiende a modificar su velocidad, acelerándolo o frenándolo.

De esto se desprende y es fácil de observar e interpretar, una fuerza puede cambiar la dirección y sentido de un

objeto en movimiento.

¿Qué es Superficie Transversal?

Cuando dice transversal, lo hace en referencia a algo, y en este caso es a la fuerza aplicada.

Superficie transversal a la fuerza hace referencia a la superficie que es perpendicular a la fuerza, es decir entre la

fuerza aplicada y la superficie hay un ángulo de 90°.

¿Y qué es la Presión?, ¿Quién ejerce presión?...

Presión ejerce cualquier cuerpo cuando imprime una fuerza sobre la superficie transversal de otro objeto.

La presión entonces, está en función de la fuerza aplicada, y de la superficie sobre la que impacta esta fuerza. De

hecho se define como la fuerza por unidad de Superficie.



𝑃 =𝐹

𝑆 [

𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛

𝑐𝑚2] (ver como la fórmula es tal cual dice la definición)

Donde F es la fuerza, S es la superficie sobre la que la misma impacta, y P es la presión.

En Física, Matemática, es interesante como de la formulación de las variables, “en función de “, se puede deducir el

concepto o la definición de la misma.

Aquí podemos leer que presión es la fuerza que se ejerce por unidad de superficie, o más simple de comprender, es

la fuerza que se ejerce sobre una superficie, así de simple.

Piensen si Uds., quieren abrir un agujero en una pared de ladrillo, de tres maneras, en todas y cada una se impacta

con la misma fuerza contra la pared.

1. Con su cuerpo, poniendo el hombro, toman carrera, y se arrojan contra la pared.

2. Con una masa, extienden el brazo y golpean con la masa contra la pared

3. Con un cortafierros, golpean sobre el cortafierros que está apoyado en la pared, con la masa.

¿Qué resultados obtendrán en cada caso?, ¿En cuál de las tres situaciones será más sencillo hacer un agujero en la

pared?, creo que Uds., mismos pueden deducirlo.

¿Por qué sucede esto?, fíjense la formula y trasládenlo a la situación física dada en el ejemplo, creo que también

sabrán deducirlo.

Será más sencillo abrir el agujero con el cortafierros. Porque al ser la fuerza la misma en todas las situaciones, en

el tercer caso, la superficie donde impacta la fuerza es la menor.

Lo importante de esta sencilla formula de la Presión, es que comprendan e interpreten la proporcionalidad entre las

variables.

Analizar la proporcionalidad, se refiere a analizar en qué sentido varia una variable, cuando la otra se modifica.

Cuando analizamos proporcionalidad entre dos variables, es porque estas están relacionadas mediante alguna

función.

Lo más sencillo y rápido es que ubiquen a las dos variables a analizar, una en cada lado del signo igual, y ahí

analicen.

Fíjense en la fórmula que define la Presión:

𝑃 =𝐹

𝑆 [


𝑐𝑚2]

Mantengamos la fuerza constante, (como en el ejemplo del agujero en la pared), y analicemos que sucede cuando la

superficie es grande, sería el primer caso del ejemplo, al arrojarse con su cuerpo, la superficie de impacto es grande,

(lo que el cuerpo toca sobre la pared).

Ahora, saltando a la tercera situación, la superficie de pared que recibe el impacto de la fuerza, (superficie de

impacto), es muy pequeña, al menos y seguramente muchísimo más pequeña que la superficie de impacto de

nuestro cuerpo.

Analicemos en esta situación solo la proporcionalidad, el valor de P, ¿En cuál de las situaciones recientemente

descriptas, será mayor el valor de P?

Para esto es necesario que sepan la regla matemática de cómo varían resultado de una fracción cuando el

denominador varía en un sentido u otro.



La regla dice que en una fracción, para valores grandes del denominador, el resultado es pequeño, y para valores

pequeños del denominador, el resultado será grande.

A ver, sin adentrarnos en demostraciones matemáticas, veamos algunos ejemplos que grafiquen esto: ¿Cuál fracción

da mayor resultado?, ¿½ o 1/8 o 1/100 o 1/0.005?, fíjense, resuelvan, utilicen la calculadora.

De hecho, y esto tiene demostración, 1/(infinito) tiende a cero, y 1/0 tiende a infinito. (Ambas situaciones no pueden

resolverse matemáticamente), pero esto grafica la regla de como varia el resultado cuando varia el denominador de

la fracción.

Por eso, en el caso de la fórmula de la Presión, mientras menor sea la superficie donde impacta la fuerza,

mayor será la presión.

La proporcionalidad entre la presión y la superficie es “inversa”, cuando la superficie aumenta, la presión

disminuye, cuando la superficie disminuye, la presión aumenta.

Si S ˃˃ ˃˃ ; la P ˂˂ ˂˂ (léase, si la superficie S aumenta, la presión P disminuye)

Si S ˂˂ ˂˂ ; la P ˃˃ ˃˃ (léase, si la Superficie S disminuye, la presión P aumenta)

Por esto con el cortafierros se consigue rápidamente perforar la pared, se concentra la fuerza en una pequeña

superficie y aumenta considerablemente la presión que recibe la pared.

Ahora bien, retornemos a analizar esto en el caso de nuestros agentes energéticos, líquidos y gases.

En Líquidos, debemos recordar que no son compresibles, de modo que cuando se imprime una fuerza sobre una

superficie liquida, sobre la misma se ejercerá una presión que será transmitida en todo el líquido, como un frente

de onda o de choque, la presión será constante. (¿Por qué?)

Veamos un ejemplo:

En la figura tenemos un líquido, (Aceite), llenando dos recipientes comunicados, y

que son de diferente sección. (Se ve que ambos cilindros tienen diferente

diámetro).

(La Sección, o el Área de un Círculo es 𝑆 = 𝜋 ∗ 𝑟2 (𝑟 = 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑜) )

Si aplicamos la fuerza F1 en el cilindro de menor sección, sobre la superficie S1,

la presión generada en esta superficie de aplicación, se transmitirá por igual en

todo el recipiente, en ambos, y lo hará en todas direcciones.

En los líquidos, la presión transmitida es constante, se transmite presión.

(¿Por qué se transmite presión en los Líquidos?; Porque son incompresibles)

En el ejemplo, tenemos que la sección varia, veamos que sucede con la fuerza, es decir, que fuerza tenemos como

resultado en la superficie S2, que es mayor que la S1.

𝑃 =𝐹

𝑆 [


𝑐𝑚2]



Como mencionamos, para analizar la variación de una variable en función de otra, nos conviene tener una variable

de un lado del signo igual, y la otra variable del otro lado del signo igual. Despejamos y modificamos entonces la

ecuación anterior.

𝑃 ∗ 𝑆 = 𝐹

Vemos que la Sección S y la fuerza F, que son las variables que queremos analizar, están ambas en el numerador,

entonces son proporcionales, una aumenta y la otra también.

Analicemos ahora lo sgte., en el cilindro de la izquierda tenemos una situación, un estado, aplicamos F1 sobre la

superficie S1, en el segundo cilindro, tenemos una sección mayor S2, y queremos ver qué sucede con la Fuerza

resultante. Como la presión es constante, podemos hacer:

𝐹1

𝑆1=

𝐹2

𝑆2

Esto que acabamos de desarrollar se conoce como el principio de Pascal, y es el principio que utilizan las prensas

hidráulicas, para que de la aplicación de una pequeña fuerza en un extremo obtener grandes fuerzas en el extremo

opuesto.

De la ecuación anterior, sabemos que fuerza aplicamos en principio, F1, sabemos ambas superficies y vemos que:

𝐹2 =𝐹1 ∗ 𝑆2

𝑆1

Según esta última formula, la fuerza final aumentará en proporción a la superficie S2, y lo hará también mientras

más chica sea S1.

No es el único multiplicador de fuerzas que existe, pero la prensa hidráulica es el multiplicador preferido por la

industria y por la mecánica en general. Críquets, brazos mecánicos, elevadores, estampadoras, movimientos

robotizados, frenos de autos y dirección asistida... todo lo que vos imagines que utiliza la industria se mueve con

fuerzas que salen de prensas hidráulicas.

(Para pensar y analizar, Si en la tapa angosta, por acción de la fuerza F1, se desplaza un volumen de líquido V (por

ejemplo: 36,5 ml)... -¿qué volumen se desplaza en la tapa grande haciendo una fuerza F2? ¿Cuál de los dos pistones

debe realizar un recorrido mayor? ¿Cuánto mayor?)

El principio de Pascal establece:

La presión ejercida en un punto de un fluido incompresible se transmite con igual intensidad en todos los puntos del fluido.

Este principio solo es válido para los Líquidos, no así para los Gases, ya que si en el ejemplo anterior tendríamos los recipientes rellenos con un gas, la presión no se transmite de forma constante en todo el gas, porque el Gas es COMPRESIBLE.

Unidades de Presión con los que se trabajan en Neumática e Hidráulica.

La unidad de la Presión en el sistema Internacional es el PASCAL, (Pa), que equivale a Newton sobre metro

cuadrado: 1 𝑃𝑎 = 1 𝑁

1 𝑚2 ; también se emplean otras unidades como Atmosferas (Atm), Bar y milímetro de

Mercurio (mmHg)



Equivalencias entre las Unidades:

1 Atm = 101300 Pa

1 bar = 100000 Pa

1 Atm = 760 mmHg

ANALISIS DE LOS GASES

Para con los gases vamos a analizar otras cosas, necesitamos adentrarnos en conceptos de termodinámica.

La termodinámica es la ciencia que estudia el intercambio energético entre un cuerpo o sistema y el ambiente.

De aquí podemos deducir que “sistema” es aquel medio que comprende los cuerpos a estudiar, y que están aislados o al menos separados de algún modo del entorno o ambiente.

Primero vamos a establecer que el estado termodinámico de un gas, siempre está determinado o establecido por tres variables, que son llamadas variables del estado termodinámico de los gases, (¿medio obvio no?), y estas variables son la Presión del gas, la Temperatura y el Volumen.

Para dejar en claro, tenemos un sistema gaseoso determinado, el estado de este sistema queda definido por los valores de Presión, Volumen y Temperatura que tiene el Gas del sistema.

Cuando un sistema con un estado determinado, sufre una transformación, cambia y pasa a otro estado, porque sus variables de estado cambian. Con una sola variable que cambie su valor, ya tenemos que el sistema tiene otro estado diferente al anterior a la transformación.

En el ejemplo, tenemos el sistema previo a cualquier transformación, tiene un estado definido por T1; V1 y P1,

luego el sistema es sometido a una transformación, y al finalizar la misma tenemos el mismo sistema pero con un

estado diferente, un estado definido por T2; V2 y P2.

Para analizar el comportamiento de los Gases, vamos a trabajar con los llamados gases perfectos, en los que se hace

ciertas suposiciones, se asumen ciertas características obtenidas o deducidas del estudio macroscópico de los gases,

(análisis desde afuera del sistema, no a nivel atómico), suposiciones que coinciden con las observaciones hechas en

sistemas gaseosos cuando se los estudia como sistema.

Estas suposiciones son:

1. Las partículas que componen el Gas son perfectamente esféricas. (cosa que en la realidad no es cierto, las

partículas, átomos y moléculas de un Gas tienen cualquier forma menos esférica).

2. El movimiento de traslación de las partículas es lineal, rectilíneo, (esto implica que no hay pérdida de

energía en el movimiento de traslación, no hay desaceleración).

3. Las partículas que componen el gas, son elásticas, (esto implica que las deformaciones que sufren las

partículas de gas al chocar con otras partículas o con las paredes del recipiente, desaparecen, las partículas

recuperan sus formas anteriores al choque).

Sistema 2

Estado 1

T1; V1 y P1

Estado 2

T2; V2 y P2 Sistema 1



Los sistemas de Gases ideales, se pueden estudiar con una ecuación que contiene las variables termodinámicas de

estado, esta ecuación es la llamada “ecuación de estado universal para Gases Ideales”.

𝑃 ∗ 𝑉 = 𝑘 ∗ 𝑇

K: constante del gas, es un valor que depende del tipo de gas, pero que es constante para cada Gas, es decir, no se

modifica con las transformaciones aplicadas al Gas.

P: Presión en kg/cm2.

V: Volumen en m3.

T: Temperatura en Grados Kelvin, 0 °K = - 273 °C.

IMPORTANTE: ¿Por qué estudiamos los Gases Ideales?, En la Industria, los sistemas Neumáticos trabajan con

presiones de entre 6 y 7 bares, y en la práctica podemos considerar a un Gas como perfecto hasta comprimido con

presiones de 12 bares. De modo que nuestro agente energético puede ser estudiado como un Gas perfecto.

Hay algunas transformaciones particulares que nos interesa analizar.

Transformación a Temperatura Constante: Supongamos en primer lugar, que tenemos un sistema Gaseoso, cuyo estado está definido por el valor de P1; V1 y

T1, la ecuación de estado de este sistema establece:

𝑃1 ∗ 𝑉1 = 𝑘 ∗ 𝑇1

Y aplicamos a este sistema una transformación pero a Temperatura constante, T = cte., de esta manera al final de la

transformación, el sistema puede describirse en el sgte., estado.

𝑃2 ∗ 𝑉2 = 𝑘 ∗ 𝑻𝟏

Como ambos sistemas son iguales a k * T1, porque T se mantuvo constante, podemos igualar ambas ecuaciones.

𝑃1 ∗ 𝑉1 = 𝑃2 ∗ 𝑉2

Desarrollamos agrupando las presiones por un lado y los volúmenes por el otro, y tenemos:

𝑃2/𝑃1 = 𝑉1/𝑉2 o 𝑃2 = 𝑃1 ∗ 𝑉1/𝑉2

Esta ecuación nos dice mucho, es interesante las conclusiones que de aquí obtenemos.

1. Si la transformación es a Temperatura constante, y tras dicha transformación tenemos que el volumen del sistema aumenta, (el volumen final es mayor que el inicial), resulta que la presión final disminuye, (la presión final es menor a la inicial).

2. Si la transformación es a Temperatura constante, y tras dicha transformación tenemos que el volumen del sistema disminuye, (el volumen final es menor que el inicial), resulta que la presión final aumenta, (la presión final es mayor a la inicial).

Esto sucede porque en la ecuación, queda en evidencia que la presión final y el volumen final, tienen proporción

inversa, son inversamente proporcionales, de modo que si uno varia en un sentido, el otro lo hará en sentido

contrario.

Esta ecuación, resultante de una transformación a temperatura constante, es conocida como la Ley de Boyle –

Mariotte.



Transformación a Volumen Constante: Volvamos al sistema inicial, y supongamos ahora, en segundo lugar, que aplicamos a este sistema una

transformación, pero a volumen constante.

Tenemos el sistema inicial cuyo estado está establecido por: 𝑃1 ∗ 𝑽𝟏 = 𝑘 ∗ 𝑇1

Tras la transformación a Volumen constante, tenemos: 𝑃2 ∗ 𝑽𝟏 = 𝑘 ∗ 𝑇2

Como el volumen es constante, en cada ecuación, vamos a agrupar las variables por un lado, y las constantes por el

otro, en cada ecuación entonces obtenemos:

𝑃1

𝑇1=

𝑘

𝑉1= 𝑐𝑡𝑒. Y

𝑃2

𝑇2=

𝑘

𝑉1= 𝑐𝑡𝑒.

Entonces tenemos que podemos igualar: 𝑃1

𝑇1=

𝑃2

𝑇2

Ahora, seguimos acomodando la ecuación, y agrupamos las presiones por un lado y las temperaturas por otro:

𝑃2

𝑃1=

𝑇2

𝑇1

Y en esta última ecuación podemos ver que:

1. Si en una transformación a volumen constante, la temperatura final del sistema aumenta, (Temperatura final

es mayor que la Temperatura inicial), la presión final del sistema también aumenta, (presión final mayor que

la presión inicial).

2. Si en una transformación a volumen constante, la temperatura final del sistema disminuye, (Temperatura

final es menor que la Temperatura inicial), la presión final del sistema también disminuye, (presión final

menor que la presión inicial).

Esto es así porque podemos observar en la última ecuación que la temperatura final y la presión final, son

directamente proporcionales, es decir, cuando una varia en un sentido, la otra lo hace en el mismo sentido.

Esta ecuación, resultante de una transformación a Volumen constante, es conocida como la Ley de Gay-Lussac para

V = cte.



Haciendo el mismo desarrollo pero con una transformación a Presión constante, llegamos a la ecuación:

𝑉2

𝑉1=

𝑇2

𝑇1

Y en esta última ecuación podemos ver que:

1. Si en una transformación a presión constante, la temperatura final del sistema aumenta, (Temperatura final

es mayor que la Temperatura inicial), el volumen final del sistema también aumenta, (volumen final mayor

que el volumen inicial).

2. Si en una transformación a presión constante, la temperatura final del sistema disminuye, (Temperatura final

es menor que la Temperatura inicial), el volumen final del sistema también disminuye, (volumen final menor

que el volumen inicial).

Esto es así porque podemos observar en la ecuación que la temperatura final y el volumen final, son directamente

proporcionales, es decir, cuando una varia en un sentido, la otra lo hace en el mismo sentido.

Esta ecuación, resultante de una transformación a Presión constante, es conocida como la Ley de Charles para P =

cte.

Hasta aquí vamos a desarrollar esta unidad, veremos ahora algunos ejemplos donde podemos aplicar estas

ecuaciones o leyes, y dejaremos algunos ejercicios para que hagan por su cuenta. Los ejercicios son de índole

deductivo, van a tener que razonar y tener bien en claro el asunto de las proporciones. Van a tener que aprender a

leer una formula, a interpretarla, a obtener conclusiones de la misma.

CUESTIONARIO DE AYUDA: ¿CUÁL ES EL AGENTE ENERGETICO EN NEUMÁTICA?, ¿CUÁL ES EN HIDRAULICA?

¿QUÉ PROPIEDADES FUNDAMENTALES TIENEN ESTOS AGENTES ENERGETICOS?

¿POR QUÉ SE DAN ESTAS PROPIEDADES EN CADA UNO DE LOS AGENTES?

¿QUÉ ES LA PRESION?, DESARROLLAR LA FORMULA Y EXPLICAR EL CONCEPTO A PARTIR DE LA MISMA.

¿COMO INTERACTUAN LAS TRES VARIABLES RELACIONADAS POR LA DEFINICION DE PRESION, EN UN

LIQUIDO?, ¿POR QUÉ?

¿COMO INTERACTUAN LAS TRES VARIABLES RELACIONADAS POR LA DEFINICION DE PRESION, EN UN GAS?,

¿POR QUÉ?

¿QUE ES UN GAS PERFECTO?

¿CÓMO SE DEFINE EL ESTADO TERMODINAMICO DE UN SISTEMA?

¿QUÉ ES LA TERMODINAMICA, O QUE ESTUDIA?

ANALICE Y VEA DE PODER ESTABLECER:

o ¿CÓMO ES LA RELACION ENTRE PRESION Y VOLUMEN EN UNA TRANSFORMACION A TEMPERATURA

CONSTANTE?

o ¿CÓMO ES LA RELACION ENTRE TEMPERATURA Y VOLUMEN EN UNA TRANSFORMACION A PRESION

CONSTANTE?

o ¿CÓMO ES LA RELACION ENTRE PRESION Y TEMPERATURA, EN UNA TRANSFORMACION A VOLUMEN

CONSTANTE?

ANALICE, ¿POR QUÉ PIENSA UD QUE ES IMPORTANTE QUE EN LA MATERIA ESTUDIEMOS

CONCEPTUALMENTE LAS PROPIEDADES COMO FLUIDOS DE LIQUIDOS Y GASES?



PROBLEMAS RESUELTOS – PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS ENERGÉTICOS: 1) En un laboratorio, una muestra de Oxigeno ocupa un volumen determinado a la temperatura ambiente. Si la

temperatura permanece constante, ¿Cómo será el volumen final de la muestra respecto a la inicial, si

aumentamos 3 veces la presión?

Solución: La transformación según el enunciado, es a temperatura constante, de modo que debemos aplicar la ley

de Boyle Mariotte, que dice:

𝑃1 ∗ 𝑉1 = 𝑃2 ∗ 𝑉2 - despejamos la variable que nos consultan, V2, (volumen final), y obtenemos:

𝑉2 = 𝑃1 ∗ 𝑉1/𝑃2 - de esta ecuación deducimos que si aumentamos P1 en 3 veces, el volumen disminuirá 3 veces.

Veamos, P2 = 3 * P1 (aumentó tres veces), entonces 𝑉2 = (𝑃1 ∗ 𝑉1)/(3 ∗ 𝑃1) = V1 / 3 (simplificamos P1)

Vemos y demostramos que a temperatura constante, al aumentar por tres la presión inicial respecto a la inicial,

disminuimos el volumen final respecto al inicial en tres veces.

PROPORCIONALIDAD INVERSA

2) Un Gas ocupa cierta cantidad de litros iniciales, (V1) en un recipiente a una cierta presión inicial, (P1). Si la

temperatura permanece constante, ¿Cuál sería la presión final si se pasa el Gas a un recipiente con 5 veces

más capacidad en litros?

Solución: Nuevamente la consigna me especifica que la transformación es a Temperatura constante, por lo que

debemos aplicar la Ley de Boyle Mariotte para gases perfectos.

𝑃1 ∗ 𝑉1 = 𝑃2 ∗ 𝑉2 - despejamos la variable que nos consultan, P2, (presión final), y obtenemos:

𝑃2 = 𝑃1 ∗ 𝑉1/𝑉2 - de esta ecuación deducimos que si aumentamos V1 en 5 veces, la presión disminuirá 5 veces.

Veamos, V2 = 5 * V1 (aumentó cinco veces), entonces 𝑃2 = (𝑃1 ∗ 𝑉1)/(5 ∗ 𝑉1) = P1 / 5 (simplificamos V1)

Vemos y demostramos que a temperatura constante, al aumentar por cinco la capacidad final respecto a la inicial

del recipiente del Gas, disminuimos la presión final respecto al inicial en cinco veces.

PROPORCIONALIDAD INVERSA

3) Un Gas contenido en un recipiente cerrado y hermético, está a una presión y a una temperatura

determinada. ¿Qué sucede con la presión del Gas si aumentamos 10 veces su temperatura, calentando el

recipiente?

Solución: De la consigna se desprende que la transformación del Gas al calentarlo es a Volumen constante, porque el

Gas está contenido en un recipiente cerrado y hermético. Debemos entonces aplicar la Ley de Gay Lussac para gases

perfectos.

𝑃1/𝑇1 = 𝑃2/𝑇2 - despejamos la variable que nos consultan, P2, (presión final), y obtenemos:

𝑃2 = 𝑃1 ∗ 𝑇2/𝑇1 - de esta ecuación deducimos que si aumentamos T1 en 10 veces, la presión aumentará 10 veces.

Veamos, T2 = 10 * T1 (aumentó diez veces), entonces 𝑃2 = (𝑃1 ∗ 10 ∗ 𝑇1)/(𝑇1) = P1*10 (simplificamos T1)

Vemos y demostramos que a volumen constante, al aumentar por diez la temperatura final respecto a la inicial del

Gas, aumentamos su presión final respecto al inicial en 10 veces.

PROPORCIONALIDAD DIRECTA



4) Tenemos un Gas a una presión constante determinada, el mismo está ocupando un volumen inicial V1 y está

a una temperatura inicial T1. ¿Cómo será el volumen final del Gas, su aumentamos 3 veces la temperatura

inicial?

Solución: En el enunciado está especificado que la transformación del Gas es a presión constante, de modo que

usaremos la Ley de Charles para transformaciones de gases perfectos a Presión constante,

𝑉1/𝑇1 = 𝑉2/𝑇2 - despejamos la variable que nos consultan, V2, (volumen final), y obtenemos:

𝑉2 = 𝑉1 ∗ 𝑇2/𝑇1 - de esta ecuación deducimos que si aumentamos T1 en 3 veces, el Volumen aumentará 3 veces.

Veamos, T2 = 3 * T1 (aumentó tres veces), entonces 𝑉2 = (𝑉1 ∗ 3 ∗ 𝑇1)/(𝑇1) = V1*3 (simplificamos T1)

Vemos y demostramos que a Presión constante, al aumentar por tres la temperatura final respecto a la inicial del

recipiente del Gas, aumentamos el Volumen final respecto al inicial en tres veces.

PROPORCIONALIDAD DIRECTA

PROBLEMAS A RESOLVER:

1) Variación de la Fuerza en un Líquido. ¿Cómo varia la Fuerza inicial F1, en una tubería como la de la figura?,

Expresar F2 respecto a F1.

2) Un recipiente cerrado con una tapa libre, tiene cierto volumen de Gas estando la tapa sometida a la presión

atmosférica. ¿Qué sucede con el Volumen si, manteniendo constante la temperatura, aplicamos a la tapa

una presión 6 veces mayor a la que está sometida?

3) ¿Qué sucede si en el recipiente anterior, la tapa solo sometida a la presión atmosférica, calentamos el

recipiente, aumentando su temperatura 5 veces respecto de la inicial?

En este punto damos por terminada la unidad inicial, donde solo hemos pretendido que se conozcan los

conceptos fundamentales que rigen el comportamiento de los agentes energéticos de la Neumática y de la

Hidráulica.

Desde este punto, el día de mañana si necesitan para estudios superiores y/o para el ámbito laboral,

pueden profundizar y entrar a calcular sección de cañerías y de componentes necesarios en los circuitos

Neumáticos o Hidráulicos, calcular fuerzas necesarias a aplicar, Presión necesaria del sistema y otros.

S1

S2 = 3*S1

Liquido F1

F2?



NEUMÁTICA: Comenzamos con el segundo cuadernillo, con los conceptos básicos de Neumática, vamos a aprender que

componentes hay, cuál es su función en los circuitos y cómo funcionan, como se conectan los componentes para

lograr que el circuito o sistema neumático haga el trabajo que necesitamos, el objetivo de este cuadernillo es exponer

y sentar las bases fundamentales necesarias de saber, para poder luego encarar ya la implementación de circuitos

con tecnología Neumática.

La Neumática es una tecnología de actualidad en la Industria, en pleno auge y de constante desarrollo.

Básicamente consiste en el uso de Aire Comprimido como agente energético, mediante el cual se mueven y hacen

funcionar componentes y mecanismos, se transforma la energía consiguiendo mediante elementos actuadores

efectuar un trabajo útil.

Esta tecnología tiene la ventaja de que la materia prima para la obtención del agente energético, es abundante y de

costo prácticamente nulo, ya que se trata del aire.

El AC no es explosivo, y los cambios de temperatura no afectan sus propiedades.

El AC es limpio, y no genera residuos, ya que para desecharlo se descomprime y se devuelve al medio ambiente.

Tiene el problema de que la expansión es ruidosa y molesta.

Todo lo mencionado en la unidad anterior, es de utilidad en esta materia, en esta tecnología, porque hasta presiones

de 12 Pa un gas se comporta como ideal, y en la industria se trabaja con presiones de 6 a 7 Pa.

Los elementos necesarios para desarrollar esta tecnología, se dividen en cinco grupos.

1. GENERADORES DE ENERGIA.

2. ELEMENTOS DE DISTRIBUCION DEL AC.

3. ELEMENTOS DE FUNCION.

4. ACTUADORES.

5. EQUIPOS DE CONTROL Y MANTENIMIENTO.

EL COMPRESOR: El generador de energía o de AC es el compresor. Consiste en un equipo que se compone de un motor eléctrico, que

al funcionar y mediante una polea acciona un volante que pone en funcionamiento un sistema de doble pistón de

dos tiempos. Cada pistón en un giro completo del volante, primero aspira aire mediante la apertura de la válvula de

admisión, luego se cierra dicha válvula y el aire se comprime al máximo hasta que se abre la válvula de escape y lo va

cargando en un mini tanque de reserva que es parte del mismo, los pistones trabajan alternados y en sincronía.

El compresor cuenta con un presostato, instrumento que sensa la presión interior del tanque, y determina cuando

cortar la energía del motor, (alcanzada la presión máxima de trabajo), y cuando accionarlo nuevamente, (una vez

que la presión baja del nivel mínimo del valor de trabajo).

AC significa Aire Comprimido



Compressor

Air serv ice unit

Símbolos de componentes:

Símbolos del compresor:

COMPRESOR COMPRESOR VARIABLE SIMBOLO SIMPLIFICADO

Forman parte de los componentes de generación, los tanques de reserva de gran capacidad, lo cual evita que el

compresor este en continuo funcionamiento. Estos tanques de reserva cuentan con un manómetro para controlar la

presión, una válvula de escape para evitar sobrepresiones y algún desagüe, (espita), para evitar acumulación de agua

por condensación.

SIMBOLO DEL TANQUE DE RESERVA

Como elemento final, antes del circuito, se incluye un sistema de control y mantenimiento, se cuenta con un

manómetro, un regulador de presión, un filtro, un condensador y un lubricador de aceite.

El filtro es para retener elementos suspendidos en el aire o transportados por la presión del mismo, material que

podría dañar a los elementos neumáticos, el condensador retiene la humedad del AC antes de que el mismo ingrese

al circuito, el lubricador: se inyecta aceite atomizado en muy pequeñas cantidades, que será transportado por el AC y

servirá de lubricante para las partes móviles internas de los elementos neumáticos.

SIMBOLO SIMBOLO

DETALLADO SIMPLIFICADO

Conductores: Para transportar el AC, es necesario contar con tubos conductores, que pueden ser tuberías

metálicas o de polietileno, son tuberías aptas para la presión de trabajo.

Variable compressor

Air pressure reserv oir

Air serv ice unit, simpl…

Los símbolos son la forma de representar un componente en el Plano. Es un dibujo normalizado básico pero que

no deja de tener todo lo necesario para indicar como funciona o la función que cumple el componente al que

representa

Compressed air supply



VALVULAS NEUMÁTICAS: Luego del sistema de generación, tenemos los elementos que componen el circuito Neumático, que son las válvulas

de distribución y de función.

Las válvulas de distribución tienen como función, distribuir el Aire en el circuito hacia la zona o elementos según la

necesidad del sistema o proceso.

Las válvulas de función, realizan alguna función especial, lógica, de tiempo, de almacenamiento, y otras, según la

necesidad del circuito.

VÁLVULAS DE DISTRIBUCION

Estas válvulas tienen por objeto, distribuir el aire en el circuito hacia un sector u otro. Para esto, internamente se

forman vías de paso del AC.

Las válvulas tienen un único orificio de entrada de AC, este orificio se conecta con alguna de las distintas salidas de

la válvula formando vías de paso del AC, el hecho de que podamos hacer que el AC que ingresa a la válvula por su

único orificio de entrada, salga por una u otra salida, nos permite dirigir el AC a donde sea necesario dentro del

circuito Neumático, por esto decimos que son elementos de Distribución.

Una válvula cuenta con dos o más posiciones, cada posición de una válvula tiene una configuración de vías

específica, (Las vías de paso de AC, siempre se forman entre el orificio de la única entrada de AC de la válvula y el

orificio de alguna de las salidas de la misma), esto es, una manera de conectar la entrada con la/las salida/s, de

manera de direccionar el AC hacia el sector o elemento que dispongamos.

Una válvula cuenta con un orificio de entrada, uno o dos de salida de aire comprimido, y la misma cantidad de

escape.

Nota: En la mayoría de los casos, la válvula de distribución tiene igual número de orificios

de salida que orificios de escape

Conceptos:

Llamamos salida de AC de una válvula, a los orificios donde el aire sale de la válvula y sigue en el sistema,

sigue siendo agente energético, sigue como AC.

Lamamos en cambio escape de la válvula, que también es una salida, a los orificios donde el aire sale de la

válvula y se entrega al medio ambiente, se expande y sale del sistema, deja de ser útil, deja de ser AC.

Resaltamos y reiteramos, las válvulas tienen una y solo una entrada, un único orificio de entrada de AC,

este orificio NUNCA, JAMAS será salida de AC.

Los orificios de escape de una Válvula, siempre, SIEMPRE están formando vía con algún orificio de salida, y

cuando esto sucede, SOLO CUANDO ESTO SUCEDE, el orificio que tiene la función de ser “salida”, al estar

conectado con un orificio de escape, actúa como orificio de entrada del AC que esta por desecharse del

sistema.

NORMA DE NUMERACION DE ORIFICIOS:

Los orificios de las válvulas de distribución se numeran según Norma, y el número asignado tiene un significado,

veamos:

La UNICA entrada, (que JAMAS será salida de AC), se numera con el Numero Uno, (1).

Las salidas, (recordemos que son salidas de AC), con numero pares a partir del 2, (2, 4, 6, etc.)

Los escapes, (salidas que eliminan del sistema al AC), con números impares iniciando del 3, (3, 5, 7, etc.)



Veamos cómo funciona interiormente una válvula de distribución:

En el dibujo aparece lo que llamamos un Comando de accionamiento o simplemente Accionamiento de la válvula,

elementos que estudiaremos más adelante, pero es un medio para mover al perno interno, cambiarlo de posición y

lograr la nueva disposición de las vías de conducción de AC.

Notar que en la posición llamada “de reposo”, (figura de la izquierda), el AC que ingresa por (1) no tiene forma de

continuar circulando por el sistema, porque el orificio está cerrado, (por la disposición constructiva de la válvula), y

notar también que existe una vía formada entre la salida (2) y el escape (3), vía disponible para eliminar el AC del

sistema.

