Automatismos neumáticosLaboratorio de Tecnología Mecánica

ETSII-UPM

Automatización industrial

Introducción

• Automatización• Señales de consigna• Unidad de control• Señales de control

Automatismos digitales

• Neumática• Lógica basada en válvulas distribuidoras

• Electromecánica• Lógica basada en relés

• Electrónica• Lógica basada en PLC´s

Grados de automatización

• Automática a pequeña escala• Mayor utilización de máquina• Mejora productividad del hombre

• Control de magnitudes y operaciones• Realizar procesos contínuos por medio

de secuencias programadas• AutoControl con realimentación y

Autooptimización

Etapas de automatización

• Estudio del proceso o producto• Posibles mejoras para automatizar• Elección de señales de consigna y de

control• Elección de tecnología• Estudio de viabilidad técnica y

económica• Pruebas y puesta en marcha

Ventajas de automatizar

• Reducción de costes de mano de obra directos

• Mejora de calidad• Mejora de planificación• Mayor capacidad de la instalación• Aumento productividad mano de obra• Mayor control de producción• Reducción de los tiempos muertos

Costes y rentabilidad

• Coste del nuevo equipo• Coste del estudio de instalación• Costes de equipos auxiliares• Coste de parada de la instalación• Variación de coste unitario• Nuevo consumo de energía• Vida útil del equipo

Mecánica de fluidos

• Presión = Fuerza/Superficie• P. relativa = P. Absoluta - P. Atmosf.

Caudal

• Cantidad de fluido / unidad de tiempo• Másico

• Qm=M/t• Volumétrico

• Qv=V/tQ Qm v= ρ.

Gases perfectos

• Ecuación de estado• P.V = n.R.T = m/M.R.T

• Charles, Gay-Lussac• V1/V2=T1/T2• P1/P2=T1/T2

• Boyle• P1.V1=P2.V2=cte

Gases reales

• Ecuación de estado• P.V = z.n.R.T

Dinámica

• Teorema de Bernouilli

hv

gP

cte+ + =2

2. γ

P1 P1P2

EFECTO VENTURI

Obtención de aire c.

COMPRESORES

ALTERNATIVOS

ROTATIVOS

TURBO COMPRESORES

PISTONMEMBRANA

DE PALETASHELICOIDALLOBULAR

RADIALAXIAL

Compresor alternativo

Otros compresores

Relación caudal-presión

Tratamiento de aire

• Eliminación de impurezas• Eliminación de agua• Lubricación• Mantenimiento de presión

Contenido del aire

• Herrumbre y partículas sólidas• Agua• Aceite

Daños por agua

• Cilindros y herramientas• Perdida de potencia• Aumento de consumo• Aumento del coste de mantenimiento

• Instrumentación neumática• Oxidación de muelles y conductos

• Pintura a pistola• Mala calidad de sup. pintada

Daños por aceite

• Cilindros y herramientas• Desgaste prematuro

• Instrumentación• Obstruccion de conductos• Degradación de elastómeros

• Pintura a pistola• Perdida de calidad de la pintura

Daños por partículas

• Cilindros y herramientas• Abrasión y desgaste

• Instrumentación• Obstrucciones e interferencia en guias

• Pintura a pistola• Deterioro de boquillas• Defectos en sup. pintada

Tratamiento básico

RefrigeradorFinal

SeparadorCentrífugo

Filtrado

Regulación de presión

• Regularidad• Mayor rendimiento

Lubricación

Actuadores neumáticosAutomatización electroneumática

Clasificación

• Actuadores lineales.Movimiento rectilineo• Cilindros de simple efecto• Cilindros de doble efecto

• Actuadores rotativos. Movimiento circular• Actuadores rotativos• Motores de paletas• Motores de pistones• Motores de engranajes• Turbomotores

Selección de cilindros

• Fuerza real. Selección de diámetro• Limitaciones por esfuerzos de pandeo

del vastago. (Trabajo a compresión)• Limitaciones de la energía cinética

absorbible por la amortiguación neumática del propio cilindro. (Grandes masas a altas velocidades)

Cilindro de simple efecto

Cilindro de doble efecto

Cilindro con amortiguación

Formas constructivas