neumÁtica nivel bÁsico

Neumtica Nivel bsico

Manual de trabajo TP 101

Con CD-ROM

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Utilizacin debidaEl sistema para la enseanza de Festo Didactic ha sido concebido exclusivamente para la formacin y el perfeccionamiento profesional en materia de sistemas y tcnicas de automatizacin industrial. La empresa u organismo encargados de impartir las clases y/o los instructores deben velar por que los estudiantes y/o los aprendices respeten las indicaciones de seguridad que se describen en el presente manual. Festo Didactic excluye cualquier responsabilidad por lesiones sufridas por el instructor, por la empresa u organismo que ofrece los cursos y/o por terceros, si la utilizacin del presente conjunto de aparatos se realiza con propsitos que no son de instruccin, a menos que Festo Didactic haya ocasionado dichos daos premeditadamente o de manera culposa.

N de referencia: Datos actualizados en: Autores: Redaccin: Artes grficas: Maquetacin:

542503 10/2009 W. Haring, M. Metzger, R.-C. Weber Frank Ebel Doris Schwarzenberger 12/2009

Festo Didactic GmbH & Co. KG, D-73770 Denkendorf, 2009 Internet: www.festo-didactic.com E-mail: [email protected]

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ContenidoPrlogo _________________________________________________________________________________ V Introduccin ____________________________________________________________________________ VII Equipo didctico tecnolgico para neumtica (TP100) ____________________________________________X Objetivos didcticos del nivel bsico (TP101) _________________________________________________ XII Atribucin de ejercicios en funcin de objetivos didcticos ______________________________________ XIII Componentes del nivel bsico (TP101) _______________________________________________________ XV Atribucin de componentes en funcin de los ejercicios _________________________________________ XIX Informaciones didcticas para el instructor ___________________________________________________ XX Estructura metdica de los ejercicios ________________________________________________________ XX Denominacin de los components __________________________________________________________ XXI Contenido del CD-ROM ___________________________________________________________________ XXI Componentes del nivel avanzado (TP102) ___________________________________________________ XXIII Objetivos didcticos del nivel avanzado (TP102) ______________________________________________ XXIV

Soluciones Ejercicio 1: Prensa de quesos ________________________________________________________________1 Ejercicio 2: Abrir un silo de pienso ____________________________________________________________9 Ejercicio 3: Fijacin de tablas en una sierra ___________________________________________________ 15 Ejercicio 4: Clasificacin de paquetes ________________________________________________________ 21 Ejercicio 5: Detencin de botellas de leche ___________________________________________________ 31 Ejercicio 6: Cerrar y abrir una tubera ________________________________________________________ 37 Ejercicio 7: Bloqueo mediante desconexin rpida _____________________________________________ 45 Ejercicio 8: Accionamiento de un sistema de bloqueo ___________________________________________ 51 Ejercicio 9: Ampliacin de la unidad de control para la prensa de queso ____________________________ 59 Ejercicio 10: Sujecin de una pieza __________________________________________________________ 65 Ejercicio 11: Depositar piezas en canastas metlicas ___________________________________________ 73 Ejercicio 12: Accionamiento de una puerta corrediza ___________________________________________ 79 Ejercicio 13: Alimentacin de tablas de madera________________________________________________ 87 Ejercicio 14: Prensar latas de bebidas _______________________________________________________ 93 Ejercicio 15: Embalar prospectos ___________________________________________________________ 99 Ejercicio 16: Montaje de abrazaderas de bloqueo _____________________________________________ 105 Ejercicio 17: Etiquetado de cubos de pintura _________________________________________________ 111 Ejercicio 18: Limpieza de piezas ___________________________________________________________ 117 Ejercicio 19: Aplicacin de etiquetas de identificacin a presin _________________________________ 123

Festo Didactic GmbH & Co. KG 542503

III

IV

Festo Didactic GmbH & Co. KG

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PrlogoEl sistema de enseanza en materia de sistemas y tcnica de automatizacin industrial de Festo se rige por diversos planes de estudios y exigencias que plantean las profesiones correspondientes. Los equipos didcticos estn clasificados segn los siguientes criterios: Los equipos didcticos bsicos permiten adquirir conocimientos tecnolgicos bsicos generales Los equipos didcticos tecnolgicos abordan temas de importancia sobre la tcnica de control y regulacin Los equipos didcticos de funciones explican funciones bsicas de sistemas automatizados Los equipos didcticos de aplicaciones permiten estudiar en circunstancias que corresponden a la realidad prctica Los equipos didcticos abordan los siguientes temas tcnicos: neumtica, electroneumtica, controles lgicos programables, automatizacin mediante ordenadores personales, hidrulica, electrohidrulica, hidrulica proporcional, sensores, actuadores elctricos y sistemas de manipulacin.