Cuando la válvula es pulsada a través del accionamiento, (en este caso el pulsador), el perno interno cambia de

posición, y entonces se produce una nueva disposición de vías internas, ahora el orificio de ingreso de AC (1), está

conectado a la salida (2), y el escape simplemente se cierra.

Veamos otro ejemplo:

Como vemos, interiormente tenemos vías que

guían al AC, desde la entrada (1), hacia alguna de

las salidas, (2) o (4).

Notar que el AC está en color verde.

En el interior, tenemos un perno, de forma

especial, que cuenta con variaciones en su

sección, este perno es deslizable, de alguna

manera se desplaza en un sentido u otro.

Observemos que la sección mayor de este perno,

es tal que al cubrir una vía, no permite que AC

continúe circulando. Al desplazarse el perno,

observen que las secciones ampliadas son tales

que al despejar una vía permite que AC atraviese

le perno y circule.

El AC circula por 1-2 El AC circula por 1-4

Se puede ver que en la posición de reposo, entre la entrada (1) y la salida (2) existe una vía de circulación de AC, al

accionar la válvula y cambiar la posición el perno interno, la conformación de vías cambia, ahora hay una vía formada

entre la entrada (1) y la salida (4), hemos conseguido re dirigir el AC hacia otra parte del sistema o del circuito.

Ahora todo el problema consiste en lograr que este perno se desplace a voluntad.

Válvula con 3 orificios, la entrada, (1), la salida de AC, (2),

y el escape, (3).

Vemos en el interior hay un perno que cambia de

posición, y según la posición que ocupe, habilita el paso

de AC de 1-2, o habilita el escape de AC de 2-3.



DECIMOS QUE AL DESPLAZARSE EL PERNO CAMBIA DE POSICION LA VALVULA.

Vemos entonces que al desplazar el perno, se conectan los orificios, o se forman las vías de circulación del AC, de tal

manera que o el AC que ingresa por (1) saldrá por (2), o saldrá por (4).

Es decir, AL CAMBIAR DE POSICION LA VÁLVULA, logramos que el AC que ingresa por (1), o salga por (2) o salga por

(4).

Observen también que el diseño interior de la válvula es tal, que al cambiar de posición la misma, no solo queda

formada una vía de circulación y salida del AC, también queda automáticamente establecida una vía de escape.

La acción de CAMBIAR LA POSICIÓN de la válvula, se llama

ACCIONAMIENTO DE LA VÁLVULA, decimos que al accionar la

Válvula, esta cambia de posición.

REDEFINICION DE UNA VALVULA NEUMÁTICA – CONCEPTO FUNDAMENTAL:

Los accionamientos estudiaremos en breve, pero pueden ser de varios tipos, el actuador de una válvula son las vías

de paso del AC, cada posición de una válvula tiene una conformación diferente de vías.

POSICIONES DE LA VÁLVULA:

La válvula tendrá dos o tres posiciones, una sola pasiva o de reposo, y las otras potenciales o que se van a activar, (la

posición accionada).

La Posición de reposo, es aquella que la válvula tiene de forma natural, sin que haya sido accionada. En la posición de

reposo la válvula de alguna forma tendrá conectada su entrada.

Puede estar anulada, taponada.

Puede estar conectada o formando vía con una de las salidas.

Generalmente la posición de reposo es forzada mediante un resorte, el cual en algunas válvulas a la vez sirve como

accionamiento de retorno automático a esta posición, (ya volveremos a este punto más adelante).

La Posición Activa, es aquella que adquiere la válvula cuando ha sido accionada. Una válvula puede tener más de

una Posición activa.

PARA QUE LA VALVULA CAMBIE DE POSICION, HACEMOS USO DE LOS COMANDOS.

Los comandos o accionamientos son elementos externos a la válvula, pero que se acoplan a la misma, y que al

excitarlos, (al actuar sobre ellos), tenemos como resultado el ACCIONAMIENTO de la válvula, es decir, el cambio de

posición de la misma.

Los comandos entonces son necesarios para accionar una válvula, el resorte anteriormente mencionado, es un

comando y es automático.

Una Válvula es un dispositivo que cuenta con un accionamiento y un

actuador, de modo que al excitar el accionamiento provoca un cambio

de estado del actuador.



TIPOS DE COMANDO: Podemos clasificar los comandos, según como sean necesarios excitarlos, o según la tecnología con la que fueron

diseñados.

Aclaraciones:

Enclavamiento, significa que tiene retención, uno presiona el mando y este queda presionado, para

desactivarlo es necesario volver a presionar.

El resorte es un mando que se usa con doble fin, no solo retoma la posición anterior por permisión de la

acción del resorte, sino que lo hace de forma rápida, tan rápida como el resorte libera su energía para

retornar a su posición natural.

Pilotaje es un sinónimo de accionamiento o de comando, el pilotaje neumático se refiere a que es necesario

AC para accionar la Válvula.

El Pilotaje eléctrico, se explicara en detalle cuando demos electro Neumática, pero consta de una bobina

eléctrica, que al energizarse provoca el cambio de posición de la válvula.

SIMBOLO DE UNA VALVULA: Vamos a establecer la forma de dibujar una válvula, esta forma está normalizada, cada parte tiene un significado.

Vamos a reiterar muchos conceptos y a analizarlos teniendo como referencia al símbolo.

IMPORTANTE:

Todo lo que iremos desarrollando en la materia, es sencillo en la medida en que se entienda, se interprete lo básico,

el concepto.

Esto que estamos viendo, entender cómo funciona una válvula, saber que es un cambio de posición, saber cómo se

enumera cada orificio y que función cumple, es básico y fundamental para poder avanzar en la confección y el

entendimiento de los circuitos Neumáticos.

Este tema que vamos a iniciar, el estudio del símbolo normalizado de la válvula, también es básico y fundamental, de

modo que sugiero que presenten atención, interpreten lo que leen y estén seguros de haber entendido esto antes de

avanzar.

La válvula se dibuja por cuadrados, cada cuadrado es una posición, los cuadrados son consecutivos unos con otros.

Recordemos: La posición de una válvula establece la configuración de las vías internas, la manera de

conectar el orificio de entrada con el/los de salida.

Entonces, LAS POSICIONES QUE UNA VALVULA PUEDE TENER, MIRANDO SU SIMBOLO, ES LA CANTIDAD DE

CUADRADOS CONSECUTIVOS CON EL QUE EL MISMO CUENTA.



DOS POSICIONES TRES POSICIONES

Ahora atención los orificios, los orificios son guiones verticales que se posicionan en cada cuadrado:

En la parte inferior, van la entrada (1) y los escapes (3,5, … impares), (recordemos que el escape es salida de

Aire del sistema, sale al medio ambiente, se expande).

En la parte superior van las salidas de AC, (2,4, … pares), (recordemos que salida es cuando el AC sale de la

válvula pero sigue en el sistema).

La entrada de Aire, (1), siempre va a la izquierda si solo hay un escape, y va en el medio si hay un número

impar de escapes.

Cada posición tiene igual cantidad de orificios, que en realidad son los mismos, OJO CON ESTO, los

orificios se repiten en cada posición, y EN CADA POSICION CUMPLEN LA MISMA FUNCION, NO CAMBIAN DE

FUNCION POR ESTAR EN DISTINTAS POSICIONES.

Se enumeran los orificios SOLAMENTE en la posición de reposo, NUNCA EN LAS OTRAS POSICIONES. Esto

trae como colorario, RECONOCEMOS LA POSICION DE REPOSO PORQUE ES LA QUE TIENE NUMERADOS SUS

ORIFICIOS.

Notar como se corresponde la Numeración con la Norma establecida.

Notar como solo numeramos la posición de reposo, la posición o posiciones adyacentes a la de reposo, no están

numeradas, pero tienen igual cantidad de orificios.

NOMENCLATURA TÉCNICA DE LAS VÁLVULAS: Las válvulas se mencionan técnicamente de una manera Normalizada, que consiste en un numero fraccionario,

donde el numerador es la cantidad de orificios de la válvula, (solo de una posición), y el denominador es la cantidad

de Posiciones de la válvula.

Esto es: (NÚMERO DE ORIFICIOS) / (NÚMERO DE POSICIONES)

En los ejemplos anteriores, la primera válvula, la de la izquierda sería una 3/2 y la otra válvula, la del medio

una 4/2 y la de la derecha sería una 5/2.

VÍAS INTERIORES DE LA VÁLVULA:

Los orificios de una válvula están interconectados interiormente, en la posición de reposo con una configuración

definida, y en la/s posición/es activa/s con otra configuración. (Recordar que el orificio de entrada será entrada en

todas las posiciones, los de salida serán los mismos en las distintas posiciones y los de escape también)

Veamos algunos ejemplos concretos:

2

1 3

4 2

5

1

3

4 2

1 3 1



VALVULA 2/2 NC

VALVULA 3/2 NC

VALVULA 4/2 NA

VALVULA 5/2 NA

VALVULA 5/3 NA

Podemos ver que la forma de conectar los orificios y formar las vías, es mediante flechas. La dirección de las

mismas son indicación explicita de hacia dónde se dirige el aire al conformarse la vía.

CONDUCTORES: Los tubos de AC, representados por simples líneas, se conectan UNICAMENTE a los orificios de la

posición de reposo.

Repetición: LOS TUBOS DE AC, SE CONECTAN Y SOLAMENTE SE CONECTAN A LOS ORIFICIOS DE LA POSICION DE

REPOSO, NUNCA, JAMAS DEBEN CONECTAR UN CAÑO EN CUALQUIER POSICION ACTIVA.

Debe interpretarse que con los tubos dibujados, en reposo la válvula funcionará o no, sacara aire por alguna salida o

no, según como estén formadas las vías en dicha posición. Al accionar la válvula y cambiar esta de posición, los caños

dibujados quedan adonde están, y se reemplaza la posición de reposo por la posición activa de forma completa.

Veamos un ejemplo, con una válvula muy utilizada por nuestro curso, la 3/2 NC.

Notar que se han montado dos comandos, un resorte y un pulsador a rodillo.

LOS COMANDOS O ACCIONAMIENTOS, VAN MONTADOS EN LOS LATERALES DEL SIMBOLO.

UN COMANDO SIEMPRE ACCIONARA LA POSICION ADYACENTE AL MISMO, ES DECIR, LA POSICION QUE TIENE AL

LADO.

2

1

2

1 3

4 2

1 3

4 2

51

3

4 2

5

1

3

NOTAR QUE SE HAN AGREGADO LAS

SIGLAS “NA” y “NC”, SIGNIFICAN “NORMAL

ABIERTO” y “NORMAL CERRADO”, se

observa en la posición de reposo si hay una

vía formada entre el orificio de entrada y

alguna salida, se dice que la válvula esta

NORMAL ABIERTA, es decir, la vía está

formada y el aire pasa. Si no es así, se dice

que la válvula esta NORMAL CERRADA, es

decir, no hay vía formada, por ende no hay

circulación de AC.

Esta forma de nombrar la situación de las

vías en la posición de reposo, es análoga a

como se hace en hidráulica, donde si la

válvula está cerrada el líquido no fluye,

pero es contraria a la ELECTRONICA, donde

la electricidad fluye si el contacto está

cerrado.

2

1 3



2

1 3

2

1 3

A+

4 2

51

3

4 2

51

3

A+

Así, en la figura tenemos que la válvula 3/2 NC, tiene un resorte a la derecha y un pulsador a rodillo a la izquierda.

La posición de reposo es la que tiene los orificios numerados, y vemos que está firme a causa de la acción del

resorte.

Para cambiar de posición debemos presionar el pulsador, (con la mano por ejemplo), imprimiendo en el mismo una

fuerza mayor a la que ofrece el resorte, entonces la válvula cambiara de posición, es decir, la figura completa se

trasladará hacia la derecha, ocupando la posición activa el lugar donde antes estaba la posición de reposo, no se

moverán ni los números ni los tubos.

AL ACCIONAR EL MANDO DE LA VALVULA, LA POSICION ADYACENTE AL MISMO PASARA A SER ACTIVA, Y DEBE

IMAGINARSE QUE LOS CUADRADOS SE DESPLAZAN HACIA LA DERECHA JUNTOS, QUEDANDO LOS CAÑOS FIJOS,

COMO LOS ORIFICIOS SON IGUALES Y OCUPAN LA MISMA POSICION, FIJESE EN LA NUEVA CONFORMACION DE

VIAS CUANDO ESTO SUCEDE.

De nuevo:

NO ACCIONADA ACCIONADA

Cuando quitamos la presión sobre el mando de la Izquierda, (que acciona la posición adyacente al mismo), la energía

acumulada en el resorte, hace que la válvula retorne nuevamente a la posición anterior, la de reposo.

Así sucede con cualquier válvula de distribución, veamos un ejemplo más con otra válvula.

NO ACCIONADA ACCIONADA

La válvula de la derecha está accionada, si bien no

por la mano, el pulsador a rodillo está activado por

una superficie sólida. NOTAR QUE SE DESPLAZO EL

SIMBOLO DE LA VALVULA – NO ASI LOS NUMEROS Y

LOS TUBOS.

Notar que los orificios de la nueva posición siguen

cumpliendo la misma función y que la disposición

interna de las vías ha cambiado, permitiendo ahora

al aire fluir y pasar de la entrada (1) a la salida (2).

Aquí tenemos una Válvula 5/2 NA, en la posición de reposo el

aire que ingresa por el orificio (1), sale por defecto por el

orificio (2), el orifico (4) está dispuesto a sacar aire por (5),

(ver la figura de la izquierda), cuando la válvula cambia de

posición por el accionamiento del pulsador, la entrada (1)

forma vía con el orificio (4), y el orificio (2) está dispuesto a

sacar aire por (3).

Notar que al cambiar de posición, la válvula se desplazó hacia

la derecha, no así los caños y los números.

2

1 3

VÁLVULA ACCIONADA CON POSICIÓN CAMBIADA



ACTUADORES: Pasemos ahora a estudiar los actuadores, elementos del final del circuito Neumático, elementos que transforman la

energía de la presión del AC en energía mecánica; La energía mecánica se manifiesta como movimiento lineal o

rotativo.

Los actuadores que derivan en movimiento lineal son los Pistones, los actuadores que derivan en movimiento

rotativo son los motores neumáticos. (Un pistón también puede transmitir y derivar en un movimiento rotativo,

mediante una leva en el extremo del vástago, sino piensen en como giran las ruedas de un Tren)

En este curso solamente vamos a estudiar a los pistones.

Hay dos tipos de pistones, los de simple efecto y los de doble efecto.

SIMPLE EFECTO DOBLE EFECTO

PISTON DE SIMPLE EFECTO:

Cuenta con dos cámaras separadas por una tapa cilíndrica llamada “émbolo”.

Del émbolo se desprende un perno llamado “Vástago”.

La cámara anterior es la que recibe AC.

La cámara posterior cuenta con un resorte, solo contiene aire a presión atmosférica.

La presión de AC cuando ingresa a la cámara anterior, empuja y desplaza el émbolo sacando el Vástago, (la

presión del AC es superior a la resistencia del resorte).

Cuando la presión del AC desaparece, el resorte empuja al émbolo hacia adentro, arrastrando al vástago

también hacia adentro.

Ingreso

De AC

Cámara

Anterior

Émbolo Resorte

Vástago

Cámara

Posterior



Veamos un ejemplo, donde se acciona al vástago de simple efecto mediante una válvula 3/2 NC, pulsador

neumático.

Al dejar de accionar la válvula 3/2NC, el resorte de la misma provoca el inmediato cambio de posición nuevamente,

la válvula cambia a su posición de reposo. La presión del AC en la cámara anterior del pistón desaparece porque

queda formada una vía de escape a través de la válvula 3/2NC entre sus orificios 2-3, de modo que ahora el resorte

empuja con fuerza el émbolo y el vástago hacia el interior.

Repetición: El AC que queda en la cámara anterior, siente este empuje, y como la válvula 3/2NA en la posición de

reposo, (observen la figura de la izquierda), ofrece una conexión de escape entre el orificio (2) y el (3), el AC se

escapa al medio ambiente expandiéndose en cuanto sale de la válvula y del sistema.

IMPORTANTE:

A esta altura se han dado cuenta que es importante el cómo se dibujan las vías internas de la válvula, el sentido de

las flechas debe tener coherencia con su accionar en una u otra posición.

PISTON DE DOBLE EFECTO:

Cuenta con dos cámaras separadas por una tapa cilíndrica llamada “émbolo”.

Del émbolo se desprende un perno llamado “Vástago”.

La cámara anterior y la cámara posterior reciben AC.

2

1 3

3/2NA

P A

C

2

1 3

3/2NA

P A

C

El Pulsador Neumático 3/2NC no

está accionado, por lo que el AC

llega al orificio de entrada (1), y

allí muere. (Ver línea azul)

La cámara posterior del Pistón

está conectada al orificio de

salida (2) de la válvula, el

resorte mantiene al émbolo y al

vástago, totalmente

introducidos.

Se ha accionado a la válvula

3/2NC, y esta ha cambiado de

posición, se desplazó su figura a

la derecha, (no así los caños y

los números), dejando ahora

formada la vía 1-2, (entrada –

salida), de modo que el AC fluye

e ingresa a la cámara anterior

del Pistón, empujando y

desplazando al émbolo y al

vástago hacia afuera.

Entrada/Salida de AC

Cámara

Anterior

Émbolo

Vástago

Cámara

Posterior

Compresor

conectado en

(1)

3/2NC 3/2NC



Tenemos ahora dos entradas de AC, que trabajan de forma alternada y sincronizada, esto es, cuando una es entrada

de AC la otra será salida de AC, de esta manera:

Cuando ingresamos AC por el orificio de la cámara anterior, el orificio de la cámara posterior será de salida,

el AC de la cámara anterior empuja el émbolo y el vástago se desplaza hacia afuera hasta el tope.

Cuando ingresamos AC por el orificio de la cámara posterior, debemos en ese instante hacer que el orificio

de la cámara anterior sea de salida, el AC de la cámara posterior empuja el émbolo y desplaza el vástago

hacia el interior hasta el tope.

Veamos un ejemplo donde se acciona un pistón de doble efecto con dos pulsadores neumáticos, 3/2NC cada uno.

Observemos como hemos hecho la conexión en el circuito.

Los Tubos se conectan a los orificios de la posición de reposo de

las válvulas de distribución, la posición de reposo es aquella que

tiene sus orificios numerados.

Observen las vías en las válvulas 3/2NC en ambas posiciones, en

primera instancia, sin ningún comando presionado, ambas

válvulas están en la posición de reposo, el AC muere en el

orificio (1) que esta taponado, la vía está cerrada.

2

1 33/2NA

P A

C

v 1 2

1 33/2NA

v 2

2

1 33/2NA

P A

C

v 1 2

1 33/2NA

v 2

Ahora hemos accionado el mando de la válvula 3/2NC llamada

v1, provocando el cambio de posición de la misma.

Notemos que la válvula se ha desplazado hacia la derecha, no se

han movido ni los tubos ni los números, y ahora se activa la

posición adyacente al mando, la cual forma una vía de

circulación de AC entre los orificios 1-2.

La salida (2) de la válvula v1 está conectada a la cámara anterior

del Pistón de doble efecto, por lo que el AC empuja el vástago

hacia afuera al chocar contra el émbolo. El Aire que pudiese

haber en la cámara posterior, se escapa por la vía 2-3 de v2.

Compresor

conectado en

(1)

Compresor

conectado en

(1)

3/2NC 3/2NC

3/2NC 3/2NC



Si prestamos atención a los conceptos básicos, el cómo funciona una válvula, su numeración y su

significado, qué es el cambio de posición y qué posición activa siempre un comando, en adelante

la confección de circuitos será más sencilla.

Cuando no se sabe lo básico, no se lo interpreta, (no deben estudiar de memoria, deben interpretarlo, razonarlo),

se entienden mal las consignas de los procesos que se solicitan, se implementa mal el circuito o se elabora uno que

no funciona según lo que se necesita.

Es fundamental atender y entender lo básico, como funciona una válvula y que significa cada parte.

Reiteremos algunos puntos fundamentales, a tener en cuenta sobre el símbolo de una válvula:

1. Solo se enumeran los orificios de la posición de reposo.

2. Las restantes posiciones tienen exactamente los mismos orificios, no se los enumera ni se los encaña, (no

conectar JAMAS tubos en las posiciones que no son de reposo).

3. Los orificios de las restantes posiciones distintas a la de reposo, tienen la misma función, PORQUE SON EL

MISMO ORIFICIO.

4. ESTO ULTIMO ES PORQUE FISICAMENTE EL CUERPO DE LA VALVULA, LA VALVULA REAL, TIENEN SOLO UN

JUEGO DE ORIFICIOS, E INTERIORMENTE EL CAMBIO DE POSICION SE DA PORQUE SE DESPLAZA UN PERNO

DE SECCION VARIABLE.

5. Los tubos, UNICAMENTE se conectan en la posición de reposo, JAMAS CONECTAR UN TUBO EN UN ORIFICIO

DE ALGUNA POSICION QUE NO SEA LA DE REPOSO.

6. Los comandos Accionan la Válvula, provocan el cambio de posición.

7. Los Comandos se dibujan en los laterales de las válvulas.

8. Un comando activa siempre la posición adyacente al mismo, (la que está al lado).

Disculpen que sea reiterativo, pero es innumerable las veces que cometen los errores que acá se advierten, aunque

se repitan los conceptos cientos de veces en clase. Recomiendo que vuelvan a leer atentamente este apartado.

En este punto damos por terminado este segundo cuadernillo, ya que los temas desarrollados en el

mismo son fundamentales para seguir adelante con la materia. FUNDAMENTALES y NECESARIOS.

Sugiero leer y releer prestando especial atención a los detalles.

Ahora hemos accionado el mando de la válvula 3/2NC llamada

v2, provocando el cambio de posición de la misma.

Notemos que la válvula se ha desplazado hacia la derecha, no se

han movido ni los tubos ni los números, y ahora se activa la

posición adyacente al mando, la cual forma una vía de

circulación de AC entre los orificios 1-2.

La salida (2) de la válvula v2 está conectada a la cámara

posterior del Pistón de doble efecto, por lo que el AC empuja el

vástago hacia adentro al chocar contra el émbolo. El Aire que

pudiese haber en la cámara anterior, se escapa por la vía 2-3 de

v1.

2

1 33/2NA

P A

C

v 1 2

1 33/2NA

v 2

Compresor

conectado en

(1)

3/2NC 3/2NC



CUESTIONARIO DE AYUDA

¿Por qué se dice que los circuitos Neumáticos son “limpios”?

¿Cuál es el agente energético utilizado en Neumática?

¿Qué es una Válvula Neumática de distribución?, ¿Cómo la definiría?

¿Qué función cumple una válvula de distribución, cual es el objetivo de la misma?

¿Cómo es el funcionamiento interno de una válvula de distribución? , ¿qué sucede interiormente para que la

válvula cumple su objetivo?

¿Qué son las posiciones de una válvula?

¿Qué son las vías de una válvula?

¿Qué tipos de orificios tiene una válvula?, ¿Qué función cumplen los distintos tipos de orificios?

¿Cómo se numeran o nombran por Norma los orificios de una válvula?

¿Qué son los accionamientos?

¿Qué tipos de accionamientos conoce?

¿Qué sucede cuando accionamos la válvula?

Dar la definición conceptual fundamental de Válvula.

¿Cuantas posiciones puede tener una válvula? , ¿Cómo se llaman? , ¿Por qué?

¿Cómo se nombra técnicamente a una válvula? , explicar el significado de esta nomenclatura.

¿Cómo es el símbolo de una válvula?, explíquelo en detalle.

¿Qué es un Pistón?, ¿Qué función cumple?

¿Cuantos tipos de pistones hemos desarrollado?, detalle cada uno.

Explicar cómo funciona un Pistón de simple efecto, y uno de doble efecto.



NEUMÁTICA – CIRCUITOS ELEMENTALES En este tercer cuadernillo de la Materia, y aun tratando solo la tecnología Neumática, encaramos los circuitos

Neumáticos básicos, con el fin de comprender cabalmente cómo interactúan los distintos componentes de esta

tecnología, para conformar sistemas Neumáticos que realicen aquello que necesitamos ya sea en la Industria o el

Automóvil.

Es fundamental que para poder iniciar este cuadernillo, sepan fehacientemente el cuadernillo N°2, eso es condición

más que necesaria, porque en el cuadernillo anterior están los conceptos básicos y necesarios, y saberlos hará que la

transición de este escalón de dificultad sea muy sencilla y hasta agradable.

Estudiando este cuadernillo, podremos comenzar con las prácticas en el tablero didáctico de Neumática, donde se

podrá montar los circuitos que aquí trataremos y “ver” cómo funcionan.

NORMAS PARA CONFECCIONAR UN PLANO NEUMATICO O HIDRAULICO La Norma para la confección de un Plano con estas tecnologías, hacen referencia al modo de ubicar los distintos

componentes del circuito, con el fin de lograr un plano funcional, prolijo, fácil de entender y de estudiar.

El Plano de un circuito con estas tecnologías, la ubicación de los componentes en el plano, no tiene absolutamente

nada que ver con el montaje de los mismos en la Industria o en el automóvil, con el montaje físico.

En el plano, a los componentes se los ubica de cierta forma solo para que los caños de conexión estén prolijamente

distribuidos, para que se entienda como funciona el circuito.

Sin embargo, y aunque la ubicación de los componentes no se corresponden entre el plano y la realidad física, es lo

mismo lo que se ve en el Plano con lo que ve en el montaje físico, en cuanto al funcionamiento del circuito, porque

lo importante es cómo están conectados estos componentes, es decir los caños, de donde salen y hacia dónde van,

eso es lo que no cambia, y lo que debe ser igual.



4 2

5

1

3

2

1 3

FC1

2

1 3

FC2

P A

V b

FC1 FC2

2

1 3Varr

DISPOSICION NORMALIZADA DE LOS COMPONENTES EN UN PLANO NEUMÁTICO:

Esta es la forma de ubicar los elementos componentes de un circuito neumático, (o Hidráulico), en un Plano.

Ejemplo:

NOTA IMPORTANTE: NO INTERESA EN EL CIRCUITO DE LA FIGURA, COMO FUNCIONA EL MISMO O PORQUE ESTAN

DE ESTA MANERA INTERCONECTADOS LOS COMPONENTES. SOLO SE DA LA FIGURA CON EL FIN DE QUE OBSERVEN

DONDE SE COLOCAN LOS DISTINTOS COMPONENTES SEGÚN LA NORMA RECIEN APRENDIDA, SI PUEDEN

OBSERVAR COMO SE RESPETA TODO LO APRENDIDO EN EL CUADERNILLO N°2.

ACTUADORES

VÁLVULAS DE

FUNCIÓN

VÁLVULAS DE

DISTRIBUCIÓN

GENERADORES DE

ENERGÍA, CONTROL

Y MANTENIMIENTO

1 1

2

1 1

2

1

2

3

100%4 2

5

1

3

2

1 3

4 2

5

1

3

ACTUADOR

VÁLVULA DE FUNCIÓN

VÁLVULAS DE DISTRIBUCIÓN

GENERADORES DE ENERGÍA, CONTROL Y

MANTENIMIENTO



REPASO:

CIRCUITOS ELEMENTALES CON PISTONES DE SIMPLE EFECTO:

Repasemos el pistón de simple efecto, se llama de simple efecto porque solo realiza trabajo cuando saca el vástago,

(cuando el AC mueve el vástago), el retorno es a través de la liberación de energía del resorte interno.

Una manera simple de ver cómo podemos controlar de manera “directa” un Pistón de simple efecto, es hacerlo

mediante una válvula 3/2NC con accionamiento a pulsador.

El circuito de la figura muestra esta situación.

En el circuito de la derecha, hemos pulsado el comando de la 3/2NC, de modo que esta ha cambiado de

posición por la excitación del accionamiento.

Ahora la 3/2 tiene la entrada (1) formando una vía con la salida (2), de modo que el AC la atraviesa e ingresa

a la cámara posterior del Pistón.

El AC en el pistón, empuja el émbolo, vence la resistencia del resorte, y saca el vástago totalmente hacia

afuera.

La 3/2 tiene como accionamiento de la posición de reposo un resorte, cuya resistencia es vencida por

nosotros, mientras presionamos el pulsador del accionamiento que provocó el cambio de posición de la

válvula.

En el momento que dejemos de presionar este accionamiento, el resorte de la 3/2 hará que está

nuevamente cambie de posición a la de reposo donde la entrada (1) está cerrada, y la salida (2) ahora es

entrada que forma una vía con el escape (3).

El resorte del Pistón no encuentra ya resistencia, ya no hay AC contenido en la cámara anterior, porque en

cuanto el resorte del pistón intente empujar al vástago hacia adentro, el AC de la cámara anterior encuentra

un escape al medio ambiente mediante la vía (2-3) de escape de la 3/2.

Entonces, al dejar de presionar el pulsador de comando de la 3/2, el circuito vuelve a estar como el de la

izquierda.

Imagen de un

Pistón simple

efecto real.

En el circuito de la Izquierda, tenemos que el Pistón se

alimenta de AC mediante la 3/2NC, esta tiene como

comando o accionamiento un pulsador, el

accionamiento es manual, en la posición de reposo la

entrada (1) está cerrada, por esto es NC, de modo que

el AC no atraviesa la 3/2NC y no llega al pistón. El Pistón

por efecto del resorte interno, permanece con el

vástago adentro.



CIRCUITOS ELEMENTALES CON PISTONES DE DOBLE EFECTO:

Se llama de doble efecto porque realiza trabajo cuando saca y cuando introduce el vástago, (cuando el AC mueve el

vástago)

Veamos el circuito para controlar de manera “directa” un Pistón de doble efecto, mediante dos válvulas 3/2NC con

accionamiento a pulsador.

Análisis de las Situaciones del circuito de la figura:

En la situación 1 del circuito, tenemos al Pistón PA de doble efecto, controlado por dos válvulas

3/2NC con pulsador manual.

La 3/2 VA+ controla la salida del vástago, la 3/2 VA- controla la entrada del vástago.

En la situación 2 del circuito, presionamos sobre el pulsador de VA+, lo que provoca el cambio de

posición de dicha válvula.

En la nueva posición de VA+, la entrada (1) forma una vía de paso con la salida (2)

El AC atraviesa ahora la válvula e ingresa a la cámara anterior de PA, lo que provoca el empuje del

émbolo y la salida del vástago.

El aire, comprimido o no, que pudiese haber en la cámara posterior, es desplazado por el émbolo, y

encuentra una salida afuera del sistema por la vía (2-3) de escape de VA-.

Si soltamos el pulsador de accionamiento de VA+, PA permanecerá con el vástago afuera, pero sin

fuerza que lo mantenga firme en esa posición.

En la situación 3 del circuito, presionamos ahora el pulsador del accionamiento de VA-, provocando

el cambio de posición de esta válvula.

Al cambiar de posición la 3/2 VA-, se forma la vía (1-2) en la misma permitiendo que el AC la

atraviese e impacte en la cámara posterior de PA.

El AC empuja el émbolo hacia adentro de PA, el AC que permanecía en la cámara anterior, encuentra

una vía de escape por (2-3) de VA+.

Imagen de un

Pistón doble

efecto real.

2

1 3

2

1 3

C 1

3/2NC3/2NC

P A

V A+ V A- 2

1 3

2

1 3

C 1

3/2NC3/2NC

P A

V A+ V A- 2

1 3

2

1 3

C 1

3/2NC3/2NC

P A

V A+ V A-

Situación 1 Situación 2 Situación 3



EL PROBLEMA DEL CONTROL DIRECTO:

Si prestan atención a la descripción recién detallada, de las tres situaciones que tenemos para manejar a PA, hemos

resaltado en rojo el hecho dado en la situación 2:

Si soltamos el pulsador de accionamiento de VA+, PA permanecerá con el vástago afuera, pero sin fuerza

que lo mantenga firme en esa posición.

Notemos que en esta situación, el pistón está con el vástago afuera, porque hace un instante el AC lo ha empujado

hacia afuera a través de la vía 1-2 de VA+.

Cuando dejamos de accionar la mencionada válvula, y esta regresa a su posición de reposo le ofrece al AC de la

cámara anterior de PA una vía de escape a través de la vía 2-3 de VA+, el Pistón se encuentra en una situación de

vulnerabilidad, en el sentido que cualquier agente externo que aplique una fuerza superior a la que ofrece la

resistencia de la vía de escape 2-3 de VA+, hará que el vástago se desplace hacia adentro de PA.

En un proceso, o si el pistón es parte de un sistema donde cualquier vibración pueda aplicar esta fuerza, hará que el

vástago del pistón entre. Lo mismo si en el sistema el vástago debe mantener la posición de alguna pieza, cualquier

vibración puede hacer que el vástago se introduzca en PA.

Para solucionar esto, usamos un control Indirecto del Pistón, a través de una válvula intermedia llamada Biestable.

Volveremos a este tema y la solución cuando hayamos desarrollado algunas Válvulas de Función.

VÁLVULAS DE FUNCION: Las válvulas de función son válvulas que al conectarse a un circuito, actúan de cierta manera, responden a un

algoritmo o forma especial de funcionamiento, o a alguna lógica. Las hay de muchos tipos, y que manejan varias

variables, pero las que nos interesan fundamentalmente en este curso, son las válvulas lógicas AND y OR.

