sistemas de control

5/11/2018 Sistemas de Control

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CENTRO NACIO NAL DE ACTUALIZAC IONDOCENTE

"Por una Cultura Tecnol6gica de Maestro a Maestro"

SISTEM AS DE CONTROLANTO LO GIA Y M AN UA L D E PM CT ICA S

INS TR UCTOR : ING . RENE SALAZAR UERRE RO


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SISTEMAS DE CONTROL

lN G. RENE SA LAZA R G UERRERO Pagina 1


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Tabla de contenidoCONTENIDO 2FUNDAMENTACION 3

1. CONTROLSECUENCIALCON RELEVADORES 41.1 GENERALIDADES DE LOSCIRCUITOS DECONTROL 5

1.1.1 Conceptos basicos 51.1.2 Elementos de un circuito de control 71.1.3 Tecnicas de control 191.1.4 Circuitos de potencia para motores de c.a 111.1.5 EI relevador electrornagnetico 15

1.2 REPRESENTACIONDECIRCUITOS DECONTROL 161.2.1 Simbologfa 171.2.2 Diagramas de escalera 201.2.3 Reglas para la construccion de los diagramas de escalera 211.2.4 Estructura de los diagramas de escalera (Ejercicios) 231.2.5 Diagramas de tiempo 241.2.6 Interpretacion de los diagramas de tiempo (Ejercicios) 26

1.3 PRACTICASDECONTROL CON RELEVADORES 28PRACTICA1 "Circuito Serie" 28PRACTICA2 "Circuito Paralelo" 32PRACTICA3 "Contactos N.O. y N.C." 35PRACTICA4 "Circuito con Autoenergizacion" 38PRACTICA5 "Circuito con Enclavamiento 0 Interlock" .45PRACTICA6 "Circuitos con Temporizadores" 56PRACTICA7 "Circuitos con Contadores" 69

BIBLiOGRAFIA 76



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FUNDAMENTACIONHoy en dla vivimos un constante proceso de actualizacion, de tal manera que la mayorfa de losprocesos pasan a automatizarse, empleando para ello sistemas de control secuencial, los cualesestan basados en relevadores electromagneticos, relevadores de estado solido, temporizadores,contadores, circuitos logicos (CI), controladores logicos programables (PLCl, computadoraspersonales (PCl, etc.EI control secuencial, denominado tarnbien control logico 0 control binario (ON/OFF), seencuentra relacionado con el analisis y disefio de circuitos secuenciales. En los sistemas de controlsecuencial las entradas y las salidas determinan una serie de pasos para la operacion de unproceso.Podemos decir que los botones pulsadores, micro-interruptores, f inales de carrera, interruptores 0detectores de proximidad se les denomina "entradas". A las valvulas solenoides, cilindrosneumaticos, contactores para arranque y paro de motores, alarmas, pilotos de serializacion,etcetera, se les denomina "salidas".En este documento se incluyen los principios basicos necesarios para iniciar en el mundo delcontrol secuencial basado en el control por contactos (Relevadores Electromagneticos), que formaparte de la base de la automatizacion para gobernar sistemas mecatronicos.



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1.1 GENERALIDADESDE LOSCIRCUITOS DECONTROL1.1.1 Conceptos BasicoslQue es un sistema automatizado?La automatizacion es un sistema que transfiere las tareas propias de un proceso de produccion,realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnologicos.EIsistema automatizado se com pone principalmente de 2 partes:

Mando Operativa

La parte de Mondo suele ser un automata programable, aunque hasta hace poco se utilizabanreles electrornagneticos, tarjetas electronicas 0 modules logicos neumaticos (tecnologia cableada).En un sistema de fabricacion automatizado el automata programable no solo esta en el centro delsistema sino que es el cerebro del mismo. Debe ser capaz de comunicarse con todos losconstituyentes del mismo.La parte Operativa suele ser aquella que actua directamente sobre la maquina. Son todos y cadauno de aquellos elementos que permiten que la maquina tenga movimiento y proporcione laoperacion requerida. Los elementos que forman la parte operativa son los actuadores de lasmaquinas tales como: motores, cilindros, compresores y los detectores.Objetivos de la Autornatizacion

Mejorar la productividad de una empresa, reduciendo costos de produccion eincrementando la calidad de la misma.

Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los trabajos penosos eincrementando la seguridad.

Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual 0 manualmente. Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidades necesarias en

el momenta preciso. Simplificar el mantenimiento de tal forma que el opera rio no requiera de grandes

conocimientos para la manipulacion del proceso productivo. Integrar la gestion y produccion.



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Ventajas de los Sistemas Automatizados.La autornatizacion de un proceso frente al control manual del mismo proceso, brinda ciertasventajas y beneficios de orden econornico, social, y tecnologico, pudiendose resaltar lassiguientes:

Seasegura una mejora en la calidad del trabajo del operador y en el desarrollo delproceso, esta dependera de la eficiencia del sistema implementado.

Seobtiene una reduccion de costos, puesto que se racionaliza el trabajo, se reduce elt iempo y dinero dedicado al mantenimiento.

Existe una reduccion en los tiempos de procesamiento de informacion. Flexibilidad para adaptarse a nuevos productos y disminucion de la contarninacion y dana

ambiental. Racionalizacion y uso eficiente de la energfa y la materia prima. Aumento en la seguridad de las instalaciones y la proteccion a los trabajadores

Desventajas de los Sistemas Automatizados Gran capital Decremento severo en la flexibilidad Incremento en la dependencia del mantenimiento y reparacion.

Control

Podemos definir de forma general que el control es la adecuada operacion de una serie deelementos que nos daran una respuesta deseada en base a las necesidades ya los requerimientosexpresados en forma de instrucciones.Circuitos de controlLos circuitos de control son aquellos que reciben y procesan la informacion de cualquier sistemaindustrial sobre las condiciones del mismo. Esta informacion representa hechos tales como,posiciones rnecanicas de partes moviles, temperaturas en diferentes lugares, presiones existentesen tubos, ductos y carnaras, caudales, fuerzas ejercidas sobre dispositivos de deteccion,velocidades, rpm, tipos de materiales, etc. EIc ircuito de control tiene la capacidad de tomar todaesta informacion empfrica y combinarla con la que Ie suministra el operador. Esta informacionrepresenta la respuesta deseada del sistema, es decir, el resultado esperado.De acuerdo a la informacion suministrada por el operador y a los resultados obtenidos en elsistema, el circuito de control, toma decisiones. Estas decisiones son la proxima accion que se vereflejada en el sistema.



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Obviamente la decision que toma el circuito de control no es una elaboracion propia del sistema.Sola mente es el reflejo de los deseos del disefiador, quien previendo todas las posiblescondiciones de entrada, ha elaborado la 16gica necesaria para que las condiciones de salida seanapropiadas.

Figura 1.1Sistema a ser controladoDe todo esto resalta la importancia que tiene el disefiador para resolver una situaciondeterminada en un sistema industrial. La tarea de un disefiador consiste en lIevar a cabo laintegracion de todos los elementos que intervienen en un circuito de control de una manerasegura y eficiente.

1.1.2 Elementos de un circuito de controlLos circuitos de control de cualquier indole se pueden representar por tres partes principales de lacuales podemos resaltar:

Elementos de entrada l.ogica del circuito Elementos de salida



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r o osensoresde a oRelevadores cti -Larnparas piloto""0"C Proximidad +-' Magnet icos 0de -contactoresr o : : : : J es tado so li do f1 J electromagnet icos_ Sensoresde U. . . . . . l o . . . . V')C Temperatura U oCircui tos O J 'D rive rs p ara< lJ osensoresde Integrados '"0 mo to re s e le ct ric os< lJ Presion Q) (Compuer tas =Electrovalvulas"'0 "'0 III

VJ oBotones logicas y f li p f lops ) 0 'PLC0 ! " C l +'". . . . . . Pulsadores U Cc. - In te rr up to re s de b .O O JO J Limite a EE .....JtEte O JO J LUUJ-

Elementos de EntradaEsla parte 0 seccion en la cual se integran los dispositivos 0 elementos encargados de adquirir lainformacion proveniente del operador y del mismo sistema.