V

Los equipos didcticos tienen una estructura modular, por lo que es posible dedicarse a aplicaciones que rebasan lo previsto por cada uno de los equipos didcticos individuales. Por ejemplo, es posible trabajar con controles lgicos programables para actuadores neumticos, hidrulicos y elctricos. Todos los equipos didcticos tienen la misma estructura: Hardware (equipos tcnicos) Teachware (material didctico para la enseanza) Software Seminarios El hardware incluye componentes y equipos industriales que han sido adaptados para fines didcticos. La concepcin didctica y metodolgica del teachware considera el hardware didctico ofrecido. El teachware incluye lo siguiente: Manuales de estudio (con ejercicios y ejemplos) Manuales de trabajo (con ejercicios prcticos, informaciones complementarias y soluciones) Transparencias para proyeccin y vdeos (para crear un entorno de estudio activo) El material de trabajo del TP 101 consta de un manual de ejercicios y un manual de trabajo. El manual de ejercicios incluye hojas de trabajo para cada uno de los 19 ejercicios. El manual de trabajo incluye las soluciones correspondientes a cada una de las hojas de trabajo, las hojas de trabajo de la coleccin de ejercicios y un CD-ROM. El manual de ejercicios puede adquirirse por separado para el uso personal. De esta manera, cada estudiante puede disponer de su propio manual de ejercicios. El equipo didctico se entrega con hojas de datos correspondientes a los componentes del hardware. Adems, las hojas de datos tambin constan en el CD-ROM. Los medios de estudio y enseanza se ofrecen en varios idiomas. Fueron concebidos para la utilizacin en clase, aunque tambin son apropiados para el estudio autodidctico. El software incluye software didctico y software de programacin para controles lgicos programables. Los contenidos que se abordan mediante los equipos didcticos tecnolgicos se completan mediante una amplia oferta de seminarios para la formacin y el perfeccionamiento profesional.

VI


IntroduccinEl presente manual de trabajo forma parte del sistema para la enseanza en materia de sistemas y tcnica de automatizacin industrial de Festo Didactic GmbH & Co. KG. El sistema constituye una slida base para la formacin y el perfeccionamiento profesional de carcter prctico. El TP 100 incluye exclusivamente unidades de control neumticas. El equipo didctico bsico TP 101 es apropiado para adquirir conocimientos bsicos en materia de tcnicas de control de sistemas neumticos. Se adquieren conocimientos fsicos bsicos de neumtica y, adems, sobre el funcionamiento y la utilizacin de equipos neumticos. Con los componentes pueden configurarse sistemas de control neumtico sencillos. El nivel avanzado TP 102 es apropiado para profundizar conocimientos en materia de tcnicas de control de sistemas neumticos. Con los componentes pueden configurarse sistemas combinados, con conexiones para compartir las seales de entrada y de salida. Tambin es posible configurar sistemas de control con mdulos para cadenas secuenciales. Para efectuar el montaje de los sistemas de control, debe disponerse de un puesto de trabajo fijo, equipado con un panel de prcticas perfilado de Festo Didactic. El panel perfilado tiene 14 ranuras en T paralelas a una distancia de 50 milmetros. La fuente de aire comprimido puede ser un compresor mvil con silenciador (230 V, mximo 800 kPa = 8 bar). La presin de funcionamiento deber ser, como mximo, de p = 600 kPa = 6 bar.

Para un funcionamiento ptimo, la presin de funcionamiento del sistema de control deber ser de mximo p = 500 kPa = 5 bar con aire sin lubricar. Para solucionar las tareas de los 19 ejercicios se necesitan los componentes incluidos en el conjunto TP 101. La teora necesaria para entender los ejercicios consta en el manual titulado Neumtica, nivel bsico

Adems, se ofrecen hojas de datos correspondientes a todos los componentes (cilindros, vlvulas, aparatos de medicin).


