plc y reles
TRANSCRIPT
Ing. Edwin Javier Villalba Cabrera
ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL
ELEMENTOS DE CONTROL
Y MANDO DE RELES
Contenido Automatismos eléctricos El relé. Funcionamiento del relé Estructura del relé Simbología Características Tipos de relés Contactores. Constitución de un contactor
Objetivos
Entender los conceptos base del relé, su finalidad y uso.
Interpretar correctamente su simbología Saber los distintos tipos de relé y sus características Entender los conceptos base del contactor, su
finalidad y uso. Saber diferenciar un relé de un contactor.
Automatismo eléctricos
Gracias al avance en la automatización industrial se ha conseguido facilitar la labor del trabajador en las tareas más peligrosas y las necesidades de mejorar en la producción.
Se ha alcanzado un gran desarrollo en el control programado, así como con los autómatas.
El relé como el contactor son elementos imprescindibles en el control de potencia.
El relé. Conceptos fundamentales
El relé electromagnético es un interruptor mandado a distancia que retorna a su posición inicial o de reposo cuando la fuerza que lo acciona deja de actuar.
El relé. Conceptos fundamentales
Su funcionamiento se basa en la exaltación de la bobina, se magnetiza el núcleo ferromagnético y este atrae la parte móvil que es donde se localizan los contactos.
El relé. Conceptos fundamentales Posee varios contactos
agrupados en forma de circuito conmutado accionados por efectos electromagnético.
El paso de la corriente a través de una bobina provoca un campo magnético que atrae una pieza, mediante efecto palanca.
Esta palanca acciona unos contactos NA/NC.
El relé. Conceptos fundamentales
El relé tiene un funcionamiento sencillo que consiste en que la bobina es alimentada por una tensión continua ó alterna, según el nivel de potencia con el que se trabaje. Esta corriente pasa por la bobina generando en el núcleo una determinada fuerza magnetomotriz . De esta forma se produce un flujo de tipo magnético que origina una inducción magnética, apareciendo una fuerza de atracción sobre la armadura que hace que cierren y abran los contactos del relé.
El relé. Estructura
Se encuentran divididos en dos bloques: Circuitos de excitación. Circuitos de
conmutación. El circuito de excitación es el
encargado de recibir la señal de mando.
El circuito de conmutación son el conjunto de contactos que se mueven y hacen cerrar ó abrir el circuito eléctrico y el paso de la corriente eléctrica hacia otro circuito de mayor potencia.
El relé. Composición.
El relé está compuesto por: Bobina Pivote Armadura Núcleo de material
ferromagnéticas Contactos NA/NC
El relé.
El funcionamiento del relé electromagnético es el resultado de la acción conjunta de distintos elementos: Electroimán
Conjunto magnético. Bobina
Contactos NA/NC
Electroimán
Es un elemento que se compone de Bobina y un núcleo magnético.
1.El núcleo magnético. Se utilizan dos tipos en función de la corriente. Corriente Alterna. Compuesto por chapas
laminadas y aisladas entre sí. Corriente Continua. De acero macizo.
2.Bobina. Este elemento va liado sobre un carrete de material de tipo termoplástico o de baquelita. Está formado por varias capas de hilo de cobre aislado con esmalte.
Contactos NA/NC
La función de estos elementos es el cierre o apertura de los circuitos. Los contactos deben reunir una serie de características, destacando las siguientes: Elevada dureza Gran resistencia mecánica Poca resistencia al contacto Leve tendencia al soldeo Escasa tendencia a la formación de sulfuros Resistencia a la erosión Gran conductividad térmica y eléctrica
Estas características hacen difícil encontrar un material, siendo la solución más idónea la utilización de aleaciones. La más importante son las de plata-niquel y la de plata-cadmio, que se utilizan si los relés realizan muchas maniobras.
Características del relé
Condiciones de excitación de la bobina: Tensión nominal:
continua ó alterna. Intensidad nominal Resistencia de la
bobina.
Características y número de circuitos de contactos: Tensión nominal de
contactos. Máxima tensión
nominal Máxima corriente
admisible Presión de contactos Resistencia de
contactos
Simbología del relé
Simbología empleada para representar a los relés: a) De una bobina y un contacto interruptor. b) De dos bobinas y dos contactos inversores.