Las lógicas AND y OR se dan en profundidad en Técnicas Digitales, pero en realidad se aplican a todas las

Tecnologías, y no es más que aplicar el concepto de conexión serie, (AND) y de conexión en paralelo, (OR).

LOGICA AND

Vamos a analizarlo con un circuito hidráulico, pero de agua, para tener una rápida y efectiva visión y comprensión de

estas lógicas.

Supongamos que pasamos el agua de un tanque superior a otro inferior, de las sgte. Manera:

Pasando ahora a Neumática, veamos cómo se aplica esto: Tenemos la situación, de que un actuador, (Pistón),

funcionará cuando dos válvulas neumáticas accionadas con pulsador, (válvulas 3/2NC), se activen, y según la lógica

AND, (Y), solamente habrá AC disponible para el Pistón, cuando presionemos v1 Y v2.

V1

Llave de agua

V2

Llave de agua

¿Cómo deben estar v1 y v2 para que el agua baje desde TK1 a TK2?

Implementemos una forma de saber el estado de los componentes:

V1/2 = 1, la válvula está abierta. / v1/2 = 0, la válvula está cerrada.

La Salida = 1, Sale agua. / La Salida = 0, No sale agua.

Entonces analizamos:

V1 V2 Salida

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

TKe1

TKe2

Vemos que solo habrá agua en la Salida, cuando

ambas llaves estén abiertas. Esta conexión se

llama “en serie”, la lógica AND en este caso se

lee, Habrá agua en la salida cuando v1 Y v2

estén abiertas.



La lógica AND se utiliza mucho en la Industria por cuestiones de seguridad, por ejemplo el circuito de la figura

anterior, se aplica a una prensa Neumática operada por un operario, el operario esta todo el día agarrando de una

mesa las planchuelas y colocándolas con sus manos en la base pre moldeada donde está la prensa, luego debe

presionar un pulsador neumático que debería provocar el impacto de la prensa cuando el pistón baja de golpe, luego

suelta el pulsador, la prensa sube y el operario retira y deja la pieza moldeada en otra mesa. Así repetidamente por

horas, es riesgoso que en un olvido, deje su mano sobre la chapa al momento de dar la orden de que la prensa

impacte, lo que provocaría un serio accidente.

Para hacer segura esta operación, se colocan dos pulsadores en serie, con lógica AND, distanciados de tal forma que

el operario deba presionar un pulsador con cada mano, obligando así a que jamás se olvide la mano debajo de la

prensa.

VALVULA DE FUNCIÓN AND:

En Neumática existen válvulas de función, que cumplen la misma “función” que las dos válvulas 3/2NC conectadas

en serie, se llama válvula AND, y tiene por símbolo a:

El símbolo de la válvula refleja de forma precisa como funciona esta Válvula.

Vemos que tiene dos entradas, orificios (1) y una salida, (2).

En el interior tiene tres cámaras, dos laterales y una central, y tiene un vástago móvil, con dos émbolos.

Si solo llega AC a la entrada (1) de la izquierda por ejemplo, la presión del aire, desplaza al vástago, hasta que el

émbolo hace tope con las paredes de la cámara lateral izquierda que hace límite con la cámara central.

El émbolo en esta posición sella el paso de AC desde la cámara lateral izquierda hacia la central, y no tenemos AC en

la salida (2).

Lo mismo sucede si solo llega aire por la entrada (1) de la derecha, el vástago se desplaza y el embolo sella el paso de

AC desde la cámara lateral derecha hacia la central.

2

1 3

3/2NA

P A

C

v 12

1 3

3/2NA

v 2

Aquí podemos ver como v1 y v2, están conectadas según la lógica AND, (Y).

A esta conexión se la llama en serie, y es perfectamente posible realizarla en

neumática.

Notar que si presionamos solo v2, la válvula se desplazará hacia la derecha, (no así

los tubos y los números), a la posición adyacente al pulsador, donde está formada la

vía 1-2, el aire pasa, pero muere en el orificio (1) de v1.

Lo mismo si solo presionamos v1, no tiene sentido, ya que de arranque no hay aire

en su orificio de entrada (1).

Solo cuando se presionan los dos pulsadores neumáticos, (válvulas 3/2NC), el aire

fluye e impacta en la cámara anterior del Pistón de simple efecto, provocando la

salida del vástago.

Decimos: “El Pistón recibe AC solo cuando presionamos v1 Y v2”.

1 1

2

3/2NC

3/2NC



Únicamente si ingresa AC por ambas entradas (1) a la vez, el vástago queda en una posición intermedia sin que

ningún émbolo tape los accesos desde las cámaras laterales hacia la cámara central, de modo que el AC llega a la

salida (2).

Accionamiento de v1 solamente Accionamiento de v2 solamente

2

1 33/2NA

P A

C

v 12

1 33/2NA

v 2

1 1

2

2

1 33/2NA

P A

C

v 12

1 33/2NA

v 2

1 1

2

Vemos que al presionar ambos pulsadores Neumáticos,

válvulas 3/2NC, el aire llega a ambas entradas de la AND, y el

aire sale por su salida hacia el pistón, accionándolo.

Siempre observar cómo se numeran SOLO los orificios de la

posición de reposo, y como se conectan los caños solo a los

orificios de la posición de reposo.

Se dice que el Pistón saca su Vástago solo si se accionan

v1 Y v2.

2

1 33/2NA

P A

C

v 12

1 33/2NA

v 2

1 1

2

3/2NC 3/2NC

3/2NC 3/2NC

3/2NC 3/2NC



REITERACIÓN – funcionamiento de la válvula AND:

Observar el dibujo a medida que leemos.

Vemos que tiene dos entradas, orificios (1 y 3) y una salida, (2).

En el interior tiene tres cámaras, dos laterales y una central, y tiene un vástago móvil, con dos émbolos.

Si solo llega AC a la entrada (1) de la izquierda por ejemplo, la presión del aire, desplaza al vástago, hasta que el

émbolo hace tope con las paredes de la cámara lateral izquierda que hace límite con la cámara central.

El émbolo en esta posición sella el paso de AC desde la cámara lateral izquierda hacia la central, y no tenemos AC en

la salida (2) – (figura de la izquierda).

Lo mismo sucede si solo llega aire por la entrada (3) de la derecha, el vástago se desplaza y el embolo sella el paso de

AC desde la cámara lateral derecha hacia la central.

Únicamente si ingresa AC por ambas entradas (1) a la vez, el vástago queda en una posición intermedia sin que

ningún émbolo tape los accesos desde las cámaras laterales hacia la cámara central, de modo que el AC llega a la

salida (2) – (figura de la derecha).

LOGICA OR:

Volvamos a analizar la situación de los tanques de Agua, ahora supongamos que alimentamos al Tanque inferior con

el circuito de la figura.

Pasando ahora a Neumática, veamos cómo se aplica esto: conectamos ambas válvulas en paralelo, a ver qué sucede.

V2

TKe1

TKe2

V1

¿Cómo deben estar v1 y v2 para que el agua baje desde TK1 a TK2?

Implementemos una forma de saber el estado de los componentes:

V1/2 = 1, la válvula está abierta. / V1/2 = 0, la válvula está cerrada.

La Salida = 1, Sale agua. / La Salida = 0, No sale agua.

Entonces analizamos:

V1 V2 Salida

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

Vemos que habrá agua en la Salida cuando

cualquiera de las llaves esté abierta. Basta que

una sola llave este en 1, y el agua fluye, Habrá

agua en la salida cuando v1 O v2 esté abierta.

Tenemos las dos válvulas v1 y v2 en paralelo.

Parecería que esto funciona, acciono v1, el aire pasa y acciona

al pistón, o presiono v2 y el aire pasa y acciona el pistón, ¡PERO

NO!

Este circuito NO FUNCIONA, porque cuando accionamos una

de las válvulas, supongamos v1, la otra válvula, v2, está en su

posición de reposo, posición en la cual la salida (2) está

formando vía de escape con el orificio (3), y la presión del AC,

es suficiente para que el AC escape por la vía 2-3 de v2.

En esta situación, con esta tecnología, la configuración

presentada en el circuito de la figura, ESTA MAL CONECTADA.

NO FUNCIONA.

2

1 3

2

1 3

v 1v 2

3/2NA3/2NA

P A

C

3/2NC 3/2NC



En Neumática, es necesario utilizar la válvula OR para implementar la lógica OR.

VÁLVULA DE FUNCIÓN OR:

En este caso, el símbolo también es bastante gráfico de cómo funciona físicamente una válvula de función OR, tiene

dos entradas, y en interior tiene una “pelotita” como la que se ve en el símbolo, una pelotita o bolita que tiene

libertad de movimiento.

Fíjense, cuando ingresa AC en cualquiera de sus entradas, por ejemplo la entrada de la izquierda, la presión del AC

desplaza la pelotita hacia la derecha y tapa dicha entrada, (la de la derecha), evitando que el AC salga por allí, y

permitiendo que sí lo haga por la salida (2).

Lo mismo pasa si ingresa AC por la entrada de la derecha, la presión de aire desplaza la bolita que termina tapando la

entrada de la izquierda, permitiendo que sí salga el AC por la salida (2).

VISTA GRAFICA DEL FUNCIONAMIENTO

INTERNO DE UNA VÁLVULA OR.

1 1

2

2

1 3

2

1 3

v 1 v 2

3/2NA 3/2NA

P A

C

1 1

2

O R

CIRCUITO-1 CIRCUITO-2

2

1 3

2

1 3

v 1 v 2

3/2NA 3/2NA

P A

C

1 1

2

O R

Vemos en la secuencia de los tres circuitos, las situaciones y modo de funcionar de la válvula OR, como con solo

presionar uno de los pulsadores neumáticos, (válvulas 3/2NA), el AC llega al pistón y no “ve” la vía de escape.

Se dice que el Pistón saca su vástago, si se acciona v1 O v2.

IMPORTANTE: Nuevamente observar lo más importante del circuito, lo básico, como están numerados los orificios

de las 3/2, que cuando una válvula 3/2 cambia de posición, se desplaza el rectángulo, no los números y no los

caños. Que todas las posiciones tienen igual cantidad de orificios, y que siempre los orificios cumplen la misma

función, no importa en qué posición se considere.

Comenzar a observar y a aprender cómo se forman las vías en las distintas posiciones, el sentido de las flechas.

Son solo 3 tipos de válvulas que vamos a usar, no es mucho, analicen el porqué de los sentidos de las flechas.

CIRCUITO-3

3/2NC 3/2NC 3/2NC 3/2NC

2

1 3

2

1 3

v 1 v 2

3/2NA 3/2NA

P A

C

1 1

2

O R

3/2NC 3/2NC



4 2

1 3

VALVULA UNIDIRECCIONAL:

También conocida como válvula anti retorno, funciona de modo tal que el AC solo puede circular en un sentido.

Cuando el AC circula de izquierda a derecha, la presión del AC es mayor a la

resistencia del resorte, la bolita se desplaza y el AC circula.

Cuando el AC ingresa por la derecha, la presión del AC solo ayuda a la fuerza

del resorte a presionar la bolita y taponar la salida, por lo que AC no circula.

VALVULA REGULADORA O EXTRANGULADORA UNIDIRECCIONAL:

Cuando el aire circula de izquierda a derecha, la bolita cede y el AC pasa la

válvula con el 100% de la presión.

Cuando el sentido de circulación es de derecha a izquierda, el AC se ve

obligado a pasar por el conducto regulado, según la regulación establecida

pasara con un % de presión menor al 100%, por ejemplo 30%, 50%, 70%.

PROBLEMAS - CIRCUITOS NEUMATICOS CON ACTUADORES:

1. Enumerar los tipos de accionamiento de una válvula y explicar cómo funcionan.

2. Representa gráficamente los cilindros de simple y doble efecto, y explica brevemente su funcionamiento.

3. Explica las características de esta válvula:

4. Representa simbólicamente una válvula 2/2 NC con mando por rodillo y retorno por muelle.

5. A partir de la secuencia de figuras, describe el funcionamiento de la válvula 3/2.

6. Explica las características de las válvulas aquí representadas:

4 2

5

1

3

2

1 3



7. Indica el número de vías y posiciones, el accionamiento y el retorno de la válvula que aparece representada a

continuación.

8. Nombrar las siguientes válvulas y explicar detalladamente cómo funcionan.

9. Implementar el circuito neumático, donde accionamos un Pistón de simple efecto mediante válvulas

pulsadoras 3/2NC, según cada una de las sgtes., situaciones:

a. El Pistón se acciona con V1 o V2

b. El Pistón se acciona con V1 y V2

c. El Pistón se acciona con V1 o con V2 y V3

d. El pistón se acciona con V1 y V2 o V3

e. El pistón se acciona con V1 y V2 o con V3 y V4

A modo de ayuda, vamos a desarrollar el circuito solicitado en 3.e.

2

1

4 2

1 3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

2

1 3

2

1 3

2

1 3

2

1 3

2

1 3

2

1 3

1 1

2

1 1

2

1 1

2

C 1

V 1 V 3 V 4V 2

V 5 V 6

V 7

P A

3/2NA 3/2NA 3/2NA3/2NA

O R

A NDA ND

4 2

1

14

5 3



Vamos a comentar y hacer notar algunos detalles, (observar el circuito mientras se lee).

Es importante resaltar lo aprendido en el Cuadernillo N°2, como se colocan los elementos en el plano neumático,

abajo y primero el generador de AC, luego las válvulas de distribución, en este caso las válvulas con pulsador 3/2NA

que harán llegar el AC al pistón según lo permitan o no la lógica y disposición de las válvulas de función.

Inmediatamente arriba están las válvulas de función, AND y OR y finalmente el actuador PA.

Deben analizar la lógica que funciona según lo solicitado en el punto 9.e, si presionamos V1 y V2, ambos presionados

juntos, el AC pasa a través de la OR y pasa al pistón. También llegará AC al pistón si presionamos V3 y V4, ambos

juntos.

Notar que el compresor se conecta solo a la entrada 1 de cada válvula y algo nuevo que aquí empezamos a aplicar.

Lo caños o tubos de conexión que son de accionamiento neumático, (mandos neumáticos), se dibujan con líneas de

puntos.

10. El puesto de operación de una prensa estampadora trabaja del sgte. Modo:

El operario debe colocar la pieza a estampar bajo la prensa, la cual consiste en un pistón que desciende

de golpe y con fuerza medida cuando el operario presiona un pulsador neumático. Al soltar el pulsador

neumático, la prensa retorna a su lugar de espera.

Se pide implementar este circuito neumático atendiendo a que por seguridad del operario, este deba

usar las dos manos y abiertas para activar la prensa, debiendo presionar dos pulsadores a la vez para

activar la prensa. La prensa no debe funcionar si solo se presiona un pulsador neumático. (usar válvulas

de función).

11. Diseña un circuito neumático para controlar, mediante un pulsador, el ascenso y el descenso de la cabina del

siguiente ascensor.

12. Un trolebús tiene un sistema neumático de apertura de puertas. Lo hace mediante un pistón de simple

efecto, que al introducir el vástago abre las puertas, y en la posición de reposo, el resorte del pistón

mantiene el vástago afuera y las puertas cerradas.

El sistema funciona del sgte. Modo:

a. La puerta se abre cuando el chofer acciona una palanca neumática de

Apertura, pero:

b. Debe también estar accionado el freno de mano, así solo se podrá abrir con el bus parado.



2

1 33/2NA

v 1

c. El sistema tiene en el exterior, una palanca de seguridad por si los accionamientos internos fallan y la

puerta queda cerrada, mediante esta palanca externa se abre directamente la puerta.

Implementar el circuito neumático que funcione cumpliendo con estas condiciones.

13. Para el circuito neumático de la figura, se pide:

a. Explicar el funcionamiento del circuito.

b. Nombrar y describir los componentes del circuito

VALVULAS BIESTABLES:

Las válvulas vistas hasta ahora son MONOESTABLES, es decir, tienen una posición fija, MONO de una, única y

ESTABLE de estabilidad de la posición.

La única posición estable de estas válvulas es la de reposo, notemos por ejemplo el pulsador neumático 3/2NC:

Cuando pulsamos el accionamiento, la válvula cambia de posición, pero este cambio es momentáneo, permanecerá

mientras se mantenga presionado el accionamiento, cuando retiro la fuerza de presión del accionamiento, (que hago

con el dedo encima), la válvula regresa, (por acción del resorte), instantáneamente a su posición estable, que es la

de reposo.

Una válvula BIESTABLE cuenta con dos posiciones estables, al provocar el cambio de posición de la válvula por la

actuación del accionamiento, esta queda fija en la nueva posición, por más que el accionamiento deje de actuar, y

solo volverá a cambiar de posición, si accionamos el mando de la otra posición.

Veamos esto con un ejemplo, una válvula 5/2, que tiene dos pulsadores neumáticos como mando.

4 2

51

3

P 1 P 2

3/2NC

5/2NA

2

1 3

2

1 3

2

1 3

1 1

2

V 1

V 2

V 3

V 4

P A



La posición de reposo de esta válvula, es la de la derecha, porque esta numerada. Es una válvula 5/2,

(cinco orificios y dos posiciones), que tiene una vía formada, una vía cerrada, la vía 1-2, es decir, es una válvula

5/2NA.

Para cambiar de posición, y que el aire se redistribuya por la vía 1-4, debemos accionar el mando P1.

Al presionar P1, hacemos que la posición adyacente al mismo, (la posición de al lado), se vuelva activa,

cambie, hacemos que la válvula cambie de posición, es decir, que el símbolo se desplace hacia la derecha,

(no así los caños y los números de los orificios).

Cuando la posición de la válvula cambia, podemos dejar de presionar P1, y la válvula permanecerá en su

última posición, (la adyacente a P1), por su condición de BIESTABLE.

Para volver a la posición anterior, la de reposo, hay que presionar P2, al hacerlo la válvula vuelve a cambiar

de posición tornando activa a la adyacente a P2, la de reposo, y no es necesario continuar presionando P2

para que la válvula permanezca en esta última posición.

Como vemos entonces, la válvula BIESTABLE, tiene dos posiciones fijas, una vez que cambia de posición, esta

nueva posición, permanece firme como activa.

Desde ahora en adelante, usaremos una Válvula Biestable para manejar o controlar a un pistón de doble efecto.

BIESTABLE CON MANDOS NEUMÁTICOS

Veamos cómo controlamos un Pistón de doble efecto con la válvula del ejemplo anterior, pero vamos a reemplazar

los accionamientos pulsadores por accionamientos neumáticos.

Los accionamientos neumáticos, (mandos neumáticos), funcionan con Aire Comprimido, al aplicar Aire comprimido

al mando, la válvula se acciona y cambia de posición. Al ser la Válvula una Válvula Biestable, es suficiente aplicar al

mando un pulso de aire comprimido para que la válvula cambie de posición y permanezca en la misma

indefinidamente hasta que se reciba otro pulso de aire comprimido en el mando opuesto.

Los Biestables Neumáticos que hacen esto, mantienen la posición nueva adquirida fija y permanente, sustrayendo

una porción del aire comprimido de la entrada de la válvula, a través de vías internas de la válvula, se re dirige el

aire comprimido para que impacte y mantenga fija la nueva posición. Esto hace que un Biestable con mandos

neumáticos sea voluminoso, no puede miniaturizarse.



2

1 3

Veamos una Biestable 5/2NA funcionando:

En el circuito vemos que la válvula 5/2NA Biestable con

mandos neumáticos, es controlada mediante los pulsadores

neumáticos 3/2NC llamados P1 y P2.

Los mandos neumáticos de la Biestable se nombran 14 y 12,

indicando con cual salida conecta la entrada 1. Así 12, provoca

el cambio de posición donde se conecta la entrada 1 con la

salida 2; y 14 provoca la activación de la posición que conecta

la entrada 1 con la salida 4.

Cuando presionamos el pulsador P1, el mando lateral izquierdo

14 de la válvula Biestable, recibe AC, la válvula cambia de

posición quedando cerrada la vía 1-4, el aire sale por la salida 4

a la cámara anterior del pistón, haciendo presión en el émbolo,

provocando la salida del vástago del pistón.

Notar que en la Válvula Biestable se conecta el orificio de entrada 1, directamente al compresor, esto tiene

importancia porque condiciona el estado inicial del pistón, (adentro o afuera), según como dispongamos el

encañado entre las salidas 2 y 4 hacia el pistón.

Cuando presionamos el pulsador P2, el mando lateral

derecho 12 de la válvula Biestable, recibe AC, la válvula

cambia de posición quedando cerrada la vía 1-2, el aire sale

por la salida 2 a la cámara posterior del pistón, haciendo

presión en el émbolo, provocando la entrada del vástago

del pistón.

Vemos entonces como una Válvula Biestable controla la

entrada y salida del pistón, independientemente del

tiempo que mantengamos presionado cualquiera de los

pulsadores neumáticos.

AUTOMATIZACIÓN CON FINALES DE CARRERA:

Podemos hacer que el Pistón ingrese y saque su vástago de

manera automática, colocando sensores que detecten los

finales de carrera del Vástago, el final de carrera inferior, (vástago introducido), y el final de carrera superior,

(vástago totalmente afuera).

Los sensores, en este caso llamados finales de carrera, FC, se accionan cuando el vástago llega a introducirse

totalmente o cuando sale totalmente. Supongamos que utilizamos como detectores FC a válvulas 3/2NC con mando

a rodillo.

4 2

5

1

3

2

1 3

2

1 3

P 1P 2

P A

V b

4 2

5

1

3

2

1 3

2

1 3

P 1P 2

P A

V b

12 14

12

14



2 1

3

2 1

3

F C1 F C2

ACLARACION - REPETICIÓN:

Vamos a explicar algo, para evitar confusiones.

Una cosa es la disposición de los componentes en el plano, otra cosa es el montaje físico de los componentes, ya sea

sobre un tablero didáctico o sobre una maquina en la Industria o en un Automóvil.

La disposición de los elementos neumáticos en el plano, no tiene nada que ver con la disposición de los elementos

neumáticos en el montaje físico, aunque sea exactamente lo mismo.

Esto, que parece una contradicción, no lo es.

Nosotros utilizamos para hacer los planos en la materia, el tipo Funcional. Un plano funcional, tiene eso por objetivo,

ser funcional, que se entienda al observarlo y estudiarlo, debe ser prolijo, claro, esencial. La disposición de los

elementos busca que las líneas del encañado tengan un trazado prolijo, que haya la menor cantidad de cruces y

desvíos posibles, por esto, la ubicación de los elementos en el plano no tiene por qué corresponderse con la

ubicación de los mismos en el montaje físico real, y esto es así, porque lo importante es que las conexiones de los

elementos estén bien hechas, lo importante es que se respete de donde sale el caño y adonde llega.

La aclaración anterior, sirve para que entendamos que en el montaje físico, los sensores se montan de forma tal que

los rodillos se activen cuando toquen al vástago o adentro o afuera del Pistón.

Es decir, veámoslo en la sgte. Figura:

Vemos que físicamente, los rodillos deben estar en el lugar donde van a

hacer contacto con la punta del Vástago, (el perno que compone el vástago,

tiene una saliente que se usa para detectar la POSICION de la punta del

mismo.)

En el Plano funcional, la disposición es diferente, (solo observar el circuito de la figura anterior, FC1 y FC2 serían P1

y P2), pero solo a los fines de no hacer engorroso el encañado, de que haya prolijidad, de que sea simple y sencillo

para interpretar el funcionamiento del circuito.

Cuando trabajamos con FC, hay que resaltar algo importante.

La válvula Biestable que controla el pistón de doble efecto, debe tener la entrada, orificio N°1, conectada a la fuente

de energía, al compresor, esto va a condicionar el estado inicial del Pistón si la válvula es NA, (como en el caso de

las 4/2 y las 5/2).

Poder condicionar el estado inicial del Pistón, es fundamental, porque en cualquier máquina herramienta que

funcione con uno o varios Pistones Neumáticos, el proceso o automatización que debe desarrollar la Maquina,

depende del estado inicial del vástago de cada Pistón, y estos deben estar firmes en esa posición inicial, si es con

el vástago adentro, firme ahí el AC haciendo presión en la cámara posterior, y si es con el vástago afuera, firme ahí el

AC haciendo presión en la cámara anterior.

14



En el plano funcional del circuito neumático es como el de la sgte., figura.

Arriba del vástago se dibuja una “regleta”, donde se ubican

solamente los rodillos, se muestra la posición de los mismos.

Luego, en el plano, en la posición que le corresponda por Norma

y en el lugar que convenga, se montan las válvulas FC haciendo

notar que son los sensores a través del nombre.

Noten que de esta manera, se respeta la Normalización en

cuanto a la disposición de los componentes en el plano, y se

facilita el entendimiento del funcionamiento del circuito.

Hay una cosa en este circuito que “está mal”, una faltante, y

que Uds., deberían notar de inmediato. (Hagan el ejercicio de

observar el circuito, traten de interpretar como funciona y

busquen encontrar que está mal en el mismo, que falta).

Veamos:

¿Están bien ubicados los Finales de Carrera?, ¿es correcto el encañado?

o Bueno, FC1 está ubicado en el plano a la izquierda de la Válvula Biestable, arranca o inicia activado,

porque el Pistón está obligado a iniciar con el Vástago adentro tocando al FC1, ya que en su estado

normal, la válvula Biestable tiene cerrada o formada la vía 1-2, y la salida 2 está conectada a la

cámara posterior del pistón. Como FC1 arranca activado, el aire que pasa por esta válvula impacta en

el mando lateral izquierdo de la válvula Biestable, mando 14, de modo que su posición adyacente se

activa, quedando formada la vía 1-4, el aire que sale por 4, provoca la salida del pistón, el Aire de la

cámara posterior, escapa por las vías 2-3 de la Biestable. En resumen, FC1 provoca la salida del

Pistón. (BIEN)

o Apenas el Pistón comience a salir, dejara de presionar FC1, por lo que esta válvula se cerrará, el

mando 14 de la Biestable ya no recibe AC, pero no importa, la Válvula Biestable mantiene firme y

estable la posición que tiene la vía 1-4 formada, y el AC sigue presionando en la cámara anterior del

pistón, por lo que el Vástago continua saliendo.

o Cuando el Vástago del pistón termina de salir, y está totalmente afuera, activa el final de carrera

FC2, esta válvula FC2 cambia de posición y entrega AC al mando 12 de la Biestable, la cual cambia de

posición a la adyacente al mando, quedando ahora conectada la entrada 1 a la salida 2 de la

Biestable, por lo que el AC hace presión en la cámara posterior del pistón provocando el inmediato

ingreso del Vástago, el Aire de la cámara anterior escapa por las vías 4-5 de la Biestable. FC2 provoca

la entrada del Pistón, (BIEN)

o Apenas el Pistón comience a entrar, dejara de presionar FC2, por lo que esta válvula se cerrará, el

mando 12 de la Biestable ya no recibe AC, pero no importa, la Válvula Biestable mantiene firme y

estable la posición que tiene la vía 1-2 formada, y el AC sigue presionando en la cámara posterior del

pistón, por lo que el Vástago continua entrando.

o El proceso se repite indefinidamente.

Entonces, ¿que está mal en el circuito? ………………………………………………………………………………………………………………………

4 2

5

1

3

2

1 3

FC1

2

1 3

FC2

P A

V b

FC1 FC2

12 14



EN EL ULTIMO PUNTO… El proceso se repite indefinidamente… ESO ESTA MAL.

NO TENEMOS CONTROL SOBRE EL SISTEMA, NO PODEMOS DECIDIR NI CUANDO INCIARLO, NI CUANDO

TERMINARLO.

¿Cómo solucionamos esto?, Agregamos un elemento al sistema mediante el cual nada funcione a menos que el

mismo se active, en este caso, una válvula de arranque y parada, deberá tener un mando que respete la orden de

iniciar o de parar al sistema, usamos un pulsador con retención, se presiona para arrancar y queda presionado, se

vuelve a presionar para parar, y el pulsador se sale y desactiva el sistema.

¿Dónde la colocamos y como la conectamos?, Bueno, en el circuito todo se dispara porque al iniciar el Pistón con el

vástago adentro, (Condición Inicial obligada por la Biestable y la conexión de sus salidas al Pistón), se está ya

presionando el rodillo de FC1, por lo que este ya está activado, alimentando con AC al mando 14 de la Biestable.

Debemos entonces solo evitar que el AC esté presente en la entrada de FC1, y listo, nosotros decidimos a través de

una válvula de arranque, cuando la entrada de FC1 tendrá AC.

Veamos cómo queda el circuito.

Notar todos los detalles del circuito, este circuito

está bien.

FC2 se alimenta directamente al compresor, bien

podría ser alimentada también a través de la Varr,

¿Por qué entonces no lo hacemos?, ¿Cambia en

algo como alimentamos a FC2?

No, no cambia en nada, no hay una razón para

hacerlo o no hacerlo, es exactamente igual

alimentar la entrada 1 de FC2 desde el compresor

directamente o a través de la Varr.

Da exactamente igual en el plano y a los fines de

cómo funciona el circuito; En realidad, dependiendo

del montaje físico real, se encañara de una u otra

forma, ahorrando ya sea caño o distribuidores, (es

un detalle subjetivo, queda a criterio del diseñador

del circuito).

Lo que es importante es que la válvula Biestable, sí esté conectada directamente al compresor, ¿Por qué?, porque

se debe hacer que el pistón tenga su vástago según las CI, (condiciones iniciales), necesarias para que el sistema

funcione como corresponde.

Y así, de repente, entramos a tratar con circuitos neumáticos automatizados.

Lo hicimos porque del control manual al automático, la diferencia es mínima, conceptualmente el circuito va a

funcionar igual, exactamente igual, hay un elemento primero que provoca el cambio de posición de la válvula

Biestable, de manera que el pistón reciba AC en su cámara anterior, y el vástago salga hacia afuera; Una vez que el

pistón recorrió toda su carrera y está totalmente afuera, hay otro elemento que provoca nuevamente el cambio de

posición contraria de la válvula Biestable, de modo que ahora el AC ingresa en la cámara posterior del pistón,

haciendo que su Vástago ingrese.

4 2

5

1

3

2

1 3

FC1

2

1 3

FC2

P A

V b

FC1 FC2

2

1 3Varr

Distribuidor de AC



Ese elemento, será lo que queramos o necesitemos que sea, o es un operario que con sus manos acciona algún

pulsador en el momento adecuado, o son sensores FC que están ubicados donde necesitamos que estén para que

provoquen la acción que pretendemos.

En el circuito de la figura anterior, mencionamos los distribuidores, estos

también son elementos necesarios en los circuitos neumáticos, recordemos que

los caños contienen y conducen AC, cuando de un caño, debemos derivar AC a

por ejemplo, tres elementos, necesitamos un distribuidor. En el Plano se lo

dibuja derivando una línea donde sea necesario, físicamente los derivadores son

como en la siguiente figura.

EJERCICIO – AUTOMATISMOS SIMPLES:

Implementar un Automatismo Neumático, para una máquina que requiere de dos pistones de doble efecto, PA y PB,

que funcionan según se especifica a continuación:

Cada Pistón cuenta con dos sensores, PA con los sensores A- y A+, y PB con los sensores B- y B+

En los sensores el signo (-) hace referencia al sensor que detecta el Vástago adentro, el signo (+) hace

referencia al sensor que detecta el Vástago afuera.

El pistón PA comienza con el Vástago adentro, y el pistón PB con el Vástago afuera.

Al dar inicio al sistema, el sensor A- activado, provoca la entrada del Vástago de PB.

Cuando el Vástago de PB entró completamente, acciona el sensor B-, y este provoca la salida del Vástago del

pistón PA.

Cuando PA saca completamente su Vástago, acciona el sensor A+, y este provoca la salida del Vástago del

pistón PB.

Cuando el Vástago del pistón PB sale totalmente, acciona al sensor B+, y al activarse este provoca la

introducción del Vástago del pistón PA.

Cuando el Vástago del pistón PA se introduce totalmente, activa el pistón A-, y el proceso se repite

nuevamente.

Bueno, vamos a introducir una notación que me va a facilitar la descripción del proceso:

A- PB-

B- PA+

A+ PB+

B+ PA-

No es difícil comprender como se lee este formato, basta con decir que describe exactamente la serie de sucesos

solicitados en el problema. Deben re leerlos atendiendo a este nuevo formato, como se va dando la

correspondiente sucesión de eventos.



A- A+

4 2

5

1

3

2

1 3

2

1 3

B- B+

4 2

5

1

3

2

1 3

2

1 3

V A V B

P BP A

C

Antes de determinar cómo conectar los sensores para que se cumpla con la secuencia solicitada, debemos prestar

especial atención a las condiciones iniciales, CI.

Fijamos las CI solicitadas, PA con el vástago adentro y PB con el vástago afuera, para eso fíjense como encañamos las

salidas 2 y 4 de los Biestables.

Observen que aún no hemos terminado de encañar el circuito, solo hemos puesto cuidado en que se cumplan las CI.

Lo siguiente que hacemos es conectar los comandos neumáticos de los Biestables, directamente con el FC más

próximo, con el fin de que el plano quede prolijo y sin cruce de caños. Aún no asignamos los nombres de los FC.

Notar que aún no hemos encañado las

entradas de los FC, porque aún no

sabemos dónde están ubicados los FC A- y

B+.