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x.L En tr a. da Ma nu al----0 C'--

En tr a. d a Mec an ic a.

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L6gica del CircuitoLa seccion logica es aquella encargada de la toma de las decisiones del sistema de acuerdo con lainformacion adquirida por los elementos de entrada y de esta manera proveer una mejorrespuesta posible a los elementos de salida. La seccion de logica de un circuito emplea diferentestecnicas tales como control con contactos, control digital, control por PLC y control pormicrocomputadora.

L1~ l --------"*~Decis_iones-------':*---------_________)jJ L2I ' AND OR 1NOT N.AND

NOR MEMORIA

Elementos de SalidaSon aquellos elementos que comprende a los actuadores. Los elementos de salida toman lassefiales de salida de la parte logica del circuito y la transforman a formas utilizables.1.1.3 Tecnicas de controlEn base a 1 0 anteriormente descrito y a los contenidos del presente curso, cuya caracteristica esque se basa en la practica que incluye el analisis, disefio y construccion de circuitos de control, sedescriben a oontinuacion las tres tecnicas que son objeto de estudio en este curso: Control porcontactos, control digital y control por PLC.Control por contactos (Relevadores Electromagneticos)



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A partir de un esquema electrico se representa el circuito de control (Diagrama de Escalera), serealiza la construccion del circuito empleando como dispositivos de control, relevadoreselectromagneticos 0 relevadores de estado solido, adem as de emplear otros dispositivoscomoson los contadores electronicos y temporizadores.

Como se menciono anteriormente, en todo circuito de control, la naturaleza de las condiciones deentrada determinan si una salida debe ser activada 0 no. Con la aplicacion de esta tecnica, la logicadel circuito es determinada por la interconexion (alambrado ffsico) de todos los elementos queconsidera el circuito.Control Digital (Componentes electronicos de estado solido)

Con esta tecnica, la implementacion de loscircuitos de control se realiza empleandodispositivos de estado solido como son loscircuitos integrados de mediana escala(compuertas logicas,contadores y flip-flops).

temporizadores,

Con la aplicacion de esta tecnica, la logica deun circuito la determina el tipo de compuertaempleada en cada una de las eta pas delcircuito.

Control por PlC (Controlador togico Programable)Con esta tecnica, la construccion de los circuitos de control se realiza empleando un dispositivoelectronico lIamado, por sus siglas en ingles PLC(Controlador l.ogico Programable).

ING . RENE SALAZAR GUERRERO Paglna 10


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EI PLCes un dispositivo electronico digital que tiene una memoria para almacenar un programa.Un PLC nos permite utilizar funciones especificas (logicas. de temporizacion, de conteo yaritmeticas) para implementar un circuito de control.Con la aplicacion de esta tecnica, la logica del circuito de control es determinada por el programaintroducido al PLC.1.1.4 Circuitos de Potencia para Motores de C.A.Contactor ElectromagneticoUn contactor electromagnetico es esencialmente un relevador de control grande que estadisei'iado para abrir y cerrar un circuito de potencia, posee una bobina que activa a unconjunto decontactos, los cuales se emplean para controlar motores de grandes potencias (desde 12HP hastavarios cientos de HPJ, poseen por 10general, un sistema de extincion de arco electrico por soplornagnetico, para evitar que se dai'ien los contactos por las repetidas operaciones de apertura ycierre a que se ven sujetos.Enla siguiente figura se muestra la representacion grafica de un contactor electromagnetico.

T IL l : : . ' R O ; c r- MCMCMCMer-

CONTACTOS CONTROLADOS POR LA BOBINADE Me

Carga

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D is posit iv os de p ro te cc i6 nLos motores electricos de cualquier tipo requieren de diversas protecciones para su buendesernpefio. as! mismo, para evitar los dafios considerables a los mismos. Para esto, se disponende algunos dispositivos de proteccion que deben ser conectados en el circuito de potencia delmotor, en este caso, se trata de un motor de corriente alterna.A continuacion se describe el funcionamiento y se ilustra la representacion grafica de losdispositivos de proteccion mas importantes para los motores de CA.

FUSIBlESSon dispositivos decorriente, los cuales sonintercambiables y no se pueden graduar,pero son muy confiables contra sobrecargas.Se usan para proteger tanto al circuito decontrol como al propio motor contracortocircuitos, a cuando ocurre una excesivay prolongada corriente de arranque.Existen una gran variedad de fusibles, sonaccesibles y econornicos.

RElEVADORBREAKER)

MAGNETICO (CIRCUIT abriendo el circuito de potencia para detenerel motor.

Otro tipo de dispositivo separado del motorque se utiliza como proteccion contra lacorriente excesiva en el motor es elrelevador magnetico de sobrecarga, el cualreacciona al flujo d corriente que pasa atraves de una bobina conectada en serie canel motor.En el interior de la bobina hay un nucleo dehierro, el cual puede moverse librementehacia arriba y hacia abajo, a medida quecambia la fuerza rnagnetica generada par lacorriente de motor. Cuando se alcanza elvalor critico de la corriente, el nucleo salta,



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RELEVADOR TERM ICOEIrelevador termico es un dispositivo de proteccion para sobrecargas que reacciona al cambio detemperatura y no al flujo de corriente como 1 0 hace el relevador magnetico. Lacorriente circula atraves de un elemento terrnico pequefio que alcanza la temperatura del relevador captando 1 0mas exactamente posible el calor producido al interior del motor.EI relevador terrnico estacompuesto de un elemento terrnico, una caldereta de soldadura y unarueda de trinquete. Cuando pasa demasiada corriente a traves del elemento terrnico, la aleacionde la caldereta de soldadura se funde, asi, la rueda del trinquete puede funcionar libremente, 1 0que permite abrir el circuito de potencia para detener el motor.

Circuito de control para un motor trifasico de C.A.En relacion con 1 0 expuesto anteriormente, a continuacion se muestra un ejemplo de como seria laconexion tanto para el circuito de potencia, como para el circuito de control de un motor trifasico.EI circuito elect rico que a continuacion se ilustra es un diagrama simplificado de los circuitosanteriormente mostrados. Observa, como ahora el circuito de control tiene la forma de undiagrama de escalera vertical.



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Inversion de giroLa inversion del sentido de rotacion de un motor trifasico, es relativamente simple. Esta se puedeobtener intercambiando dos de los tres conductores en la alirnentacion del motor. Aun cuando enla practica, se cambian dos de cualquiera de las tres lineas, el estandar en la industria estableceintercambiar las lineas 1 (Ll) y 3 (L3). Este estandar se conserva valido para todos los motorestrifasicos.A continuacion se muestra el diagrama simplificado para la obtencion de la inversion en el sentidode rotacion de un motor trifasico.Del circuito que se muestra a continuacion se puede observar que, cuando se cierran los contactosdel motor MCI, el motor queda conectado para girar en el sentido de rotacion normal, es decir, seconectan Ll a Tl, L2 a T2 y L3a n.Cuando el contactor MC2 cierra sus contactos, el motor queda conectado para girar en el sentidode rotacion contra rio, es decir, se conectan Ll an, L2 a T2 y L3 a T1.

I . l~

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1.1.5 EI relevador electromagneticoEI desaffo constante que toda la industria tiene planteado para ser mas competitiva, ha sido elprincipal impulsor del desarrollo de nuevas tecnologfas para conseguir una mayor productividadcon abatimiento de costos basada en el control de procesos de fabricaci6n.Debido a que en ciertas eta pas de los procesos de fabricaci6n se realizaban en ambientes nocivospara la salud,con gases t6xicos unidos a temperaturas extremadamente altas 0 bajas se lIeg6 apensar en la posibilidad de dejar ciertas tareas tediosas a un elemento que no pudieran afectarlelas condiciones ambientales adversas, habia nacido la maquina, y con ello la automatizaci6n.EI relevador de Control ElectromagneticoEI relevador de control es un interruptor electricarnente activado que se emplea para controlarcargas pequefias (Iigeras), como pueden ser motores pequefios, calentadores electricos, larnparasde piloto y dispositivos de sefiales audibles.Cuando se aplica un voltaje a la bobina del relevador, el nucleo se magnetiza, permitiendo unmovimiento en los contactos ensamblados en el relevador. Esto provoca un cambio de estado entodos los contactos controlados por el relevador (los contactos normalmente abiertos se cierran ylos contactos normalmente cerrados se abren). Los relevadores emplean pequefiascantidades depotencia para su activaci6n. EI voltaje aplicado a la bobina no necesariamente tiene que ser elmismo que el circuito de control.