Simbología del relé
Polarización del circuito de relé con tensiones continua
Tipos de relés y aplicaciones
Existen una enorme diversidad de relés según las necesidades y especificaciones: Relés electrónicos ó estáticos.
Utilizan tiristores y triacs. Relés miniaturas Relés tipo industrial Relés con enclavamiento Relés telefónicos Relés para circuito impreso Relés reed Relés de mercurio
Relé estáticos
Los relés estáticos no poseen ninguna pieza móvil y su funcionamiento no está regulado por fenómenos electromagnéticos.
Principio de funcionamiento de los relés estáticos sólido. a) Con acoplamiento óptico. b) Con acoplamiento por relé de baja potencia.
Relés miniaturas
Estos tipos de relé se utilizan cuando no es necesario que se trabaje con grandes potencia.
Tanto la tensión y corrientes de la bobina y contactos son de pequeñas potencia.
Relés industriales
Estos relés se emplean generalmente en potencia media y alta, para corrientes elevadas, de larga vida.
Con tensiones de excitación en alterna ó continua entre 6V y 380V.
Relés con enclavamiento
Son modelos de relés con enclavamiento o biestables que están fabricados por sistema magnético.
Su actuación puede efectuarse mediante una sola bobina que al recibir un impulso hace cambiar la posición de los contactos y necesita un nuevo impulso de polaridad contraria para recuperar la posición inicial.
Relés para circuito impreso
Son de reducidas dimensiones.
Su forma y diseño es plana para ser montadas en circuito impreso.
Suelen estar accionados por corriente continua, conteniendo hasta un máximo de 4 inversores.
Se emplea en equipos informáticos, instrumentos de medida, alta fidelidad, televisión, etc.
Aspecto interno de un relé plano preparado para montaje sobre circuito impreso. Dispone de cuatro contactos interruptores.
Relés térmicos
Se utilizan para protección de motores, cuando alcanza una determinada temperatura de funcionamiento, se activa el relé provocando la desconexión del contactor.
Relé electromagnético
Detecta a una sobre intensidad debido al campo magnético inducido por dicha corriente , haciendo que se dispare el pico de corriente asociado
Protege contra cortocircuitos Si se utiliza para proteger motores ,debe soportar el
pico de corriente en el arranque . Se suele utilizar en conjunción con un térmico
Relé magneto térmico
Combina las acciones de los relés térmicos y electromagnéticos .
Protege cintra sobrecargar y contra cortocircuitos Disyuntor: se trata de un relé magneto térmico con
un interruptor.se utiliza para la protección de motores de pequeña potencia
Relés programables
Se utilizan para el control de máquinas y dispositivos eléctricos. Su control y temporización se establece a través de una programación que actúa sobre unos contactos de salida NC/NA para activar ó desactivar máquinas y elementos eléctricos.
Relés Reed
Es un tipo de relé muy utilizado en equipos electrónicos. Su constitución está realizado a base de dos elementos básicos:
Bobina de actuación Contactos reed
Sección esquemática de un relé reed en la que están representados sus dos componentes básicos: bobina y contactos reed.
Relés Reed encapsulados
Dado que el principio de funcionamiento es la atracción magnética entre los contactos, puede ocurrir que el campos externos, suficientemente fuertes que puedan llegar a actuar el relé.
Esto se evita empleando encapsulados metálicos.
Relé reed con encapsulado de plástico y de forma muy similar a circuitos integrados.
Relés Térmicos32
Función: protección de motores. Censa la corriente que toma el motor de la red
→ es un Método Indirecto dado que controla el calentamiento excesivo de las bobinas del motor. Es simple y económico.
Condiciones de funcionamiento: normales (corrientes de diseño) y anormales (sobrecargas débiles y prolongadas).
Accionamiento: automático en base a la propiedad de los bimetales. El disparo provoca la apertura de un contacto, a través del
cual se alimenta la bobina del contactor de maniobra.
Regulación: siempre a la intensidad de servicio del motor (pinza amperométrica).