Estos sensores son los que arrancan

activados, ya presionados, por causa de las

CI de los pistones, al estar PA con el

vástago adentro, ya toca y presiona A-, y al

estar PB con el vástago afuera, ya toca y

presiona a B+.

Cuando sepamos donde van ubicados

estos FC, podremos colocar sobre alguno

de ellos una válvula de arranque que

impida que estos FC tengan AC en sus

entradas, a menos que se dé inicio a la

secuencia.

Bien, analicemos ahora la secuencia, que es lo primero:

Se lee, el sensor A- provoca la entrada del pistón B, en el circuito la

entrada del pistón B lo provoca el mando neumático que activa la posición del Biestable VB que forma la vía 1-4, ya

que la salida 4 de VB alimenta la cámara posterior de PB, lo que empuja el émbolo hacia adentro junto con el

vástago.

A- PB-

Análisis:

En el circuito están los 4 FC, aún sin

nombrar, ya que no sabemos adónde

ubicaremos a cada uno.

Los Biestables tienen su entrada 1,

directamente conectada al compresor.

El Biestable VA, tiene la salida 2

conectada a la cámara posterior de PA,

esto lo obliga a empezar con el vástago

adentro.

El Biestable VB, tiene la salida 2 conectada

a la cámara anterior de PB, esto lo obliga

a empezar con el vástago afuera.

A- A+

4 2

5

1

3

2

1 3

2

1 3

B- B+

4 2

5

1

3

2

1 3

2

1 3

V A V B

P BP A

C



Entonces, contando de izquierda a derecha, llamo A- al tercer FC, (válvula 3/2NC), ya que esta válvula cuando se

acciona, deja pasar AC al mando 14 de VB, posición donde se forma la vía 1-4 que envía AC a la cámara posterior de

PB, lo que introduce el vástago de dicho pistón.

Una vez que el vástago de PB se introdujo totalmente, toca el sensor B- y este sensor FC debe causar la salida del

vástago de PA.

Para sacar al vástago de PA, debo entregar AC a la cámara anterior del PA, esto es la Biestable VA debe habilitar la

vía 1-4, porque la salida 4 de VA manda AC a la cámara anterior del PA, lo que provoca la salida del vástago.

Entonces, contando de izquierda a derecha, la primera válvula 3/2NC sería el FC B-, porque alimenta al mando

neumático 14 de VA.

Ahora, cuando el vástago de PA sale totalmente, toca el FC A+, y este FC debe provocar la salida del vástago de PB.

Debemos entonces excitar el mando 12 de la Biestable VB, ya que

este mando acciona la posición de dicha válvula que forma la vía 1-2, y la salida 2 de VB envía el AC a la cámara

anterior de PB, provocando la salida del Vástago del mismo.

Entonces, contando de izquierda a derecha, designamos a la última válvula 3/2NA como el FC A+, así, cuando esta es

activada porque salió totalmente el vástago de PA, envía AC al mando 12 de VB, lo cual hace que salga el vástago de

PB.

Cuando PB saca totalmente su vástago, se activa el FC B+, y esta válvula es la responsable de hacer entrar el vástago

de PA.

Debemos entonces excitar el mando 12 de la Biestable VA, ya que este mando acciona la posición de dicha válvula

que forma la vía 1-2, y la salida 2 de VA envía el AC a la cámara posterior de PA, provocando la entrada del Vástago

del mismo.

Entonces, contando de izquierda a derecha, designamos a la segunda válvula 3/2NC como el FC B+, así, cuando esta

es activada porque salió totalmente el vástago de PB, envía AC al mando 12 de VA, lo cual hace que entre el vástago

de PA.

Así queda conformado el circuito, la ubicación de los FC en el plano ya está establecido, cuando uno a uno se van

accionando van provocando en las válvulas Biestables el cambio de posición necesario para que se vaya cumpliendo

la secuencia solicitada.

Por último, colocamos una válvula 3/2NC con botón con retención, como válvula de arranque, Varr.

¿Adónde colocamos la Varr?, ¿Cómo la conectamos?

Bueno, los FC que inician ya activados, son A- y B+, porque las CI obligan a los pistones PA a iniciar con el vástago

adentro y a PB con el vástago afuera, así que debemos evitar que el compresor alimente directamente a una de

estas válvulas, alguno de estos FC debe estar controlado por la Varr.

El FC que debemos controlar es A-, porque es el que da inicio a la secuencia, cuando este sensor se activa el Pistón

PB debe iniciar el automatismo introduciendo su vástago, lo alimentamos a través de una válvula de arranque 3/2NC

con botón con retención, que cuando lo indiquemos la accionamos y el proceso inicia, y que cuando queremos

detenerlo, hacemos volver a esta Varr a su estado normal.

B- PA+

A+ PB+

B+ PA-



Veamos cómo queda el circuito:

Circuito completo según la

secuencia desarrollada,

aún sin iniciar.

Notar las líneas azules son

de AC, observen como se

dan las condiciones

iniciales (CI), debido a

como encañamos las

salidas de VA y de VB, al

conectarlas con los

pistones.

Momento del circuito en el que ya

iniciado el proceso, el vástago de

PB ha ingresado, activa B-.

Fíjense que este FC cambió de

posición, y se ven con las flechas

como el AC va a circular a través del

FC B-, luego a través de la válvula

VA y finalmente el efecto próximo

de PA, que iniciará la salida de su

vástago.

Notar también que los FC B- y A-

están accionados.

La secuencia en el Plano, (B- A+ B+ A-), la explicaremos más adelante, pero es una manera más resumida de

exponer la secuencia solicitada del Problema.

v =0

A- A+P A

(B- A+ B+ A-)

v =0

B- B+P B

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

2

1 3

B-

2

1 3

B+

2

1 3

A-

2

1 3

A+

2

1 3

V A V B

Varr

v =1.07

A- A+P A

(B- A+ B+ A-)

v =0

B- B+P B

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

2

1 3

B-

2

1 3

B+

2

1 3

A-

2

1 3

A+

2

1 3

V A V B

Varr



Hasta aquí podemos ya decir que sabemos cómo desarrollar una secuencia Neumática automática con dos pistones

de doble efecto, solo debemos atender a los siguientes puntos esenciales:

1. Cada Pistón está controlado siempre por un Biestable.

2. La salida de los Biestables se encañan a los pistones de modo de respetar las CI.

3. La entrada 1 de las válvulas Biestables, siempre se conecta directamente al compresor.

4. Los sensores son FC, detectan el final de carrera inferior y superior del vástago de cada pistón.

5. Cada pistón cuenta con dos FC

6. Los FC son válvulas que se accionan por contacto mecánico, al hacer contacto con el vástago del pistón,

cambian de posición.

Vamos a adentrarnos un poco en el tema de sensores, si bien hemos usado las válvulas 3/2NC como sensores finales

de carrera, (sensores que detectan el final de la carrera de un perno móvil), no hemos especificado porque actúan

como sensores, ni hemos dado lugar a entender el concepto de un sensor.

SENSORES: Un sensor, es un elemento que tiene por finalidad, detectar la presencia o ausencia de algún objeto.

El sensor consta de un cuerpo, que tiene dos partes, el cabezal y el actuador.

El cabezal es la parte que detecta la presencia o ausencia de algún objeto.

El actuador, es la parte que actúa, cambia de posición o de estado.

Tanto el cabezal como el actuador, pueden cada uno ser de varias tecnologías.

Ahora, con estos conceptos fundamentales e iniciales que hemos dado, pregunta: ¿Qué similitud conceptual en

cuanto al funcionamiento, encuentra entre una válvula de distribución y un sensor?

Piensen, desarrollen respuestas, sin entrar en cosas específicas, solo teniendo en cuenta el

concepto de cómo funcionan…. Es un ejercicio para pensar, ensayen la respuesta y luego

compárenla con la respuesta dada en el apunte – (respuesta en Pág. 52).

Sigamos.

Tipos de cabezal: El elemento sensor es acoplable y puede ser de varias tecnologías, el tipo de Cabezal define al

sensor, se dice sensor mecánico, o sensor Inductivo, haciendo referencia al tipo de cabezal. Veamos:

Mecánicos: requieren del contacto del objeto a detectar.

Pulsador

Pedal

Palanca

Electrónicos: Actúan a distancia, no es necesario el contacto.

Inductivos: Detectan objetos metálicos, detectan la variación de un campo magnético generado por el

sensor.

Capacitivos: Detectan objetos metálicos y no metálicos, incluso polvos. Detectan la variación de un

campo eléctrico generada por el sensor.

Ultrasónicos: El sensor ultrasónico emite cíclicamente un impulso acústico de alta frecuencia y corta

duración. Este impulso se propaga a la velocidad del sonido por el aire. Al encontrar un objeto, es

reflejado y vuelve como eco al sensor ultrasónico. Este último calcula internamente la distancia hacia el



objeto, basado en el tiempo transcurrido entre la emisión de la señal acústica y la recepción de la señal

de eco.

Infrarrojo: La radiación infrarroja, IF, es una radiación electromagnética. Hay dos tipos de sensores IF.

1. Activos: El conjunto sensor emite un rayo IF, y el cabezal lo detecta, si deja de detectarlo se

dispara. Nuevamente hay dos tipos de sensores IF activos:

Sensor IF ER: Emisor-Receptor, el receptor está separado del emisor; El emisor emite un

rayo IF y el receptor lo recibe, cuando algún objeto corta al rayo, el sensor se dispara.

Sensor IF réflex: En el cabezal del sensor, se encuentran la emisión del rayo IF y la

recepción. Para reflejar el rayo se usa un espejo especial con cientos de caras que

reflejan el rayo en todas direcciones, asegurando que el sensor reciba el rayo reflejado,

aun cuando el espejo réflex se mueva vibrando.

2. Pasivos: Estos sensores absorben la luz IF del ambiente, están diseñados para no dispararse

cuando la energía IF varía lentamente, pero si hay una variación brusca, se dispara, por ejemplo

cuando irrumpe un animal de sangre caliente.

Neumáticos: Son también conocidos como sensores de Presión, detectan Aire Comprimido, o también, la

presión que ejerce el aire, suelen usarse a la inversa, es decir se accionan cuando la presión del aire baja por

debajo de un cierto nivel.

Temperatura: Se trata de una medición indirecta, ya que consta de una resistencia que varía su valor con la

variación de la temperatura. La corriente que circula por la resistencia, cambia y eso es lo que se detecta.

Tipos de Actuadores del sensor:

El actuador del sensor, es la parte que reacciona y cambia en el sensor, cuando el cabezal detecta la presencia o

ausencia de un objeto.

También puede ser de varias tecnologías:

Eléctrico: cambia el estado de los contactos eléctricos, los Normal abiertos se cierran y los Normal cerrados

se abren.

Neumáticos: cambia de posición una válvula, es decir forma diferentes disposiciones de vías de AC.

Hidráulicos: Igual que los neumáticos, pro las vías son para aceite.

Lumínicos: Enciende o apaga una luz monocromática.



Hasta aquí llegamos en cuanto al estudio de sensores. No corresponde a esta materia profundizar

respecto a características técnicas y de selección de sensores.

¿HAN PENSADO EN LA RESPUESTA A LA PREGUNTA QUE SE HIZO CUANDO INICIAMOS EL TEMA DE SENSORES?

¿Qué similitud conceptual en cuanto al funcionamiento, encuentra entre una válvula de distribución y un

sensor?

DEFINICIONES FUNDAMENTALES – VÁLVULAS/SENSORES: Fíjense, vamos a redefinir al sensor del siguiente modo:

Busquen ahora la definición fundamental que dimos al iniciar el tema de válvulas. ¡ES LA MISMA DEFINICION!

Ambos pueden definirse como:

Cuando damos un nombre al accionamiento y al actuador, queda específicamente definida la válvula o el sensor.

DISPOSITIVO ACCIONAMIENTO ACTUADOR

VALVULA EL COMANDO CAMBIA LA POSICION Y CAMBIAN

LAS VIAS DE DISTRIBUCION.

SENSOR EL CABEZAL SENSOR CAMBIA EL ESTADO SEGÚN LA

TECNOLOGIA USADA.

AUTOMATISMOS SECUENCIALES NEUMÁTICOS En la Industria se dan frecuentemente este tipo de automatismos, independiente de la tecnología que se utilice para

implementarlos.

Secuencial significa que es reiterativo, tiene ciclos que se repiten. Los ciclos son establecidos por la secuencia, una

vez que la secuencia se cumple, debe volver a repetirse de forma automática.

La secuencia se da como una sucesión de letras, cada letra tiene dos estados establecidos por el signo que la

procede, por ejemplo: (A+ B- A- B+)

Las letras y sus signos tienen un significado, y hacemos uso del polimorfismo para tratar la secuencia.

¿Qué es el polimorfismo?, el polimorfismo se refiere a la propiedad de un objeto de poder adoptar diferentes

formas. POLI significa muchos, MORFO se refiere a formas y el sufijo ISMO implica actividad.

Un Sensor es un dispositivo que cuenta con un accionamiento y un

actuador, de modo que al excitar el accionamiento provoca un cambio

de estado del actuador.

Tanto la válvula como el Sensor, consisten en un dispositivo que

cuenta con un accionamiento y un actuador, de modo que al excitar el

accionamiento provoca un cambio de estado del actuador.



Con esto decimos que cada letra de la secuencia implica una acción, y según el momento o tiempo en el que se esté

considerando, se está haciendo referencia a distintos elementos que componen el circuito Neumático.

Concretamente:

A + :

1. Hace referencia a la acción del vástago del Pistón PA, salida del vástago, el signo más implica que

está saliendo.

2. También hace referencia a la activación del Sensor Final de Carrera que detecta la salida total del

vástago de PA

Esta Letra con su signo, A +, hace referencia a este diagrama:

Tenemos el Pistón PA, cuenta con dos finales de Carrera, A - y A +,

Cada final de carrera detecta eso, A - el final de carrera inferior del vástago, y A + detecta el final de carrera superior

del vástago.

Entonces, cuando analizamos un automatismo secuencial como (A+ B- A- B+), tenemos que poder “ver” en la misma

a los elementos participantes del circuito, según la tecnología usada en el automatismo.

Tratamos en este momento, automatismos secuenciales con tecnología exclusivamente Neumática, de modo que

debemos poder “ver” a los pistones de doble efecto, (uno por cada letra), en este caso PA y PB, y los sensores Finales

de carrera de cada Pistón, dos por cada Pistón, Para el Pistón PA, los sensores son A+ y A-, para el pistón PB, los

sensores son B+ y B-.

El signo que procede a cada letra tiene su significado según el elemento que se esté considerando, si consideramos a

los pistones, el signo nos dice si su vástago está saliendo “+” o si está entrando “-“; En cambio si nos referimos a los

sensores FC, el signo “+” implica que se activa el sensor FC que detecta el vástago totalmente afuera, y el signo “-“se

refiere al sensor FC que detecta el vástago totalmente adentro.

La secuencia (A+ B- A- B+) se lee entonces.

Arranca y el Pistón PA comienza a sacar su vástago (A+),

cuando este sale totalmente activa el sensor A+,

este sensor provoca la entrada del vástago del Pistón PB, (B-),

cuando este está totalmente adentro, se activa el sensor B-, y

este sensor provoca la entrada del vástago del Pistón PA, (A-),

cuando este vástago se introdujo totalmente, activa el sensor A-, y

este sensor provoca la salida del vástago del pistón PB, (B+),

cuando este vástago sale totalmente activa el sensor B+, y

este sensor es el responsable de provocar la salida del vástago del Pistón PA, (A+), y

el ciclo se reinicia, se reitera.

A- A+P A

PISTON (N+ 1)

SENSOR (N) La lectura de la secuencia es como se ve en la figura,

un circulo, Un Sensor activa a un Pistón, cuando el

Pistón termina de desplazar su vástago activa otro

sensor, este nuevo sensor activa otro pistón, que al

finalizar de desplazar su vástago activara un nuevo

sensor y … continua igual.



El circuito Neumático correspondiente es el siguiente:

Análisis del circuito:

¿Por qué el encañado entre las Biestables y los Pistones, están de esa manera?

¿Por qué La válvula de arranque está conectada de esa manera?

Bueno, primero la disposición de las válvulas FC 3/2NC, están ubicadas así para lograr una plano prolijo y funcional.

Notemos que cada FC actúa sobre el mando neumático de la Biestable que corresponda para lograr la acción del

vástago del pistón que controla.

Analicemos mirando el circuito, la secuencia es (A+ B- A- B+), entonces:

El sensor A+, provoca la entrada del vástago de PB. La válvula FC A+, acciona el mando 14, acciona la

posición del Biestable que forma las vías 1-4, y la salida 4 está conectada a la cámara posterior de PB, por lo

que al conducir allí el AC el vástago de PB entra.

El sensor B-, provoca la entrada del vástago de PA. La válvula FC B- acciona el mando neumático 12 del

Biestable que controla a PA, accionando entonces la posición que forma la vías 1-2, y la salida 2 está

conectada a la cámara posterior de PA, por lo que al enviar AC allí, el vástago de PA se introduce.

El sensor A-, provoca la salida del vástago de PB. La válvula FC A- está conectada al mando neumático 12 del

Biestable que controla a PB, de modo que se acciona la posición del Biestable que forma la vía 1-2, y la salida

2 de este está conectada a la cámara anterior de PB, por lo que al enviar AC allí, el vástago de PB saldrá.

El sensor B+, provoca la salida del vástago de PA. La válvula FC B+ está conectada al mando neumático 14 del

Biestable que controla a PA, por lo que se accionara la posición del Biestable que forma la vía 1-4, y la salida

4 del Biestable está conectado a la cámara anterior de PA, por lo que al enviar AC allí, el vástago de PA

saldrá.

v =0

A- A+P A

(A+ B- A- B+)

v =0

B- B+P B

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

2

1 3

B+

2

1 3

B-

2

1 3

A+

2

1 3

A-

2

1 3

V A V B

Varr



Este modo de analizar y leer la secuencia es fundamental, debe ser un ejercicio leer la secuencia, entendiendo como

van funcionando los componentes neumáticos en el circuito, el momento en que se van activando y como se va

concatenando la secuencia.

Es importante ahora entender porque hemos hecho el circuito como está hecho, esto es, porque hemos conectado

de esa manera los Biestables con los Pistones, y porque hemos colocado y conectado así a la válvula de arranque.

La respuesta es, por las condiciones iniciales.

Recordemos, las condiciones iniciales, CI, determinan como deben iniciar los pistones, si con el vástago afuera o con

el vástago adentro. El automatismo secuencial es parte de una máquina y esta es parte de un proceso, si por ejemplo

en un aserradero, un pistón es parte de un pateador del tronco que llega desde una cinta, (pateador que deposita al

tronco en otra cinta), este pistón no puede iniciar con los pateadores afuera, (el vástago del pistón afuera), ya que el

tronco que llega de la cinta chocaría con estos. En este ejemplo, los pateadores deben estar retraídos a la espera de

que algún tronco se ubique en posición, para empujarlos a la otra cinta.

LAS CONDICIONES INCIALES Y EL CONTROL DE ARRANQUE Y PARADA

¿Cómo sabemos de qué modo inician los vástagos de los pistones?, bueno, toda la información está en la

secuencia.

Si observamos la misma, y tomamos a cada letra como la acción del vástago del pistón, tenemos que el pistón PA la

primera vez que aparece en la secuencia debe sacar su vástago, A+, esto es que la primera acción de PA es sacar su

vástago.

Entonces, si lo primero que debe hacer PA es sacar su vástago, ¿Dónde estaba antes el vástago de PA?, la respuesta

inmediata es, el vástago estaba adentro. Esta es la CI del vástago de PA.

Como el Biestable VA tiene siempre el orificio de ingreso 1 conectado al compresor, y la posición normal de reposo

es la 12, es decir la posición que forma la vía 1-2, debemos conectar la salida 2 a la cámara posterior de PA, de modo

de asegurar que el vástago de PA inicie adentro.

PATEADORES: YA HAN

DESPLAZADO AL TRONCO.



Observamos ahora la primera acción del PB en la secuencia, (la primera vez que aparece la letra B), y es B-, o sea que

la primera acción del pistón PB en la secuencia es introducir su vástago.

Entonces, si lo primero que debe hacer PB es introducir su vástago, ¿Dónde estaba antes el vástago de PB?, la

respuesta inmediata es, el vástago estaba afuera. Esta es la CI del vástago de PB.

Como el Biestable VB tiene siempre el orificio de ingreso 1 conectado al compresor, y la posición normal de reposo

es la 12, es decir la posición que forma la vía 1-2, debemos conectar la salida 2 a la cámara anterior de PB, de modo

de asegurar que el vástago de PB inicie afuera.

Entonces las CI son PA adentro y PB afuera, por eso está así el encañado de cada Biestable con su pistón.

Ahora que hemos definido las condiciones iniciales, razonemos.

Si PA arranca con el vástago adentro, ¿qué sensor de los que detectan el estado del vástago de PA arranca activado?,

simple, el sensor que toca el vástago de PA estando este adentro, es decir, el sensor FC A-.

Y si PB arranca con el vástago afuera, ¿qué sensor de los que detectan el estado del vástago de PB arranca activado?,

simple también, el sensor que toca al vástago de PB estando este afuera, es decir, el sensor FC B+

Estos dos sensores, A- y B+, inician activados, es decir con la posición que forma la vía 1-2 activada, de modo que

debemos evitar que desde un inicio estén directamente conectadas al compresor, ya que esto provocaría el inicio

inmediato e incontrolable del automatismo, de la secuencia.

Tomamos el ultimo sensor de la secuencia que inicia activado, (según nuestro razonamiento anterior), B+, y

forzamos que le llegue el AC solo cuando nosotros decidamos dar arranque al sistema. Colocamos una válvula de

arranque 3/2NC con botón con retención como elemento previo al compresor, para controlar este FC.

Es así como las CI, me determinan como encañar cada Biestable con su Pistón, y cual sensor FC debe ser

controlado mediante una válvula de arranque y parada.

EJERCICIOS: Realizar el circuito de los siguientes automatismos secuenciales con tecnología Neumática.

A-A+B-B+

B-A-B+A+

B+A-A+B-

B-C+A-C-A+B+

NEUMÁTICA – ECUACIONES ANALITICAS DE LOS AUTOMATISMOS SECUENCIALES

Los automatismos secuenciales como los que estamos estudiando, pueden ser expresados mediante ecuaciones

matemáticas.

Usamos reglas simples y operadores simples. Usamos solamente como operadores a la suma (+) y al producto *,

pero con significados diferentes, aunque siguen respetándose las propiedades matemáticas de estos operadores.

(Notar que esto también es hacer uso del polimorfismo).

El operador (+) implica conexión en paralelo, o sea la lógica OR.

El operador * implica conexión en serie de dos elementos o conexión con Lógica AND.

Según corresponda, usaremos una conexión en serie de dos válvulas o una válvula de función AND; Con la lógica OR

siempre debemos usar una válvula de función OR.



Ambos operadores respetan las propiedades matemáticas de la suma y el producto, son conmutativos,

distributivos y el producto tiene jerarquía sobre la suma, a menos que usemos paréntesis que rompan esta jerarquía,

(factor común).

¿Cómo se arman las ecuaciones analíticas en Neumática?

Las ecuaciones se arman colocando a la izquierda del signo igual las cargas y su estado, entendemos por cargas a

los actuadores, o a los destinatarios finales en las conexiones neumáticas del AC.

A la derecha del signo igual van las válvulas responsables de energizar los actuadores, (entiéndase por energizar a

hacer llegar AC) y como estas están conectadas para que al interactuar energicen los actuadores.

Ejemplo:

El sgte circuito tiene por expresión secuencial a (A+ A-)

Tenemos una sola carga, (un solo actuador al que debemos alimentar con AC). El actuador, PA, tiene dos estados,

uno en el que está ingresando su vástago, otro en el que lo está sacando.

Habrá tantas ecuaciones como estados de cada carga que tengamos. Habrá entonces siempre, dos ecuaciones por

Pistón, ya que cada Pistón estará sacando o introduciendo su vástago.

Veamos: A+ = A –, Léase, el Pistón PA sacará su vástago a causa de la activación del sensor FC A- A- = A+, Léase, el Pistón PA introducirá su vástago a causa de la activación del sensor FC A+

El Circuito es:

Observemos, la secuencia es A+A-, la primera acción de PA es sacar

el vástago, de modo que este debe iniciar estando adentro. Por

esto hacemos que la Biestable VA tenga su salida 2 a la cámara

posterior del PA, porque en la posición de reposo tenemos formada

la vía 1-2.

Como el vástago de PA arranca adentro, el sensor A- estará desde

un principio activado, (presionado), de modo que a este sensor le

conectamos una válvula de arranque, para tener el control de

arranque y parada.

Cuando habilitemos el aire en la entrada 1 del sensor FC A-, como

este está activado, dará un pulso de aire al mando 14 del Biestable,

lo que provocara el cambio de posición del mismo en donde queda

la vía 1-4 conformada, el AC sale por la salida 4 del Biestable y

alimenta la cámara anterior del Pistón PA, provocando la salida del

vástago del mismo.

Cuando el vástago sale, activa el sensor FC A+ y el mismo proceso

se da para finalmente lograr que el vástago de PA se introduzca.

v =0

4 2

5

1

3

A- A+

P A

2

1 3

A-

2

1 3

A+

2

1 3

V A1 4 1 2

C 1

Varr



El proceso se repetirá hasta que lo detengamos mediante la válvula de arranque.

Veamos otro ejemplo, El automatismo secuencial dado por (B- A- B+ A+)

Tenemos dos Pistones, PA y PB, cada pistón tiene dos estados, habrá entonces cuatro ecuaciones.

Las ecuaciones son:

A + = B +, Léase: El Pistón PA saca el vástago cuando el sensor B+ se activa.

A - = B -, Léase: El Pistón PA introduce su vástago cuando el sensor B- se activa.

B + = A -, Léase: El Pistón PB saca su vástago, cuando el sensor A- se activa.

B - = A +, Léase: El Pistón PB introduce su vástago cuando el sensor A+ se activa.

Veamos el circuito:

Notemos los detalles, por ejemplo con la primera ecuación: A + = B +, Me dice que el Pistón PA sacará su vástago

cuando el sensor B+ se active. (No olvidarse, en la ecuación a la izquierda del signo igual van las cargas o actuadores

y a la derecha el sensor o combinación de sensores que alimentan este actuador). Para lograr esto, conectamos la

salida 2 de B+ en el mando 12 del Biestable VA, de modo que cuando B+ se active y cambie de posición, hará que VA

active su posición donde se forma la vía 1-2, y el AC que sale de la salida 2 de VA provocara la salida del vástago de

PA.

Esto se puede analizar en cada una de las ecuaciones. Notar las CI, lo que condiciona el encañado entre cada

Biestable y su Pistón. PA inicia afuera y PB también.

v =0

A- A+P A

(B- A- B+ A+)

v =0

B- B+P B

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

2

1 3

B-

2

1 3

B+

2

1 3

A+

2

1 3

A-

2

1 3

V A V B

Varr



Notar que el último sensor de la secuencia es A+, el cual debemos controlar con una Varr 3/2NA con botón a

retención.

EJERCICIOS: Ud. Ya realizo estos circuitos, se solicita ahora confeccionar las ecuaciones analíticas de cada secuencia.

A-A+B-B+

B-A-B+A+

B+A-A+B-

B-C+A-C-A+B+

SECUENCIAS CON TRES PISTONES:

Vamos a complicar un poco las cosas, aunque las mantendremos simples.

Veamos cómo implementar el circuito Neumático que funcione según la sgte. Secuencia:

(C- B+ A- B- C+ A+) AUTOMATISMO SECUENCIAL CON TECNOLOGÍA NEUMÁTICA

A pesar de tener ahora tres pistones, la secuencia es simple, porque cada pistón continúa teniendo solo dos estados

en cada ciclo. (ESTADO 1: VÁSTAGO ADENTRO / ESTADO 2: VÁSTAGO AFUERA)

Aplicando polimorfismo, en la secuencia podemos “ver” los componentes neumáticos que participan en el

automatismo, ¡PODEMOS VER SOLO PISTONES Y SENSORES!, el compresor no figura en la secuencia pero, es un

elemento que no puede faltar en todo circuito neumático.

¿Qué vemos entonces en la secuencia?

C - : Pistón PC ingresando el vástago y activación del sensor C-.

B + : Pistón PB sacando el vástago y activación del sensor B+.

A - : Pistón PA ingresando el vástago y activación del sensor A-.

B - : Pistón PB ingresando el vástago y activación del sensor B-.

C + : Pistón PC sacando el vástago y activación del sensor C+.

A +: Pistón PA sacando el vástago y activación del sensor A+.

Lo primero que debemos determinar, establecer, son las CONDICIONES INICIALES, (CI).

Las CI nos indican de qué manera iniciaran posicionados los vástagos de los pistones del circuito.

Para establecer la posición inicial de cada vástago, recorremos la secuencia de izquierda a derecha, interpretando a

las letras como la acción del vástago de los pistones.

Se observa entonces para cada letra, (cada pistón), que acción debe realizar el vástago, es decir, estaremos

analizando cuál será su primer movimiento, si debe ingresar o salir del Pistón.

Veamos el ejemplo, la primera vez que aparece PA en la secuencia es indicando que el vástago de PA debe ingresar

al mismo, porque la primera vez que A aparece es A -.

Razonamos, si la primera acción de PA es ingresar el vástago, inicialmente estaba afuera, entonces la CI de PA es

con el vástago afuera.

Seguimos con PB, la primera vez que PB actúa en el automatismo debe sacar su vástago, B + , de modo que antes

que eso, inicialmente, estaba adentro, entonces la CI de PB es con el vástago adentro.



Finalizamos con PC, la primera vez que PC actúa en el automatismo, es introduciendo su vástago, C - , de modo que

antes que eso, inicialmente el vástago de PC estaba afuera, entonces la CI de PC es con el vástago afuera.

Leamos ahora la secuencia observando los pistones neumáticos conectados a los Biestables que los controlan, según

las CI recién determinadas.

Lectura de la Secuencia:

En el circuito de la figura, podemos ver como encañamos cada pistón con su Biestable, las Biestables VA, VB y VC

están conectadas directamente al compresor, (cada entrada (1) conectada al compresor), observar que en reposo,

las Biestables tienen la posición con la vía 1-2 formada, entonces, PA iniciara con el vástago afuera porque la salida

(2) deriva el AC a la cámara anterior de PA, igual situación se da con PC, y PB iniciara con el vástago adentro porque

la salida (2) está conectada a la cámara posterior de PB.

Vamos a leer entonces la secuencia, vayan observando el circuito de la figura: (C- B+ A- B- C+ A+)

Lo primero que debe suceder es que PC introduzca su vástago, (C -).

PC termina de introducir el vástago y se activa el sensor C -.

El sensor C – activado provoca la salida del vástago de PB, (B + ).

El vástago de PB sale totalmente y activa el sensor B +.

El sensor B + activado provoca la entrada del pistón PA, (A - ).

Cuando el vástago de PA ingresa totalmente, activa el sensor A -.

El sensor A- activado provoca la entrada del vástago de PB, (B -).

Cuando el vástago de PB ingresa totalmente, activa el sensor B -.

El sensor B- activado provoca la salida del vástago de PC, (C +).

Cuando el vástago de PC sale totalmente, activa el sensor C +.

El sensor C+ activado provoca la salida del vástago de PA, (A +).

Cuando el vástago de PA sale totalmente, activa el sensor A +.

El sensor A+ activado provoca la entrada del vástago de PC, (C -).

Y el ciclo se repite.

Para resolver esta secuencia con tecnología Neumática, vamos a desarrollar uno de los tantos métodos que se

utilizan en la Industria.

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

A- A+ B- B+ C- C+

P A P B P C

V A V B V C

1 21 4 1 21 41 21 4

PISTON (N+ 1)

SENSOR (N)



METODO CASCADA – AUTOMATISMOS NEUMÁTICOS

Para desarrollar este método, vamos a utilizar la secuencia del ejemplo anterior.

Este método consiste en separar a la secuencia principal, en varias secuencias menores, de tal forma que se pueda

resolver cada una de ellas de modo simple e intuitivo. Para ello separamos la secuencia principal en grupos, los

grupos irán actuando uno luego del otro, cada grupo que se activa deberá desactivar al grupo anterior, de modo que

siempre habrá uno y solo un grupo activo.

NOTA: Este método se aplica a la resolución de automatismos secuenciales, cualquiera sea la tecnología aplicada, en

este caso particular, lo desarrollaremos para tecnología Neumática, pero, como veremos más adelante también lo

desarrollaremos para tecnología electro neumática.

En Neumática, los grupos son caños distribuidores de presión, cada grupo será un caño distribuidor, y actuará como

un generador proveedor de energía, es decir, un proveedor de AC.

Como cada grupo se interpreta como un generador de AC, es simple verlo como el proveedor de AC para que se

desarrolle la mini secuencia que contiene.

Grupos: ¿Cómo se forman los grupos?

Dada la secuencia, (recordemos que vamos a desarrollar el método con la secuencia dada en el ejemplo, (C- B+

A- B- C+ A+)), desde el comienzo de la misma, (lado izquierdo), vamos acumulando letras en el grupo,

(Imagínense que cada grupo es una bolsa donde meten las letras), sin importar el signo, solamente damos

importancia a la letra, y las vamos incorporando cuidando de que en el grupo NO SE REPITA NINGUNA LETRA.