VII

Indicaciones de seguridad y utilizacin

Informaciones generales Los estudiantes nicamente podrn trabajar con los equipos en presencia de un instructor. Lea detenidamente las hojas de datos correspondientes a cada uno de los elementos y, especialmente, respete las respectivas indicaciones de seguridad. Parte mecnica Monte todos los componentes fijamente sobre la placa perfilada. Los detectores de posiciones finales no debern accionarse frontalmente. Peligro de accidente durante la localizacin de fallos! Para accionar los detectores de posiciones finales, utilice una herramienta (por ejemplo, un destornillador). Manipule los componentes de la estacin nicamente si est desconectada. Parte elctrica Las conexiones elctricas nicamente debern conectarse y desconectarse sin tensin. Utilizar nicamente cables provistos de conectores de seguridad. nicamente deber utilizarse baja tensin (de mximo 24 V DC). Parte neumtica No deber superarse la presin mxima admisible de 600 kPa (6 bar). nicamente conectar el aire comprimido despus de haber montado y fijado correctamente todos los tubos flexibles. No desacoplar tubos flexibles mientras el sistema est bajo presin. Peligro de accidente al conectar el aire comprimido! Los cilindros pueden avanzar o retroceder de modo incontrolado. Peligro de accidente por tubos sueltos bajo presin! Si es posible, utilice tubos cortos. Utilice gafas de proteccin. Si se suelta un tubo bajo presin, proceda de la siguiente manera: Desconecte de inmediato la alimentacin de aire comprimido. Montaje del sistema neumtico: Establezca las conexiones utilizando tubos flexibles de 4 5 milmetros de dimetro exterior. Introduzca los tubos flexibles hasta el tope de las conexiones enchufables. Antes de desmontar los tubos flexibles, deber desconectarse la alimentacin de aire comprimido. Desmontaje del sistema neumtico: Presione el anillo de desbloqueo de color azul y retire el tubo flexible.

VIII


Las placas de montaje de los equipos estn dotadas con las variantes de fijacin A, B o C: Variante A, sistema de retencin por encastre Para componentes ligeros, no sometidos a cargas (por ejemplo, vlvulas de vas). Los componentes se montan grapndolos simplemente en las ranuras de panel perfilado. Para desmontar los componentes debe accionarse la leva azul. Variante B, sistema giratorio Componentes medianamente pesados sometidos a cargas bajas (por ejemplo, actuadores). Estos componentes se sujetan al panel perfilado mediante tornillos con cabeza de martillo. Para sujetar o soltar los componentes se utilizan las tuercas moleteadas de color azul. Variante C, sistema atornillado Para componentes que soportan cargas altas o componentes que no se retiran con frecuencia del panel perfilado (por ejemplo, vlvula de cierre con unidad de filtro y regulador). Estos componentes se fijan mediante tornillos de cabeza cilndrica y tuercas en T. Debern tenerse en cuenta las indicaciones incluidas sobre cada componente en las hojas de datos.

Para evaluar el funcionamiento de los sistemas de control, se necesita un cronmetro. El cronmetro es necesario para lo siguiente: Ajustar las vlvulas reguladoras de tal manera que el tiempo de los movimientos de los cilindros coincida con los valores nominales previamente definidos. Ajustar el retardo de la reaccin de las vlvulas.


IX

Equipo didctico tecnolgico para neumtica (TP100)El equipo didctico tecnolgico TP100 incluye una gran cantidad de material didctico y, tambin, seminarios. El TP100 incluye exclusivamente unidades de control neumticas. Los componentes individuales del equipo didctico TP100 tambin pueden formar parte del contenido de otros equipos didcticos. Componentes esenciales del TP100 Mesa de trabajo fija con panel perfilado de Festo Didactic Compresor (230 V, 0,55 kW, mximo 800 kPa = 8 bar) Conjuntos de elementos o componentes individuales (por ejemplo, cilindros, vlvulas de vas, contadores incrementales, mdulos paso a paso, elementos lgicos, detectores neumticos de posicin) Material didctico opcional (por ejemplo, indicadores pticos, vlvula de 5/3 vas, cargas que aplican fuerzas de traccin/compresin) Modelos prcticos Instalaciones de laboratorio completasMaterial didctico Manuales de estudio Nivel bsico TP101 Fundamentos de la tcnica de control neumtico Mantenimiento de mquinas y equipos neumticos Neumtica/Electroneumtica Manuales de trabajo Nivel bsico TP101 Nivel avanzado TP102 Teachware opcional Juegos de transparencias para proyeccin Smbolos magnticos, plantillas Software de simulacin FluidSIM Neumtica Curso en la web (WBT), neumtica Modelos seccionados, con maletn

Seminarios P100 P111 P121 P-OP P-NEU IW-PEP Fundamentos de la neumtica, para operarios de mquinas Fundamentos de la neumtica y de la electroneumtica Reparacin de equipos neumticos y electroneumticos; localizacin de fallos Reduccin de costos: uso econmico de la neumtica Neumtica: reactivacin y actualizacin de conocimientos Reparacin y mantenimiento en la tcnica de control: sistemas de control neumticos y electroneumticos P-AL P-AZUBI Neumtica para la formacin profesional Neumtica y electroneumtica para aprendices

X


Las fechas y lugares de los seminarios, as como los precios de los cursos constan en el folleto actualizado del plan de seminarios. Los materiales didcticos disponibles constan en los catlogos y en Internet. Los equipos didcticos de la tecnologa de la automatizacin industrial se actualizan y amplan constantemente. Los juegos de transparencias, las pelculas, los CD-ROM y DVD y los manuales se ofrecen en diversos idiomas.