Tipos:
• de CC y CA;
• según la clase de disparo (durante el arranque deben permitir que pase la sobrecarga temporal que provoca el pico de corriente, y activarse únicamente si la duración del arranque resulta excesivamente larga)
• Relés de clase 10: válidos para todas las aplicaciones, corrientes con una duración de arranque inferior a 10 segundos.
• Relés de clase 20: admiten arranques de hasta 20 segundos de duración.
• Relés de clase 30: para arranques con un máximo de 30 segundos de duración.
Clase 30
Clase 20
Clase 10
(Curvas de disparo intensidad-tiempo)
Relés Térmicos33
Relés Térmicos34
Inconvenientes
• No protege cuando el calentamiento del motor se debe a causas externas (distintas a la corriente que toma de la red).
• Curva de disparo fija.
• Protección lenta o nula contra fallos de fase.
• Si no están compensados, son sensibles a cambios en la temperatura ambiente.
• Norma: IEC 947-4-1-1.
Guardamotor35
Función: disyuntor magneto-térmico para protección de motores eléctricos; dispositivo de arranque.
Condiciones de funcionamiento: normales (corrientes de diseño) y sobrecargas de arranque.
Accionamiento: automático
Característica de disparo igual a un relé térmico, sensible a al falta de fase, con compensación de temperatura ambiente; disparo magnético ajustado para proteger al térmico.
Dentro de ciertos límites reemplaza al conjunto Contactor-Térmico-Protección falta de fase.
Inconveniente: no permite automatización (salvo junto a un contactor).
Protección del motor con reles de sobrecarga
Los relés de sobrecarga tanto térmicos como electrónicos disparan si una corriente excesiva fluye por el motor durante un período largo de tiempo.
La relación entre la corriente de disparo (como múltiplo de la corriente de operación Ie) y el tiempo de disparo se refleja en la característica de disparo del equipo.
La intensidad minima a la que se produce un disparo se conoce como intensidad limite de disparo.
En los relés de sobrecarga oscila entre el 105 - 120% de la intensidad ajustada.
Protección del motor con reles de sobrecarga
Los relés de sobrecarga detectan la corriente del motor.Esta corriente puede ser detectada de dos maneras fundamentales: Térmica o electrónica.
Relé de sobrecarga térmico Relé de sobrecarga electrónico
La corriente del motor calienta la unión bimetálica ubicada dentro del equipo.
La corriente del motor es detectada por el CT integrado en el equipo.
La unión bimetálica se arquea. El nivel de arqueo es función de la corriente del motor.
La corriente detectada es evaluada por la electrónica del equipo.
Para una corriente > In (en un periodo largo de tiempo), la unión bimmetálica acciona un contacto auxiliar a travez de un mecanismo de disparo.
Para una corriente > In (en un periodo largo de tiempo), La electronica interna emite un pulso al sistema de disparo mecánico que acciona los contactos auxiliares.
El contactor se abre y en consecuencia, la carga se desconecta.
El contactor se abre y en consecuencia, la carga se desconecta.
Komponente MLFB
Resumen
Thermische Überlastrelais 3RU11Elektronische Überlastrelais RB10
Gegenüberstellung
1.- Relés de sobrecarga térmicos 3RU11
2.- Relés de sobrecarga electrónicos 3RB10
3.- Relés de sobrecarga electrónicos 3RB12
4.- Comparación
ELEMENTOS MANDO
DE RELES
Función: comando de uno o más circuitos eléctricos.
Condiciones de funcionamiento: normales (U e I nominales).
Accionamiento: manual (energía proporcionada por el operador).
Protección: si (protección contra contactos accidentales; ej carcaza de plástico).
Parámetros:
• Tensión nominal [V]: tensión de diseño de la llave; debe ser mayor que la tensión de red y tal que:
• Intensidad nominal [A]: intensidad de corriente bajo tensión nominal, tal que:
• Resistencia de aislamiento, ensayos dieléctricos, aptitudes de interrupción (velocidad de cierre independiente del operador).
