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LÓGICA CABLEADA UD03: TECNOLOGÍA ELÉCTRICA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA XABIER EPELDE AZKUE 2019-2020

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Page 1: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

LÓGICA CABLEADA

UD03: TECNOLOGÍA ELÉCTRICA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA

XABIER EPELDE AZKUE2019-2020

Page 2: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

LÓGICA CABLEADA

En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos:

• Fuente de alimentación: proporcionará la diferencia de potencial necesaria entredos puntos (24V y 0V) para hacer mover los electrones.

• Contacto normalmente abierto, accionado manualmente mediante un pulsador:su función será permitir o no el paso de los electrones.

• Lámpara o señal luminosa: cuando los electrones circulen a través de ella, lalámpara se iluminará.

• Conductores: los elementos se conectarán entre si mediante cablesconductores.

FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO

Cuando se pulse el pulsador S, se cumplirán las dos condiciones necesarias paraque circule intensidad de corriente en un circuito eléctrico. Por un lado, la fuente dealimentación proporcionará la diferencia de potencial y por el otro, al accionar el pulsadorel circuito quedará cerrado, facilitando o posibilitando el paso de la corriente eléctrica. Enestas condiciones, la lámpara se iluminará. La lámpara permanecerá iluminada mientrasel pulsador S este pulsada. En el momento que se deje de pulsar el pulsador S, se abriráel circuito eléctrico, cortando el paso de la corriente y consecuentemente la lámpara seapagará.

El funcionamiento del esquema se puede expresar mediante la siguiente ecuaciónlógica:

La lectura de la ecuación será: la lámpara H se iluminará si se acciona el pulsador S.

En las ecuaciones lógicas, la carga (en este caso la lámpara H, pero puede ser otracualquiera como resistencias, bobinas de contactores, relés o electroválvulas, etc) seiguala a las condiciones de entrada. Cuando se cumplan las condiciones de entrada, lacarga se activará.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 1

H=S

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AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

DIVERSOS CASOS EN LA LÓGICA CABLEADA

CONTACTO NORMALMENTE CERRADO EN LA LÓGICACABLEADA

ECUACIÓNLÓGICA

DESCRIPCIÓN

La lámpara H se iluminará si no seacciona el pulsador S.

CONEXIÓN EN SERIE EN LA LÓGICA CABLEADA

ECUACIÓNLÓGICA

DESCRIPCIÓN

La lámpara H se iluminará si seaccionan los pulsadores S1 y S2. Laconexión en serie equivale al productológico “Y”. Las dos entradas deberánestar activadas para activar la salida.

CONEXIÓN EN PARALELO EN LA LÓGICA CABLEADA

ECUACIÓNLÓGICA

DESCRIPCIÓN

La lámpara H se iluminará si seaccionan los pulsadores S1 o S2. Laconexión en paralelo equivale a la sumalógica “O”. Será suficiente con que unade las entradas esté activada paraactivar la salida.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 2

H=S

H=S1⋅S2

H=S1+S 2

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AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

EJEMPLOS

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 3

H=S1⋅S2 H=(S1+S2)⋅S3 H=(S1+S2)⋅S 3

H=(S1⋅S3)+S2 H=S1⋅S2⋅S 3 H=S1+S 2+S3

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AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

RELÉ/CONTACTOR

A la hora de representar los relés en los esquemas eléctricos, por un lado se representarásu bobina de mando y por otro sus contactos. Hay que recordar que los contactos puedenser utilizados en el mismo circuito en el que se conecta la bobina de mando u otrodiferente.

Bobina de mando sin alimentar Bobina de mando alimentada

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 4

H=(S1⋅S 4)+S2+S3 H 1=S1H 2=S 2

H 1=H 2=S1⋅S2

KA=S

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AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

En el esquema representado, la lámpara H actuaráde la misma manera que en el primer esquemaanalizado. La lámpara se iluminará mientras elpulsador S esté pulsado. Este esquema difiere enque la lámpara es alimentada a través del contactoauxiliar del relé KA.