. E ' : I iI ! l : . k l O . : i : l-- i.= _

, . rI~L~jA continuaci6n, se muestra un esquema con las principales partes de un relevadorelectromagnetico, en ocasiones lIamado tarnbien, relevador de bobina.



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II I(1) ! - o 1 ! . i . o o(2) Nm:~l(J) A : m w l l : . t r i l l .(4) Cmt~t~: r!icl~~5)G:m.tall!-t~ mI",*~I (1) I III I-

EI uso de relevadores en circuitos de control (con contactos) es indispensable. Conectardispositivos que operan con voltaje de c.d. con otros dispositivos que operan con voltaje de c.a., 0simplemente que operan con niveles de voltaje (potencia) diferentes, es una de las razonesprincipales para emplear relevadores en un circuito de control.

1.2 . R EP RE SENTAC IO N D E C IR CU IT OS D E CON TROLLos circuitos de control se han representado de diferentes maneras, una de elias es la formapictorica. donde dibujan los elementos del circuito mostrando las conexiones a traves de Hneas,otra es la forma lineal 0 de escalera, donde los elementos del circuito se representan mediantesfmbolos normalizados y respetando algunos sencillos lineamientos como se vera mas adelante.

L1 B

R1 L2



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1.2.1 SimbologlaExisten basicarnente dos maneras de representar los elementos que intervienen en los circuitoselectricos, la simbologfa Europea (DIN), y la simbologfa Americana (ANSI). A continuaci6n semuestra la simbologfa ANSI por ser la mas empleada en nuestro pais.

SWITCHESDISCONNECT CIRCUIT CIRCUIT BREAKER LIMIT

NORMALLY OPEN NORMALLY NEUTRAL POSITIONO ) ~ _ ) _ O _ ) t"'lncC'n~ ~Q_ ACTUATED{ _ ; ; _ j _ J I O)~~_O_) ~~~~

HELD CLOSED HELD OPEN ~Q_000 NP : 1NP 1~

1 1

~Q. aP: Jra ~ ~ ~I ~ ~--+--0-I . - . -R RPLUGGING SELECTOR ROTARY SELECTOR

2'POSITION 3'POSITION NONBRI DGI NG CDNTACTS tBRIDGING DDNTACTS..~. _ .. .. 1 2 3~ ~~

1 0 00 01 1 0 0

I +----0 I a - - - - - - : - - - - c f - - - - - - o 0~ 1 I 1 04---0 0I I 0--- - l . - n I 0 1-0 f 10-- I "IT I 1 I 1 OR ORI -----a......l. ~ I o-----t-I 1 I 1 a - - 1 0 0 J0 0-0- I ~ I 0---1 11 1-0 0--- -0 Q----1--1tTOTAL CONTACTS TO SUIT NEEDS

THERMOCOUPLE PUSH BUTTONS CONNECTIONS, ETCSINGLE ORCUIT DOUBLE ORCIRCUIT MAINTAINED CONTACT CDNDUCTORS

~ ~MUSHROOM NOT DDNNECTED CONNECTED

NORMALLY HEAD. . . . . . . . . . . ,,'I 0 I 0 ifI I ---l- +I + r - 0 0 1 r : r - + - - u- 1 11 1 0 0I I ~ 1I NORMALLY - - 1I "" , . . . . . . . . . . . . . . - - ~ - - 1I I +b 0 0 - -I2 L - I I I 0 00 Q



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CONNECTIONS. (CONT'D) CONTACTSGROUND CHA SSIS OR PLUG A ND T IME DELAY AFTER C O IL RELAY. ETC THERMAL

FRAME NOT REC'P. ENERG IZED O EEN ERG IZEO NORMALLY OPEN NORMALLY CLOSED OVERLOADN EC ES SA RI L Y NORMALLY NORMALLY NORMALLY NORMALLYGROUNDED

tOPEN rI [Jsm OPEN CLOSEO

__J_ .r. ~ T T-1~ - -4+- - + k --- COILSRELAYS, SOLENOIDS, BRAKES, ETC. THERMAL CONTROL CI RCUITTIMERS, ETC. GENERAL 2POSIT ION 3POSIT ION 2'POSIT ION OVERLOAD TRANSFORMER

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COILS (CONTI NUED)AUTO TRANSFORMER L INEAR VAR IABLE DIFFERENT IAL TRANSFORMER VAR IABLE

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R ES IS TO RS , C AP AC IT OR S, E TC . (C ON TI N UE D)CAPAC ITORS METERS METER SHUNT FUSE S (A L L TYP ES )

FIXED ADJUSTABLE POLARIZED VOLT AMPELECTROLYTIC

-H-*- H - - = - -0 - - - - - 2 = S - - - - r r : : : : n - - -R ES IS TO RS , C AP AC IT OR S, E TC (C ON TI N UE D)P IL OT L IG H TS H DR N, SIR EN , E TC . BUZZER BELL THERMDC'PLE BATTERYPUSHTOTEST j _ +'0- " /~ - - - B - - - - 6 - -- R --6- = > -- - - -/ " -T -mER DENOTES ODLOR

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INSIDE SHIELD REGULATOR

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1.2.2 Diagrama de escaleralntroduccionUn diagrama de escalera es un esquema electrico estandarizado que emplea sfmbolos paradescribir la logica de un circuito de control. En algunos casos, como los que aqui se tratan, losdiagramas de escalera son considerados como las instrucciones para el alambrado de los circuitosde control. Es importante hacer notar que un diagrama de escalera no indica la localizacion ffsicade los componentes. A continuacion, se muestra un ejemplo de un circuito basico de controlrepresentado por un diagrama de escalera.Es lIamado diagrama de escalera debido a que varios de los dispositivos del circuito estanconectados en paralelo a traves de una linea de C.D. 0 de C.A., 1 0 cual, todo un conjunto seasemeja a una escalera, en donde cada conexion en paralelo es un escalon de la escalera.

L1 B N

Sistema AmericanoSistema Europeo

Estructura e interpretacion de un diagrama de escaleraPara la representacion de un circuito de control mediante un diagrama de escalera, esindispensable comprender que cada etapa 0 rama del diagrama (escalon de la escalera) estacompuesta de un nurnero de condiciones de entrada y un solo comando de salida. La naturalezade las condiciones de entrada determinan si la salida debe ser energizada 0 no. Todas lascondiciones de entrada son representadas en la parte izquierda de la rama, y la condicion de salidaes representada en la parte derecha.Para una representacion adecuada que nos permite la interpretacion exacta de un diagrama deescalera, adernas de 1 0 descrito anteriormente, es importante asignar letras y numeros a loselementos de entrada, de control y de salida involucrados en el circuito. Tarnbien, cada una de lasramas es numerada en forma ascendente, colocando dicho nurnero en la extrema izquierda decada rama del diagrama de escalera.Otro aspecto importante, es considerar que los elementos de control (como son relevadores,interruptores, contactores y temporizadores) emplean contactos que estan interconectados envarias eta pas del circuito.IN G . RENE SALAZAR GUERRERO Pag lna 20


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Para esto, se debe indicar en la extrema derecha de cada etapa 0 rama del circuito cuando uncontacto hace referencia a un elemento en particular.Los contactos normalmente abiertos (N.A.) pueden ser representados con la letra a y los contactosnormalmente cerrados (N.C.) se representan con la letra b como se muestra a continuacion:

Del anterior diagrama se observa, que la oondicion para que la larnpara LV sea energizada, es queel boron pulsador PBl sea presionado. Cuando PBl es presionado el relevador RI es energizado(ramal), por 10 que el contacto N.A. controlado por el, tam bien lIamado RI (rama 2) se cierra,permitiendo que la larnpara LV se energice.La interpretacion de un diagrama de escalera se realiza de izquierda a derecha y general mente dearriba hacia abajo. En cada rama se analiza la conexion de los elemento de entrada y los contactosde los elementos de control, y se determina que condiciones hacen que la salida sea 0 noenergizada.Es importante no olvidar, que los elementos de control (relevador, temporizador, contador,contactor), controlan contactos que pueden estar conectados en diferentes ramas del circuito, 10que significa que las ramas pueden estar relacionadas entre sf.