Llaves eléctricas40
Variantes: llave unipolar doble (Fig. 1), llave unipolar triple (Fig. 2), llave de dos posiciones (Fig. 3), llave de cambio simple (Fig. 4) y llave de cambio inversora (Fig. 5).-
41Llaves eléctricas
Un PLC está proyectado para funcionar en ambientes industriales donde son comunes altastemperaturas y ruido eléctrico.Los PLC no sólo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesosindustriales, sino que también pueden realizar operaciones aritméticas, manejar señalesanalógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores proporcional integralderivativo (PID).
PLC
Arranque y paro de un motor trifásico. Se requiere controlar el arranque, paro e inversión de giro de un motor trifásico de corriente alterna mediante una estación de botones y un PLC. El sistema deberá estar protegido con un botón de paro de emergencia, contra corto circuitos y sobrecarga.
El PLC CPM1 y CPM2A de Omron. Características principales del CPM1. Es importante conocer las características técnicas de los Controladores Lógicos Programables que publica el fabricante, pues de ello depende hacer una buena elección para una correcta aplicación, buscando siempre abatir costos.
ESTRUCTURA BÁSICA DE UN PLCUnidades funcionalesUn PLC se compone de 4 unidadesFuncionales:- Unidad de memoria- Unidad lógica- Unidad de salidas- Unidad de entradas
Detección Mando:Dialogo hombre maquina:ProgramaciónRedes de comunicación:Sistemas de supervisión:Control de procesos continuos:Entradas- Salidas distribuidas:Buses de campo:
Funciones básicas de un PLC:
Maniobra de máquinasMaquinaria industrial de
plásticoMáquinas transferMaquinaria de embalajesManiobra de instalaciones: Instalación de aire
acondicionado, calefacción...
Instalaciones de seguridadSeñalización y control:Chequeo de programasSeñalización del estado de
procesos
Ejemplos de aplicaciones generales
ARRANQUE DE MOTORES CON PLCDocente: John Flores
INTRODUCCION
Los Controladores Lógicos Programables (PLC) permiten
realizar funciones lógicas combinacionales y secuenciales
mediante la programación utilizando funciones lógicas o
por diagramas de contactos.
Los PLC se utilizan como elementos básicos de control y
automatización.
Por ejemplo, el cuerpo humano es un SISTEMA DE CONTROL.
Ver – OjosOír – OídosProbar – LenguaSentir – PielOler – Nariz
Entrada
Cerebro
HablarCaminarMover
Salida
Lógica
Ing. Edwin Javier Villalba Cabrera
MODERNOS, cuando los componentes de su lógica están constituidos por equipos digitales, diseñado en base a microprocesadores, como un PLC.
Lógica SalidasEntradas
PulsadorMarcha
PulsadorParo
Interruptor de posición
Contactor de fuerza
Lámparas
Display
PLC
Lógica SalidasEntradas
PulsadorMarcha
PulsadorParo
Interruptor de posición
Contactor de fuerza
Lámparas
Display
PLC
Automatización relativamente económica
Permite la grabación, copia e impresión del programa
Salida a relé con gran capacidad de corte
Protección del programa de usuario
Ventajas de los controladores lógicos
57
Dependiendo de la tecnología Eléctricos
Electrónicos
Por la categoría de servicioLas aplicaciones de los contactores, en función de la categoría de servicio, son:
•AC1 (cos φ>=0,9): cargas puramente resistivas para calefacción eléctrica.
•AC2 (cos φ=0,6): motores síncronos (de anillos rozantes) para mezcladoras, centrífugas.
•AC3 (cos φ=0,3): motores asíncronos (rotor jaula de ardilla) en servicio continuo para aparatos de aire acondicionado, compresores, ventiladores.
•AC4 (cos φ=0,3): motores asíncronos (rotor jaula de ardilla) en servicio intermitente para grúas, ascensores
5.5.-Conexiones de las entradas y salidas
CIRCUITOS DE CONTROL
EN PROYECTOS
Antonio Vives
CIRCUITOS DE CONTROL EN PROYECTOS
Para el control de los proyectos se emplean circuitos eléctricos y electrónicos.
En estos circuitos debemos destacar por su aplicación a dos componentes: los relés los transistores
El relé en circuitos de control Se trata de un electroimán que gobierna a
un conmutador. Al pasar corriente por la bobina atrae a la armadura y, al moverse ésta, se cambia el contacto móvil.