XI

Objetivos didcticos del nivel bsico (TP101) Construccin y funcionamiento de un cilindro de simple efecto. Construccin y funcionamiento de una vlvula de 3/2 vas. Tipos de accionamiento de vlvulas de vas. Confeccin de esquemas de funcionamiento. Explicacin y configuracin de sistemas de accionamiento directo. Anlisis y evaluacin de esquemas de distribucin. Construccin y funcionamiento de un cilindro de doble efecto. Construccin y funcionamiento de una vlvula de 5/2 vas. Explicacin y configuracin de sistemas de accionamiento indirecto. Funcionamiento de una vlvula de 5/2 vas de accionamiento neumtico. Diferencia entre una unidad de funcin lgica una unidad de mando. Medicin de la presin en sistemas de control neumticos. Diferenciacin entre tipos de regulacin y estrangulacin. Utilizacin segn requisitos de la aplicacin. Ajuste de la velocidad de avance y retroceso de cilindros. Tipos de memorizacin de seales en sistemas de control neumticos. Explicacin de las funciones lgicas Y/O/NO y su aplicacin. Explicacin y configuracin de circuitos de autorretencin. Posibilidades existentes para detectar posiciones finales de cilindros. Combinacin de enlaces lgicos. Construccin y funcionamiento de detectores de posicin magnticos. Diferenciacin entre tipos de vlvulas de 5/2 vas. Seleccin y utilizacin segn requisitos de la aplicacin. Ampliacin de circuitos ya existentes. Construccin y funcionamiento de vlvulas de secuencia. Configuracin de sistemas de control de funcionamiento en funcin de la presin. Construccin y funcionamiento de vlvulas reguladoras de presin. Anlisis de circuitos existentes y su optimizacin segn requisitos de la aplicacin. Construccin y funcionamiento de una vlvula temporizadora. Configuracin de circuitos con movimientos oscilantes. Utilizacin de vlvulas temporizadoras en funcin de las condiciones de la aplicacin. Anlisis y configuracin de circuitos con dos cilindros.

XII


Atribucin de ejercicios en funcin de objetivos didcticosCometido Objetivo didctico Construccin y funcionamiento de un cilindro de simple efecto. Construccin y funcionamiento de una vlvula de 3/2 vas. Tipos de accionamiento de vlvulas de vas. Confeccin de esquemas de funcionamiento. Explicacin y configuracin de sistemas de accionamiento directo. Anlisis y evaluacin de esquemas de distribucin. Construccin y funcionamiento de un cilindro de doble efecto. Construccin y funcionamiento de una vlvula de 5/2 vas. Explicacin y configuracin de sistemas de accionamiento indirecto. Diferencia entre una unidad de funcin lgica una unidad de mando. Medicin de la presin en sistemas de control neumticos. Diferenciacin entre tipos de regulacin y estrangulacin. Utilizacin segn requisitos de la aplicacin. Ajuste de la velocidad de avance y retroceso de cilindros. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19


XIII

Cometido Objetivo didctico Tipos de memorizacin de seales en sistemas de control neumticos. Explicacin de las funciones lgicas Y/O/NO y su aplicacin. Explicacin y configuracin de circuitos de autorretencin. Posibilidades existentes para detectar posiciones finales de cilindros. Combinacin de enlaces lgicos. Construccin y funcionamiento de detectores de posicin magnticos. Diferenciacin entre tipos de vlvulas de 5/2 vas. Seleccin y utilizacin segn requisitos de la aplicacin. Ampliacin de circuitos ya existentes. Construccin y funcionamiento de vlvulas de secuencia. Configuracin de sistemas de control de funcionamiento en funcin de la presin. Construccin y funcionamiento de vlvulas reguladoras de presin. Construccin y funcionamiento de una vlvula temporizadora. Configuracin de circuitos con movimientos oscilantes. Utilizacin de vlvulas temporizadoras en funcin de las condiciones de la aplicacin. Anlisis y configuracin de circuitos con dos cilindros.