1.2.3 Reglas para la construcci6n de los diagramas de escalera1. Los diagramas de escalera, solo deben mostrar los elementos de control y sefializacion, talescomo: interruptores, relevadores, contactores, larnparas indicadoras, etc.2. Los componentes de salida tales como boninas, lam paras, relevadores de control,electrovalvulas, etc., deben de localizarse siempre a la derecha.3. Los componentes de entrada tales como: botones pulsadores, interruptores de limite ycualquier otro elemento de mando deben de localizarse a la izquierda.4. Los escalones deben de ir numerados.5. Los conductores deben de ir numerados.6. Todos los componentes deben de etiquetarse.



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7. Solo debe de considerarse un elemento de salida por escalon.8. Se presentan solamente los contactos que estan es uso.9. Los diagramas de escalera, solo deben mostrar los elementos de control y sefializacion, talescomo: interruptores, relevadores, contactores, larnparas indicadoras, etc.10. Los componentes de salida tales como bobinas, larnparas, relevadores de control,electrovalvulas, etc., deben de localizarse siempre a la derecha.11. Los componentes de entrada tales como: botones pulsadores, interruptores de limite ycualquier otro elemento de mando, deben de localizarse a la izquierda.12. Las Ifneas verticales siempre representan la potencia de alimentacion.

1Escalon

2

34

Dispositivos deentrada y logica

Dispositivos desalida

Estructura de un diagrama de escalera



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1.2.4. Estructuras de los diagramas de escalera (Ejercicios).Para cada uno de los diagramas de escalera siguientes, describa detalladamente el funcionamientogeneral del circuito y corrija si juzga conveniente la estructura del diagrama de escalera deacuerdo a las reg las descritas anteriormente.

L

L1 PBiBP2__

R1R1 L

L2

Circuito 1

Circuito 2

Circuito 3



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1.2.5 Diagramas de TiempoUn diagrama de tiempo es una representacion esquernatica que muestra los estados deconmutacion de los elementos emisores de sei'iales (elementos de entrada), de los elementosprocesadores de sei'iales (elementos de control: bobinas de los relevadores, temporizadores ycontadores) y de los elementos actuadores (elementos de salida).Un diagrama de tiempo se emplea para describir en una forma concreta el funcionamiento delcircuito de control. En un diagrama de tiempo se puede apreciar con claridad, que condiciones sedeben de cumplir para hacer que un elemento de salida sea energizado 0 no, lograndose apreciartambien, la relacion que existe entre los elementos de entrada y salida en un tiempo determinado.Existen circuitos de control, que por su disei'io, deben de cumplir con un nurnero considerable decondiciones, 1 0 que da como resultado una dificultad muy grande para representar sufuncionamiento mediante un diagrama de tiempo.

Interpretacion de un Diagrama de TiempoUna capacidad que se debe de adquirir antes de realizar cualquier disei'io de un circuito de control,es precisamente, el saber interpretar y elaborar un diagrama de tiempo.Como se menciono anteriormente, un diagrama de tiempos es una herramienta fundamental parael disei'io de cualquier circuito de control, ya que en este, se puede verificar y comparar el tiempoen los elementos de entrada y salida se relacionan.Como ejemplo, se muestra a continuacion un diagrama de escalera con su respectivo diagrama detiempo.

PB1. n. n .~,~:~o~--------------~ R1~

Lv n n__j . l______j . l__Observando y analizando cualquiera de los diagramas de arriba, se debe de lIegar a la mismadescripcion del funcionamiento del circuito de control: cuando se presiona el boton pulsador BP1,la bobina de RI es energizada, permitiendo que un contacto N.A. controlado por RI energice a lalarnpara LV.lN G. RENE SA LAZA R G UERRERO Paglna 24


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EIcontar con I diagrama de tiempo, es equivalente a tener una descripcion escrita bien detalladadel funcionamiento del circuito de control. Esdecir, un diagrama de tiempo es una representacionopcional y muy ilustrativa, que describe el funcionamiento de un circuito de control.La mayorfa de los ejercicios de practices que se muestran en este curso, parten en su mavoria, deun diagrama de tiempo, 0 bien, de un enunciado que describe las condiciones de funcionamientopara que, posteriormente, pueda ser disefiado el respectivo circuito de control.Un diagrama de tiempo no implica el tiempo real de los estados de conrnutacion de los elementosque intervienen en el circuito de control. Sin embargo puede representarse una estimacion, entiempo, de los estados de conmutacion de los elementos del circuito pero solo para determinar larelacion que existe entre los elementos de entrada, de control y de salida del circuito. Solo cuandoes necesario ( por ejemplo, en circuitos que emplean temporizadores ), se especifican los tiemposque se requieren para comprender de manera exacta el funcionamiento de circuito. Lo anteriorpuede ser ilustrado mediante el siguiente ejemplo.

1 " 1

La interpretacion de los diagramas se realiza analizando los estados de conmutacion de loselementos de entrada y elementos de control y determinar, mediante la observacion, si hay unarelacion con uno, con varios, 0 con todos los elementos de entrada y de control.Es importante mencionar tarnbien, que en ocasiones solo se representan en un diagrama detiempo, los elementos de entrada y salida, 1 0 que da al disefiador, una mayor libertad para poderdisefiar el circuito de control, en donde pueden ser utilizados los elementos de control que se creanecesarios para lograr la solucion del problema en cuestion. Lo anterior, puede ilustrarsemediante el siguiente ejemplo.



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SISTEMAS DE CONTROL

Para la elaboraci6n de un diagrama de tiempo, 1 0 mas importante, es entender perfecta mentebien, cual debe ser el funcionamiento del circuito, considerando los estados iniciales de cada unode los elementos, por ejemplo, podrfa existir sensores activados antes del inicio de la secuencia.Otro aspecto muy importante, es que se debe de considerar el tipo de contacto (N.A. 6 N.C.) de loselementos de entrada y de control, que se pretenden conectar ffsicamente en el circuito.Por otro lado, para la determinaci6n de un diagrama de tiempo a partir del circuito de control 0del planteamiento del problema, 1 0 que se recomienda es representar, de arriba hacia abajo, loselementos de entrada, los elementos de control (si se requieren) y los elementos de salida,respectivamente. De esta manera resulta sencillo analizar, con menor dificultad, la relaci6n queexiste entre los elementos de entrada y de salida del circuito.1.2.6 Interpretaci6n de los diagramas de tiempo (Ejercicios)

BP1 _jBP2 -----,

LV

L1 61 P62 N

PBJ.L

.L .L0---------1L2



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SISTEMAS DE CONTROL

LSl

L S 3 - - - '

LV

LR

Para los diagramas de tiempo siguientes, elabore el circuito de control correspondiente.

PB1__jPB2 --' L . . . _ _ _ _ , n , - - _S1 --'

. .. .. .DIAGRAMA DE TIEMPO 1. . . - .....

L J

_j____~IlJl'--- _

. . .DIAGRAMA DE TIEMPO 2.. . .



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SISTEMAS DE CONTROL

1.3 pR ACTICAS DE CO NTRO L CON RELEVADO RESpRA CTICA 1 "CIRCUITO SERlE"OBJETIVOs

Observar y analizar el tipo de serial que es producido a la salida por este tipo de circuito. Definir y comprender el termino de Control L6gico. Complementar el diagrama de tiempo correspondiente a un circuito serie. Construir un circuito de control, a partir de su diagrama de escalera.

EQU IPO Y HERRAM IENTA MATERIAL1 T ABLERO DE EN TR EN AMlEN TO 3 BOTONEs PULsADOREs1 ESTU CHE DE HER RA MlEN TA 2 LAM PARASINDICADORAs DE NEON1 MU L T lME TR O 3 RELEVADOREsDE CONTROL

CABLECALIBRE16AWG

DESARROLLO TEORICO - E XP ER IMENTALCon tro l L 6g ic o1. Un sistema que es controlado 5610 por la condici6n de una serial 0 una combinaci6n de

sei'iales, es un control 16gico. Los controles 16gicos no requieren que las sei'iales seanrecibidas en un orden establecido. Un elemento de salida puede ser energizado siempre ycuando las sei'iales de entrada sean en la combinaci6n cor recta.