En este caso, se ha conectado un contacto auxiliarnormalmente abierto del relé en paralelo con elcontacto normalmente abierto accionado por elpulsador. Una vez alimentada la bobina de mando delrelé, esta quedará realimentada a través de dichocontacto. Este contacto cumplirá la función de memoriao retención de la bobina. Tal y como se ha diseñado elesquema, una vez accionado el pulsador la lámpara seiluminará y no habrá posibilidad de apagarla.

ESQUEMAS BÁSICOS CON RELÉS

MARCHA/PARO

La lámpara se iluminará si se pulsa el pulsador S1 o labobina del relé esta alimentado y no se pulsa elpulsador S2. Este esquema representa la maniobra demarcha-paro, donde el pulsador S1 es el pulsador demarcha y S2 el de paro. El pulsador de marchaaccionará un contacto normalmente abierto, al cual sele conectará en paralelo un contacto auxiliarnormalmente abierto del relé para realizar la función dememoria. El pulsador de paro accionará un contactonormalmente cerrado y se conectará en serie al bloquede marcha y la bobina de mando del relé.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 5

{KA=SH=KA}⇒H=S

KA=S+KAH=KA

KA=(S 1+KA)⋅S2H=KA

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AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

MARCHA/PARO. Marcha y paro desde dos puntos diferentes

Se va a mantener la misma estructura del esquemaanterior. Por un lado el bloque de paro, formado porcontactos normalmente cerrados conectados en serie,el bloque de marcha con contactos normalmenteabiertos conectados en paralelo junto con un contactoauxiliar normalmente abierto del relé y por último labobina de mando conectado en serie a los dos bloquescitados. Este esquema permitirá encender la lámparaaccionando los pulsadores S3 o S4 y se podrá apagarlaaccionando los pulsadores S1 o S2.

SEÑALIZACIÓN. Señalización luminosa indicando si el relé esta activado o desactivado

Es el mismo esquema utilizado para explicar lamaniobra de marcha-paro, pero se le ha añadido unacolumna donde se han conectado en serie la lámparaH2 y un contacto auxiliar normalmente cerrado del relé.La lámpara H1 se iluminará cuando la bobina demando del relé esté alimentado, relé activado y porcontra, la lámpara H2 se iluminará cuando la bobina noesté alimentada, relé desactivado.

PRIORIDAD. La lámpara H1 se iluminará si se pulsa S1 y la H2 si se pulsa S2. Si sepulsan los dos pulsadores a la vez se iluminará la lámpara H1.

Pulsando S1 se iluminará la lámpara H1 y si se pulsa S2 seiluminará H2. Si se pulsan los dos pulsadores a la vez, seiluminará H1 ya que en la columna de H2 se ha conectadoen serie un contacto auxiliar normalmente cerrado del relé.Este contacto da la prioridad a la lámpara H1.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 6

KA=(S 3+S 4+KA)⋅S1⋅S2H=KA

H 1=KAKA=(S 1+KA)⋅S2

H 2=KA

KA=S1 ,H 1=KA⇒H 1=S1H 2=S 2⋅KA

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AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

ORDEN DE ACCIONAMIENTO

En este caso, se dispone de treslámparas H1, H2 y H3 y cada una deellas se iluminará pulsando elcorrespondiente pulsador S1, S2 yS3. Para iluminar H2, previamenteH1 deberá estar encendida y parailuminar H3, previamente H1 y H2deberán estar encendidas. Paraapagar las lámparas se utilizará elpulsador común S0.

ENCLAVAMIENTO ELÉCTRICO. Configuración utilizada como maniobra de seguridad.El enclavamiento eléctrico se utilizará en aquellos circuitos en los que se permite realizarvarias operaciones pero estas no se puedan ejecutar simultáneamente, generalmentepor temas de seguridad. Un ejemplo típico puede ser la inversión de giro de un motorasíncrono trifásico.