En la secuencia que estamos considerando tenemos:

(C- B+ A-) (B- C+ A+)

G1 G2

Quedan entonces formados dos grupos, G1 y G2, y vemos que cada cual tiene su mini secuencia.

Veamos como conformar las ecuaciones que me dirán como hacer el circuito Neumático:

C - = G1

B + = G1 * C –

A - = G1 * B +

G2 = G1 * A –

B - = G2

C + = G2 * B –

A + = G2 * C +

G1 = G2 * A +

¿Qué pasó aquí?, vamos a analizar cómo llegamos a estas ecuaciones.

Analicemos y a la vez prestamos atención de cómo se lee la secuencia con el método cascada implementado, es

decir, con los grupos conformados.



Supongamos que G1 ya está activado, (después veremos cómo), de modo que la mini secuencia de G1 puede

desarrollarse.

En G1, tenemos tres cargas, tres pistones en movimiento, pero o es solo de ingreso del Vástago o es solo de salida

del mismo, (C- B+ A-), PC debe introducir su vástago al igual que PA, y PB debe sacarlo.

Son tres cargas, tres ecuaciones.

La primera acción cuando G1 se activa es introducir PC, o dicho de otra manera, la única condición existente

para que PC comience a introducir su vástago es que G1 se active, por esto la ecuación para que la carga C –

se energice es que se active G1, es decir, C - = G1.

Cuando PC termina de ingresar su vástago, se activa el sensor C-, (lógico), la activación del mismo, (que

implica el cambio de posición del FC C - ), deberá provocar que el PB saque su vástago, pero, es

importante asegurar que el sensor C- activará la salida del vástago de PB, solo si se activa con G1 activo.

(esto es porque a futuro, veremos secuencias donde cada sensor se activa varias veces, si C- se activa en otro

grupo, debemos asegurarnos que no active a PB y provoque la salida del vástago B+). Por eso B + = G1 * C –

Esta ecuación, B + = G1 * C – , nos dice que para energizar PB de modo que saque su

vástago, debe activarse el sensor C – en serie con la fuente de energía G1.

Cuando PB termina de sacar su vástago, se activa el sensor B + , la activación del mismo, (que implica el

cambio de posición del FC B + ), deberá provocar que el PA introduzca su vástago, pero, es importante asegurar que el sensor B + activará la entrada del vástago de PA, solo si se activa con G1 activo. (esto es

porque a futuro, veremos secuencias donde cada sensor se activa varias veces, si C- se activa en otro grupo,

debemos asegurarnos que no active a PB y provoque la salida del vástago B+). Por eso A - = G1 * B +

Esta ecuación, A - = G1 * B +, nos dice que para energizar PA de modo que ingrese su

vástago, debe activarse el sensor B + en serie con la fuente de energía G1.

Atención ahora: Cuando el Pistón PA termina de ingresar su vástago, toca y activa el sensor A -, este

sensor recién activado, debe provocar la transferencia de grupos, debe activar G2 y a la vez desactivar G1.

¿Cómo logramos esto?

Para activar G2, procedemos como recién hemos hecho, el sensor A – activo en serie con el grupo G1

activo, es la condición para energizar a G2, por eso: G2 = G1 * A -.

Para des-energizar G1, a la vez que energizamos G2, usamos la condición fundamental de

funcionamiento de las válvulas, el cambio de posición, entonces, si para alimentar los grupos G1 y

G2, usamos una válvula Biestable 5/2NA con accionamiento neumático, la configuramos de modo

tal que por la salida 2 alimenta a G1, y por la salida 4 alimente a G2, de esta manera, cuando la

válvula esté en la posición que alimenta a G1, y recibe la orden de un cambio de posición, pasará a

G 1

G 2

4 2

5

1

3

1 21 4

2

1 3

A-



alimentar a G2 a la vez que dejara de alimentar a G1. Veamos cómo sería el circuito.

Aún no analizamos como activamos el comando neumático 12, para activar la posición de la válvula

Biestable energiza uno u otro grupo, solo podemos asegurar que al activarse la válvula FC A -, esta

cambia de posición y da el pulso de AC al comando 14 de la Biestable, y se produce el cambio de

grupo.

IMPORTANTE, Notar dos cosas:

1. Que el sensor A – esta energizado desde G1, ver que conectamos un caño entre G1 y la entrada

(1) de A - , y la salida (2) de A - está conectada al mando 14 de la Biestable quien es la causante

de alimentar a G2, entonces esta conexión responde a la ecuación G2 = G1 * A - .

2. Que con una sola Biestable se logra la transferencia entre dos grupos, en este caso de G1 a G2, y

veremos también más adelante, que la transferencia se da de G2 a G1

TRANSFERENCIA DE GRUPOS EN EL METODO CASCADA NEUMÁTICO Esta última observación, da lugar a establecer algunas reglas y condiciones que son propias del método cascada.

1. Las transferencias de grupos se realizan con válvulas Biestables 5/2NA o 4/2NA.

2. Son necesarias tantas válvulas Biestables de transferencia como (Grupos – 1) hay. (en el ejemplo

que estamos analizando, se conformaron 2 grupos, se necesita 1 válvula de transferencia).

Las ecuaciones donde se establece como energizar los grupos, son las ecuaciones de transferencia, y nos indica

como conectar sensores y actuadores de las cargas, para lograr energizar a cada grupo.

Un grupo ya energizado, es un actuador activado, podemos pensar que el grupo tiene dos estados, con AC y sin AC,

es decir, energizado o des energizado, por esto los grupos pueden usarse a la derecha del signo igual en las

ecuaciones analíticas del circuito neumático, (Recuerden el tema donde aprendimos a formar las ecuaciones

analíticas de un circuito, vuelvan a leerlo, hagan un repaso)

Ya hemos analizado como se logra la transferencia de G1 a G2, veamos ahora cómo se logra la transferencia de G2 a

G1.

La secuencia que se ejecuta cuando G2 esta energizado es (B- C+ A+).

G2 termina su secuencia cuando el Pistón PA saca totalmente su vástago, A + , y se activa el sensor A +. Este sensor al

activarse, junto a la condición de que lo hace estando G2 activo, establecen la condición que indica cuando se

energiza G1. G1 = G2 * A +



El circuito de transferencia de grupos de este ejemplo se completa entonces de la siguiente manera:

Fíjense que el sensor A + , (la válvula 3/2NC a rodillo), cuando detecta que el vástago de PA sale totalmente, cambia

de posición y entrega AC al mando 12 de la Biestable, lo que provoca el cambio de posición de la misma, formándose

la vía 1-2 que energiza o entrega AC al G1, a la vez que el cambio de posición de la Biestable provoca la instantánea

salida de G2. Transferencia de G2 a G1.

En este ejemplo se completa así la transferencia.

Para finalizar, nos falta analizar toda la mini secuencia de G2, y el análisis es exactamente igual al realizado en la mini

secuencia de G1, veamos:

En G2, tenemos tres cargas, tres pistones en movimiento, pero o es solo de ingreso del Vástago o es solo de salida

del mismo, (B- C+ A+), PC debe sacar su vástago al igual que PA, y PB debe introducirlo.

Son tres cargas, tres ecuaciones.

La primera acción cuando G2 se activa es introducir PB, o dicho de otra manera, la única condición existente

para que PB comience a introducir su vástago es que G2 se active, por esto la ecuación para que la carga B –

se energice es que se active G2, es decir, B - = G2.

Cuando PB termina de ingresar su vástago, se activa el sensor B-, (lógico), la activación del mismo, (que

implica el cambio de posición del FC B - ), deberá provocar que el PC saque su vástago, pero, es

importante asegurar que el sensor B- activará la salida del vástago de PC, solo si se activa con G2 activo.

(esto es porque a futuro, veremos secuencias donde cada sensor se activa varias veces, si B- se activa en otro

grupo, debemos asegurarnos que no active a PC y provoque la salida del vástago C+). Por eso C + = G1 * B –

Esta ecuación, C + = G1 * B – , nos dice que para energizar PC de modo que saque su

vástago, debe activarse el sensor B – en serie con la fuente de energía G2.

Cuando PC termina de sacar su vástago, se activa el sensor C + , la activación del mismo, (que implica el

cambio de posición del FC C + ), deberá provocar que el PA saque su vástago, pero, es importante

G 1

G 2

4 2

5

1

3

1 21 4

2

1 3

A-

2

1 3

A+

(C- B+ A-)(B- C+ A+)



asegurar que el sensor C + activará la salida del vástago de PA, solo si se activa con G2 activo. (esto es porque

a futuro, veremos secuencias donde cada sensor se activa varias veces, si C+ se activa en otro grupo,

debemos asegurarnos que no active a PA y provoque la salida del vástago A+). Por eso A + = G1 * C +

Esta ecuación, A + = G1 * C +, nos dice que para energizar PA de modo que saque su

vástago, debe activarse el sensor C + en serie con la fuente de energía G1.

Veamos ahora como queda conformado el circuito:

G 1

G 2

4 2

5

1

3

1 21 4

2

1 3

A-

2

1 3

A+

(C- B+ A-)(B- C+ A+)

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

A- A+ B- B+ C- C+

2

1 3

B+

2

1 3

C-

2

1 3

B-

2

1 3

C+

2

1 3Varr

C01

C01

P A P B P C

V A V B V C

1 21 4 1 21 41 21 4



A TOMAR NOTA:

Una, y solo una situación por grupo se dará que se alimenta directamente a un Biestable. Son justamente los

inicios de grupo. Cuando desde un grupo, se alimenten a dos Biestables directamente, algo está mal.

Notar los caños que alimentan a los mandos de las Biestables que controlan los Pistones y a la Biestable de

transferencia en líneas de puntos, son caños de comando.

Atención a como encañamos desde cada Biestable que controla los Pistones al Pistón correspondiente, estas

son las condiciones iniciales.

Se ha colocado un arranque mediante una válvula 3/2NC con mando Botón con retención, Varr, la misma

simplemente debe o no suministrar energía del compresor a las válvulas Biestables de transferencia.

Notar que las válvulas de control de Pistones VA, VB y VC, tienen su entrada directamente conectadas al

compresor.

Hay una válvula de transferencia porque hay dos grupos, VALVULAS DE TRANSFERENCIA = GRUPOS – 1.

En cada mini secuencia de cada grupo, el último sensor en activarse provoca la transferencia al siguiente

grupo.

Observar como cada sensor esta energizado desde el grupo donde actúa.

EJERCICIO DE EVALUACIÓN 1 – METODO CASCADA NEUMÁTICA:

RESOLVER EL SIGUIENTE AUTOMATISMO SECUENCIAL CON TECNOLOGÍA NEUMÁTICA, APLICANDO EL METODO

CASCADA:

SECUENCIA: B+ A- A+ C+ B- C-

DESARROLLO:

1. CONDICIONES INICIALES:

Primera acción de PA es A -, mete su vástago, entonces inicialmente el vástago de PA está afuera.

Primera acción de PB es B +, saca su vástago, entonces inicialmente el vástago de PB está adentro.

Primera acción de PC es C +, saca su vástago, entonces inicialmente el vástago de PC está adentro.

2. Dibujamos los pistones encañados a los Biestables según las CI.

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

A- A+ B- B+ C- C+

C01

P A P B P C

V A V B V C

1 21 4 1 21 41 21 4

B+ A- A+ C+ B- C-

PA inicia Afuera. PB inicia Adentro. PC inicia Adentro.



Recordemos, cuando armamos las ecuaciones

analíticas, a la izquierda del signo igual van las

cargas, (Pistones metiendo o sacando su vástago),

y a la derecha del signo igual van los actuadores.

3. Lectura de la secuencia:

Lo primero que debe suceder es que PB saque su vástago, (B +).

PB termina de sacar el vástago y se activa el sensor B +.

El sensor B + activado provoca la entrada del vástago de PA, (A - ).

El vástago de PA ingresa totalmente y activa el sensor A -.

El sensor A - activado provoca la salida del pistón PA, (A + ).


El sensor A + activado provoca la salida del vástago de PC, (C +).


El sensor C + activado provoca la entrada del vástago de PB, (B - ).

Cuando el vástago de PB entra totalmente, activa el sensor B -.

El sensor B - activado provoca la entrada del vástago de PC, (C -).

Cuando el vástago de PC entra totalmente, activa el sensor C -.

El sensor C - activado provoca la salida del vástago de PB, (B +).


4. Aplicamos el método cascada a la secuencia, separándola en grupos:

Secuencia agrupada: (B + A -) (A + C + B -) (C -)

G1 = (B + A -)

G2 = (A + C + B -)

G3 = (C -)

5. Aplicamos las ecuaciones analíticas, separamos las ecuaciones de transferencia de las de eventos:

Ecuaciones de Transferencia: Hay tres grupos, son tres ecuaciones:

G1 = G3 * C –

G2 = G1 * A –

G3 = G2 * B –

Ecuaciones de eventos: son tres Pistones, cada pistón puede realizar dos movimientos, (introduce o

saca el vástago), entonces son 6 ecuaciones:

A + = G2

A - = G1 * B +

B + = G1

B - = G2 * C +

C + = G2 * A +

C - = G3



6. Con las ecuaciones de transferencia armamos la cascada, recordemos la regla, habrá tantas válvulas

Biestables de transferencia como (GRUPOS – 1), en este caso tenemos 3 grupos, entonces en la cascada

habrá dos válvulas. Veamos cómo queda el circuito de transferencia de grupos, (LA CASCADA):

Observaciones del punto (6):

Observar que las válvulas Biestables de transferencia son 2, porque tenemos 3 grupos, y la regla es que

habrá tantas válvulas de transferencia como Grupos – 1 haya.

Observar cómo están ubicadas estas válvulas, la disposición, esta forma de colocarse y por cómo van

entrando en cascada, es el motivo del nombre del método.

Fijarse bien, como está conectada la salida 4 de la última válvula de transferencia, está conectada al último

grupo, pero también, mediante un distribuidor, está conectada al accionamiento 12 de la válvula

anterior, de modo que en el momento que ingresa el último grupo, deja a la primara válvula preparada para

alimentar al primer grupo, aquí es donde se prepara todo para “repetir” la secuencia.

No dejar de “ver” que en cada grupo, la última letra interpretada como sensor, es el dispositivo que provoca

el cambio de grupo, la transferencia al siguiente grupo.

Interpretar, observar, que la transferencia al sgte grupo, provoca automáticamente la des energización del

grupo anterior, a causa del comportamiento natural de las válvulas, al cambiar de posición, la salida que

alimentaba al grupo anterior, deja de proveer AC.

7. Con las ecuaciones de eventos, hacemos el montaje del resto de los sensores para terminar de implementar

el circuito, que queda así: (ver la página, el circuito de la figura)

Observaciones del circuito final:

Observar en las Válvulas Biestables que controlan los pistones, no es regla que cada una deba tener

un mando conectado directamente a un grupo, si es regla que cada grupo tendrá un caño

directamente conectado al mando de una Biestable. (esto quiere decir que podrá haber una

G 1

G 2

G 3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

2

1 3

A-

2

1 3

B-

2

1 3

C-

2

1 3

C01

HABILITA G1

HABILITA G2

HABILITA G3

1 4

1 4

1 2

1 2

VÁLVULAS DE TRANSFERENCIA

CASCADA

N° VÁLVULAS = GRUPOS - 1

Varr



Biestable que tenga conectados sus dos mandos directamente a los grupos, pero si o si serán

grupos diferentes).

Apreciar las CI, el compresor C01 ya está entregando AC, el circuito no funcionará hasta que no

accionemos la Varr, pero los pistones ya ubican sus vástagos según las condiciones iniciales, o sea,

según como hemos encañándola las salidas de las válvulas Biestables que controlan los pistones.

o IMPORTANTE: LAS CI SON ESTABLECIDAS EN LA SECUENCIA, Y ES PARTE DEL DISEÑO DEL

AUTOMATISMO NECESARIO PARA EL PROCESO A AUTOMATIZAR.

Notar que los sensores A+, C- y B- están accionados, en cuanto tengan AC en su entrada (1) actuarán

sobre los mandos a los que tienen sus salidas conectadas.

Observar la conformación de la cascada, ambas válvulas que la componen, arrancan en su posición

de reposo, eso crea un camino directo para que cuando accionemos la Varr, llegue el AC al G1.



v =0 v =0 v =0

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

A- A+ B- B+ C- C+

C01

P A P B P C

V A V B V C

1 21 4 1 21 41 21 4

(B + A -) (A + C + B -) (C -)


0.00 0.00

0.00 0.00

0.00 0.00

G 1

G 2

G 3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

2

1 3

A-

2

1 3

B-

2

1 3

C-

2

1 3

C01

HABILITA G1

HABILITA G2

HABILITA G3

1 4

1 4

1 2

1 2

Varr

2

1 3

C+

2

1 3

B+

2

1 3

A+



EJERCICIO DE EVALUACIÓN 2 – METODO CASCADA NEUMÁTICA:

RESOLVER EL SIGUEINTE AUTOMATISMO SECUENCIAL CON TECNOLOGÍA NEUMÁTICA, APLICANDO EL METODO

CASCADA:

SECUENCIA: B- B+ A- A+ C+ C-

DESARROLLO:


Primera acción de PA es A -, mete su vástago, entonces inicialmente el vástago de PA está afuera.

Primera acción de PB es B -, mete su vástago, entonces inicialmente el vástago de PB está afuera.

Primera acción de PC es C +, saca su vástago, entonces inicialmente el vástago de PC está adentro.


3. Lectura de la secuencia: B- B+ A- A+ C+ C-

Lo primero que debe suceder es que PB introduzca su vástago, (B -).

PB termina de introducir el vástago y se activa el sensor B -.

El sensor B - activado provoca la salida del vástago de PB, (B + ).


El sensor B + activado provoca la entrada del pistón PA, (A - ).

Cuando el vástago de PA entra totalmente, activa el sensor A -.

El sensor A - activado provoca la salida del vástago de PA, (A +).


El sensor A + activado provoca la salida del vástago de PC, (C + ).


El sensor C + activado provoca la entrada del vástago de PC, (C -).


El sensor C - activado provoca la entrada del vástago de PB, (B -).


4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

A- A+ B- B+ C- C+

C01

P A P B P C

V A V B V C

1 21 4 1 21 41 21 4

PA inicia Afuera. PB inicia Afuera. PC inicia Adentro.

B- B+ A- A+ C+ C-



Recordemos, cuando armamos las ecuaciones

analíticas, a la izquierda del signo igual van las

cargas, (Pistones metiendo o sacando su vástago),

y a la derecha del signo igual van los actuadores.

ATENCIÓN: UN GRUPO SE ACTIVA, CUANDO LA ULTIMA

LETRA – SENSOR – DEL GRUPO ANTERIOR SE ACTIVA.

ATENCIÓN: UN GRUPO SE CONFORMA, ACUMULANDO LETRAS SIN

IMPORTAR EL SIGNO, Y CUIDANDO QUE NO SE REPITAN.


Secuencia agrupada: (B -) (B + A -) (A + C +) (C -)

G1 = (B -)

G2 = (B + A -)

G3 = (A+ C +)

G4 = (C -)


Ecuaciones de Transferencia: Hay 4 grupos, son 4 ecuaciones:

G1 = G4 * C –

G2 = G1 * B –

G3 = G2 * A –

G4 = G3 * C +

Ecuaciones de eventos, son tres Pistones, cada pistón puede realizar dos movimientos, (introduce o


A + = G3

A - = G2 * B +

B + = G2

B - = G1

C + = G3 * A +

C - = G4



habrá 3 válvulas. Veamos cómo queda el circuito de transferencia de grupos, (LA CASCADA):

B- B+ A- A+ C+ C-

G 2

G 3

G 4

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

2

1 3

B-

2

1 3

A-

2

1 3

C-2

1 3

C01

HABILITA G1

HABILITA G2

HABILITA G3

1 4

1 4

1 2

1 2

Varr

4 2

5

1

3

G 1

2

1 3

C+

HABILITA G4








Fijarse bien, como está conectada la salida 4 de la segunda y tercera válvula de transferencia, están

conectadas a los grupos G3 y G4 respectivamente, pero también, mediante un distribuidor, están

conectadas al accionamiento 12 de la válvula anterior, de modo que en el momento que ingresa el

nuevo grupo, deja a la anterior válvula preparada para alimentar al anterior grupo, Fíjense: Cuando cambia

de posición la última válvula de transferencia, se habilita la vía 1-4 de la misma alimentando al G4, pero

también el mando 12 de la válvula de transferencia anterior recibe AC, lo que prepara a esta válvula, para

que cuando se repita el ciclo de la secuencia, el AC alimente a la primera válvula de transferencia.






Observar que cada sensor que acciona sobre la cascada, tiene su entrada de AC (1) conectada al Grupo

donde está ejecutándose la mini secuencia, y que esto se corresponde también con las ecuaciones analíticas,

donde dicho sensor, esta multiplicado, (en serie), con el grupo. DEBEN INTERPRETAR LA CONEXIÓN EN

SERIE, LOGICA AND, ENTRE CADA GRUPO Y EL SENSOR QUE HABILITAN AL SGTE GRUPO.




Observar en las Válvulas Biestables que controlan los pistones, no es regla que cada una deba tener

un mando conectado directamente a un grupo, si es regla que cada grupo tendrá un caño

directamente conectado al mando de una Biestable. (esto quiere decir que podrá haber una

Biestable que tenga conectados sus dos mandos directamente a los grupos, pero si o si serán

grupos diferentes, (TAL ES EL CASO DE VB).

Apreciar las CI, el compresor C01 ya está entregando AC, el circuito no funcionará hasta que no

accionemos la Varr, pero los pistones ya ubican sus vástagos según las condiciones iniciales, o sea,

según como hemos encañándola las salidas de las válvulas Biestables que controlan los pistones.

o IMPORTANTE: LAS CI SON ESTABLECIDAS EN LA SECUENCIA, Y ES PARTE DEL DISEÑO DEL

AUTOMATISMO NECESARIO PARA EL PROCESO A AUTOMATIZAR.

Notar que los sensores A+, B+ y C- están accionados, en cuanto tengan AC en su entrada (1) actuarán

sobre los mandos a los que tienen sus salidas conectadas.

Observar la conformación de la cascada, las 3 válvulas que la componen, arrancan en su posición de

reposo, eso crea un camino directo para que cuando accionemos la Varr, llegue el AC al G1.

La primera válvula de la cascada con el cambio de posición alterna entre G1 y G2.

Las restantes, al cambiar de posición solo activan un grupo, a la vez que restituyen a la posición de

reposo a la válvula anterior.

Las restantes en la posición de reposo, solo permiten que la válvula anterior tenga habilitada la

entrada (1) con AC según como estén las válvulas de la cascada que están más abajo.



v =0 v =0 v =0

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

A- A+ B- B+ C- C+

C01

P A P B P C

V A V B V C

1 21 4 1 21 41 21 4

PA inicia Afuera. PB inicia Afuera. PC inicia Adentro.

B- B+ A- A+ C+ C-

(B -) (B + A -) (A + C +) (C -)

0.00 0.00

0.00 0.00

0.00 0.00

G 2

G 3

G 4

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

2

1 3

B-

2

1 3

A-

2

1 3

C-2

1 3

C01

HABILITA G1

HABILITA G2

HABILITA G3

1 4

1 4

1 2

1 2

Varr

4 2

5

1

3

0.00 0.00G 1

2

1 3

C+

HABILITA G4

2

1 3

A+

2

1 3

B+



SECUENCIAS NEUMÁTICAS CON DOBLE POSICIONAMIENTO POR CICLO

Esta situación se da cuando uno o más Pistones, necesitan sacar e introducir más de una vez su vástago, para

completar el ciclo del automatismo.

Supongamos que en un proceso Industrial, se requiere implementar un automatismo secuencial que responda a:

(A- B+ A+ A- C+ B- C- A+)

En este caso, el Pistón PA, debe sacar e introducir dos veces su vástago para completar un ciclo de la secuencia.

Esa secuencia es sencilla de implementar con el método cascada, es fundamental aquí que Ud entienda como de la

secuencia, obtenemos las ecuaciones analíticas, y como las mismas se interpretan para de allí obtener el circuito

neumático.

A medida que desarrollemos este automatismo, iremos repasando algunos conceptos.

DESARROLLO:


Primera vez que aparece PA, A - , entonces inicialmente el vástago de PA está afuera.

Primera vez que aparece PB, B + , entonces inicialmente el vástago de PB está adentro.

Primera vez que aparece PC, C + , entonces inicialmente el vástago de PC está adentro.


3. Lectura de la secuencia: (A- B+ A+ A- C+ B- C- A+)

Lo primero que debe suceder es que PA introduzca su vástago, (A -).

PA termina de introducir el vástago y se activa el sensor A -.

El sensor A - activado provoca la salida del vástago de PB, (B + ).


El sensor B + activado provoca la salida del pistón PA, (A + ).


El sensor A + activado provoca la entrada del vástago de PA, (A -).

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

A- A+ B- B+ C- C+

C01

P A P B P C

V A V B V C

1 21 4 1 21 41 21 4


(A- B+ A+ A- C+ B- C- A+)



Los Pistones A+ y A-, aparecen dos veces en

la secuencia, recordemos que el signo (+)

hace referencia a la lógica OR de circuitos

paralelos, y que la misma se implementaba

con una válvula OR.

ATENCIÓN: UN GRUPO SE ACTIVA, CUANDO LA ULTIMA

LETRA – SENSOR – DEL GRUPO ANTERIOR SE ACTIVA.

ATENCIÓN: UN GRUPO SE CONFORMA, ACUMULANDO LETRAS SIN

IMPORTAR EL SIGNO, Y CUIDANDO QUE NO SE REPITAN.

Cuando el vástago de PA entra totalmente, activa el sensor A -.

El sensor A - activado provoca la salida del vástago de PC, (C + ).


El sensor C + activado provoca la entrada del vástago de PB, (B -).

Cuando el vástago de PB entra totalmente, activa el sensor B -.

El sensor B - activado provoca la entrada del vástago de PC, (C -).


El sensor C - activado provoca la salida del vástago de PA, (A + ).


El sensor A + activado provoca la entrada del vástago de PA, (A -).



Secuencia agrupada: (A - B +) (A +) (A - C + B -) (C - A +)

G1 = ( A - B +)

G2 = (A +)

G3 = (A - C + B -)

G4 = (C - A +)


Ecuaciones de Transferencia: Hay 4 grupos, son 4 ecuaciones:

G1 = G4 * A +

G2 = G1 * B +

G3 = G2 * A +

G4 = G3 * B -

Ecuaciones de eventos, son tres Pistones, cada pistón puede realizar dos movimientos, (introduce o


A + = G2 (+) G4 * C -

A - = G1 (+) G3

B + = G1 * A -

B - = G3 * C +

C + = G3 * A -

C - = G4

ATENCION: Observemos tanto en las ecuaciones de transferencia como en las de eventos, a la izquierda del

signo igual, aparecen dos veces A +, (en las ecuaciones de transferencia), y dos veces A -, (en las ecuaciones de

eventos. Por supuesto que Solo hay UN UNICO sensor A+ y UN UNICO sensor A-.

¿Cómo se hace el encañado de la entrada de cada sensor, si debe estar en serie con uno y solo un Grupo?, fíjense

en las ecuaciones de eventos, El sensor A-, en una ecuación esta en serie con G1, (G1 * A - = B +), y en la otra está en

serie con G3, (G3 * A - = C +). No se puede conectar en la entrada del sensor A-, un distribuidor porque al

alimentar por ejemplo G1, derivaríamos AC a G3, y esto es inaceptable. (Vean y analicen la figura).



Solucionamos esto adicionando una OR en la entrada del sensor A -, (la misma solución para el sensor A+).

Ahora analicemos por ejemplo la salida de A+, tenemos el problema que no podemos alimentar directamente en la

cascada a dos válvulas de transferencia a la vez, No podemos hacer esto:

No podemos conectar la salida (2) de A+ mediante un distribuidor directamente al mando 14 de la segunda válvula

de transferencia y al mando 12 de la última válvula de transferencia. ¿Por qué?, porque cuando el sensor A+

se active, el AC que sale por su salida (2), provocara el cambio de estado de ambas válvulas de transferencia, y el

circuito no funcionara como corresponde.

(A - B +) (A +) (A - C + B -) (C - A +)

G 2

G 3

G 4

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

2

1 3

A+

2

1 3

C01

HABILITA G1

HABILITA G2

HABILITA G3

1 4

1 4

1 2

1 2

Varr

4 2

5

1

3

G 1

HABILITA G4

1 1

2

2

1 3

.A-

Distribuidor

G1

G3

2

1 3

.A-

G 1

G 3

1 1

2

REPASAR

VALVULAS

AND y OR

G1 = G4 * A +

G3 = G2 * A +



¿Cómo solucionamos este problema?, bueno, utilizamos Válvulas AND, de modo que cuando, por

ejemplo, el G2 este energizado, por intermedio de la OR la entrada(1) del sensor A+ recibe AC, y cuando este sensor

se active, el AC que aparece en (2), solo pasara aquella AND que tenga conectada también al G2, (A+ AND G2).

Veamos el circuito, (re leer mirando el circuito)

Del mismo modo, cuando este energizado G4, a través de la OR, la entrada (1) de A+ dispone de AC, en el momento

que el sensor A+ se active y haya AC en la salida (2), solo la AND que también está conectada con G4, (A+ AND G4).



habrá 3 válvulas. Veamos cómo queda el circuito de transferencia de grupos, (LA CASCADA)






Fijarse bien, como está conectada la salida 4 de la segunda y tercera válvula de transferencia, están

conectadas a los grupos G3 y G4 respectivamente, pero también, mediante un distribuidor, están

conectadas al accionamiento 12 de la válvula anterior, de modo que en el momento que ingresa el

nuevo grupo, deja a la anterior válvula preparada para alimentar al anterior grupo, Fíjense: Cuando cambia

de posición la última válvula de transferencia, se habilita la vía 1-4 de la misma alimentando al G4, pero

también el mando 12 de la válvula de transferencia anterior recibe AC, lo que prepara a esta válvula, para

que cuando se repita el ciclo de la secuencia, el AC alimente a la primera válvula de transferencia.



(A - B +) (A +) (A - C + B -) (C - A +)

G 2

G 3

G 4

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

2

1 3

A+

2

1 3

C01

HABILITA G1

HABILITA G2

HABILITA G3

1 4

1 4

1 2

1 2

Varr

4 2

5

1

3

G 1

HABILITA G4

1 1

2

1 1

2

1 1

2






Observar que cada sensor que acciona sobre la cascada, tiene su entrada de AC (1) conectada al Grupo

donde está ejecutándose la mini secuencia, y que esto se corresponde también con las ecuaciones analíticas,

donde dicho sensor, esta multiplicado, (en serie), con el grupo. DEBEN INTERPRETAR LA CONEXIÓN EN

SERIE, LOGICA AND, ENTRE CADA GRUPO Y EL SENSOR QUE HABILITAN AL SGTE GRUPO. TODO LO DICHO

EN ESTE PUNTO, NO CAMBIA AUNQUE AGREGEMOS LAS VALVULAS DE FUNCION OR y AND, AL

CONTRARIO, LAS MISMAS HACEN QUE LO ESCRITO EN EL PUNTO SE CUMPLA.




Observar la conformación de la cascada, las 3 válvulas que la componen, arrancan en su posición de

reposo, eso crea un camino directo para que cuando accionemos la Varr, llegue el AC al G1.

La primera válvula de la cascada con el cambio de posición alterna entre G1 y G2.

Las restantes, al cambiar de posición solo activan un grupo, a la vez que restituyen a la posición de

reposo a la válvula anterior.

Las restantes en la posición de reposo, solo permiten que la válvula anterior tenga habilitada la

entrada (1) con AC según como estén las válvulas de la cascada que están más abajo.

Deben ya haber notado, que al aplicar el método cascada, se pierde aquella norma sobre donde

colocar los distintos componentes.

(A - B +) (A +) (A - C + B -) (C - A +)

G 2

G 3

G 4

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

2

1 3

A+

2

1 3

B+

2

1 3

C01

HABILITA G1

HABILITA G2

HABILITA G3

1 4

1 4

1 2

1 2

Varr

4 2

5

1

3

G 1

2

1 3

B-

HABILITA G4

1 1

2

1 1

2

1 1

2

G1 = G4 * A +

G2 = G1 * B +

G3 = G2 * A +

G4 = G3 * B -



4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

A- A+ B- B+ C- C+

C01

P A P B P C

V A V B V C

1 21 4 1 21 41 21 4


(A- B+ A+ A- C+ B- C- A+)

(A - B +) (A +) (A - C + B -) (C - A +)

G 2

G 3

G 4

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

2

1 3

A+

2

1 3

C-

2

1 3

B+

2

1 3

C01

HABILITA G1

HABILITA G2

HABILITA G3

1 4

1 4

1 2

1 2

Varr

4 2

5

1

3

G 1

2

1 3

B-

HABILITA G4

1 1

2

1 1

2

1 1

2

1 1

2

G1 = G4 * A +

G2 = G1 * B +

G3 = G2 * A +

G4 = G3 * B -

A + = G2 (+) G4 * C -

A - = G1 (+) G3

B + = G1 * A -

B - = G3 * C +

C + = G3 * A -

C - = G4

2

1 3

A-

2

1 3

C+

1 1

2

1 1

2

1 1

2

1 1

2



EJERCICIOS: 1. Desarrollar por escrito una explicación de cómo se implementan ecuaciones analíticas cuya expresión indique

como se conecta un circuito neumático.