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XIV


Componentes del nivel bsico (TP101)Los componentes incluidos en este equipo didctico fueron concebidos para la adquisicin de conocimientos bsicos en materia de tcnica de control neumtico. Contiene todos los componentes necesarios para alcanzar los objetivos didcticos definidos, y puede ampliarse indistintamente mediante componentes de otros equipos didcticos. Para que los sistemas de control funcionen, se necesita adicionalmente el panel perfilado y una fuente de aire comprimido. Componentes del nivel bsico (TP101)Cantidad 2 1 2 1 1 3 1 1 1 2 2 1 1 1 1 2 2 1 1 10 10 1 1 2 Denominacin Vlvula de 3/2 vas con rodillo, normalmente cerrada Vlvula de 3/2 vas con pulsador, normalmente abierta Vlvula de 3/2 vas con pulsador, normalmente cerrada Vlvula de 3/2 vas con selector, normalmente cerrada Vlvula monoestable de 3/2 vas Vlvula de impulsos de 5/2 vas, biestable Vlvula de 5/2 vas con selector Vlvula monoestable de 5/2 vas Cilindro de doble efecto Regulador de caudal Manmetro Vlvula reguladora con manmetro Vlvula de secuencia Cilindro de simple efecto Vlvula de cierre con unidad de filtro y regulador Tubo flexible 4 x 0,75, color plateado, 10 m Detector de posicin neumtico, con elemento para el montaje en cilindros Temporizador neumtico, normalmente cerrado Vlvula de escape rpido Casquillo enchufable Conector enchufable en T Bloque distribuidor Vlvula selectora (funcin O) Vlvula de simultaneidad (funcin Y) N de referencia 152866 152861 152860 152863 539768 539769 152862 538694 152888 193967 152865 539756 152884 152887 540691 151496 539775 540694 539772 153251 153128 152896 539771 539770


XV

Smbolos de los componentesDenominacin Vlvula de 3/2 vas con pulsador, normalmente cerrada Smbolo

2

1Vlvula de 3/2 vas con pulsador, normalmente abierta

3

Vlvula de 5/2 vas con selector

4

2

5Vlvula de 3/2 vas con selector

1

3

Aparato de medicin de la presin (manmetro)

Vlvula de 3/2 vas con rodillo, normalmente cerrada

2

1Detector neumtico de posiciones

3

2

1Vlvula monoestable de 3/2 vas

32

12 1Vlvula monoestable de 5/2 vas

32

4 14 5

1 3

Vlvula de impulsos de 5/2 vas, biestable

4 14 5

2 12 1 3

XVI


Denominacin Vlvula selectora

Smbolo

2 1 1

Vlvula de simultaneidad

2 1 1

Temporizador neumtico, normalmente cerrado

2 t 1 3

Vlvula de escape rpido

2 1 3

Regulador de caudal

1

2

Vlvula de secuencia

2

12Cilindro de simple efecto

1

3

Cilindro de doble efecto


XVII

Denominacin Vlvula de cierre con unidad de filtro y regulador

Smbolo

1 2 3

Vlvula reguladora con manmetro

2

1

3

Bloque distribuidor

Elementos de conexin

XVIII


Atribucin de componentes en funcin de los ejerciciosEjercicio Componente Cilindro de simple efecto Cilindro de doble efecto Vlvula reguladora Vlvula de escape rpido Aparato de medicin de la presin (manmetro) Vlvula de 3/2 vas con pulsador, normalmente cerrada Vlvula de 3/2 vas con pulsador, normalmente abierta Vlvula de 3/2 vas con pulsador, normalmente cerrada Vlvula de 3/2 vas con rodillo, normalmente cerrada Detector neumtico de posiciones Vlvula neumtica de 3/2 vas Vlvula de impulsos de 3/2 vas Vlvula de 5/2 vas con selector Vlvula neumtica de 5/2 vas Vlvula de impulsos de 5/2 vas Vlvula selectora Vlvula de simultaneidad Vlvula de secuencia Vlvula reguladora con manmetro Vlvula temporizadora, normalmente cerrada Bloque distribuidor Vlvula de cierre con unidad de filtro y regulador 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 2 2 1 2 2 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 2 1 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

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1 2 2

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XIX

Informaciones didcticas para el instructorObjetivos didcticos El objetivo didctico general del manual de ejercicios es el de ensear la configuracin sistemtica de esquemas de distribucin y el montaje del sistema de control en el panel perfilado. La interaccin directa entre la teora y la prctica asegura un rpido y sostenible progreso de los estudios. Los objetivos detallados constan en la lista anterior correspondiente. Los objetivos didcticos concretos e individuales estn relacionados con cada ejercicios especfico. Duracin aproximada El tiempo necesario para desarrollar los ejercicios depende de los conocimientos previos de los alumnos. Con una formacin previa como mecnico o electricista, la duracin es de aproximadamente dos semanas. Con una formacin previa como tcnico o ingeniero, debe preverse ms o menos una semana. Componentes necesarios Las tareas y los componentes se corresponden. Para resolver los 19 ejercicios, nicamente se necesitan los componentes del nivel bsico TP101. Todas las tareas de los ejercicios del nivel bsico pueden resolverse efectuando el montaje necesario en un panel de prcticas perfilado.