En el esquema propuesto, las lámparas H1 yH2 no podrán estar encendidassimultáneamente. Si H1 está encendida H2estará apagada y viceversa. La maniobra deenclavamiento se realizará conectando uncontacto auxiliar normalmente cerrado del reléKA2 en serie con la bobina de mando del reléKA1. Se seguirá el mismo procedimiento conla conexión de la bobina de mando delsegundo relé.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 7

KA 1=(S1+KA 1)⋅S 0

KA 2=(S2+KA 2)⋅S 0⋅KA 1

KA 3=(S3+KA 3)⋅S0⋅KA 1⋅KA 2H 1=KA1 H 2=KA 2 H 3=KA 3

KA 1=(S1+KA 1)⋅S 0⋅KA 2

KA 2=(S2+KA 2)⋅S 0⋅KA 1H 1=KA1H 2=KA 2

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AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

ESQUEMAS CON RELÉ TEMPORIZADO A LA CONEXIÓN

APAGADO TEMPORIZADO DE UNA LÁMPARA

En el esquema propuesto la lámpara H1 se apagarápasados cinco segundos desde que se accione elpulsador S1. Para ello, la bobina de mando del relétemporizado es alimentada a través de un contactoauxiliar normalmente abierto del relé KA1. Una vezactivado el relé temporizado, empezará a contar eltiempo programado (en este caso 5 segundos) ycuando pase dicho tiempo sus contactos auxiliarescambiarán de estado. En este caso, el contacto auxiliarnormalmente cerrado conectado en serie con el bloquede marcha y la bobina de mando del relé KA1 se abrirá,desactivando el relé KA1 y consecuentemente KAT yH1.

ENCENDIDO ESCALONADO DE LÁMPARAS

En el esquema propuesto las lámparasH1, H2 y H3 se encenderán de formaescalonada. Pulsado S1 se iluminaráH1, pasados 5 segundos se iluminaráH2 y pasados otros 5 segundos seiluminará H3. Las lámparas seapagarán pulsando S0.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 8

H 1=KA1KA 1=(S1+KA 1)⋅KATKAT=KA 1

H 1=KA1

KA 1=(S1+KA 1)⋅S 0KAT 1=KA 1KAT 2=KAT 1

H 2=KAT 1H 3=KAT 2

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AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

SEMÁFORO. Dispositivo en el que tres luces se iluminarán y apagarán una acontinuación de la otra pasado cierto tiempo. La secuencia se repetirá una y otra vez.Inicialmente se representará el diagrama Grafcet de la secuencia y a continuación,basándose en este, se diseñará el esquema siguiendo la técnica o método paso a paso.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 9

KA 1=[(S1+(KA 3⋅KAT 3)+KA 1)⋅KA 2]⋅S0

H 3=KA 3

KA 2=([(KA 1⋅KAT 1)+KA 2]⋅KA 3)⋅S 0

KA 3=([(KA 2⋅KAT 2)+KA 3]⋅KA 1)⋅S0

KAT 1=KA 1

KAT 2=KA 2

KAT 3=KA 3

H 1=KA1

H 2=KA 2

Page 11: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

A cada etapa del Grafcet (1, 2 y 3) se le asignará un relé. Hay que recordar que lasetapas del Grafcet representan acciones (algún elemento va a realizar un trabajo, en estecaso iluminar una lámpara), salvo la primera que representa el estado de reposo delautomatismo.

Siguiendo la filosofía del Grafcet, una etapa no se va a activar si antes no se haactivado la etapa que le precede y una vez activada la etapa, desactivará la etapaprecedente. Para pasar de una etapa a otra se tiene que cumplir la condición detransición.

Dejando de lado esta breve introducción, en el esquema se pueden observar tresbloques diferentes. El primer bloque contiene la estructura paso a paso que posibilita laejecución de la secuencia según el Grafcet.

Este bloque esta constituido por tres columnas (conjunto de elementos conectado acada una de las bobinas de mando de los relés) que contienen elementos análogos:

• Por un lado, la bobina de mando del relé correspondiente a cada etapa (bobinasenmarcadas en el recuadro azul).

• Contacto auxiliar normalmente abierto para realimentar la bobina, cumpliendo lafunción de memoria o retención. Para cumplir dicha función debe ser un contactodel relé conectado en la columna. En el esquema, los contactos enmarcadosdentro de los elipses rojos.

• Contacto auxiliar normalmente abierto del relé de la etapa predecesora. En elesquema, los contactos dentro de los recuadros azules claro. Su función esasegurar de que una etapa no se va a activar si previamente no se ha activado laprecedente.