2. Analice el siguiente diagrama de escalera.

PB2.LO__--tO0---0PBJ L1

Como se pueden observar, la unica forma de que la larnpara del circuito sea energizada, esque los tres botones pulsadores sean presionados al mismo tiempo.

Esto es un control 16gico, ya que la condici6n para energizar la lam para es que los tresbotones pulsadores sean presionados al mismo tiempo, sin importar el orden en que estossean presionados.

lNG . REN E SALA ZAR G UERRERO Paglna 28


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SISTEMAS DE CONTROL

3. De acuerdo al funcionamiento del circuito anterior, complemente el siguiente diagrama detiempo.

BPiBP2BP3

LR

4. Antes de poner en operacron el circuito, es importante realizar una inspeccion de laconexion para asegurar que no ocurra algun dana personal, 0 dana al equipo.

5. Pruebe y verifique el funcionamiento adecuado del circuito. Observe que en este caso elcircuito no contempla el uso de relevadores de control por la simplicidad del mismo.

USO DEl RElEVADOR DE CONTROLEI relevador de control es un interruptor electricarnente actuado que se emplea para controlarcargas pequerias (Iigeras), como pueden ser motores pequenos, calentadores electricos, larnparaspiloto y dispositivos de senates audibles.Cuando se aplica un voltaje a la bobina del relevador, el nucleo se magnetiza, permitiendo unmovimiento en los contactos ensamblados en el relevador. Esto provoca un cambio de estado entodos los contactos controlados por el relevador (los contactos normalmente abiertos se cierran ylos contactos normalmente cerrados se abren). Los relevadores emplean pequerias cantidades depotencia para su activacion. EI voltaje aplicado a la bobina no necesariamente tiene que ser elmismo que el circuito de control.EI uso de relevadores en circuitos de control (con contactos) es indispensable. Conectardispositivos que operan con voltaje de c.d. con otros dispositivos que operan con voltaje de c.a., 0simplemente que operan con niveles de voltaje (potencial diferentes, es una de las razonesprincipales para emplear relevadores en un circuito de control.Otra de las razones por la que son empleados los relevadores en un circuito de control, es queexisten dispositivos 0elementos de entrada, que se ven involucrados en varias eta pas del circuito.Por ejemplo, conectando un boron pulsador a un relevador, cada uno de los contactos controladospor este relevador practicarnente representan al boton pulsador. Esto se representa acontinuacion:



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SISTEMAS DE CONTROL

~~~--------~

6. Ahora modifiquemos el primer circuito estudiado en esta practica (paso 2). Sin alterar elfuncionamiento del circuito, modifique el circuito de control empleando tres relevadores(uno por cada boton pulsador) para controlar la lampara. A su vez, complementa elrespectivo diagrama de tiempo para este circuito.



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SISTEMAS DE CONTROL

BP1 LJBP2BP3R1R2R3LR

7. Realice el correspondiente diagrama de conexi6n, posteriormente construya y compruebeel funcionamiento del circuito.8. Antes de poner en operaci6n el circuito, es importante realizar una inspecci6n de la

conexi6n para asegurar que no ocurra algun dana personal, 0dana al equipo.9. Verifique el funcionamiento del circuito. Anote sus observaciones y conclusiones de la

practice en relaci6n a los circuitos de control serie.I Autorizaci6n I Reporte de Practice I



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pRACTICA 2 "CIRCUITO PARALELO"Objetivos:

Observar y analizar el tipo de sefial que es producido a la salida par este tipo de circuito. Complementar el Diagrama de tiempo correspondiente a un circuito para lela. Construir un circuito de control, a partir de su diagrama de escalera.

EQU IPO Y HERRAM IENTA MATERIAL1 TABLERO DE ENTRENAMlENTO 3 BOTONES PULSADORES1 ESTU CHE DE HER RA MlEN TA 1 LAM PARA INDICADORA DE NEON1 MU L T lME TR O 3 RELEVADORESDECONTROL

CABLE DECALIBRE 16 AWG

DESARROLLO TEORICO -EXPER IMENTAL1. Analice el siguiente diagrama de escalera

Observe que cuando es presionado cualquiera de los 3 botones pulsadores, la larnpara esenergizada. EIc ircuito anteriormente mostrado es un control 16gico, ya que s610 tiene que cumplirla condici6n de que sea presionado cualquiera de los 3 botones pulsadores para que la lam para seenergice.

2. Complemente el siguiente diagrama de tiempo, el cual describe el funcionamiento delcircuito anteriormente mostrado.

BP2BP3LR



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SISTEMAS DE CONTROL

3. De igual forma complementar el correspondiente diagrama de conexion y a continuacionarmar ffsicamente el circuito.

4. Antes de poner en operacion el circuito, es importante realizar una inspeccion de laconexion para asegurar que no ocurra algun dana personal, 0dana al equipo.5. De la misma forma como se realize en la practica 1 modifique el circuito de controlempleando un relevador controlado por cada boton pulsador, muestre todas lasconexiones y complemente el respectivo diagrama de tiempo.

Circuito Modificado Empleando Relevadores----------------------------------------------------------,



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SISTEMAS DE CONTROL

Diagrama De Tiempo

BP2BP3R1R2R.3LR

Realice el diagrama del circuito, asegurando que las conexiones sean correctas y posteriormenterealice el montaje fisico del circuito.

6. Antes de poner en operaci6n el circuito, es importante realizar una inspecci6n de laconexi6n para asegurar que no ocurra algun dana personal, 0dana al equipo.

7. Verifique el funcionamiento del circuito. Anote sus observaciones y conclusiones de lapractice en relaci6n a los circuitos de control paralelo.

I AUTORIZACION I REPOR TE D E PRACT IC A I



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S ISTEMAS DE CONTRO L

PRAC T IC A 3 "CON TACTO N .O . Y N .C . "OBJET IVOS :

Observar y analizar el tipo de sefial que es producido a la salida por este tipo de circuito. Complementar el diagrama de tiempo correspondiente a este circuito. Construir un circuito de control, a partir de su diagrama de escalera.

EQUIPO YHERRAMIENTA MATERIAL1 T ABLERO DE ENTREN AMIENTO 3 BOTONES PULSADORES1 ESTUCHE DE HERRAMIENTA 1 LAM PARA INDICADORA DE NEON1 MU L T IM ET RO 3 RELEVADORESDECONTROL


D E SA RRO LL O T EOR ICO -E X PE R IM E N TA L1. Analice el siguiente diagrama de escalera.

BP2 L2

Cuando el bot6n pulsador BP1 es presionado la lam p ara LR es energizada. Cuando el bot6npulsador BP2 es presionado la lampara LA es desenergizada. Por 1 0 tanto, se puede apreciar conclaridad el BP1 esta operando como un interruptor Normalmente Abierto y que el BP2 estaoperando como un interruptor Normalmente Cerrado.

2. EI diagrama de tiempo que describe el funcionamiento del circuito anterior se muestra acontinuaci6n.

BP1LRBP2L A LJ u

3. Analice el siguiente diagrama de escalera.ING . RENE SA LAZA R G UERRERO Paglna 35


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SISTEMAS DE CONTROL

4. Describa brevemente el funcionamiento que considere que desempefia el circuito anteriory complemente el diagrama de tiempo mostrado a continuacion.

BP1BP2BP3LR

5. Realice el correspondiente diagrama de conexion, construya y compruebe elfuncionamiento del circuito.

6. Modifique el anterior circuito empleando un relevador por cada boton pulsador ycomplemente el correspondiente diagrama de tiempo.

Circuito de Control Modificado

Diagrama de Tiempo



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BP1BP2BP3R1R2R3LR.

7. Realice el correspondiente diagrama de conexion, posteriormente construya y compruebeel funcionamiento del circuito. Antes de poner en operacion el circuito, es importanterealizar una inspeccion de la conexion para asegurar que no ocurra algun dana personal, 0dana al equipo.

8. Anote sus observaciones y conclusiones de la practice en relacion a la importancia quetienen los contactos NA y NC en los circuitos de control.

I AUTORIZACION I REPORTE DE PRACT ICA



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PRACT ICA 4 " CIRCU ITO DE AUTOENERG IZACION "OBJETIVOS:

Observar y analizar el tipo de acci6n que se produce a la salida de este tipo de circuito. Familiarizarse con la correcta aplicaci6n de los conceptos de circuito dominante ON y del

circuito dominante OFF. Familiarizarse con la construcci6n del diagrama de tiempo propio del circuito con

autoenergizaci6n. Construir un circuito de control a partir de un diagrama de escalera.

EQUIPO Y HERRAM IENTA MATERIAL1 T AB LE RO D E EN TR EN AM IE NT O 3 BOTONES PULSADORES1 EST UCH E D E H ER RAMIEN TA 3 LAM PARAS INDICADORAS DE NEON1 MUL T IM ET RO 3 RELEVADORESDECONTROL


D ESARRO llO T EO RIC O- E XP ER IM EN TA L1. Analice el siguiente diagrama de escalera.

L1

Cuando BP1 es presionado, el relevador RI es energizado. Cuando la bobina de R1 es energizada,todos los contactos controlados por el relevador, cambian de estado.En el instante en que el contacto normalmente abierto de la linea 2 cierra, la serial de voltaje pasaa traves de este hacia el resto del circuito. Cuando se deja de presionar BP1, la serial de voltajecontinua pasando a traves del contacto del relevador, guardando 0 reteniendo la energizaci6n delrelevador R1. EI contacto (tam bien Normalmente Abierto) de la linea 3, se emplea para energizarla larnpara LR.

IN G. R EN E SA LA ZA R G UER RE RO Paglna 38


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SISTEMAS DE CONTROL

2. Complementa el diagrama de tiempo que describe el funcionamiento del circuitoanterior.

I E l P 1 I

I R 1 I

ILR

3. Realice el montaje del circuito y compruebe el adecuado funcionamiento.

Circuito Dominante ON y Circuito Dominante OFFLos circuito son autoenergizaci6n pueden ser tanto dominante ON 6 dominante OFF. Un circuitodominante ON produce una salida cuando todas las entradas son activadas al mismo tiempo. Porel contra rio, uncircuito dominante OFF no produce ningun tipo de salida cuando todas lasentradas son activadas al mismo tiempo.

4. Analice el siguiente diagrama de escalera.

L1

Cuando se emplea un interruptor BP2 conectado como se muestra en la figura anterior, el circuitoes dominante OFF. Si ambos botones pulsadores ( BPi Y BP2) son presionados al mismo tiempo, lasalida del circuito (LR)es OFF(apagado).



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SISTEMAS DE CONTROL

5. Ahora observe el siguiente diagrama de escalera.

R

BP2

L1

Si es conectado el interruptor BP2 como se muestra en el circuito anterior, el circuito esdominante ON. Si ambos botones pulsadores (BPI y BP2) son presionados al mismo tiempo, lasalida del circuito (LR)es ON (encendido).

6. Ahora observe el siguiente diagrama de escalera.

L

L2

7. Describa brevemente el funcionamiento que desempei'ia el circuito anteriormentemostrado, y proceda a completar el diagrama de tiempo correspondiente.



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EJERCICIOS

iBP1

9. Analice, disefie y construya el circuito de control correspondiente al siguientediagrama de tiempo. A este tipo de circuito se Ie llama circuito en cascada.

ING . RENE SALAZAR GUERRERO

IBP2 - - - - - I n L - _ _R 1 1L lRL A

8. Construya y compruebe el funcionamiento del circuito.

BP1

BP2 _Slc__ _ _ _ _ J n L - _BP 3 n n n_____J L.______J '--------' '---_R1

R2

l2

L3

Paglna 41


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SISTEMAS DE CONTROL

Diagrama de escalera

10. Analice, disefie y construya el circuito de control correspondiente al siguiente diagrama detiempo. A este tipo de circuito se Ie llama circuito contador.

IBP1 Jl'--- __ .J"L _IBP2 __ . . UIR1 Jl._____ --'Inl- _IR:2IR3IR4IL



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SISTEMAS DE CONTROL

Diagrama de Escalera- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -----~

------------------------------------------------------ I11. Analice, disefie y construya el circuito de control correspondiente al siguientediagrama de tiempo. A este tipo de circuito se Ie llama circuito toggle.

IBP1 uP2IR11 _.2IR3 ~ ~r-l~ _R4IL _