2. Desarrollar las ecuaciones analíticas que describen el funcionamiento de las sgtes secuencias y la

conformación de los circuitos.

C – A + C + B – A – B +

A + B – B + C – A – C +

B + B – C + A – C – A +

3. Resolver las secuencias del ejercicio anterior, suponiendo que representan a automatismos secuenciales con

tecnología Neumática, utilizando el método cascada.

4. Las tiras de chapa deben estar cortadas con una arista aguda, en uno de los lados con objeto de su

mecanizado posterior. La tira de chapa es colocada en el dispositivo y sujetada por el cilindro neumático PA.

El cilindro PB corta con la cuchilla la tira de chapa. El cilindro PA afloja la tira y el cilindro PC la expulsa. NOTA:

Ojo al establecer la secuencia de trabajo. El cilindro A para sujetar la pieza lo hace en su movimiento de

retroceso. Todos los cilindros son de doble efecto.

Se Pide:

Establecer la secuencia, y resolver con el método

cascada, suponiendo que la tecnología aplicad es

Neumática.

Establecer las ecuaciones analíticas y graficar el

circuito neumático completo.

5. En una empresa se requiere desplazar cajas que llegan desde una banda de alimentación, hasta otra banda

transportadora que está ubicada en un nivel superior; para lo cual se van a emplear cilindros neumáticos. El

cilindro A, se va encargar de subir las cajas; mientras que el cilindro B las empuja; tal como se ve en la figura.

Plantear la Secuencia y resolver

utilizando el método cascada.



6. Resolver los siguientes Automatismos secuenciales de tecnología Neumática.

B- B+ C- A+ C+ A- C- C+

A+ C- A- B+ C+ A+ B- A-

C- B- C+ A- B+ B- A+ C- B+ C+

Hasta aquí llegamos con el Cuadernillo N°3, a continuación vamos a desarrollar los mismos sistemas vistos pero con

tecnología electro neumática.



ELECTRO NEUMÁTICA

Esta tecnología es muy utilizada en la Industria y en el automóvil. Vamos a estudiar que por su simplicidad permite

diseñar todo tipo de automatismos, mas con la introducción de los PLC y de los PLC. Es una tecnología que requiere

mínimos recursos en la parte neumática, de modo que permite la miniaturización de los componentes, y por ende,

su aplicación en casi cualquier lugar, y bajo condiciones extremas de temperatura o corrosión.

Vamos a introducirnos ahora a la Electro Neumática, pero para eso debemos conocer conceptos básicos de

electricidad.

CONCEPTOS BÁSICOS Sin profundizar, vamos a recordar que toda partícula con carga positiva, emite un campo eléctrico E.

Una carga eléctrica negativa, siempre recibe un campo eléctrico E.

El valor de este campo en un punto determinado, depende del medio en el que se encuentra el campo, del valor de

la carga positiva y de la distancia que hay desde el origen del campo E y el punto considerado.

𝑬 = 𝑘 ∗𝑄

𝑥2

K – constante dependiente del medio.

Q – valor de la carga positiva en Coulomb

x – Distancia en metros desde la carga al punto que se quiere obtener el valor de E.

El campo en un punto dado en el que existe una segunda partícula, ejercerá sobre la misma una fuerza. Dicha fuerza

será de atracción si esta segunda partícula es negativa, o de repulsión si es positiva. (Cargas diferentes se atraen,

cargas iguales se repelen). El campo Eléctrico ejerce una fuerza a distancia.

Dicha fuerza será igual al campo eléctrico en el punto por el valor de la carga afectada.

𝑭 = 𝑬 ∗ 𝑞 = 𝑘 ∗𝑄 ∗ 𝑞

𝑥2



Donde “q” es la carga afectada por el campo E.

En un conductor, es este campo eléctrico el que genera el movimiento de los electrones, (partículas cargadas

negativamente), a la que llamamos Corriente eléctrica, y cuando por un conductor circula una corriente, se forma

un Campo magnético que rodea al conductor. Este campo Magnético es capaz también de ejercer una fuerza a

distancia.

Esto es simple de demostrar, en un laboratorio se colocan dos hilos conductores y se hace circular corriente por los

mismos, se observa que:

Si las corrientes de ambos conductores tienen el mismo sentido, los conductores se atraen.

Si las corrientes de ambos conductores tienen diferentes sentidos, se repelen.

Esto es a causa del campo magnético circundante a los conductores.

Ahora bien, este campo magnético que aparece rodeando al conductor por el que circula una corriente eléctrica, es

muy débil. Una manera simple y eficaz de amplificar este campo magnético, y por ende la fuerza ejercida por el

mismo, es formando con el mismo conductor, una bobina.

Una bobina se forma enrollando al conductor sobre un núcleo cilíndrico.

Queda un elemento como el de la figura, notar que si las espiras están

separadas, el campo magnético que se forma rodeando el conductor sigue

estando, y a medida que más se aproximen las espiras se irán sumando ya

que los sentidos de circulación son iguales.

Llega un punto en que las espiras están tan próximas, que el campo

magnético se hace único y rodea a la bobina ya como un dispositivo

que lo genera.

El efecto se potencia con un Núcleo ferroso, es decir, aumenta el

flujo magnético y la fuerza que es capaz de ejercer el mismo.

Si ahora ponemos un núcleo ferroso, pero móvil, tenemos que el campo magnético generado por la bobina por la

que circula una corriente, ejerce una fuerza sobre el núcleo móvil suficiente para desplazarlo.

Esto se puede aprovechar ya que estamos logrando una transformación de energía, de eléctrica a mecánica, es decir,

hemos logrado que al energizar una bobina y hacer que circule corriente por la misma, obtengamos un movimiento

mecánico.

Si usamos la fuerza del campo magnético de modo que mueva alguna pieza ferrosa, podemos adherir

mecánicamente a esta pieza con contactos eléctricos, podemos hacer que cuando dicha pieza se desplace, los

contactos eléctricos cambien de estado.

Otra forma de aprovechar la fuerza del campo magnético, es amplificarla colocando un núcleo ferroso firme a la

bobina, y que este campo generado y amplificado, desplace algún elemento ferroso móvil, exterior a la bobina.



Veamos la siguiente figura:

Podemos observar la bobina con núcleo ferroso, esto amplifica el

flujo magnético y por ende la fuerza del mismo.

Si energizamos la bobina, la fuerza del campo magnético atraerá la

palanca móvil de arriba, esto hará que el contacto del medio,

desconecte con el de la izquierda, y conecte con el de la derecha.

Habremos cambiado el estado de los contactos, el que era NC ahora

está abierto, y el que era NA ahora está cerrado.

Importante: No es tema de esta materia estudiar las particularidades del campo eléctrico,

del campo Magnético, Leyes de Ampere y de Faraday, este apartado es simplemente para

que entiendan como una bobina, (también llamada solenoide), genera un campo magnético

tal que la fuerza que el mismo ejerce es importante y con aplicación real.

DEFINICIÓN DE RELE:

Comercialmente un relé puede tener cualquier combinación de contactos, 1NA + 1NC; 2NA + 2NC; 4NA; 4NC o 4

inversores, que es lo mismo que 4NA + 4NC.

Tipos de contactos eléctricos de un Relé

Imágenes de diferentes tipos de relés comerciales

Normal

Cerrado

NC

Normal

Abierto

NA

Inversor

1NA+1NC

8 9



PREGUNTA DE EVALUACIÓN:

Atención a la siguiente pregunta:

¿Qué similitud conceptual en cuanto al funcionamiento, encuentra entre una válvula

de distribución, un Sensor y un Relé?

Que los tres elementos, conceptualmente hablando en cuanto a su funcionamiento, son la

misma cosa.

Se los puede definir de la misma manera, funcionan exactamente bajo los mismos

principios.

DEFINICIONES FUNDAMENTALES – VÁLVULAS/SENSORES/RELÉ:

Cuando damos un nombre al accionamiento y al actuador, queda específicamente definida la válvula o el sensor o el

Relé.





TECNOLOGIA USADA.

RELÉ LA BOBINA CAMBIA EL ESTADO DE TODOS SUS

CONTACTOS.

COMANDOS Y CONTACTOS ELECTRICOS. Los contactos eléctricos de un relé, son elementos que o están en estado abierto, (normal abierto – NA) y no dejan

pasar la corriente, o están en estado de cerrados, (normal cerrado – NC) y si dejan pasar la corriente.

Para identificar que un contacto determinado de un circuito pertenece a un relé en particular, simplemente se lo

nombra de igual modo.

En un circuito eléctrico, el relé en sí, es representado por la bobina, (la carga que debe energizarse), y tanto la

bobina, (o solenoide), como los contactos tienen la siguiente simbología.

Bobina o Solenoide

De un Relé.

Tanto la válvula como el Sensor y el Relé, consisten en un dispositivo

que cuenta con un accionamiento y un actuador, de modo que al

excitar el accionamiento provoca un cambio de estado del actuador.

Normal

Cerrado

NC

Normal

Abierto

NA

Inversor

1NA+1NC

8 9 1



Por otro lado, los comandos pueden ser contactos para accionar manualmente o mecánicamente, directa o

indirectamente. Directamente seria presionando sobre el mismo, indirectamente sería a través de otro dispositivo,

tal es el caso de los sensores electrónicos.

Los comandos eléctricos, tienen el objeto de accionar las cargas, es decir alimentarlas, bajo este concepto fíjense

que un Relé puede ser Carga y a la vez Comando.

Un relé es carga, porque para cambiar de estado a sus contactos es necesario energizar su bobina, la bobina es la

carga, pero una vez energizado el cambio de estado de sus contactos, pueden usarse para energizar otro relé u otras

cargas, en este caso los contactos del relé pueden ser usados como comandos indirectos.

Veamos los comandos que necesitamos conocer en la materia:

Definición de CARGA ELÉCTRICA: Llamamos cargas a todos los elementos que conectados en un circuito eléctrico se resisten de alguna forma al

paso de la corriente, y que la misma al atravesarlas, hace que se produzca una transformación de energía.

Barras Equipotenciales: Los circuitos con relé son simples, entendamos como nos valemos de lo que llamamos “barra equipotencial”, es

decir, los circuitos con relé constan de una línea superior y una inferior, toda la línea superior tiene la misma tensión

respecto a toda la línea inferior, cada punto de esta línea superior tiene exactamente la misma tensión de la fuente,

respecto a cada punto de la línea inferior.

Veamos:

Este es un circuito de ejemplo.

Notemos la línea superior y la inferior.

Cada uno de los infinitos puntos que componen la línea superior, tiene la misma

tensión de la fuente, (24V), respecto a la línea inferior.

Por esto, podemos alimentar las cargas del circuito, desde cualquier punto.

Esto tiene la finalidad de lograr un plano claro, ordenado, de fácil entendimiento,

funcional.

Observemos otra característica de estos circuitos, se compone de columnas, en

cada columna se tiene una carga y contactos conectados de manera tal que nos

muestra que configuración debe cumplirse para que la carga se energice.

En el ejemplo tenemos dos columnas, cada columna tiene una carga, la columna de la izquierda tiene por carga la

bobina de un relé k1; La columna de la derecha tiene por carga un piloto luminoso h2.

+24V

K1

0V

P0

S2

K1

K1

h 2

1 3

1

3

N A N AN C INVERSOR N C INVERSORN A N C INVERSOR

CONTACTOS DE SENSOR PULSADORES PULSADORES

CON RETENCION

1 2 3 4 5 6



Vamos a estudiar una situación especial y fundamental en los circuitos con relé.

Resulta ser que en la Industria, para el encendido de los sistemas en las maquinas no se utilizan llaves, se utilizan

pulsadores, esto es porque es más cómodo, tenemos un botón para encender y otro para parar, muchas veces con

un único botón paramos todos los sistemas encendidos de una vez.

Hay un problema con usar un pulsador para energizar un relé. Veámoslo en el siguiente circuito.

En este circuito tenemos dos columnas que hacen

circuito entre la línea positiva y la negativa.

La primera columna tiene por carga una bobina de

relé, un relé identificado con k1.

En la segunda columna tenemos un piloto luminoso

como carga identificado como h2.

Cuando la bobina del relé se energice en la primera

columna, todos sus contactos cambiaran de estado.

En este caso tenemos un contacto NA que está en la

segunda columna.

Cuando este contacto cambie de estado y se cierre,

energizara la luz h2, encendiéndola.

Vemos que el relé k1 se energiza cuando

pulsamos Po, pulsador NA.

¿Qué está mal en este circuito?, ¿Cuál es el problema?... Miren y analicen.

El problema es que accionamos el pulsador con el dedo y el circuito funciona, pero al retirar el dedo se desconecta

todo, porque se va a des energizar la bobina del relé k1.

La manera de solucionar esto, es agregar al circuito un enclavamiento.

ENCLAVAMIENTO DEL RELÉ: La necesidad de implementar un sistema de Enclavamiento, (auto alimentación), surge de la necesidad de iniciar los

procesos automatizados eléctricamente, (de poner en marcha el funcionamiento de un circuito eléctrico), mediante

el uso de pulsadores, es decir, se busca evitar el uso de llaves o interruptores, ¿Por qué?...

Uno de los motivos es que permite la parada del sistema por decisión inmediata y exclusiva del circuito por sí mismo,

sin intervención de personas, en un automatismo se puede disponer que ante cierta situación, (que se identifica por

alguna combinación del estado de ciertos contactos y su forma de estar conectados), se produzca la parada

inmediata de todo el circuito, de la Maquina, del Procesos o del sistema. Aquí interviene el enclavamiento.

El enclavamiento implica que la bobina del relé se auto alimenta, lo hace a través de un contacto

propio del relé, y la manera de conectarlo es en paralelo con el elemento que inicia el sistema, o que energiza

el relé. El “elemento" mencionado puede ser un pulsador o alguna lógica de conexión de contactos.

+24V

K1

0V

K1

h 2

PO

1 2

2

+24V

K1

0V

K1

h 2

PO

1 2

2

SIN ACCIONAR Po Po ACCIONADO



Analicemos el circuito:

Fijémonos ahora en la primera figura, el contacto en paralelo de P1 es un contacto del relé k1, vemos en la

secuencia, en la segunda figura cuando presionamos P1 energizamos el relé k1 y en ese momento todos sus

contactos cambian de estado. (Con P1 iniciamos el sistema, es el pulsador de arranque del circuito).

Se enciende la luz h1, y se forma un camino alternativo para energizar al relé k1, a través del contacto del

propio relé, del contacto k1 en paralelo con el pulsador P1.

En el tercer circuito vemos que ya no está presionado P1, pero la bobina de k1 sigue energizada a través de su propio

contacto k1.

El circuito de la figura anterior aún tiene un error, y es que no hay manera de detenerlo, no hay forma de des

energizar al relé k1.

La solución es introducir un pulsador NC, que al presionar corte el enclavamiento y deje de energizar al relé.

Veamos los distintos lugares donde podamos colocar este pulsador NC.

+24V

K1

0V

K1

h 2

P1 K1

1 2 3

2

3

+24V

K1

0V

K1

h 2

P1 K1

1 2 3

2

3

+24V

K1

0V

K1

h 2

P1 K1

1 2 3

2

3

SIN ACCIONAR P1 JUSTO ACCIONAMOS P1 DEJAMOS DE ACCIONAR P1

+24V

0V

K1P1

PO

K1

K1

h 1

1 2 3

2

3

+24V

0V

K1P1

PO

K1

K1

h 1

1 2 3

2

3

+24V

0V

K1P1

PO

K1

K1

h 1

1 2 3

2

3



Vemos que en todos estos lugares es posible ubicar al Pulsador NC de parada Po. En cualquiera de los tres circuitos,

que funcionan del mismo modo, (es el mismo circuito), si pulsamos Po, se corta el enclavamiento y se des energiza el

relé K1, y se apaga el piloto luminoso h1.

Sin embargo siempre se intenta que el pulsador de parada sea uno para todo el sistema, de modo que conviene

anteponer a todo el circuito, (a todo), al pulsador de parada Po. El siguiente circuito muestra la forma correcta de

colocar y conectar el pulsador Po.

En este circuito, que funciona perfectamente y que es el mismo circuito que

los 3 anteriores, al presionar Po des energizamos a k1, el enclavamiento se

rompe y detenemos todo, hasta que volvamos a presionar P1.

Si tuviéramos que agregar más relés, Po cortará el funcionamiento del

circuito sea cual fuera el o los relés que estén conectados.

¿Podemos representar un circuito con Relé mediante ecuaciones analíticas?

La respuesta es sí.

ECUACIONES ANALITICAS EN ELECTRONICA DE RELÉS: Si repasamos como se formaban las ecuaciones, y si nos concentramos en

circuitos eléctricos con relés, tenemos que a la izquierda del signo igual van

las cargas, (bobinas, solenoides, luces, sirenas, etc.), a la derecha del signo

igual van los contactos y la manera de conectar estos para finalmente

alimentar la carga.

En los circuitos con Relés, donde se hace un montaje por columnas, cada

carga es una columna, tenemos que habrá tantas ecuaciones como

columnas, cada columna es una ecuación.

En este caso, veamos el circuito de la figura:

K1 = Po * (P1 + K1) Po cerrado, en serie con el paralelo de los contactos

P1 y K1

H1 = Po * K1 Po cerrado en serie con contacto de K1.

Notar que un contacto NC, (normal cerrado), se simboliza con el guion arriba, y se lee negado. Esto es solo en la

ecuación, en el circuito no es necesario, porque el nombre acompaña al contacto el cual ya se ve que es NC.

Recordemos:

El operador (*) representa a la lógica AND, o conexión en serie de elementos eléctricos.

El operados (+) representa lógica OR, o conexión en paralelo de elementos eléctricos.

Las propiedades matemáticas conmutativa y distributiva se cumplen. (k1 + k2) = (k2 + k1) y también (k1*k2)

= (k2*k1), luego k1*k2 + k2*k3 = k2*(k1 + k3)

Las jerarquías se mantienen, el producto tiene prioridad sobre la suma. K1*k2 + k3, es un circuito donde los

contactos k1 y k2 están en serie, y la serie entera está en paralelo con k3.

+24V

0V

K1P1

PO

K1

K1

h 1

1

2 3

2

3



Sigamos adelante. Veamos ahora un circuito de relé, más complejo.

Vamos a analizar este circuito.

Primero observemos algo que es característico y propio

de los circuitos con relés.

Todo el circuito consiste en columnas, cada columna

alimenta una o varias cargas, (nosotros vamos a

trabajar con una carga por columna).

Las cargas aquí presentes serian, el relé K1, el relé K2, el

solenoide V1, (ya veremos y estudiaremos a esta carga

en particular) y los pilotos luminosos h1 y h2.

Fíjense que en cada columna, para energizar cada carga,

se deben cumplir ciertas condiciones, es decir, depende

del estado de contactos.

Notemos también que los contactos de los relés

pueden estar diseminados en cualquier parte del

circuito.

Esto es así porque se busca que el plano sea funcional,

que se entienda fácil, que sea prolijo y ordenado, y al

poder estar los contactos de un relé por cualquier parte

del circuito, sabiendo que al energizar la bobina de un

relé cambia el estado de todos sus contactos, debemos

buscar por todo el circuito donde tenemos contactos

del Relé energizado y ver qué efecto causa el nuevo

estado de este contacto.

En el circuito de la figura, fíjense que debajo de cada bobina de relé, se dibuja un contacto NA y uno NC que serán de

referencia, y fíjense que cada columna del circuito tiene un numero de referencia, 1, 2,…, 6 en este caso.

Fíjense finalmente que debajo de los contactos de referencia, se coloca el número de columna donde aparece un

contacto ya sea NA o NC de ese relé. Este es el modo de ubicar rápidamente donde tenemos un contacto NA o NC

de este relé, solo vamos a la columna indicada y vemos que efecto produce su cambio de estado.

Esto puede ser un buen ejercicio para hacer, cuando dibujamos en la carpeta nuestros circuitos.

Notemos el enclavamiento del relé K1, el accionamiento del relé K1 es mediante P1, en cuanto la bobina de K1 se

energiza se cierra el contacto NA K1 que está en paralelo con P1, (además del cambio de estado de todos los

contactos de K1 en el circuito), de modo que cuando dejemos de pulsar P1 y este se abra, el relé K1 ya estará

autoalimentado mediante su propio contacto NA.

Volviendo al circuito, podemos observar 5 columnas, (hay cinco cargas), de modo que podemos establecer 5

ecuaciones analíticas del circuito.

1. K1 = #Po * (P1 + K1) Para energizar el relé K1, debe cerrarse P1 o un contacto NA propio k1, siempre con Po

cerrado. (usamos # para indicar que la variable adjunta esta negada, que es NC).

2. K2 = #Po * K1 Para energizar el relé K2 solo debe cerrarse un contacto NA del relé K1.

3. V1 = #Po * K2 Para energizar el solenoide V1 solo debe cerrarse un contacto NA del relé K2.

4. h1 = #Po * K1 Para energizar el piloto luminoso h1 solo debe cerrarse un contacto NA del relé K1. (h1 indica

que el relé K1 está energizado).

5. h2 = #Po * #K1 Para dejar energizar el piloto luminoso h2 solo debe abrirse un contacto NC del relé K1. (h2

indica que K1 no está energizado).

+24V

0V

K1P1

PO

K1

K1

h 1K2

h 2

K1 K2

V1

K1

1

2 3 4 5 6

2

3

5

6 4



En todas las ecuaciones #Po esta en serie con la lógica que sea, porque está encima de cualquier columna de

energización de carga, encima de la barra equipotencial, es decir, corta con todo.

EJERCICIOS – ECUACIONES ANALITICAS CON RELÉS

1. Dibujar el circuito electrónico de Relés representado por las siguientes ecuaciones analíticas. Las cargas

están especificadas en la referencia.

K1 = (P1 + k1*#K2 + K3*A+)*”Po

K2 = #Po*((B+ * A-) + (K1*B-))

2. Desarrollar las ecuaciones analíticas que describan al circuito de la figura:

3. Implementar un circuito con relés que funcione del siguiente modo:

Son dos relés, K1 y K2.

K1 debe energizarse cuando presionamos el pulsador NA P1.1 y debe enclavarse, y en caso que K2

esté energizado, debe des energizarlo.

K2 debe energizarse cuando presionamos el pulsador NA P1.2 y debe enclavarse, en caso que K1

esté energizado, debe des energizarlo.

En cualquier momento, sin importar que relé este energizado, al presionar el pulsador Po, se des

energiza todo el circuito.

P1 = Pulsador NA

Po = Pulsador NC

K1 y K2 = Relés

A+, A- y B+ = Sensores capacitivos.

K1 K2 K3

+24V

0V

K2

K1

P01

P11

K1

K2

P02

P12

A+

K1 A-

K2 K2

K1

K1

K2

K2

A- K2

A-

h 1 B z1h 3h 2

K3

A+

K1

1 3 5 6 7 8 9 10 11

2

7

10

3

5

8

4

8

9

10

2

6

7

10



4. Implementar un circuito con relés que funcione del siguiente modo:

Son dos relés, K1 y K2.

K1 debe energizarse cuando presionamos el pulsador NA P1.1 y debe enclavarse, para que esto

suceda K2 debe estar si o si des energizado, esto es, no puedo energizar K1 si K2 esta energizado.

K2 debe energizarse cuando presionamos el pulsador NA P1.2 y debe enclavarse, para que esto

suceda K1 debe estar si o si des energizado, esto es, no puedo energizar K2 si K1 esta energizado.

En cualquier momento, sin importar que relé este energizado, al presionar el pulsador Po, se des

energiza todo el circuito.

ELECTROVALVULAS Vamos a estudiar ahora estas válvulas, que no dejan de ser como las válvulas neumáticas que ya hemos estado

estudiando, nada más que el accionamiento de estas consiste en una bobina, a la que habitualmente se la llama

Solenoide, que cuando se la energiza provoca el cambio de posición de la misma.

Podemos también dar el concepto fundamental respecto a su funcionamiento, y que nos hace ver a todos los

elementos hasta aquí estudiados como la misma cosa.

Una electroválvula, así como cualquier válvula, como un sensor o como un relé, son la misma cosa en referencia al

fundamento de su funcionamiento.

CONCEPTO FUNDAMENTAL

Tanto la electro válvula, como la válvula, como el Sensor y el Relé, consisten

en un dispositivo que cuenta con un accionamiento y un actuador, de modo

que al excitar el accionamiento provoca un cambio de estado del actuador.

Imágenes de una electro Válvula monoestable, una Biestable, y de un solenoide de accionamiento.





TECNOLOGIA USADA.

RELÉ LA BOBINA CAMBIA EL ESTADO DE TODOS SUS

CONTACTOS.

ELECTRO VÁLVULA SOLENOIDE CAMBIA LA POSICION Y CAMBIAN




Entonces, una electro válvula tiene por accionamiento un solenoide, una bobina que al ser energizada genera un

campo magnético tal que su fuerza provoca el cambio de posición de la válvula.

Necesitamos entonces un circuito eléctrico o electrónico de alimentación y control del solenoide.

Veamos algunas electroválvulas:

Símbolo eléctrico:

En el circuito eléctrico, el accionamiento de la electroválvula, EL SOLENOIDE, es una carga, y se representa con el

sgte símbolo:

Vamos a analizar dos situaciones simples, donde con electrónica controlamos un circuito neumático con

electroválvulas.

2

1 3

2

1 3

4 2

1 3

4 2

1 3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

3/2 NC - Accionamiento eléctrico para activar

y retorno elástico para volver al reposo.

3/2 NC - Accionamientos eléctricos y retornos elásticos al desenergizar.

Se comporta como biestable con el soporte electrico..

4/2 NA - Accionamiento eléctrico para activar


4/2 NA - Accionamientos eléctricos sin retornos forzados.


5/2 NA - Accionamiento eléctrico para activar


5/2 NA - Accionamientos eléctricos sin retornos forzados.


5/2 NA - Accionamientos eléctricos y retornos elásticos al desenergizar.


VA

1 OJO: Este símbolo es ELÉCTRICO, NO es el símbolo Neumático del solenoide, NO es

el símbolo del accionamiento de la Válvula. Es el símbolo para usarlo en el circuito

eléctrico.



Electroválvula Monoestable:

Electroválvula que tiene un estado estable.

Son aquellas que tienen una posición de reposo estable, que es en la que permanecerá la válvula de forma

indefinida si no actúa sobre ella el dispositivo de mando.

Se dibuja el circuito neumático, y el circuito eléctrico con la lógica necesaria para energizar el solenoide de la válvula.

El circuito anterior funciona perfectamente, pero para mantener al vástago del Pistón afuera, debemos mantener

presionado el Pulsador P1, para mantener energizado al solenoide.

La manera de independizarnos de esto, de tener que mantener el pulsador presionado, es incorporando en el

circuito un enclavamiento.

Recordemos:

El enclave eléctrico de un relé, se hace colocando un contacto NA del mismo relé, en paralelo con todo el sistema

que provoca la energización de la bobina del relé, (en este caso, en paralelo con el pulsador P1).

Cuidado, en el circuito anterior, estamos haciendo que al presionar P1 alimentemos directamente al solenoide.

Un solenoide no puede enclavarse, ¿porque?, Porque un solenoide no cuenta con contactos eléctricos.

Vamos entonces a incorporar un relé auxiliar, el cual si será enclavado, y haremos que cuando este relé auxiliar se

energice, el mismo provoque la energización del solenoide.

VA

2

1 3

VA

v =0

+24V

0V

P1

1

Vemos los circuitos, el funcionamiento es sencillo, casi intuitivo.

En cuanto la válvula VA cambie de posición, hará que el vástago de PA salga afuera, Para cambiar de posición a

VA, debemos energizar su solenoide.

En el circuito eléctrico vemos que si presiono el pulsador P1, se energiza el solenoide VA, lo cual provoca el

cambio de posición de la válvula VA, haciendo que el vástago de PA salga.

En cuanto deje de pulsar P1, se desenergiza el solenoide VA, y retorna a su posición la válvula VA, haciendo que

el Pistón ingrese su vástago.

VA

2

1 3

VA

v =0

+24V

0V

P1

1



También vamos a incorporar un pulsador NC, Po, en serie con el enclavamiento, para que cuando necesitemos,

podamos des energizar al relé auxiliar.

Veamos cómo queda el circuito:

Aquí tenemos el circuito completo.

Vemos que para energizar al solenoide VA, se debe

cerrar el contacto del relé K1, para que este

contacto cambie de estado, hay que energizar a la

bobina del relé K1.

La bobina del relé K1, se energiza en el momento

que presionamos y cerramos el pulsador P1.

En el instante que la bobina del relé K1 se energiza,

todos sus contactos cambian de estado.

Se cierra el contacto del K1 que está en paralelo con

el pulsador P1, y se produce el auto enclavamiento,

esto es, por más que dejemos de presionar a P1 y

este se abra, la bobina del relé K1 seguirá

energizada a través de su propio contacto.

Electroválvula Biestable:

Son aquellas que no tienen una única posición de reposo estable; es decir, que aunque se anule la señal que

provocó la posición en la que se encuentra, la válvula seguirá en esa misma posición hasta que se active la señal

correspondiente a una nueva posición

La Electroválvula Biestable tiene dos estados estables, tiene dos posiciones posibles, cada una se acciona con un

solenoide.

Usamos estas válvulas para controlar pistones de doble efecto, veamos un circuito simple con control manual.

Tenemos el pistón PA, que inicia con el

vástago adentro.

El circuito eléctrico controla los

solenoides VA+ y VA- mediante los

contactos NA de dos relés. Con K1

controlamos VA+, y con el relé K2

controlamos VA-.

Cuando presionamos el Pulsador P1+,

se energiza el relé K1, y cambian el

estado de todos los contactos del

mismo en el circuito, de modo que se

2

1 3

VA

VAK1

A1

A2

P1

3

4

PO

1

2

K1

3

4

K1

3

4

+24V

0V

C 1

P A

1

2

2

3

4 2

51

3

VA+ VA-

P A

C

+24V

0V

K1

A1

A2

VA+

P1+

3

4

PO

1

2

K1

3

4

K2

1

2 K1

3

4

K2

A1

A2

VA-

P1-

3

4

K2

3

4

K2

3

4

K1

1

2

1

2 3 4 5 6

2

3

5 5

6

2

4 2

1 3

4 2

51

3



auto enclava con uno de los contactos y energiza a VA+ con el otro.

Cuando presionamos P1-, energizamos al relé K2, cambian entonces el estado de todos sus contactos en el circuito,

primero el NC de K2 rompe el enclavamiento de K1, por lo que se des energiza VA+, se auto enclava el relé K2 y se

energiza el solenoide VA-.

De este modo, con los NC de K1 y de K2 colocados como en el circuito, cada uno al energizarse, rompe el

enclavamiento del otro relé, asegurando que nunca estén los dos solenoides energizados al mismo tiempo.

A continuación se exponen las dos situaciones descriptas.

Ecuaciones Analíticas de un Circuito Electro Neumático: Algo que es de destacar en los circuitos electro neumáticos, es que lo referente al conexionado de los elementos

Neumáticos es muy simple, muy directo y sin mucha elaboración.

Es mediante la electrónica que desarrollamos la lógica necesaria para que las electroválvulas se comporten como es

necesario para lograr las posiciones de los Pistones en el Proceso.

Es muy importante y necesario, entender y asumir como los elementos componentes del circuito eléctrico, pueden

participar en el mismo:

1. Solenoide, (la bobina de una electroválvula), solamente es carga, es una bobina, no posee contactos

eléctricos que cambien de estado. El solenoide de una electroválvula al ser energizada, cambia la posición de

la válvula.

2. Relé, este dispositivo figura en un circuito eléctrico como carga, (al tener en cuenta la bobina del mismo), y

como contactos, (pueden ser NA y NC y pueden ser varios), el relé al energizar la bobina cambia el estado de

sus contactos eléctricos.

3. Sensor, este elemento no tiene carga que actúe en el circuito, si tiene contactos eléctricos que cambian de

estado. El sensor cuenta con un cabezal que detecta, y que provoca el cambio de estado de sus contactos, (si

el actuador del mismo es de tecnología eléctrica).

También es importante que se comprenda y asuma como se forman las ecuaciones analíticas dado un determinado

circuito, o bien, como de las ecuaciones analíticas elaboramos el circuito, (es lo mismo).

Dado el circuito eléctrico de Relés:

1. Tenemos tantas ecuaciones como columnas hay, (en nuestro curso, cada columna tendrá una sola

carga), o bien tendremos tantas ecuaciones como cargas hay.

4 2

51

3

VA+ VA-

P A

C

+24V

0V

K1

A1

A2

VA+

P1+

3

4

PO

1

2

K1

3

4

K2

1

2 K1

3

4

K2

A1

A2

VA-

P1-

3

4

K2

3

4

K2

3

4

K1

1

2

1

2 3 4 5 6

2

3

5 5

6

2

4 2

51

3

VA+ VA-

P A

C

+24V

0V

K1

A1

A2

VA+

P1+

3

4

PO

1

2

K1

3

4

K2

1

2 K1

3

4

K2

A1

A2

VA-

P1-

3

4

K2

3

4

K2

3

4

K1

1

2

1

2 3 4 5 6

2

3

5 5

6

2



2. Las cargas van a la izquierda del signo igual, (¿porque?), porque la ecuación analítica expresa como

es la lógica de conexión que dará por resultado la energización de esa carga.