• Los contactos enmarcados en el recuadro morado son contactos correspondientesa las condiciones de transición de una etapa a otra. En este caso son contactosnormalmente abiertos pertenecientes a relés temporizados a la conexión porquelas condiciones de transición entre las tres etapas son intervalos de tiempo.

• Contacto auxiliar normalmente cerrado del relé de la etapa posterior. En elesquema, los contactos dentro del recuadro granate. Su función es desactivar laetapa una vez que se ha activado la siguiente.

En el segundo bloque se incluyen las condiciones de transición. En este esquemaeste bloque es necesario porque hay que activar los relés temporizados, en otros casosdonde no haya relés temporizados, este bloque no va a existir.

Por último estará el bloque de activación de las salidas. Un contacto auxiliarnormalmente abierto correspondiente a la etapa a activar, activará el elemento de dichaetapa. En este caso, el encendido de una lámpara.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 10

Page 12: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

Para poner en marcha la secuencia se dispondrá de un contacto normalmenteabierto accionado por el pulsador S1 (incluido en la primera columna). La parada de lasecuencia se realizará mediante un contacto normalmente cerrado accionado por elpulsador S0. Todos los elementos del circuito se conectarán a continuación de estecontacto.

ESQUEMA CON RELÉ TEMPORIZADO A LA DESCONEXIÓN

En el esquema se puede ver en la primera columna laconfiguración de marcha-paro. En la segunda columna,mediante el contacto auxiliar normalmente abierto delrelé KA se activa la bobina de mando del relétemporizado a la desconexión. En la tercera columna,se conecta una lámpara en serie con el contactonormalmente abierto temporizado. Cuando se pulse elpulsador S1, se activará el relé temporizado einstantáneamente se cerrará su contacto, iluminando lalámpara. Cuando se pulse S2, se desactivarán los dosrelés pero la lámpara permanecerá encendida durantecinco segundos (intervalo de tiempo programado).Transcurridos cinco segundos, la lámpara se apagará.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 11

H=KAT

KA=(S 1+KA)⋅S2KAT=KA

Page 13: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

ESQUEMA CON DETECTOR PNP DE TRES HILOS

AUTOMATIZACIÓN. DETECTOR PNP DE TRES HILOS. TEMPORIZADOR A LACONEXIÓN. Los detectores B1 y B2 son utilizados para controlar el nivel de líquido de lacubeta. Las lámparas H1, H2 y H3 se utilizarán para indicar el nivel de liquido.

• Si el líquido sobrepasa el nivel del detector B1, la lámpara verde H1 estaráiluminada.

• Si el nivel de líquido se encuentra entre los detectores B1 y B2, se iluminará lalámpara naranja H2 y se apagará H1.

• Si el nivel de líquido está por debajo del detector B2, se iluminará la lámpararoja H3 y se apagará H2.

• Si el nivel de líquido permanece más de un minuto por debajo del detector B2,se iluminarán las tres lámparas.

• El automatismo va a disponer de una parada de emergencia S0.

Los detectores se activarán con la ausencia de líquido.

Suponiendo que inicialmente el nivel de líquido esta sobre el detector B1, la lámparaH1 estará encendida. Cuando el nivel de líquido descienda bajo el detector B1, este seactivará, activando a su vez el relé KA1, iluminando H2 y apagando H1. Cuando el nivelde líquido baje de la altura del detector B2, este se activará, activando el relé KA2,iluminando H3 y apagando H2. Si el nivel de líquido permanece más de un minuto bajo eldetector B2, se activará el relé temporizado a la conexión y se iluminarán las treslámparas. Si se desea parar el automatismo se tendrá que pulsar S0 y este permaneceráinactivo hasta que se desenclave el pulsador.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 12

Page 14: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

LÓGICA CABLEADA EN ESQUEMAS ELECTRONEUMÁTICOS

En los automatismos electroneumáticos la energía eléctrica sustituye la energíaneumática en el control o mando del automatismo a la hora de crear y emitir las señales.El circuito de control o mando va a ser eléctrico y se van a utilizar elementos propios delos automatismos eléctricos. El circuito de fuerza o potencia va a ser neumático, losactuadores del automatismo van a trabajar con energía neumática.