Estructura metdica de los ejerciciosLa estructura metdica es la misma para todos los 19 ejercicios. Los ejercicios estn estructurados de la siguiente manera: Ttulo Objetivos didcticos Descripcin del problema Condiciones generales Finalidad del proyecto Esquema de situacin Hojas de trabajo El manual del instructor contiene las soluciones de las 19 tareas incluidas en el manual de ejercicios.

XX


Denominacin de los componentsLos componentes incluidos en los esquemas de distribucin estn denominados de acuerdo con la norma DIN-ISO 1219-2. Todos los componentes incluidos en un circuito llevan el mismo nmero principal de identificacin. Dependiendo del componente especfico, se agregan letras de identificacin. Si un circuito incluye varios componentes iguales, stos estn numerados correlativamente. Los ramales sometidos a presin estn identificados con la letra P y se numeran por separado. Cilindros: 1A1, 2A1, 2A2, ... Vlvulas: 1V1, 1V2, 1V3, 2V1, 2V2, 3V1, ... Sensores: 1B1, 1B2, ... Seales de entrada: 1S1, 1S2, ... Accesorios: 0Z1, 0Z2, 1Z1, ...

Contenido del CD-ROMEl CD-ROM del presente equipo didctico incluye material didctico complementario. El CD-ROM entregado con el manual, incluye archivos de formato pdf, que contienen las hojas de los ejercicios y las soluciones. Estructura del contenido del CD-ROM: Instrucciones de utilizacin Hojas de datos Demostraciones Catlogo de Festo Esquemas de distribucin FluidSIM Ejemplos de aplicaciones industriales Presentaciones Informaciones sobre productos Vdeos Instrucciones de utilizacin Instrucciones para la utilizacin apropiada de los diversos componentes incluidos en el equipo didctico. Estas instrucciones son tiles al efectuar el montaje y poner en funcionamiento los componentes respectivos. Hojas de datos Las hojas de datos se entregan junto con el equipo didctico y, adems, estn guardadas en archivos con formato pdf. Versin de demostracin de FluidSIM En el CD-ROM se incluye una versin de demostracin del software FluidSIM para neumtica. Esta versin es suficiente para comprobar el funcionamiento de los sistemas de control configurados por el estudiante.


XXI

Catlogo de Festo Diversos componentes se explican mediante pginas que estn incluidas en el catlogo de Festo AG & Co. KG. Esta forma de explicar estos componentes tiene la finalidad de demostrar cmo se presentan los componentes en un catlogo industrial. Adems, estas pginas incluyen informaciones complementarias sobre los componentes. Esquemas de distribucin FluidSIM En esta carpeta se incluyen los esquemas de distribucin FluidSIM correspondientes a los 19 ejercicios. Ejemplos de aplicaciones industriales Mediante fotografas y representaciones grficas se muestran aplicaciones industriales reales. Estas imgenes pueden aprovecharse para entender mejor la tarea a resolver en cada ejercicio. Adems, pueden utilizarse para ampliar y completar la presentacin de proyectos. Presentaciones En esta carpeta se incluyen presentaciones resumidas de los componentes incluidos en el equipo didctico. Pueden utilizarse, por ejemplo, para incluirlas en las presentaciones sobre proyectos. Informaciones sobre productos En esta carpeta se incluyen informaciones sobre productos y hojas de datos de Festo AG & Co. KG, incluidos en el equipo didctico. De esta manera se entiende qu informaciones y datos deben ofrecerse sobre un componente de uso industrial. Vdeos El material didctico del equipo didctico tecnolgico se completa con vdeos de aplicaciones industriales. Las breves secuencias muestran la utilizacin de los componentes en aplicaciones industriales reales.

XXII


Componentes del nivel avanzado (TP102)Los componentes incluidos en este equipo didctico de nivel avanzado fueron concebidos para la adquisicin de conocimientos bsicos en materia de tcnica de control neumtico. Los dos equipos didcticos (TP101 y TP102) contienen todos los componentes necesarios para alcanzar los objetivos didcticos definidos, y puede ampliarse indistintamente mediante componentes de otros equipos didcticos del sistema para enseanza de tcnicas de automatizacin. Componentes del nivel avanzado (TP102)Cantidad 1 2 1 4 2 2 2 2 1 2 1 10 1 20 1 1 1 1 Denominacin Vlvula de 3/2 vas con rodillo abatible, normalmente cerrada Vlvula de 3/2 vas con pulsador, normalmente cerrada Vlvula de 3/2 vas con pulsador (rojo), normalmente abierta Vlvula monoestable de 3/2 vas Vlvula de impulsos de 5/2 vas, biestable Cilindro de doble efecto Regulador de caudal Tubo flexible 4 x 0,75, color plateado, 10 m Temporizador neumtico, normalmente abierto Vlvula con funcin antirretorno desbloqueable Vlvula de presin dinmica Casquillo enchufable Mdulo secuencial de pasos Conector enchufable en T Contador incremental neumtico Vlvula selectora (funcin O) Vlvula selectora triple (funcin O) Vlvula de simultaneidad triple (funcin Y) N de referencia 152867 152860 152864 539768 539769 152888 193967 151496 539759 540715 152868 153251 152886 153128 152877 539771 152882 152883