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D iag ram a d e E scalera- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ,

12. Anote sus conclusiones.I AUTORIZACION I REPOR TE D E PRACT IC A I



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p RACTIC A 5 II C IR CUITO CO N EN CLA VA MIEN TO 0 INTER LO CK "OBJETIVOS:

Observar y analizar el tipo de accion que es producido a la salida par este tipo de circuito. Complementar el diagrama de tiempo correspondiente a un circuito con enclavamiento Construir un circuito de control a partir de su diagrama de escalera.

EQU IPO Y HERRAM IENTA MATERIAL1 T ABLERO DE ENTREN AMIENTO 3 BOTONES PULSADORES1 ESTUCHE DE HERRAMIENTA 3 LAM PARA INDICADORAS DE NEON1 MU L T IM ET RO 3 RELEVADORESDECONTROL


DESARROLLO TEOR ICO - EXPERIMENTALEnclavamiento1. Existen circuitos de control en donde se requiere evitar que cuando este energizado un

elemento de salida, otro elemento de salida pueda ser energizado. Es decir, laenergizacion de un elemento de salida, significa la desenergizacion a la deshabilitacion deotro u otros elementos de salida.

A la accion de implementar un circuito para asegurar que no puedan estar energizados dos a maselementos de salida al mismo tiempo, se Ie llama encJavamiento 0 interlock.

2. Analice el siguiente diagrama.

R 2

Si es presionado el baton pulsador BP1, la bobina de R1 es energizada, y par 1 0 tanto, todos suscontactos cambian de estado. R1 es auto energizado par el contacto N.A. de la linea 2. Observeque mientras permanezca energizada la bobina de R1, el contacto N.C. de R1 de la linea 4, estaraabierto. Par 1 0 tanto resulta logico que si posteriormente BP2 es presionado, la bobina de R2 nosera energizada. Tambien observa, que alga similar ocurre si BP2 es presionado en primerainstancia. EIanterior circuito de control, es un circuito can enclavamiento.ING . RENE SA LAZA R G UERRERO Paglna 45


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SISTEMAS DE CONTROL

3. Complementa los siguientes diagramas de tiempo que describen el funcionamiento delcircuito anterior. En los diagramas se contempla las dos situaciones que pueden ocurrir:cuando BPl es presionado antes que BP2 es presionado antes que BPl .

BP11 _ _ _ _ f l ' - - _BP2 I LR1R2BP11 _ _ _ _ _ _ _ , I I LBP2 _ _ _ _ f l , - - . _R1R2

4. Analice el siguiente diagrama de escalera y describa detalladamente su funcionamiento.



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SISTEMAS DE CONTROL

5. Complemente el diagrama de tiempos correspondiente al circuito anteriormentemostrado.

IBP1IBIP2IR.1

_ _ _ F l _ ' _

IR.2L IR .LA

l

6. Construya y compruebe el funcionamiento del circuito.7. Del siguiente diagrama de tiempo, determine su correspondiente circuito de control.

R . 1R2LRLA

Paglna 47NG . RENE SALAZAR GUERRERO


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SISTEMAS DE CONTROL

Circuito de Control- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ,

8. Construya y compruebe el funcionamiento del circuito.9. Del analisis de los siguientes diagramas de tiempo, determine el circuito de control que

cumpla con las condiciones de funcionamiento que se indican. EId iagrama de tiempo (a)muestra la condicion cuando BPI es presionado antes que cualquier otro interruptor. EIdiagrama de tiempo (b) muestra la condicion cuando BP2 es presionado antes quecualquier otro interruptor. Finalmente el diagrama de tiempo (c) muestra la condicioncuando BP3 es presionado antes que cualquier otro interruptor. BP4 es un boton pulsadorde restablecimiento (reset) para el circuito, y opera para cualquier condicion de las antesmencionadas.

(A)

BP1BP2 ___ ....JBP3 _____ ---JIBP4 - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~

L1l2L3



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SISTEMAS DE CONTROL

( B )

BP1BP2 _n.___ _BP3BP4

L1L2L3

(C )

________Il~ __IP1BP.2BP3 _ _ _ _ _ f lL . ._ _ _BIP4

____~Il~ __

L1L2L3



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S IS TEMAS DE CONTROL

C ir cu ito de Cont ro l

10. Mencione sus observaciones ya continuaci6n elabore sus conclusiones.



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SISTEMAS DE CONTROL

EJERCICIO1 ELEVADOR1 Disefie el circuito de control que permita gobernar un elevador que se utiliza en un

restaurante para subir los platillos de la cocina hasta el area de servicio (ver figural. Lascondiciones del funcionamiento del circuito son las siguientes:

Inicialmente el elevador se encuentra en el piso inferior (cocina), manteniendo activado(posicion ON) a un interruptor de nivel identificado como LSl. Cuando se presiona el boton pulsador BPl (contacto NA), se energiza un contactor

identificado como MCl que a su vez conecta el motor y el elevador comienza a subir. Cuando el elevador sube a una posicion determinada, otro interruptor de limite LS2es

activado (ON) y el contactor MCl se desactiva, apagando el motor. Cuando se presiona otro boton pulsador NA, identificado como BP2, se energiza el

contactor MC2, activando el motor en sentido inverso y el elevador baja. Cuando el elevador baja a una posicion determinada, el LSl es activado (ON) y el MC2 se

desactiva (motor apagado).

ESQUEMA FISICODELSISTEMA



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SISTEMAS DE CONTROL

iBP1

I--------------------------------------------------------------

I B F > 2 ----------'tSl n . _ _ _ n'MC 2 ~

DIAG RAM A DE TIEM POC IR CU IT O D E CON TROL



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EJERCICIO2. ELEVADOR2

SISTEMAS DE CONTROL

Disefie el circuito de control que permita controlar un elevador que se utiliza en unrestaurante para subir los platilios de la cocina a el area de servicio (ver figura de abajo).Lascondiciones del funcionamiento del circuito son las mismas del ejercicio anterior(elevador 1) mas las que a oontinuacion se describen:Una lampara L1 debera encender para indicar que el elevador se encuentra en la cocina (pisoinferior).A su vez, una larnpara L2 debera encender para indicar que el elevador se encuentra en el pisode servicio (piso superior).EId iagrama de tiempo que se muestra a continuacion, describe con mayor claridad elfuncionamiento del circuito.

u BP1 ___nC':ID~ LS2~2

IMC1 'I B P . 2LS1 IIMC2

u U I0~

L2

DIAGRAMA DECONTROL

~------------~~

~- - - - - - - - - - - - - -

DIAGRAMA DETIEMPO



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E JE RC IC IO 3 . E LE VA DOR 3


Disefie el circuito de control que permita controlar un elevador que se utiliza en unrestaurante para subir los platillos de la cocina a el area de servicio ( ver figura abajo). Lascondiciones del funcionamiento del circuito son las mismas de los ejercicios anteriores(elevador I y elevador 2), mas las que a continuaci6n se describen:Ahora, el elevador cuenta con tres motores, uno para que el elevador suba 0 baje, y los otrosdos (uno para cada casal para subir 0cerrar una compuerta que hay en cada uno de los 2pisos.Inicialmente elevador se en encuentra en el piso inferior, la compuerta se encuentra arriba, yla larnpara LI encendida.Cuando es presionado el BPI, la compuerta (del piso inferior), se cierra y el elevador comienzaa subir. Posteriormente, y despues de que el elevador ha lIegado al piso superior, la larnparaL2 se enciende y la compuerta (del piso superior) se abre.Cuando es presionado el BP2, la compuerta (del piso superior) se cierra y el elevadorcomienza a bajar. Despues de que el elevador ha lIegado al piso inferior, la larnpara LI seenciende y la compuerta (del piso inferior) se abre.

MC22Ij

MC2I



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EI funcionamiento del circuito se puede apreciar tarnbien en el diagrama de tiempo que semuestra a continuaci6n.

PB1__jl~L __lS11 ...JlS2 ---JlS22, ....J

MC11____f"1.__ _MC1 _'MC22 rlL. __PB2 ---'lS21lS1lS12---,L-... ---',R2MC21.:.,..._ ---'MC2 _ 'MC12::._ r-L1.1 ~ ~r---

C IR CU IT O D E CON TROL

I AUTORIZACION I REPORTE DE PRACT ICA



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P RACT IC A 6 "C IR CU IT OS CON TEMPOR IZ ADOR ES "OBJETIVOS:

Realizar algunos circuitos de control que emplean temporizadores como elemento decontrol. Tarnbien, debera de observar y analizar la importancia que tiene el empleo detemporizacion en un circuito de control.

Observar y analizar el tipo de accion que es producido a la salida por este tipo de circuito. Complementar el diagrama de tiempo correspondiente a un circuito que emplea

temporizadores. Construir un circuito de control, a partir del planteamiento del problema y/o de su

diagrama de escalera.EQU IPO Y HERRAM IENTA MATERIAL

1 TABLERO DE ENTRENAMlENTO 3 BOTONES PULSADORES1 ESTU CHE DE HER RA MIENT A 3 LAM PARA INDICADORAS DE NEON1 MU L T lME TR O 3 RELEVADORESDECONTROL


DESARROLLO TEORICO -EXPER IMENTALTemporizadores (Relevador-Temporizador)1.- Un temporizador se emplea para realizar una pausa (retardo) en una secuencia de un sistemao circuito, a tarnbien se puede emplear para interrumpir una sefial cuando es demasiado larga.Los tiempos de retardo pueden ser producidos de diferentes maneras: neumaticarnente,rnecanicarnente, electricarnente 0 electronicamente. Para los casos que aqui se tratan se empleaun dispositivo electronico lIamado relevador-temporizador.2.- A continuacion se ilustran los sfmbolos y el diagrama de tiempo que representan un relevador-temporizador con retardo para encender (on-deJay).

NAT

- - - G > - - - N C-o}',o- -2r-



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S IS TEMAS DE CONTROL

iN A

iN C

3.- Los sfmbolos y el diagrama de tiempo que se muestran, a continuacion, corresponden a unrelevador-temporizador can retardo para apagar (oJJ-deJay) .

NAT--0- NC