En el circuito de fuerza (neumático), los actuadores van a ser gobernados porelectroválvulas. Las electroválvulas serán los elementos que van a enlazar el circuito decontrol o mando (eléctrico) con el circuito de fuerza o potencia (neumático).

Las electroválvulas son válvulas que se accionan eléctricamente. El accionamientoeléctrico se realiza mediante un electroimán o bobina conectada en el circuito de mando(eléctrico). Cuando el electroimán es excitado, la válvula va a cambiar de posición.

A la hora de representar los esquemas electroneumáticos, por un lado habrá elesquema de fuerza (neumático) y por otro el esquema de mando (eléctrico). En elesquema eléctrico se representará el electroimán o bobina de mando de la electroválvulay en el neumático la electroválvula, donde se indicará su accionamiento eléctrico.

En el ejemplo propuesto, al pulsar el pulsador S1, se va a alimentar la bobina demando Y de la electroválvula. Estando la bobina alimentada, la electoválvula estarápilotada por la izquierda, permitiendo el paso de aire comprimido al cilindro de simpleefecto, por lo que el vástago saldrá fuera. En el momento que se deje de pulsar elpulsador S1, el muelle de la electroválvula hará retornar a esta a la posición de reposo,cortando el paso de aire al cilindro y consecuentemente el vástago entrará dentro.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 13

Y=S1

A+=Y

Page 15: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

AUTOMATIZACIÓN. VÁLVULA BIESTABLE. Se quiere automatizarelectroneumáticamente la apertura y cierre de una puerta. Para ello, se fija una puertacorredera al vástago de un cilindro de doble efecto. Pulsando el pulsador S1 se cerrará lapuerta (avanzará el vástago) y pulsando S2 se abrirá la puerta (retrocederá el vástago).

AUTOMATIZACIÓN. VÁLVULA MONOESTABLE. Se quiere automatizarelectroneumáticamente la apertura y cierre de una puerta. Para ello, se fija una puertacorredera al vástago de un cilindro de doble efecto. Pulsando el pulsador S1 se cerrará lapuerta (avanzará el vástago) y pulsando S2 se abrirá la puerta (retrocederá el vástago).

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 14

Y 1=S1

Y 2=S 2

A+=Y1

A-=Y2

A+=Y1

Y1=KA

KA=S2⋅(S 1+KA)

A-=Y1

Page 16: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

AUTOMATIZACIÓN. FINALES DE CARRERA, RETROCESO AUTOMÁTICO. VÁLVULABIESTABLE. Una cuchilla colocada en el vástago de un cilindro de simple efecto esutilizada para cortar un fleje. El automatismo debe funcionar de la siguiente manera:cuando se pulse el pulsador S1 la cuchilla avanzara hasta cortar el fleje. Cuando lacuchilla alcance una posición determinada, retrocederá automáticamente. Dicha posiciónse detectará mediante un final de carrera.

AUTOMATIZACIÓN. FINALES DE CARRERA, RETROCESO AUTOMÁTICO. VÁLVULAMONOESTABLE. Una cuchilla colocada en el vástago de un cilindro de simple efecto esutilizada para cortar un fleje. El automatismo debe funcionar de la siguiente manera:cuando se pulse el pulsador S1 la cuchilla avanzara hasta cortar el fleje. Cuando lacuchilla alcance una posición determinada, retrocederá automáticamente. Dicha posiciónse detectará mediante un final de carrera.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 15

Y 2=a1

A+=Y1

Y 1=S1

A-=Y2

A+=Y1

A-=Y1

KA=(S 1+KA)⋅a1

Y1=KA

Page 17: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

AUTOMATIZACIÓN. TEMPORIZADOR. FINALES DE CARRERA. VÁLVULA BIESTABLE.Una cooperativa agricola se dedica a la distribución de cereales. Suele distribuir cerealesen sacos de uno, cinco y diez kilogramos. El llenado de los sacos lo tienen automatizadoelectroneumáticamente, controlando el tiempo de apertura de la tolva en función delvolumen del saco a llenar. El automatismo funcionará de la siguiente manera: cuando sepulse el pulsador S1 se abrirá la tolva (retrocede el vástago) y permanecerá abiertadurante el tiempo que previamente se ha seleccionado en función del volumen a llenar.Transcurrido el tiempo de llenado, la tolva se cerrará (avanza el vástago).