3. Los contactos y la forma de conectarse para que la carga reciba energía, van a la derecha del signo

igual

4. Al decir, “la forma de conectarse”, hacemos referencia a los operadores que podemos usar, son dos,

(+) y (*).

5. Comando (+), implica un circuito en paralelo, contactos interconectados en paralelo, lógica OR (O),

veamos un ejemplo:

K2 = k2 (+) k1 (+) S3 son tres contactos en paralelo, veamos el circuito:

Vemos según la ecuación la disposición de los contactos.

El símbolo (+) indica entonces que los elementos que

participan de la suma, (los sumandos), están en paralelo, y

para energizar la carga, (en este ejemplo el relé k2), solo es

necesario que cualquiera de ellos se cierre.

Si se cierra el contacto k2, O si se cierra el contacto k1, O si se

cierra el contacto del sensor S3, la bobina del relé k2 será

energizada. Lógica O.

Es fundamental que entiendan que el símbolo (+) implica que

los elementos que se están sumando, están en paralelo en el

circuito.

Más general:

Carga = (conexión de contactos 1) (+) (conexión de contactos 2) (+) (conexión de contactos 3)

Los conjuntos de conexión están en paralelo y cada uno de los tres, de manera independiente,

ofrecen un camino por el cual la carga se puede energizar.

K2

A1

A2

K2

3

4

S3

3

4

0V

+24V

K1

3

4

4 5 6

4

Conexión contactos 1


2 2


Circuito anterior o

alimentación

Carga



6. Comando (*), implica un circuito en Serie, contactos interconectados en Serie, lógica AND (Y),

veamos un ejemplo:

K2 = k2 (*) k1 (*) S3 son tres contactos en serie, veamos el circuito:

Vemos como los contactos están conectados en serie.

En el circuito, es necesario que si o si, estén los tres contactos participantes

de la ecuación, cerrados para que la bobina de k2 reciba energía.

Esta es la Lógica AND, (Y).

Para que la bobina de k2 se energice, se debe cerrar el contacto de k2, Y se

debe cerrar el contacto de k1, Y se debe cerrar el contacto del sensor S3.

Observen bien el circuito de la figura y la manera de conectar los contactos

NA que ahí figuran, la salida de un contacto se conecta con la entrada del

otro, eso es conectar en serie.

Para que la bobina del relé k2 se energice, no alcanza con cerrar solo el

contacto k2, (el primero), porque al estar abiertos los restantes, (k1 y S3), la

corriente no puede circular, (así sucede con cada contacto, se deben cerrar

los tres).

Notar también que no hay condiciones de tiempos, cada contacto se podrá

cerrar en el momento adecuado, en diferentes momentos, solo cuando los

tres estén cerrados, la bobina del relé k2 se energizará.

Más general:

Carga = (conexión de contactos 1) (*) (conexión de contactos 2) (*) (conexión de contactos 3)

Los conjuntos de conexión están en serie y uno solo que cambie de estado no logra energizar la

carga, es necesario que todos los contactos participantes de la ecuación se cierren o cambien de

estado para que la carga se energice.

K2

A1

A2

+24V

0V

K2

3

4

K1

3

4

S3

3

4

4

4

5



2 2


Circuito anterior o

alimentación

Carga



EJERCICIOS: ECUACIONES ANALITAICAS ELECTRICAS

(# indica que el contacto está negado, ósea, que es NC. – Pn es pulsador, Sn es sensor, Vn es solenoide y Kn es relé)

Dadas las ecuaciones analíticas, obtener los circuitos eléctricos.

1.

a. K1 = P0 * ( P1 + K1 * #K2 + K3 * S1)

b. K2 = P0 * (K2 * #K1 + S2 * K1)

c. K3 = K3 * #K2 * #K1 + P0 * (S3 * K2 + S3 * #K1)

2.

a. K1 = P0 * (P1 + S1*V1 + K1)

b. H1 = S2 + V1 * #S1

c. H2 = S1 + S2

Elaborar las ecuaciones analíticas de cada uno de los sgtes circuitos.

1.

K1

A1

A2

K1

3

4

K2

1

2

P1

3

4

P0

1

2

+24V

0V

K3

1

2

K2

A1

A2

K2

3

4

K1

1

2

K3

1

2

S1

3

4

K1

3

4

K1

3

4

K2

1

2

S2

3

4

K2

3

4

K3

3

4

K3

A1

A2

1

2 3 4 5 6 7

2

5

6

4 4

7

2

5

81

3

H1 H2 H3



2.

Vamos ahora a desarrollar un ejercicio, consiste en la implementación de un circuito electro neumático automático.

Vamos a utilizar el método intuitivo para su elaboración y vamos a implementar los circuitos neumático y eléctrico.

Un Pistón de doble efecto, que introduce y

saca su vástago automáticamente.

Esto se logra utilizando sensores electrónicos,

que al detectar el vástago cambia el estado

de su actuador, que consiste en contactos

eléctricos.

Vemos que los solenoides del biestable,

(válvula 5/2 NA), se nombran según el efecto

que causan en el vástago del pistón, VA+

saca el vástago del Pistón y VA- lo introduce.

En el circuito eléctrico usamos un relé auto

enclavado para dar inicio al sistema, con P1

arranca y con P0 detenemos todo.

K1

A1

A2

K1

3

4P1

3

4

P0

1

2

+24V

0V

K2

A1

A2

K2

3

4

K1

1

2

S1

3

4

K1

3

4

K1

1

2

H 1 H 2

1

2 3 4

5 6

2

5

3

6

4

A- A+

4 2

5

1

3

VA+ VA-

K1

A1

A2

VA- VA+

P1

3

4

K1

3

4

K1

3

4

A-

3

4

A+

3

4

P0

1

2

0V

+24V 1

2

3



Cuando presionamos P1, se energiza la bobina del relé K1 y esto provoca el cambio de estado de todos los contactos

de K1 del circuito.

En el circuito tenemos dos contactos NA de K1, uno para el auto enclavamiento, en cuanto este contacto se cerró,

podemos dejar de presionar P1 que la bobina del relé K1 seguirá energizada.

El segundo contacto permite que los solenoides VA+ y VA- se energicen según se cierren los contactos de los

sensores A+ y A-.

Veamos, el pistón arranca con el vástago adentro, ¿Por qué?, porque el encañado del Biestable 5/2NA con el Pistón

así lo dispone, recordemos, la posición de reposo de la válvula 5/2NA que controla al pistón, es la de la derecha, ¿Por

qué?, porque es la que está numerada.

Esta posición, la de reposo, tiene formada la vía 1-2, y la salida 2 esta encañada a la cámara posterior del Pistón.

Como la válvula que controla al pistón tiene su orificio de entrada (1) siempre conectado al compresor, en cuanto

este se habilite, el AC obligara al Pistón a mantenerse con el vástago adentro.

Fíjense que como el pistón inicia con el vástago adentro, el sensor A- está activado, así que en cuanto presionemos

P1 en el circuito eléctrico y el contacto K1 se cierre, el solenoide VA+ se energiza, de modo que el pistón comienza a

sacar el vástago. Apenas comienza a desplazarse el vástago hacia afuera, el sensor A+ deja de detectar el extremo

del mismo, el contacto del sensor A+ se abre y el solenoide VA+ deja de estar energizado, pero esto no importa,

porque la válvula 5/2NA que controla al pistón es un biestable.

Cuando el vástago del Pistón sale totalmente, el sensor A+ lo detecta, su contacto se cierra y se energiza el solenoide

VA- que obliga al pistón a introducir su vástago.

Y el proceso se reitera.

En la primera figura, (izquierda), el circuito eléctrico está detenido, no se ha arrancado al sistema, vemos en el

circuito neumático como el AC mantiene el vástago adentro.

En la segunda figura, (derecha), se ha iniciado el sistema, el relé K1 está enclavado mediante un contacto propio y

como el pistón ha sacado su vástago, el sensor A+ está activo y su contacto cerrado, de modo que se energiza el

solenoide VA-, que provocará la entrada del vástago.

Así el Pistón ingresara y sacara automáticamente su vástago, hasta que cortemos el circuito eléctrico al presiona P0.

A- A+

4 2

5

1

3

VA+ VA-

K1

A1

A2

VA- VA+

P1

3

4

K1

3

4

K1

3

4

A-

3

4

A+

3

4

P0

1

2

0V

+24V

0.00

1

2 3

4

2

3

A- A+

4 2

5

1

3

VA+ VA-

K1

A1

A2

VA- VA+

P1

3

4

K1

3

4

K1

3

4

A-

3

4

A+

3

4

P0

1

2

0V

+24V

0.00

1

2 3

4

2

3



AUTOMATISMOS SECUENCIALES – METODO CASCADA En electro neumática, los automatismos secuenciales no tienen el mismo tratamiento que sus similares en

Neumática, en referencia a que podemos encarar secuencias simples de modo intuitivo, ya que aparecen problemas

de accionamiento cuyo análisis y solución escapan al nivel pretendido en este curso.

En este caso usamos siempre un método para la solución de los mismos, concretamente utilizaremos el método ya

desarrollado llamado de cascada.

El concepto en referencia a su aplicación en electro neumática es el mismo que el aprendido de Neumática, pero

vamos a repetirlo nuevamente a modo de repaso.

Vamos directamente a desarrollar un ejemplo, paso a paso, aplicando en detalle el método cascada.

Deben prestar atención al orden en la resolución de la consigna, que se hace primero, que sigue y los porqué de este

orden.

AUTOMATISMO SECUENCIALES SIMPLES: Entendemos por “Simples” al hecho de que cada vástago de los pistones participantes ingresa y sale una sola vez en

el ciclo de la secuencia.

CONSIGNA:

Se pide desarrollar el sistema completo electro neumático de un proceso secuencial automatizado con esta

tecnología, y que responde a la secuencia: A + B - B + C + A - C -, utilizando el método cascada.

DESARROLLO: A + B - B + C + A - C -

La secuencia propuesta se lee teniendo en cuenta el concepto de polimorfismo, de la siguiente manera:

La secuencia inicia con el Pistón PA sacando hacia afuera su vástago, (esto lo indica A+).

El punto anterior me indica que la condición inicial del Pistón PA es con el vástago adentro.

Cuando el vástago de PA sale totalmente, el sensor A+ lo detecta y se activa.

La activación del sensor A+ provoca la entrada del pistón PB, (esto lo indica B-).

El punto anterior me indica que la condición inicial del Pistón PB es con el Vástago afuera.

Cuando el vástago de PB se introduce totalmente, el sensor B- lo detecta y se activa.

La activación del sensor B- provoca la inmediata salida del vástago del pistón PB, (esto lo indica B+).

Cuando el vástago de PB sale totalmente, el sensor B+ lo detecta y se activa.

La activación del sensor B+ provoca la inmediata salida del vástago del pistón PC, (esto lo indica C+).

El punto anterior me indica que la condición inicial del Pistón PC es con el vástago adentro.

Cuando el vástago de PC sale totalmente, el sensor C+ lo detecta y se activa.

La activación del sensor C+ provoca la inmediata entrada del vástago del pistón PA, (esto lo indica A-).

Cuando el vástago de PA se introduce totalmente, el sensor A- lo detecta y se activa.

La activación del sensor A- provoca la inmediata entrada del vástago del pistón PC, (esto lo indica C-+).

REPASO: La secuencia se lee usando el concepto de polimorfismo, aquí vemos los pistones PA, PB y PC, los

sensores que detectan a cada Pistón con el vástago adentro, A-, B- y C-, y los sensores que detectan los

vástagos afuera A+, B+ y C+. Vemos a las electroválvulas y sus solenoides, Electroválvula VA con sus

solenoides A+ y A-, la electroválvula VB con sus solenoides B- y B+ y a la electroválvula VC con sus

solenoides C- y C+.

Deben retroceder a la página 54 y repasar o estudiar el concepto de Polimorfismo.



Cuando el vástago de PC se introduce totalmente, el sensor C- lo detecta y se activa.

La activación del sensor C- provoca la inmediata salida del vástago del pistón PA, (esto lo indica A+).

Y el proceso se repite.

Podemos interpretar que la secuencia actúa como se grafica en la siguiente figura:

Es importante que entiendan como se lee la secuencia, porque están entendiendo como funciona el automatismo, y

están determinando en este punto las condiciones iniciales, CI.

Las CI son, PA adentro, PB afuera y PC adentro.

Después de haber determinado las CI, podemos ya implementar el circuito neumático y lo podemos plasmar en un

plano.

Notar que el compresor está directamente conectado en las entradas 1 de las electroválvulas VA, VB y VC.

En la posición de reposo las electroválvulas forman la vía 1-2, de modo que para establecer que los vástagos de cada

pistón inicien según como hemos determinado en las CI, encañamos cada electroválvula con su respectivo Pistón

como se ve en la figura.

De esta manera PA inicia con el vástago adentro, PB con el vástago afuera y PC con el vástago adentro.

B- B+

4 2

5

1

3

VB- VB+

C- C+

4 2

5

1

3

VC+ VC-

A + B - B + C + A - C -

A- A+

4 2

5

1

3

VA+ VA-

P A P CP B

C 1

SENSOR (N)

PISTON (N+ 1) SOLENOIDE (N+1)



Cada solenoide recibe su nombre según el efecto que provoque en el vástago del pistón, por ejemplo,

hemos llamado al solenoide de la izquierda de VA como VA+, porque al energizar este solenoide, provocamos el

cambio de posición de la válvula VA, (se activa la posición adyacente al accionamiento), de modo que ahora queda

formada la vía 1-4, y como vemos la salida 4 está conectada a la cámara anterior del pistón, de modo que cuando

ingrese allí el AC desplazará el vástago hacia afuera. Todo el AC que estaba en la cámara posterior, ahora es

desplazado al medio ambiente hallando una vía de escape en VA por 2-3.

Ahora, y según hemos detallado como se va ejecutando la secuencia, podemos aplicar el método cascada, que

consiste simplemente en dividir a la secuencia en varios grupos de mini secuencias, cada una de sencilla e intuitiva

resolución.

La secuencia principal entonces, se divide en grupos, y esto se hace siguiendo la regla de que cada grupo se

conforma acumulando letras con su signo, cuidando que dentro del grupo no se repita una letra, sin importar el

signo.

Es decir, para decirlo de una manera más gráfica, es como que cada grupo es una bolsa, en cada bolsa se van

metiendo las letras de la secuencia así como van apareciendo, hasta que nos encontramos con una letra que ya

hemos metido en la bolsa, (sin importar el signo), y ahí se cierra ese grupo y se conforma otro.

Veamos en la secuencia que estamos desarrollando, A + B - B + C + A - C -, esta secuencia separada en grupos según

el método cascada quedaría: (A + B -) (B + C + A -) (C -):

G1 = (A + B -)

G2= (B + C + A -)

G3 = (C -)

Recordemos que cuando resolvíamos automatismos secuenciales con tecnología Neumática, los grupos eran

derivadores que actuaban como generadores de AC para cada mini secuencia.

En los automatismos secuenciales electro Neumáticos, los grupos son relés, y conceptualmente cumplirían la

misma función, no son generadores pero si elementos habilitadores de la ejecución de cada mini secuencia.

B- B+

4 2

5

1

3

VB- VB+

C- C+

4 2

5

1

3

VC+ VC-

A + B - B + C + A - C -

A- A+

4 2

5

1

3

VA+ VA-

P A P CP B

C 1

0.00



Todo el funcionamiento de la secuencia de los pistones, se controla con un circuito eléctrico, también habrá que

implementar una manera de transferir de un grupo al siguiente cuando cada mini secuencia termine.

La regla fundamental del método cascada es que nunca puede haber dos grupos simultáneamente activos.

A continuación, luego de definir los grupos, obtenemos las ecuaciones analíticas que me describan el circuito

eléctrico.

Habrá tantas ecuaciones como cargas hay en la secuencia más los grupos resultantes.

N° de ecuaciones = (Cantidad de cargas de la secuencia) + (Cantidad de grupos)

O lo que es lo mismo:

N° de ecuaciones = (Cantidad de Solenoides) + (Cantidad de Relés)

Simplemente observando el circuito neumático vemos que hay 6 solenoides, y los grupos obtenidos en la secuencia

que estamos desarrollando son tres, de modo que habrá 9 ecuaciones a desarrollar.

En el método cascada de los automatismos secuenciales electro neumáticos, las ecuaciones a conformar son de dos

tipos, están las de transferencia de grupos, y las de eventos o desarrollo de la mini secuencia.

Ecuaciones de transferencia de Grupos:

Vamos a iniciar por lo más evidente, un grupo se activará cuando se ejecute lo último de la secuencia del grupo

anterior. En cada mini secuencia lo último que siempre sucede es la activación de un sensor, por ejemplo y

analizando los grupos de la secuencia que estamos desarrollando (A + B -) (B + C + A -) (C -):

En el grupo G1, la mini secuencia termina cuando el sensor B - detecta que el vástago del Pistón PB ingresó

totalmente.

En el grupo G2, la mini secuencia termina cuando el sensor A - detecta que el vástago del Pistón PA ingresó

totalmente.

En el grupo G3, la mini secuencia termina cuando el sensor C - detecta que el vástago del Pistón PB ingresó

totalmente.

Entonces, desarrollemos como sería la energización del G2, (del relé llamado G2), el mismo se va a activar cuando el

Sensor B - se active, porque el sensor cuando detecta el vástago de PB adentro, cambia el estado de sus contactos

del actuador, imaginen la bobina del relé G2, que al cerrarse un contacto NA del sensor B -, se energiza.

Es importante recalcar que debemos asegurar en la ecuación, de que además de que se debe cerrar un contacto del

sensor B-, debe estar el grupo de la mini secuencia donde se efectúa esta actuación, es decir, debe estar cerrado el

contacto de G1 que habilita que se ejecute la minisecuencia..

La ecuación queda entonces: G2 = G1 * B -

Ahora debemos suponer todas las situaciones, la peor es que la acción inmediata siguiente es que PB deba sacar su

vástago en algún momento, debemos prever que el relé G2 se mantenga energizado durante toda la ejecución de la

secuencia que tiene a cargo.

La energización del relé G2, una vez iniciada su mini secuencia, debe ser independiente del estado de los contactos

de los elementos que actúan en la secuencia que tiene a cargo.

Para esto debemos enclavar al relé G2, recordemos:

Un relé se enclava cuando se auto energiza su bobina con un contacto propio, en paralelo con todo el

sistema que de arranque o energización de dicha bobina.



La ecuación entonces queda de la siguiente manera: G2 = G1 * B - (+) G2

Teniendo en cuenta que siempre debemos contar con un pulsador de parada, Po, tenemos:

G2 = Po * (G1 * B - (+) G2)

Y el circuito es:

Vemos que de la ecuación, obtenemos sin errores el circuito

eléctrico, Po en serie con todo, dentro del paréntesis hay dos

circuitos en paralelo, (porque hay un (+)).

El paralelo tiene, por un lado un circuito en seria formado por los

contactos NA del Sensor B - y del relé G1, y por el otro lado consta

del contacto NA del relé G2, (el enclavamiento).

Ahora vamos a analizar lo siguiente, atención, Cuando finalice la secuencia de G2, vamos a hacer que

ingrese G3, vamos a hacer la transferencia en cascada de G2 a G3, y recordemos que la regla era, que jamás deben

haber dos grupos activos al mismo tiempo.

Esto se traduce en decir, que jamás deben estar dos relés de grupo energizados al mismo tiempo, entonces, cuando

se energice G3, debe provocarse la instantánea des energización de G2.

Es evidente que podemos usar a la energización de G3 para des energizar a G2, recordemos que G3 es un relé, tiene

contactos que cambiaran de estado cuando se energice, y razonemos, ¿Dónde podemos actuar en el circuito de la

energización de G2, para cortar el enclavamiento?

La respuesta evidente es actuar directamente sobre el mismo enclavamiento, podemos poner en serie con el

contacto normal abierto G2, un contacto Normal cerrado de G3, de modo que cuando se energice el relé G3, este

contacto NC se abra, y esta apertura des energiza a G2 porque rompe el enclavamiento.

La ecuación queda entonces: G2 = Po * (G1 * B - (+) G2* #G3)

(# Símbolo que significa negación, en este caso G3 negado sería un contacto NC de G3)

El circuito quedaría:

Notemos el circuito, aparece en el enclavamiento en serie con el contacto NA

de G2, el contacto NC de G3, y al nombre a este contacto no se le coloca

#G3, sino que se pone directamente G3.

Esto es porque la negación de la ecuación se plasma en el circuito

gráficamente con el contacto NC.

Ejercicio: Piense y exponga, ¿Dónde más podríamos poner el contacto NC

de G3, para que cuando el relé G3 se energice, se produzca la instantánea

salida del relé G2?

0V

+24V

G2

A1

A2

PO

1

2

G2

3

4

B-

3

4

G1

3

4

1

2

0V

+24V

G2

A1

A2

PO

1

2

G2

3

4

B-

3

4

G1

3

4

G3

1

2

1

2



Desarrollamos entonces ahora, las tres ecuaciones de transferencia (A + B -) (B + C + A -) (C -):

1. G1 = Po * (G3 * C - (+) G1 * #G2)

2. G2 = Po * (G1 * B - (+) G2 * #G3)

3. G3 = Po * (G2 * A - (+) G3 * #G1)

Antes de continuar, vamos a hacer notar que falta en estas ecuaciones un sistema de arranque, una manera de

iniciar el automatismo secuencial.

Iniciamos el mismo con la entrada o energización del grupo G1, del relé G1.

Entonces vamos a colocar un Pulsador NA directamente entre la fuente y la bobina de G1, (por pulsador Po).

1. G1 = Po * (G3 * C - (+) G1 * #G2 (+) P1) ; P1 es un pulsador NA que permite el inicio del sistema.

2. G2 = Po * (G1 * B - (+) G2 * #G3)

3. G3 = Po * (G2 * A - (+) G3 * #G1)

El circuito de estas tres ecuaciones es:

Ahora debemos desarrollar las ecuaciones de estado, las ecuaciones que me expresan bajo qué condiciones se

energizarán cada uno de los solenoides. La secuencia dividida en grupos era (A + B -) (B + C + A -) (C -), analicemos

uno a uno los solenoides.

Comencemos con el solenoide A+, es fácil caer en la tentación de pensar que el solenoide A+ se energiza al activarse

el sensor C-, ya que es el elemento último de la secuencia y es el que debe dar el pie a que la secuencia se reitere.

Pero esto es un error, dentro del método cascada, porque al activarse el sensor C-, acabamos de estudiar que el

mismo debe energizar al siguiente grupo, se debe producir la transferencia al G1.

Entonces, al activarse el sensor C-, se activa el relé G1, se desactiva al relé G3, y recién después de que se energizó o

habilitó al relé G1, recién ahí, se alimenta al solenoide A+.

G3

3

4

A-

3

4

G2

3

4

+24V

G1

1

2

G3

A1

A2 0V

G1

3

4

C-

3

4

G3

3

4

G2

1

2

G1

A1

A2

G2

3

4

B-

3

4

G1

3

4

G3

1

2

G2

A1

A2

1

2

P1

3

4

2

3 4 5 6

3

4

7 5

6

3 2

7

5

Po



Esto significa que el solenoide A+ se energizara con la activación del relé G1, esto es así porque es el primer

elemento en la mini secuencia de G1, es así en realidad en cada elemento que es el primero de una mini secuencia.

La ecuación que refleja cómo o cuando se energiza el solenoide A+ es:

A + = G1

El siguiente solenoide a activar en la secuencia es B-, vemos que el mismo se debe energizar cuando se active el

sensor A+, pero, no olvidemos que también debe darse la condición de que debe estar energizado el relé G1.

B - = G1 * A +

Continuamos, sigue el solenoide B+, primer elemento de la mini secuencia del relé G2, de modo que la ecuación es:

B + = G2

Luego tenemos al solenoide C+, ya en la mini secuencia del relé G2, este solenoide se energiza cuando el sensor

anterior B+ se activa, siempre asegurándonos que suceda en el grupo activo actual G2, la ecuación queda:

C + = G2 * B +

Luego tenemos al solenoide A-, aún en la mini secuencia del relé G2, este solenoide se energiza cuando el sensor

anterior C+ se activa, siempre asegurándonos que suceda en el grupo activo actual G2, la ecuación queda:

A - = G2 * C +

Continuamos, sigue el solenoide C-, primer elemento de la mini secuencia del relé G3, de modo que la ecuación es:

C - = G3

Y ya están las ecuaciones de todos los solenoides, las volvemos a escribir todas juntas:

1. A + = G1

2. A - = G2 * C +

3. B + = G2

4. B - = G1 * A +

5. C + = G2 * B +

6. C - = G3

Paso siguiente es desarrollar el circuito eléctrico, al tener las ecuaciones, esto es muy sencillo, cada ecuación es una

columna.

Las ecuaciones analíticas nos dan la seguridad de que el circuito eléctrico estará bien hecho y que funcionará.

Nota importante: es importante y fundamental explicar algo en este punto. Asegurarse que cuando

al activarse el sensor A+, este activo el grupo de la mini secuencia considerada, G1 en este caso, es

importante porque más adelante veremos situaciones donde el vástago del pistón ingresa y sale más

de una vez en un ciclo de la secuencia, de modo que el sensor A+ se activara en más de una

oportunidad, y actuara en distintos grupos, pudiendo al activarse y energizar a distintos solenoides,

de modo que para evitar que energice a varios solenoides ponemos en serie el contacto del grupo

activo, ponemos como condición que también este el grupo considerado activo.



Para dejar correctamente expresadas las ecuaciones de estado, incluimos en las mismas al pulsador de parada Po.

1. A + = Po * G1

2. A - = Po * G2 * C +

3. B + = Po * G2

4. B - = Po * G1 * A +

5. C + = Po * G2 * B +

6. C - = Po * G3

El circuito completo queda:

Este circuito es correcto y maneja según una vez iniciado de forma automática al proceso secuencial de la consigna.

G3

3

4

A-

3

4

G2

3

4

+24V

G1

1

2

G3

A1

A2 0V

G1

3

4

C-

3

4

G3

3

4

G2

1

2

G1

A1

A2

G2

3

4

B-

3

4

G1

3

4

G3

1

2

G2

A1

A2

1

2

P1

3

4

A+

G1

3

4

A-

G2

3

4

C+

3

4

B+

G2

3

4

B-

G1

3

4

A+

3

4

C-

G1

3

4

C+

G2

3

4

B+

3

4

2 4

5 6 8 9 10 11 12 13

2

6

8

9

10

12 5

7

9

11

13

6 4

12

9



Veamos otro ejemplo:

Desarrollar el circuito del automatismo secuencial dado, con tecnología electro neumática.

Secuencia: C - A - C + B - B + A + C +

Primero establecemos las CI:

La primera vez que aparece el pistón PC, es con C-, o sea, debe introducir su vástago, de modo que antes

estaba afuera, la CI de PC es con el vástago afuera.

La primera vez que aparece el pistón PA, es con A-, o sea, debe introducir su vástago, de modo que antes

estaba afuera, la CI de PA es con el vástago afuera.

La primera vez que aparece el pistón PB, es con B-, o sea, debe introducir su vástago, de modo que antes

estaba afuera, la CI de PB es con el vástago afuera.

En resumen, las CI establecen que los tres pistones inician con el vástago afuera.

Ahora hacemos el circuito neumático, (ya sabemos cómo encañar los Biestables VA, VB y VC con los Pistones

respectivos).

Implementamos ahora el método cascada estableciendo los grupos: (C - A -)(C + B -)(B + A + C +)

Los grupos son: G1 = (C - A -) ; G2 = (C + B -) ; G3 = (B + A + C +)

Hacemos ahora las ecuaciones de transferencias:

1. G1 = Po * (G3 * C + (+) G1 * #G2 (+) P1)

2. G2 = Po * (G1 * A - (+) G2 * #G3)

3. G3 = Po * (G2 * B- (+) G3 * #G1)

B- B+

4 2

5

1

3

VB- VB+

C- C+

4 2

5

1

3

VC- VC+

C - A - C + B - B + A + C +

A- A+

4 2

5

1

3

VA- VA+

P A P CP B

C 1

0.00



Hacemos luego las ecuaciones de los eventos, o de los Solenoides:

4. A + = G3 * B +

5. A - = G1 * C -

6. B + = G3

7. B - = G2 * C +

8. C + = G2

9. C - = G1

Teniendo las ecuaciones hacemos el circuito eléctrico:

Ejercicios:

Desarrollar utilizando el método cascada, los siguiente automatismos secuenciales de tecnología electro neumática.

B+ C- C+ A- A+ B-

B- A+ B+ C- A- C+

C- A+ C+ A- B- B+

C+ B- A+ A- C- B+

G3

3

4

B+

3

4

G2

3

4

+24V

G1

1

2

G3

A1

A2 0V

G1

3

4

C+

3

4

G3

3

4

G2

1

2

G1

A1

A2

G2

3

4

A-

3

4

G1

3

4

G3

1

2

G2

A1

A2

1

2

P1

3

4

A+

G3

3

4

A-

G1

3

4

C-

3

4

B+

G3

3

4

B-

G2

3

4

C+

3

4

C+

G2

3

4

C-

G1

3

4

1.G1 = Po * (G3 * C + (+) G1 * #G2 (+) P1)

2.G2 = Po * (G1 * A - (+) G2 * #G3)

3.G3 = Po * (G2 * B- (+) G3 * #G1)

4.A + = G3 * B +

5.A - = G1 * C -

6.B + = G3

7.B - = G2 * C +

8.C + = G2

9.C - = G1

B+

3

4

1

2 3

4

5 6 7 8 9 10 11 12 13

5

6

8

13

12 9

9

10

11

6 2

4

7

12

9



AUTOMATISMO SECUENCIAL COMPLEJO

Vamos ahora a desarrollar la resolución mediante el método cascada de automatismos secuenciales donde en un

ciclo de secuencia, hay pistones que sacan e ingresan su vástago más de una vez, (solo dos veces).

Haremos dos ejemplos, en el primero tendremos solamente a uno de los pistones con doble entrada y salida por

ciclo, en el segundo ejemplo, los tres pistones tienen doble entrada y salida del vástago en un ciclo de secuencia.

Consigna: Desarrollar el circuito electro neumático que responda al automatismo secuencial dado por:

A+ C- C+ A- C- B+ C+ B-

Vemos que el Pistón PC saca e ingresa dos veces su vástago por cada ciclo de la secuencia.

Lo primero siempre es establecer las CI, analizando la secuencia tenemos PA con el vástago adentro, PB con el

vástago adentro y PC con el vástago afuera.

Ahora podemos plasmar el circuito Neumático:

Paso seguido, separamos la secuencia en grupos: (A+ C-)(C+ A-)(C- B+)(C+ B-), obtenemos 4 grupos.

G1 = (A+ C-) ; G2 = (C+ A-) ; G3 = (C- B+) ; G4 = (C+ B-)

En este punto vamos a introducir un análisis en el armado de las ecuaciones analíticas. Cuando detectemos un

sensor que al activarse energiza a un solenoide, deberemos buscar en el resto de la secuencia, si este sensor no

aparece nuevamente.

Cuando una letra aparece más de una vez, por ejemplo siendo un sensor, debemos interpretar que el sensor que es

uno solo, al actuar cambia el estado de varios contactos.

Cuando una letra aparece más de una vez, por ejemplo siendo un solenoide, debemos interpretar que el solenoide

que es único, se energiza a través de dos caminos, hay ahí una lógica OR, o se energiza con esta condición, o se

energiza con la otra.

Vamos a ver una a una las ecuaciones, iniciamos armando las ecuaciones de la cascada, (de la transferencia).

B- B+

4 2

5

1

3

VB+ VB-

C- C+

4 2

5

1

3

VC- VC+

A+ C- C+ A- C- B+ C+ B-

A- A+

4 2

5

1

3

VA+ VA-

P A P CP B

C 1

0.00



Secuencia: (A+ C-)(C+ A-)(C- B+)(C+ B-)

G1 = G4 * B- (+) G1 * #G2 (+) P1 ; (el sensor B- no aparece en otro punto de la secuencia)

G2 = G1 * C- * #G3 (+) G2 * #G3

Noten aquí algo importante, la primera parte de la ecuación, la que expone al circuito paralelo donde están

conectados tres contactos según lo siguiente G1 * C- * #G3, lo que pasó aquí es que el Sensor C-, también aparece en

el grupo G3, es otro contacto del sensor C-, pero también cambiará de estado, así que aunque sea redundante,

negamos al otro grupo en el que aparece este sensor, para asegurarnos que no activará otro solenoide.

Continuamos:

G3 = G2 * A- (+) G3 * #G4 ; (el sensor A- no aparece en otro punto de la secuencia)

G4 = G3 * B+ (+) G4 * #G1 ; (el sensor B+ no aparece en otro punto de la secuencia)

Hacemos ahora las ecuaciones de estado, o de los solenoides:

A+ = G1 ; (A+ no aparece más en la secuencia, no hay otra forma de energizarlo)

A- = G2 * C+ * #G4 ; (A- no aparece más en la secuencia, no hay otra forma de energizarlo)

Notar que aquí de nuevo sucede lo mismo con el sensor C+, tiene dos contactos actuando en la secuencia, uno en el

G2 y el otro en el G4, como el solenoide A- está en el grupo G2, negamos el otro grupo donde aparece el contacto

del sensor C+, el G4.