XXIII

Objetivos didcticos del nivel avanzado (TP102) Detectar posiciones finales sin vlvula con rodillo Entender y configurar circuitos de memoria (flip-flop, vlvula de impulsos) Transformar una vlvula de 3/2 vas y/o de 5/2 vas Evaluar, utilizar y ajustar diversos tipos de sensores Entender la funcin de un transmisor de presin dinmica Conocer el funcionamiento de mdulos paso a paso Configurar sistemas de control bsicos con mdulos paso a paso (ciclo continuo) Configurar un control paso a paso con modalidades de funcionamiento AUTOMTICO/MANUAL, START y RESET Configurar un enlace lgico en O con seales de confirmacin Ajustar y coordinar de funciones de temporizacin Interrumpir tiempos de retardo mediante un enlace lgico en O Configurar un sistema de control paso a paso con paso cero (3 pasos) Describir y configurar repeticiones de pasos en secuencias de movimiento, utilizando un contador incremental Desarrollar un circuito de entradas con funcin de autorretencin, con modalidades AUTOMTICO/MANUAL, STOP al FINAL DEL CICLO y RESET Evaluar sensores para la deteccin de materiales; configurar un sistema con estos sensores Configurar el accionamiento de un actuador mediante mdulos paso a paso, utilizando una vlvula con funcin lgica en O (carreras de avance y retroceso del cilindro) Utilizar un detector de posiciones intermedias, para invertir el sentido del movimiento del cilindro Desarrollar un circuito de entradas para un control con mdulos paso a paso, con aire de pilotaje seguro y las funciones START (MARCHA), PARADA DE EMERGENCIA y RESET Detener un cilindro en una posicin intermedia (tarea de posicionamiento), aplicando presin en ambos lados (pretensin) Ajustar detectores de posiciones finales y de posiciones intermedias Utilizar una combinacin de vlvula de escape rpido y vlvula reguladora provista de manmetro Configurar un sistema con inversin de la seal del temporizador Configurar un sistema de mando con funcin de guiado, combinado con un mando secuencial paso a paso

XXIV


Ejercicio 1: Prensa de quesosObjetivos didcticos Una vez realizado este ejercicio, usted habr alcanzado las siguientes metas didcticas: Construccin y funcionamiento de un cilindro de simple efecto. puede calcular la fuerza del mbolo de un cilindro de simple efecto. Construccin y funcionamiento de una vlvula de 3/2 vas, normalmente cerrada. Tipos de accionamiento de vlvulas de vas. Confeccin de esquemas de funcionamiento. Explicacin y configuracin de sistemas de accionamiento directo.

Descripcin del problema En la fabricacin de queso, se utilizan cilindros neumticos para introducir a presin la masa en los moldes. Configure un sistema de control para ejecutar esta terea.

Esquema de situacin

Fabricacin de queso


1

Ejercicio 1: Prensa de quesos

Condiciones generales Utilice un cilindro de simple efecto Configure el sistema de control neumtico del cilindro, utilizando una vlvula de accionamiento manual.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Finalidad del proyecto Describa el funcionamiento de un cilindro de simple efecto. Describa el funcionamiento de una vlvula de 3/2 vas, normalmente cerrada. Complete el esquema de distribucin neumtico, utilizado en la prensa de quesos. Efecte el montaje. Compruebe la configuracin del sistema de control. Describa el funcionamiento del sistema de control. Confeccione una lista de componentes.

1. 2. 3. 4. 5.

Secuencia La masa del queso se coloca a mano en el molde. Presionando un pulsador, avanza el cilindro y presiona la tapa sobre el molde. El pulsador deber mantenerse presionado hasta que concluya la operacin. Si se suelta el pulsador, el cilindro retrocede y deja libre el molde que contiene el queso. Es posible retirar el queso.

Indicacin de seguridad Para realizar este ejercicio, limite la presin en la unidad de mantenimiento a mximo 340 kPa (3,5 bar). Si se suelta un tubo bajo presin, proceda de la siguiente manera: Desconecte de inmediato la alimentacin de aire comprimido.

2



Construccin y funcionamiento de un cilindro de simple efecto1 2 3 4 5

8Smbolo y representacin esquemtica de un cilindro de simple efecto

7

6

Compare el smbolo con la representacin esquemtica del cilindro de simple efecto. Compruebe si el smbolo coincide con el esquema. El contenido del smbolo coincide con el contenido del esquema.