AUTOMATIZACIÓN. TEMPORIZADOR. FINALES DE CARRERA. VÁLVULAMONOESTABLE. Una cooperativa agricola se dedica a la distribución de cereales. Sueledistribuir cereales en sacos de uno, cinco y diez kilogramos. El llenado de los sacos lotienen automatizado electroneumáticamente, controlando el tiempo de apertura de la tolvaen función del volumen del saco a llenar. El automatismo funcionará de la siguientemanera: cuando se pulse el pulsador S1 se abrirá la tolva (retrocede el vástago) ypermanecerá abierta durante el tiempo que previamente se ha seleccionado en funcióndel volumen a llenar. Transcurrido el tiempo de llenado, la tolva se cerrará (avanza elvástago).

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 16

A+=Y1

A-=Y2

Y 2=S 1

Y 1=KAT

KAT=a0

A+=Y1

A-=Y1

Y 1=KA

KAT=a0

KA=(S 1+KA)⋅KAT

Page 18: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

AUTOMATIZACIÓN. PRESOSTATO. FINALES DE CARRERA. Se quiere automatizarelectroneumáticamente una prensa. La prensa funcionará de la siguiente manera:inicialmente la prensa deberá estar en la posición de arriba. Cumplida esta condición,pulsando los pulsadores S1 y S2 (protección bimanual) la prensa dará el golpe (avanza elvástago), pero si en el recorrido de avance se deja de pulsar S1 o S2 la prensaretrocederá a la posición inicial. Una vez la prensa haya dado el golpe, esta noretrocederá hasta que se alcance cierta presión previamente establecida. Alcanzada dichapresión, la prensa retrocederá independientemente de si S1 y S2 estén pulsados.

Aclaraciones sobre el esquema de mando:

• La función del relé KA1 será la de asegurarse de que la prensa se encuentra enla posición de arriba antes de iniciar el golpe. La activará el final de carrera a0 ylo desactivará el a1.

• El relé KA2 será la encargada de activar la bobina de mando de laelectroválvula.

• Muchos finales de carrera suelen tener un contacto conmutado. El contactoconmutado permite utilizar un contacto normalmente abierto o uno normalmentecerrado, pero no permite utilizar ambos a la vez. En los casos que se necesitemás de un contacto de un final de carrera, una opción es utilizar un relé.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 17

A+=Y1

A-=Y1

KA 1=(a0+KA 1)⋅KA 3

KA 2=[(KA 1⋅S1⋅S2)+KA 3]⋅KATKA 3=a1KAT=P

Y 1=KA 2

Page 19: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

Alimentando la bobina de mando de un relé con el contacto normalmenteabierto del final de carrera, nos permite utilizar los contactos auxiliares del relécomo si fueran las del propio final de carrera. En este caso, los contactos deKA3 actuarán como si fueran los contactos del final de carrera a1.

• Para desactivar el relé KA2 se ha utilizado un contacto auxiliar de un relétemporizado a la desconexión en lugar de un contacto normalmente cerrado delpresostato. Si se utilizara el contacto del presostato, cuando se alcance lapresión establecida en el cilindro, el contacto se abriría desactivando la bobinade mando de la electroválvula y el muelle haría retroceder la válvula al estadode reposo. Al darse este cambio en la válvula, el contacto del presostatovolvería a cerrarse sin darle tiempo al vástago a retroceder y como el final decarrera a1 estaría activado, la electroválvula volvería a estar activada.Introduciendo el contacto temporizado a la desconexión, proporciona el tiemposuficiente para que el vástago retroceda y deje de activar el final de carrera a1antes de que vuelva a cerrarse dicho contacto.

• Al activar la bobina de mando del relé temporizado con el contacto delpresostato, los contactos del relé se convierten en contactos del presostato peroen este caso temporizados.

AUTOMATIZACIÓN. TEMPORIZADOR. DETECTOR INDUCTIVO. VÁLVULAMONOESTABLE. Una cooperativa agricola se dedica a la distribución de cereales. Sueledistribuir cereales en sacos de uno, cinco y diez kilogramos. El llenado de los sacos lotienen automatizado electroneumáticamente, controlando el tiempo de apertura de la tolvaen función del volumen del saco a llenar.