Continuamos:

B+ = G3 * C- * #G1 (B+ no aparece más en la secuencia, no hay otra forma de energizarlo)

Aquí nuevamente aparece en las conexiones el sensor C-, el cual tiene dos contactos en la secuencia, uno en el G1 y

otro en el G3, como el solenoide que estamos desarrollando, B+ está en el G3, negamos el otro grupo donde aparece

el contacto del sensor C+, negamos a G1.

IMPORTANTE: Recuerde que negar un grupo, debe interpretarse que se está usando un contacto NC de un relé, el

relé que representa el grupo.

Continuamos:

B- = G4 * C+ * #G2 ; (B- no aparece más en la secuencia, no hay otra forma de energizarlo)

Aquí nuevamente, el sensor C+ tiene dos contactos, como estamos energizando al solenoide B- y este está en el G4,

anulamos el contacto de C+ que actúa en el G2.

Continuamos:

C+ = G2 (+) G4 ; (C+ aparece dos veces en la secuencia, hay dos formas de energizarlo).

C- = G1 * A+ (+) G3 ; (C- aparece dos veces en la secuencia, hay dos formas de energizarlo).

Exponemos ahora todas las ecuaciones juntas, y a continuación desarrollamos el circuito eléctrico.

Incorporamos ahora en cada una, el contacto NC llamado Po que tiene por función detener la ejecución de la

secuencia. (A+ C-)(C+ A-)(C- B+)(C+ B-)

1. G1 = Po * (G4 * B- (+) G1 * #G2 (+) P1)

2. G2 = Po * (G1 * C- * #G3 (+) G2 * #G3)

3. G3 = Po * (G2 * A- (+) G3 * #G4)

4. G4 = Po * (G3 * B+ (+) G4 * #G1)

5. A+ = Po * G1



6. A- = Po * (G2 * C+ * #G4)

7. B+ = Po * (G3 * C- * #G1)

8. B- = Po * (G4 * C+ * #G2)

9. C+ = Po * (G2 (+) G4)

10. C- = Po * (G1 * A+ (+) G3)

G3

3

4

A-

3

4

G2

3

4

+24V

G4

1

2

G3

A1

A2 0V

G1

3

4

B-

3

4

G4

3

4

G2

1

2

G1

A1

A2

G2

3

4

C-

3

4

G1

3

4

G3

1

2

G2

A1

A2

1

2

P1

3

4

VA+

G1

3

4

VA-

G2

3

4

C+

3

4

VB+

G3

3

4

VB-

G4

3

4

C+

3

4

VC+

G2

3

4

VC-

G1

3

4

G4

3

4

B+

3

4

G3

3

4

G1

1

2

G4

A1

A2

G3

1

2

G4

1

2

C-

3

4

G1

1

2

G2

1

2

G4

3

4

A+

3

4

G3

3

4

3

4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 18

4

5

11

18

10

13

6

7

12

15

4

14

8

9

13

20

5

6

3

10

14

17

8

12



Veamos un segundo ejemplo:

Consigna: Desarrollar el circuito electro neumático que responda al automatismo secuencial dado por:

C+ B- C- A+ C+ B+ A- A+ B- B+ A- C-

Tenemos una secuencia donde en un ciclo de la misma, cada piston saca e introduce dos veces su vástago.

Comenzamos estableciendo las condiciones Iniciales, A y C comienzan con el vástago adentro y B comienza con el

vástago afuera.

Implementamos el circuito neumático:

Aplicamos ahora el metodo cascada: (C+ B-)(C- A+)(C+ B+ A-)(A+ B-)(B+ A- C-)

G1 = (C+ B-) ; G2 = (C- A+) ; G3 = (C+ B+ A-) ; G4 = (A+ B-) ; G5 = (B+ A- C-)

Establecemos ahora las ecuaciones:

1. G1 = Po * (G5 * C- * #G2 (+) G1 * #G2 (+) P1) ; Contacto del sensor C- tambien se cierra en G2.

2. G2 = Po * (G1 * B- * #G4 (+) G2 * #G3) ; Contacto del sensor B- tambien se cierra en G4.

3. G3 = Po * (G2 * A+ * #G4 (+) G3 * #G4) ; Contacto del sensor A+ tambien se cierra en G4.

4. G4 = Po * (G3 * A- * #G5 (+) G4 * #G5) ; Contacto del sensor A- tambien se cierra en G5.

5. G5 = Po * (G4 * B- * #G1 (+) G5 * #G1) ; Contacto del sensor B- tambien se cierra en G1.

6. A+ = G2 * C- * #G5 (+) G4 ; El solenoide A+ se nergiza de dos maneras.

7. A- = G3 * B+ * #G5 (+) G5 * B+ * #G3 ; El solenoide A- se energiza de dos maneras.

8. B+ = G3 * C+ * #G1 (+) G5 ; El solenoide B+ se energiza de dos maneras.

9. B- = G1 * C+ * #G3 (+) G4 * A+ * #G2 ; El solenoide B- se energiza de dos maneras.

10. C+ = G1 (+) G3 ; El solenoide C+ se energiza de dos maneras.

11. C- = G2 (+) G5 * A- * #G3 ; El solenoide C- se energiza de dos maneras.

Hacemos ahora el circuito directamente de las ecuaciones, recordemos que cada ecuación es una columna.

B- B+

4 2

5

1

3

VB- VB+

4 2

5

1

3

VC+ VC-

C+ B- C- A+ C+ B+ A- A+ B- B+ A- C-

A- A+

4 2

5

1

3

VA+ VA-

P A P CP B

C 1

0.00



Ejercicios:

C+ B+ A- C- B- A+ C+ A- A+ B+ C- B-

B- A+ B+ C- A- C+ C- A+ C+ B- A- B+

C- A+ C+ A- B- B+ B- C- B+ A+ A- B-

C+ B- A+ A- C- B+ C+ B- B+ A+ A- C-

Aquí finalizamos el apunte de electroneumática, tecnología de constante uso y actualización en la Industria de

Procesos, y en el Automotor. El presente cuadernillo busca entregarles a Uds, alumnos, una herramienta

fundamental, que sienta las bases para desarrollarse en esta tecnología si en el futuro, el destino los lleva a trabajar

con estas tecnologías.

G3

3

4

A+

3

4

G2

3

4

+24V

G4

1

2

G3

A1

A2 0V

G1

3

4

C-

3

4

G5

3

4

G2

1

2

G2

3

4

B-

3

4

G1

3

4

G3

1

2

G2

A1

A2

1

2

P1

3

4

VA+ VA-

G3

3

4

B+

3

4

VB+

G3

3

4

VB-

G1

3

4

C+

3

4

VC+

G1

3

4

VC-

G5

3

4

G4

3

4

A-

3

4

G3

3

4

G5

1

2

G4

A1

A2

G4

1

2

G5

1

2

C+

3

4

G1

1

2

G3

1

2

G3

3

4

A-

3

4

G2

3

4

G2

3

4

G4

3

4

C-

3

4

G5

1

2

G5

3

4

B+

3

4

G3

1

2

G5

3

4

G4

3

4

A+

3

4

G2

1

2

G3

1

2

G2

1

2

G4

1

2

G5

1

2

G5

3

4

B-

3

4

G4

3

4

G1

1

2

G5

A1

A2

G1

1

2

G1

A1

A2

3

4 5 6 7 8 9 10 11 12

13 15 16 18 19 21 22 24 25 27 28 30

4

5

22

25

11

12

19

6

7

13

30

3

4

24

8

9

16

19

27

6

18

22

28

10

11

15

24

5

7

8

3

12

18

21

28

9

10

13

16



HIDRÁULICA

Comenzamos con el cuadernillo de Hidráulica, con los conceptos básicos, Veremos brevemente que básicamente todo

lo aprendido en Neumática es aplicable en Hidráulica, de modo que es poco lo que podemos agregar. Lo que sí es

fundamental diferenciar es el agente energético, sus propiedades y partiendo del mismo, las diferencias en los

componentes y en la implementación de los circuitos con esta tecnología.

En Hidráulica el agente energético es líquido, en este curso trataremos los sistemas con aceites, de modo que

desarrollaremos la Oleo Hidráulica.

Recordemos en principio y fundamentalmente, lo estudiado en el primer cuadernillo, como propiedad fundamental,

el aceite no es compresible y se adapta al recipiente que lo contiene.

Una variable fundamental a tener en cuenta con el aceite es la presión que el mismo es capaz de ejercer, deben

repasar los conceptos de presión de líquidos en el primer cuadernillo.

Podemos establecer el Caudal de aceite que fluye en una cañería, como la cantidad de este fluido que atraviesa la

superficie de una cañería por unidad de tiempo. Al mencionar “cantidad de fluido”, hablamos de volumen.

El volumen se mide en m3, de modo que el caudal seria: 𝑄 =𝑉

𝑡[

𝑚3

𝑠𝑒𝑔]

Podemos desarrollar y estudiar como el caudal tiene relación con la sección de la cañería y la velocidad del fluido.

𝑄 =𝑉

𝑡= 𝑆 ∗

𝑙

𝑡= 𝑆 ∗ 𝑣 ; Donde S es la sección de la tubería, y 𝒗 es la velocidad.

(Deberían saber que el volumen de un cilindro o caño, es la sección por la altura considerada, altura o longitud).

Y la Potencia del Fluido es la Presión que este ejerce multiplicada por el Caudal: 𝑊 = 𝑃 ∗ 𝑄 (𝑘𝑔𝑚

𝑠𝑒𝑔)

El principio fundamental en la Oleo Hidráulica es el principio de Pascal, ya estudiado en el primer cuadernillo,

donde la Presión del aceite, (por ser este incompresible), no varía en una tubería que cambia de sección entre el

acceso y la salida, siendo entonces las variaciones de las fuerzas directamente proporcionales a las variaciones de

sección, logrando un efecto multiplicador.



Entremos en tema:

Aplicaciones de la Oleo Hidráulica A diferencia de Neumática, donde teníamos un elemento generador del agente energético, en Hidráulica no es así.

En Hidráulica se estudia la transmisión de energía empujando un líquido, es solo un medio de transmisión.

Tenemos un “bomba del circuito” que impulsa el fluido, el proceso de transmisión de energía sería: Un motor

eléctrico proporciona la energía mecánica a la bomba, esta es transmitida al fluido que la transforma en hidráulica, y

finalmente esta es vuelta a transformar en mecánica, (motores o cilindros Hidráulicos).

Componentes del sistema Oleo Hidráulico: Los componentes de un sistema son todos aquellos elementos que incorpora el sistema para su correcto

funcionamiento, mantenimiento y control, y pueden agruparse en cuatro grupos:

1. Bombas o elementos que transforman la energía mecánica en hidráulica.

2. Elementos de regulación y control, encargados de regular y controlar los parámetros del sistema (presión,

caudal, temperatura, dirección, etc.).

3. Accionadores, que son los elementos que vuelven a transformar la energía hidráulica en mecánica.

4. Acondicionadores y accesorios, que son el resto de elementos que configuran el sistema (filtros,

intercambiadores de calor, depósitos, acumuladores de presión, manómetros, etc.).

Veamos un circuito Oleo Hidráulico simple, donde controlamos un pistón de doble efecto mediante dos válvulas de

distribución con accionamiento mecánico, (pulsadores).

Analicemos este circuito.

Fíjense que aquí el concepto de “escape” del agente energético no

existe, es necesario un “retorno”, el agente energético, el aceite, sale

de la válvula y se mantiene en el sistema, debe regresar al

contenedor de aceite, donde será reingresado al sistema por la

bomba.

Solo deben imaginar lo que sería dejar escapar del sistema al

aceite, ¡y con presión de la bomba!, sería un enchastre.

Vemos ya en el dibujo como cambia la nomenclatura de los orificios,

y esto es bajo Norma.

Orificio de entrada – P

Orificios de salida – A ; B ; C

Orificios de retorno – T

Pueden ver que la manera de pensar los circuitos Hidráulicos es muy similar a los Neumáticos, solo debe tenerse en

cuenta que los retornos estén bien encañados.

Las válvulas de función son exactamente las mismas, tanto una Biestable, como una AND, o una OR, o una válvula

unidireccional o unidireccional regulable, funcionan exactamente igual que las válvulas de función Neumáticas.



Los accionamientos de las Válvulas Hidráulicas, son exactamente los mismos que los utilizados en Neumática, a lo

mejor cambia en su morfología, (su forma y aspecto), pero funcionalmente son exactamente iguales.

En Hidráulica también está en auge la electro Hidráulica, donde los accionamientos son solenoides al igual que en

Neumática.

Se utilizan los mismos sensores que en Neumática, ya sean los mecánicos como los electrónicos.

De manera que cualquier circuito o método aprendido en Neumática, es exactamente igual en

Hidráulica, en lo referente a los alcances de este curso, no estamos cotejando o teniendo en cuenta los

cálculos a realizar para dimensionamiento de cañerías y elementos, tampoco estamos teniendo en cuenta los

materiales con los que están compuestos los elementos de una y otra tecnología.

Veamos por ejemplo, el mismo circuito anterior, pero con sensores mecánicos, con válvulas hidráulicas a rodillo.

Fíjense que utilizamos la misma representación para los sensores, A+ para detectar el vástago afuera y A- para

detectarlo adentro.

Utilizamos una biestable para controlar al pistón, con accionamientos hidráulicos, únicamente prestar atención a

como conectamos las salidas de retorno T de las válvulas.

Con los sistemas electro hidráulicos pasa lo mismo, es todo análogo, similar, de modo que no incursionaremos

nuevamente por redundante, si han estudiado bien los sistemas electro neumáticos y su implementación, es

suficiente.



INTRODUCCION AL PLC

Es importante que hagamos una introducción al uso del PLC. En los Procesos Industriales y en los sistemas del

Automóvil, las automatizaciones se hacen mediante las llamadas “computadoras”. Es cierto que son computadoras,

no como las preparadas para el uso en el Hogar, pero estos elementos cuentan con un Procesador central, memoria

permanente y volátil, cuenta con un software básico y es programable, se pueden manejar periféricos especiales y

fundamentalmente se pueden conectar con un computador como el que conocen para transferencia de programas.

Esta materia, es la primera donde se introducen en los sistemas automatizados, los PLC son elementos que

flexibilizan muchísimo la automatización, simplifica muchísimo como lograr automatizar sistemas o procesos,

prácticamente todo se puede hacer mediante un PLC, de modo que este tema será de fundamental ayuda en

materias como Automatización y Control que tienen en 4to Año, y otras materias de los últimos años.

EL PLC

PLC significa Controlador Lógico Programable, por supuesto son siglas en Ingles, (Programable Lógical Controller).

Ventajas e inconvenientes de los PLC

Entre las ventajas tenemos:

Menor tiempo de elaboración de proyectos.

Posibilidad de añadir modificaciones sin costo añadido en otros componentes.

Mínimo espacio de ocupación.

Menor costo de mano de obra.

Mantenimiento económico.

Posibilidad de gobernar varias máquinas con el mismo autómata.

Menor tiempo de puesta en funcionamiento.

Si el autómata queda pequeño para el proceso industrial puede seguir siendo de utilidad en otras máquinas o sistemas de producción.

Y entre los inconvenientes:

Adiestramiento de técnicos.

Costo.

Tenemos dos tipos de PLC, los compactos y los modulares.



Los PLC modulares, consisten en módulos acoplables, tienen el módulo de la fuente por un lado, el módulo de la

unidad lógica Programable donde tenemos el procesador central, y los módulos de entrada y salida. Estos PLC son

los más completos, cuentan con un sistema de programación muy completo, con muchas funciones disponibles. Los

módulos de entrada y salida son especiales, pueden ser analógicos o digitales, y están disponibles para la conexión

de sensores especiales.

Los PLC modulares pueden ser de estructura Americana que separa

las Entradas y Salidas del resto del Autómata, o pueden ser de

estructura Europea, donde además de las Entradas y Salidas

modulares, la fuente de alimentación también es un modulo

separado.

Estos PLA, y cada uno de los módulos se montan sobre Riel DIn, un

riel especial normalizado entre los componentes eléctricos, para su

fijación sobre chapa.

Estos PLC, los modulares, se utilizan en grandes Industrias, donde se

necesitan automatizar y controlar grandes y complejos procesos.

Los PLC compactos, tienen todas sus funciones y sus recursos en una sola Unidad, es un solo modulo, limitado, se

consiguen de cierta cantidad de entradas y de salidas.

El Software que incluyen estos PLC, es muy completo pero más limitado que los modulares.

Finalmente aunque no menos importantes, están los PLC, relés lógicos programables, también conocidos como relés

de función programables.

Son PLC muy compactos, tienen un conjunto de funciones limitado a utilizar, aunque no pierde flexibilidad por lo que

el uso de los mismos está muy extendido por los cientos de procesos que pueden manejar, a un costo mucho más

reducido que los PLC.

En el presente curso, NO vamos a estudiar la estructura interna de los PLC o de los PLC, sino que nos vamos a

concentrar en mostrar las analogías entre lo aprendido en automatización electro neumática y electro hidráulica y el

uso de los PLC, más concretamente vamos a hacer uso de la programación de los PLC.

Relé Lógico Programable:

Estos Relés programables han salido al mercado a mediados de los `90, con la idea de brindar soluciones a sistemas

simples de automatización de luminarias comerciales y del hogar.

De inmediato, la flexibilidad que tenía incorporada su programación y el conjunto de funciones disponibles, hicieron

que los técnicos y especialistas en Procesos Industriales y otros, le echaran mano y se comenzó a utilizar

masivamente en cientos de aplicaciones Industriales.

Son componentes muy sencillos de programar, de comprender, simplifica muchísimo el montaje de sistemas

automatizados.

Debe entenderse al PLC como un componente que hace de enlace virtual entre las señales de control y medición y

las señales de actuación, es decir, entre las señales de entrada y de salida.

Este componente virtual, hace que haya independencia entre la conexión física de las señales de entrada y de salida,

la relación entre las mismas se debe exclusivamente al software interno del PLC, no hay una conexión física real,

como en los circuitos con relés que veníamos desarrollando.



Esta virtualización, este concepto, simplifica enormemente todo, ya sea la automatización que se puede lograr, (el

grado de complejidad), como el montaje físico de los componentes que participan en el proceso de automatización.

Son muy conocidos PLC de Siemens, (el LOGO), de Schneider Electric, (el ZILOG), de WEG, (el CLIC).

Veamos de forma genérica como se conecta un PLC con sus entradas y salidas.

Notar como la disposición de los componentes no

siguen ninguna regla en particular, solo se conectan

entradas y salidas en algún borne, después con el

programa adentro, relacionaremos unas con otras.

En el circuito de la figura vemos que la tensión de

alimentación es de 24Vcc, los PLC comerciales se

consiguen de tensión continua y alterna, de baja y hasta

de 220 Vca.

ENTRADAS

SISTEMA ABSTRACTO / VIRTUAL,

DONDE LA PROGRAMACIÓN ES LA QUE

RELACIONA ENTRADAS Y SALIDAS.

SALIDAS

PLC

0V Q1 Q2

24V I1 I2

Q4Q3 Q5 Q6 Q7 Q8

I4I3 I5 I6 I7 I8

K2

3

4

P1

3

4

S1

3

4

K1

3

4

VA

K1

A1

A2

K2

A1

A2

+24V

0V

PLC

1 2 3 4 5 6 7

5 3



Programación del PLC:

En los PLC, como así también en los PLC, tenemos tres modos de hacer la programación, conocidos como Lenguajes.

- Lenguaje de contactos o Ladder

- Lenguaje Booleano (Lista de instrucciones)

- Diagrama de funciones

Los tres modos de programación son muy utilizados, el lenguaje Booleano se utiliza más en los PLC grandes, se hace

usa de algún lenguaje específico de programación como Basic o C, y requiere conocimientos en el tema por parte del

programador.

El lenguaje de funciones está muy generalizado, es muy fácil de aplicar, requiere conocimientos conceptuales de

técnicas digitales.

El lenguaje de contactos es el más sencillo aunque no por eso menos potente, es más universal y tiene una relación

directa en su forma de armar y pensar los programas con los montajes tradicionales de circuitos con relés ya

estudiados.

Hay una relación más que directa entre la programación de contactos y la de funciones, es más, son exactamente

lo mismo, únicamente que hay que pensar de manera diferente entre uno y otro.

No es propósito de este curso incursionar en nuevos conceptos o nuevas formas de pensar y montar los circuitos

ya aprendidos, nos mantendremos con lo que ya hemos estudiado, de modo que avanzaremos con el lenguaje de

contactos.

Programación de Contactos o LADDER

El LADDER, también denominado lenguaje de contactos o de escalera, es un lenguaje de programación gráfico muy

popular dentro de los Controladores Lógicos Programables (PLC), debido a que está basado en los esquemas

eléctricos de control clásicos.

De este modo, con los conocimientos que Uds. ya han adquirido en este curso, es muy fácil adaptarse a la

programación en este tipo de lenguaje.

Su principal ventaja es que los símbolos básicos están normalizados según normas NEMA y son empleados por todos

los fabricantes.

Elementos de programación

Para programar un PLC/PLC con LADDER, además de estar familiarizado con las reglas de los circuitos de relés, es

necesario conocer cada uno de los elementos de que consta este lenguaje.

En la siguiente tabla podemos observar los símbolos de los elementos básicos junto con sus respectivas

descripciones.



Símbolo Nombre Descripción

Contacto

NA

Se activa cuando hay un uno lógico en el elemento que representa, esto es, una entrada

(para captar información del proceso a controlar), una variable interna o un bit de

sistema.

Contacto

NC

Su función es similar al contacto NA anterior, pero en este caso se activa cuando hay un

cero lógico, cosa que deberá de tenerse muy en cuenta a la hora de su utilización.

Bobina

NA

Se activa cuando la combinación que hay a su entrada (izquierda) da un uno lógico. Su

activación equivale a decir que tiene un uno lógico. Suele representar elementos de

salida, aunque a veces puede hacer el papel de variable interna.

Bobina

NC

Se activa cuando la combinación que hay a su entrada (izquierda) da un cero lógico. Su

activación equivale a decir que tiene un cero lógico. Su comportamiento es

complementario al de la bobina NA.

Bobina

SET

Una vez activa (puesta a 1) no se puede desactivar (puesta a 0) si no es por su

correspondiente bobina en RESET. Sirve para memorizar bits y usada junto con la bina

RESET dan una enorme potencia en la programación.

Bobina

SET Permite desactivar una bobina SET previamente activada.

Notemos que ahora los símbolos, contactos y bobinas, se dibujan de forma horizontal, tienen su entrada siempre a la

izquierda y su salida siempre a la derecha.

Ha cambiado el modo de dibujar los elementos, los contactos y las bobinas, la forma de los mismos, pero

conceptualmente es lo mismo.

Programación

Una vez conocidos los elementos que LADDER proporciona para su programación, resulta importante resaltar cómo

se estructura un programa y cuál es el orden de ejecución.

El siguiente esquema representa la estructura general de la distribución de todo programa LADDER, contactos a la

izquierda y bobinas y otros elementos a la derecha.

En cuanto a su equivalencia eléctrica, podemos imaginar que las líneas verticales representan las líneas de

alimentación de un circuito de control eléctrico.

Siempre a la izquierda ponemos la tensión positiva o la fase, y a la derecha la línea de referencia o 0 volt.

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:ContactoNA.PNG

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:ContactoNC.PNG

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:BobinaNA.PNG

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:BobinaNC.PNG

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:BobinaSet.PNG

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:BobinaReset.PNG

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Estructura_ladder.PNG



Dentro de estas líneas se programa colocando los contactos y sus conexiones según corresponda para energizar los

relés de salida.

A la derecha de la línea de tensión podemos poner los elementos externos del PLC, si nos ayuda a comprender mejor

el funcionamiento del programa, y a la derecha de la línea de 0 volt, podemos poner las cargas conectadas a las

salidas del PLC.

El orden de ejecución es generalmente de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha, primero los contactos y luego

las bobinas, de manera que al llegar a éstas ya se conoce el valor de los contactos y se activan si procede. El orden de

ejecución puede variar de un controlador a otro, pero siempre se respetará el orden de introducción del programa,

de manera que se ejecuta primero lo que primero se introduce.

Las bobinas son de relés, es decir, contamos con contactos, (los que necesitemos), para que al energizarse las

bobinas estos cambien de estado y actúen sobre algún otro relé.

Los relés de salidas físicas del PLC se los denomina con la letra Q, (Q1, Q2, …, Qn), los relés internos se los denomina

con la letra M, (M1, M2, … , Mn).

Es importante que entiendan que estos relés solo actúan dentro del programa, entre las dos líneas, en la zona

abstracta o de programación, no afuera de estas líneas junto con los elementos físicos reales.

De esta manera podemos pensar en el programa de un PLC, exactamente igual que como lo hacíamos con la lógica

de Relés.

Ejercicio Guiado

Veamos:

Desarrollar el automatismo de un Pistón de doble efecto, que tras la señal de arranque comienza a sacar y a meter

su vástago, con tecnología electro Neumática, con lógica de relés y con PLC:

Este sería el circuito Neumático, y el circuito

eléctrico con lógica de Relés.

Notar que necesitamos de un relé auxiliar K1, que

al enclavarse permite que los solenoides se

energizan alternadamente según lo permitan los

sensores finales de carrera A+ y A-, provocando de

esta manera la salida y la entrada del vástago del

Pistón.

A- A+

4 2

5

1

3

VA+ VA-

K1

A1

A2

VA- VA+

P1

3

4

K1

3

4

K1

3

4

A-

3

4

A+

3

4

P0

1

2

0V

+24V 1

2

3



Veamos ahora como quedaría el circuito hecho con un PLC.

Veamos línea por línea la programación del PLC.

La primera línea, tenemos la entrada I1, vemos que ahí tenemos conectado un pulsador NA llamado Po, (ver el

circuito de la derecha), de modo que cuando en I1 reciba tensión, se cierra y energiza al relé auxiliar M1, que hará de

relé de corte del sistema.

En la segunda línea de programación, vemos que en la entrada I3 tenemos el Pulsador NA llamado P1, que será el

arranque del sistema. Cuando pulsemos P1, la entrada I3 del PLC recibe tensión, el contacto I3 se cierra y energiza al

relé auxiliar M2, el cual se auto enclava y habilita la ejecución de las dos últimas líneas.

Fíjense que cuando pulsemos Po, la entrada del PLC I1 recibe tensión, el contacto I1 de la primera línea se cierra, el

relé M1 se energiza, y el contacto NC de M1 en la segunda línea corta el enclavamiento del relé M2, deteniendo el

sistema.

En la tercera línea tenemos el contacto NA de la entrada I5 del PLC, la cual tiene conectado al sensor A+, cuando

este sensor detecte que el vástago del Pistón PA salió totalmente, cerrara este contacto, y la entrada I5 del PLC

tendrá tensión, de modo que el contacto NA I5 se cerrara energizando al relé Q1, el cual se auto enclava.

El relé Q1 es una salida, y vemos que en esta salida tenemos conectado el solenoide VA-, que al energizarse

provocará el ingreso del vástago de PA.

Al energizarse Q1, vemos en la última línea que si hubiese estado el relé Q4 energizado y enclavado, el contacto NC

de Q1 se abre y se corta el enclavamiento.

En la última línea de programación, vemos que tenemos el contacto NA I8 de la entrada del PLC, y en dicha entrada

tenemos el contacto NA del sensor A- conectado, cuando este sensor detecta que el vástago de PA ingresó

totalmente, se activa y el contacto mencionado se cierra, entonces la entrada I8 del PLC recibirá tensión y el

contacto NA I8 se cerrará.

0V Q1 Q2

24V I1 I2

Q4Q3 Q5 Q6 Q7 Q8

I4I3 I5 I6 I7 I8

PLC

VA- VA+

A-

3

4

A+

3

4

P1

3

4

+24V

0V

I1M1

I3M2

M2

I5Q1

Q1

M2

M1

I8Q4

Q4

M2

PO

3

4

Q4

Q1

1 3 4 5 6 7

8 10 11



Al cerrarse I8, se energiza el relé Q4, corta el enclavamiento de Q1 y se auto enclava.

En la salida Q4 vemos que tenemos conectado el solenoide VA+, que al energizarse provocará la inmediata salida del

vástago de PA, y así la secuencia se repetirá hasta que pulsemos Po, lo cual hace que todos los contactos del relé

auxiliar M2 se abran.

IMPORTANTE:

Habrán notado, cuando una entrada se energiza, el contacto relacionado a la misma cambia de estado, podremos

usar contactos NA o NC, lo importante es que asuman que cuando una entrada se energiza, sus contactos cambian

de estado.

Esto, por supuesto, es porque cada entrada tiene un relé conectado según la configuración de la figura, de modo

que al energizarse, sus contactos cambian de estado.

Recursos de programación especiales:

(Tomamos como referencia al ZILOG de Schneider)

Los PLC cuentan con varios relés de función, dependiendo del fabricante no todos tienen los mismos, veremos

algunos de los más comunes y universales.

La manera más simple y rápida de estudiar y comprender como funcionan estos reles, es mediante sus formas de

onda, tal como aparecen en los manuales.

Dejemos en claro que las entradas y las salidas de un PLC pueden tener dos estados posibles, un Uno 1, y un Cero

0, el 1 implica que esta energizado, el 0 que no tiene tensión

Inversor:

Su función es simplemente invertir el estado de la señal, si la entrada del inversor

tiene un 1, la salida tendrá un 0, y viceversa.



Relé Biestable RS:

RS son las siglas de Reset y de Set, hace referencia al estado que se logra en la salida, cuando

se pone en uno la entrada. Cuando se pone un uno en la entrada SET, la salida se pone a 1.

Cuando se pone un 1 en la entrada RESET, la salida pasa a 0.

Por supuesto, es suficiente que una de las entradas SET o RESET se pongan a 1 para que la

salida del relé RS cambie de estado y permanezca en el mismo.

Vemos que con el flanco positivo de la puesta en 1 de la entrada SET, la salida Q se pone en 1, y así permanece

aunque la entrada SET pase a 0, hasta que la entrada RESET se pone en 1, donde con el flanco positivo de la señal en

la entrada RESET, la salida Q pasa a 0.

En el PLC, cualquier relé interno, (auxiliar M o de salida Q), puede utilizarse como RS, solo hay que especificar como

va a funcionar. Se nombra al relé con el prefijo que corresponde, supongamos que Queremos que el relé Q1, (salida

Q1), actué como un relé RS, entonces en la programación a la bobina la llamamos SQ, (bobina SET) o la llamamos RQ,

(Bobina RESET), según nuestra necesidad.

El Temporizador (T)

El bloque de función temporizador, permite retrasar, prolongar y dirigir acciones durante un tiempo determinado.

El temporizador cuenta con una bobina de activación, llamada TT#, y los contactos resultantes con T#.

Este relé es programable, se puede obtener temporizadores que actúen según nuestra necesidad, con entrada de

Reset, que arranque con retardo, que salga con retardo, se puede establecer el tiempo en segundos, minutos y hasta

en Horas.

Básicamente los Temporizadores Básicos que existen son Tres:

Tipo A: comando mantenido

Se programa “t”, tiempo de reacción de la salida. La salida pasa a 0 cuando la

bobina TTx se desenergiza.

Tipo T. Totalizador de Trabajo

El tiempo en que la salida reacciona tras

alimentar la bobina TTx, es “t”, y vemos

que se va acumulando con las sucesivas

alimentaciones de TTx. Hace falta que la

entrada RESET pase a 1 para que la

salida pase a 0.



Tipo L: Salida intermitente mantenida, asimétrica

Vemos que mientras la entrada TTx este

energizada, (en 1), la salida alterna entre un 1 por

un tiempo “t1”, y un 0 por un tiempo “t2”,

programables e independientes.

Dependiendo del fabricante del PLC, hay muchos más tipo de Temporizadores, prácticamente uno para cada

necesidad, algunos PLC tienen más tipos que otros.

El Contador (C#):

Su funcionamiento es muy simple, mientras la entrada CC # este energizada, se hacen conteos progresivos o

regresivos, según se habilite o no la entrada DC, (entrada que puesta a 1 indica que el conteo es regresivo), el relé

cuenta con una entrada RC, que al ponerse en uno resetea al contador. El funcionamiento del contador no es tal que

muestra cómo va el conteo, sino que por programa se SETEA un valor al cual se debe llegar contando, y cuando se

llega a este valor la salidas C del contador cambia de estado.

El uso de estos relés programables de función es de acuerdo a las necesidades y a la experiencia y habilidad

de cada técnico, pero no es el objetivo de este curso lograr que Uds. sepan fehacientemente programar con

todos sus recursos un PLC, lo cual posibilita la solución de cualquier automatización necesaria en la

Industria o el Automóvil.

Eso es objetivo de otras materias, en este curso únicamente hemos hecho una introducción para que

puedan programar e implementar con un PLC la automatización de sistemas electro Neumáticos y electro

hidráulicos ya estudiados.

Se da entonces por finalizado este apunte, recuerden que como estudiantes de una escuela Técnica,

cuentan con recursos invaluables en el personal Docente de la institución y en los recursos, maquinas

herramientas e insumos con los que cuenta la EPET, no dejen de hacerse preguntas y de cuestionar todo, de

investigar y de consultar toda duda que tengan. Éxitos.

epet n°10 luis federico leloir puerto rico, . · pdf fileepet n°10 –...

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