Describa la construccin y el funcionamiento de un cilindro de simple efecto El aire comprimido entra en la cmara del lado del mbolo. En esta cmara aumenta la presin, aplicndose una fuerza en la superficie del mbolo. Si esta fuerza supera la fuerza de la friccin esttica, el mbolo avanza. La presin alcanza el nivel de presin de funcionamiento una vez que el mbolo avanz completamente. Si disminuye la presin, el mbolo vuelve a su posicin inicial debido a la fuerza que aplica el muelle de reposicin. La fuerza del muelle no es suficiente para mover cargas pesadas sujetas al vstago. Por ello, los cilindros de simple efecto solamente pueden ejecutar un trabajo en un solo sentido.

En la fig. anterior, atribuya a cada componente el nmero que corresponda.Denominacin Camisa del cilindro Culata posterior Culata anterior Vstago mbolo Muelle recuperador Alimentacin de aire Taladro de escape

Pieza 3 1 6 5 8 7 2 4

Tabla de denominaciones de componentes


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Clculo de la fuerza del mbolo de un cilindro de simple efecto La fuerza terica del mbolo se calcula utilizando la siguiente frmula: Fth Fth A = = = = p D = = Ap Fuerza terica del mbolo (N) Superficie til del mbolo (m2)D2 ) 4 Presin de trabajo (Pa) (

Dimetro del cilindro (m)

En la prctica, la fuerza importante es la fuerza efectiva del mbolo Feff Al efectuar el clculo, debe tenerse en cuenta la resistencia ocasionada por la friccin. Suponiendo condiciones de funcionamiento normales (presin entre 400 y 800 kPa [entre 4 y 8 bar]), se considera que la fuerza de friccin (F) corresponde aproximadamente al 10 por ciento de la fuerza nominal del mbolo. Para calcular la fuerza efectiva de un cilindro de simple efecto, se aplica lo siguiente: Feff Feff FR FF = = = = A p (FR + FF) Fuerza real del mbolo (N) Fuerza de la friccin (aprox. 10% de F) (N) Fuerza del muelle de reposicin (N)

Calcule la fuerza real del mbolo en movimiento de avance, suponiendo una presin de trabajo de 600 kPa (6 bar).0,022 3,14 ) = 0,000314 4

A= (

Feff = 0,9 A p FF Feff = 0,9 (0,000314) 600.000 13,5 Feff = 169,56 13,6 = 155,96 N

Importante Consulte los datos necesarios en la hoja de datos del cilindro. En este cilindro, el dimetro del mbolo es de 20 mm y la fuerza de reposicin del muelle es de 13,6 N.

4



Funcionamiento de una vlvula de 3/2 vas, normalmente cerrada Complete el smbolo de una vlvula de 3/2 vas normalmente cerrada, de accionamiento manual y con reposicin por muelle.

2 32

13

1

Smbolo y esquema de una vlvula de 3/2 vas, normalmente cerrada

Describa el funcionamiento de la vlvula de 3/2 vas. Una vlvula de 3/2 vas tiene 3 conexiones y 2 posiciones. El smbolo la muestra en posicin normal. La indicacin de normalmente cerrada, significa que el aire comprimido no puede fluir a travs de la vlvula. Si se presiona el pulsador, la vlvula abre el paso y avanza el mbolo del cilindro conectado.


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Complete el esquema de distribucin neumtico Complete el esquema de distribucin neumtico del sistema de control, e incluya las denominaciones de las conexiones.1A1

1S1

2

1

3 0Z2

0Z1

1 2 3

Esquema de distribucin neumtico

6



Descripcin de las secuencias Efecte el montaje de acuerdo con el esquema y describa las secuencias. Posicin normal En la posicin normal, la vlvula 1S1 est bloqueada. El vstago del cilindro 1A1 est retrado.

Pasos 1-2 Presionando el pulsador de la vlvula de 3/2 vas 1S1, fluye aire comprimido hacia la cmara del lado del mbolo del cilindro 1A1, y el vstago avanza.

Pasos 2-3 Al soltar el pulsador, se descarga el aire a travs de la vlvula 1S1, y el cilindro 1A1 retrocede a su posicin inicial debido a la fuerza que aplica el muelle de reposicin.


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Confeccin de la lista de componentes La documentacin completa de un proyecto debe incluir el esquema de distribucin y, adems, la lista de componentes. Confeccione la lista de componentes. Incluya en la tabla siguiente los componentes y las cantidades necesarias.Denominacin Cilindro de simple efecto Vlvula de 3/2 vas con pulsador, normalmente abierta Bloque distribuidor Vlvula de cierre con unidad de filtro y regulador Fuente de aire comprimido

Cantidad 1 1 1 1 1

Lista de componentes

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neumÁtica nivel bÁsico

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