En este caso, para detectar la posición del vástago cuando este esté dentro se hautilizado un detector inductivo en lugar de un final de carrera. Cuando el detector detecteel vástago, se activará, activando a su vez el relé temporizado y una vez temporizado eltiempo, desactivará el relé KA.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 18

A+=Y1

A-=Y1

Y 1=KA

KAT=B1

KA=(S 1+KA)⋅KAT

Page 20: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

AUTOMATIZACIÓN. SECUENCIA. Unas piezas apiladas en una columna se debenintroducir en una caja. El proceso se automatizará electroneumáticamente y para ello sevan a utilizar dos cilindros de doble efecto (A y B) con sus respectivos finales de carrera(A0, A1, B0 y B1). La automatización debe funcionar de la siguiente manera: pulsando unpulsador (S1) el cilindro A retirará una pieza de la columna, retirada la pieza de lacolumna, el cilindro B lo empujará a la caja. Empujada la pieza a la caja, el vástago delcilindro A retrocederá y estando dentro esta, retrocederá el vástago del cilindro B.

SECUENCIA: A+ B+ A- B

DIAGRAMA ESPACIO-FASE GRAFCET ECUACIONES LÓGICAS

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 19

KA 1=⌈(S1⋅b0)+KA 1⌉⋅KA 2

KA 2=⌈(KA 1⋅a1)+KA 2⌉⋅KA 3

KA 3=⌈(KA 2⋅b1)+KA 3 ⌉⋅KA 4

Y 3=KA 2

Y 4=KA 4

A+=Y1

Y 2=KA 3

Y 1=KA 1

KA 4=⌈(KA 3⋅a0)+KA 4 ⌉⋅KA 1

A-=Y2B+=Y3

B-=Y4

Page 21: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

El esquema de mando se ha diseñado siguiendo el método paso a paso. Se puedendistinguir dos bloques, el primero corresponde a la estructura paso a paso (explicado en elejemplo del semáforo) y el segundo a la activación de las salidas que en este caso sonelectroválvulas.

AUTOMATIZACIÓN. CICLO ÚNICO, CICLO CONTÍNUO. Un mecanismo de trinquete esutilizado para arrastrar una cinta transportadora. El trinquete es accionado por un cilindrode doble efecto. Los movimientos de avance y retroceso del vástago del cilindro hacengirar el trinquete, arrastrando la cinta transportadora. Pulsando el pulsador S1, la cinta seva poner en marcha y pulsando S0 se va a parar.

SECUENCIA: A+ A- GRAFCET

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 20

Page 22: LÓGICA CABLEADA · 2019. 11. 13. · AF03 LÓGICA CABLEADA AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN LÓGICA CABLEADA En el siguiente esquema se pueden ver los siguientes elementos: •

AF03 LÓGICA CABLEADA

AUTOMATIZACIÓN DE LA FABRICACIÓN

ECUACIONES LÓGICAS

El esquema de mando se ha diseñado siguiendo el método paso a paso. En elesquema aparecen dos particularidades. Observando el Grafcet se puede ver que laetapa dos es una etapa ficticia (no activa ninguna salida). Al ser la secuencia únicamentede dos etapas, si diseñáramos el esquema según el método paso a paso, tendríamosenclavamiento eléctrico entre las dos etapas y el diseño no sería válido. Para solucionar elproblema se ha introducido la etapa ficticia (KA2).

La otra particularidad es el contacto auxiliar normalmente abierto KA3 conectado enparalelo con el contacto accionado por el pulsador S1. Su función es que la secuencia serepita una y otra vez y esta no parará hasta que se pulse el pulsador S0. Este pulsadortiene enclavamiento por lo que una vez pulsado, se mantendrá abierto hasta que sevuelva a cerrarlo.

DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA 21

A+=Y1

A-=Y2

KA 1={([(S1+KA 3)⋅a0 ]+KA 1)⋅KA 2}⋅S 0

KA 2={⌈(KA 1⋅a1)+KA 2⌉⋅KA 3}⋅S 0

KA 3=[(KA 2+KA 3)⋅KA 1]⋅S 0

Y 1=KA 1

Y 2=KA 3