- - - - o - v -

bobina

iNA

iNC

4.- Observe el siguiente circuito.

PB1_l_ T



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SISTEMAS DE CONTROL

Si BPl se mantiene presionado en el tiempo establecido, la lam para encendera despues de alguntiempo (5 segundos). La bobina del relevador-temporizador Tl se energizara en el momenta enque BPl es presionado, pero el contacto (tarnbien lIamado Tl) controlado por el relevador-temporizador, carnbiara de estado hasta despues de que hayan transcurrido 5 segundos.

5.- EI diagrama de tiempo que describen el funcionamiento del circuito anterior es el que semuestra a continuacion.

IIIBPI

Tll

I~R

l:l'''5SEG

6.- Arme y compruebe el funcionamiento del circuito anterior.7.- A partir del siguiente diagrama de tiempo, determine el circuito de control, construya ycompruebe su funcionamiento.

'IIBPII II I II I

II I II II II I I III I IIn II tIIV~V II II - I II I

I II I I I--I ILA III

11-$ G ,



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C IR CU IT O D E C ON TR OL

8.- A partir del siguiente diagrama de tiempo, determine el circuito de control, arme y compruebesu funcionamiento.

~II-.,IIII

II

J'IL F t



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SISTEMAS DE CONTROL

CIRCUITO DECONTROL

9.- A partir del siguiente diagrama de tiempos, determina el circuito de control, arme y compruebesu funcionamiento.

II


SP'I-nl-----i-----RII

'T 1

li


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C IR CU IT O D E CON TROLr-------------------------------------------------------------

10.- De igual manera, para los siguientes 5 diagramas de tiempo. Determine el circuito de control,arme y compruebe su funcionamiento.(A )



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( B )

SISTEMAS DE CONTROL

(C )

(0)

I B I P 1I B P : 2 : 1 - 1I L 1 J rL2

BP1__jL1

2 3 2 3



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(E )

151 151

8P1L1

EJERCICIOS1) Circuito para la selecci6n de Material de acuerdo susdimensiones

Esun circuito que selecciona material de acuerdo a sus dimensiones ( de ancho ) mediante elempleo de 4 interruptores limite; los materiales fuera de norma son separados de la bandatransportadora mediante el accionamiento de un cilindro neumatico.LSI Y LS2 trabaja cuando les lIega el material, y se selecciona en el momenta en que los 2 (LSI yLS2) estan accionados, es decir, todos los materiales tienen la misma dimension en cuanto allargo. Cuando sola mente LSI y LS2son accionados el material es defectuoso (dimension angosta),cuando sola mente LSI, LS2Y LS3son accionados, el material esta dentro de la norma; y si LSI, LS2,LS3Y LS4son accionados el material es defectuoso (dimension muy ancha). No es posible que seactive sola mente LS30 LS4.EI temporizador I program a el tiempo (5seg) en que el material defectuoso lIega a la posicion delcilindro neumatico ( de simple efecto) que se acciona mediante la energizacion de unaelectrovalvula EV.Cuando el LS5sea accionado, el circuito quedara listo para recibir otra pieza dematerial.



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SISTEMAS DE CONTROL

~ :: ~~ 1O ;_ ~: :i : :. _

p~~1 ! i , , , . . . .; r J ! ; o

LS~ __ ---ilLS:2LS3

LS5RTEV

'E-'-!:!-7________________________r_I~ ~____________________ ~r_l ~

PLANO DE SITUACION Y DlAGRAMA DE TIEMPO



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SISTEMAS DE CONTROL

2) Circuito para el control de un sernaforoEs Un sernaforo que se utiliza para agilizar el transite vehicular cuando se Ie da mantenimiento alas carreteras de doble sentido. EIsemaforo solo tiene 2 lam paras (verde y rojo).Sup6ngase las direcciones Norte-Sur y Sur-Norte (N-S y S-NJ. La secuencia empieza cuando lalarnpara verde (direcci6n N-S) se energiza durante 30 segundos., mientras que la larnpara roja(direcci6n S-N) tarnbien esta energizada. Despues de transcurridos los 3Q segundos la lamparaverde se desenergiza y al mismo tiempo la larnpara roja (direcci6n N-S) se energiza. Las larnparasrojas de ambos semaforos permanecen energizadas durante 15 seg. Transcurridos los 15 s. Lalarnpara roja (direcci6n S-N) es desenergizada, al mismo tiempo que la larnpara verde (direcci6n S-N) es energizada durante 305. Transcurridos los 305. la larnpara verde es desenergizada y al mismotiempo la lampara roja se energiza (direcci6n S-NJ. Nuevamente las lamparas rojas de ambossemaforos permanecen energizadas durante 15s. Transcurridos estos 15segundos termina lasecuencia.PLANO DESITUACION



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DIREOCION { L VN-S L R r II H I'{ L VDIRE~,CION IS-N L R3) Circuito para una instalaci6n de lIenado de botellas

En una cinta transportadora accionada par un motor trifasico can arranque directo, sondepositadas botellas que deben ser lIenadas can un determinado liquido (ver plano de situacion).Un interruptor mecanico de posici6n (interruptor limite a limit switch) detecta la entrada de labotella a la zona de lIenado, en cuyo momenta se detiene la cinta que transporta las botellasvacias. A los 2 segundos de la acci6n anterior, se abre una electrovalvula que inicia y permite ellIenado de la botella.Un sensor de proximidad fotoelectrico detecta que se ha lien ado la botella y se cierra laelectrovalvula: y al cabo de 2 segundos se vuelve a poner en marcha la cinta que transporta lasbotellas vacias. La cinta que transporta las botellas lIenas siempre estara en marcha durante elproceso_Los elementos de entrada y salida que estan involucrados en el circuito son: un bot6n pulsador demarcha del proceso (BPI) y uno de para del proceso (BP2)_Un interruptor limite (LSI) para la detecci6n de la botella vada y un sensor fotoelectrico (PHSI)para la detecci6n del lIenado de la botella, un motor a contactor electromagnetico (MI) para lacinta de las botellas vadas y otro (M2) para la cinta de las botellas lienas, y una electrovalvula(SOLI) de llenado.Completamente el diagrama de tiempo y determina el circuito de control. Posteriormente arme elcircuito y compruebe su funcionamiento.



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PLANO DE S ITUAC ION Y D IAGRAMA DE T IEMPOS

o 1 8 P 1o B P : : !

l 3 i P 1

I ILSI

M 'lM2



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C IR CU ITO D E CON TROL

I---------------------------------------------------------------11.- Escriba las conclusiones de la practice.

I AUTORIZACION I REPORTE DE pRACT ICA I

ING . RENE SALAZAR GUERRERO Paglna 6 8


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pRA CTIC A 7 "CIR CU ITO S CO N C ONTA DO RES "OBJETIVOS:

Realizar algunos circuitos de control que emplean contadores como elemento de control.Tarnbien, debera de observar y analizar la importancia que tiene el empleo de contadoresen un circuito de control.

Observar y analizar el tipo de acci6n que es producido a la salida por este tipo de circuito. Complementar el diagrama de tiempo correspondiente a un circuito que emplea

contadores. Construir un circuito de control, a partir del planteamiento del problema y/o de su

diagrama de escalera.EQU IPO Y HERRAM IENTA MATERIAL

1 TABLERO DE ENTRENAMlENTO 3 BOTONES PULSADORES1 ESTU CHE DE HER RA MIENT A 3 LAM PARA INDICADORAS DE NEON1 MU L T lME TR O 3 RELEVADORESDECONTROL


DESARROLLO TEORICO -EXPER IMENTALCONTADORES1. Los contadores son empleados para producir sefiales despues de recibidas un cierto

nurnero de sefiales. En rnaquinas de empaque y en rnaquinas de lIenado, por ejemplo, enuna planta embotelladora de refrescos, los contadores deben de cuantificar ciertoseventos que permitan, en una etapa posterior, eillenado de un envase. En otros procesos,los contadores son empleados para lIevar 0contar la producci6n de una rnaquina en uso.

Un contador es un relevador en el que cambian los estados de sus contactos, despues de ciertonurnero de cam bios de la serial de entrada (de off a on). A continuaci6n se muestran los sirnbolosasociados a un contador electr6nico.

Bobina del Reset delcontador contador

C1 RC1--{)--- --()--NA Nt

______./ - ~

Como se puede observar, el funcionamiento de un contador es similar al de un relevador, perocon la diferencia de que un contador tiene asociado una bobina mas para su restablecimiento



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(reset). Sin embargo es importante mencionar que no todos los contadores, funcionan de estamanera.Existen contadores que deben estar energizados (a un voltaje CD. 0, CA.) todo el tiempo que searequerido para poder con tar, y los estados de sus contactos se controlan unicamente con lassefiales de entrada (de conteo) y con la serial de reset.2.- Observe el siguiente circuito:

BP1_j_ C1

C1 L1

EIanterior circuito debera contar hasta determinado nurnero de eventos y encender la lampara.Enlos contadores se debe fijar 0establecer (set) el nurnero de eventos 0cielos, en los que deberade cambiar el estado de sus contactos. EIrestablecimiento (puesta a cero) de un contador puedeser en forma manual 0automatica.3.- A continuacion se muestra el diagrama de tiempo que describe el funcionamiento del circuitoanterior. EInumero de eventos establecido para que el contador actue es de 3.

4.- Realice el diagrama de conexion, arme el circuito mostrado anteriormente y compruebe sufuncionamiento. Para lola conexion del diagrama considera las caracteristicas del contador que seva a emplear para implementar este circuito.5.- Mencione y describa brevemente dos aplicaciones de los contadores en la industria, casa uoficina.6.- Observe el siguiente diagrama de tiempo.



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I

_____.L_____...-----'--------L___.L____L__-+---------"n~-

IIu.i.r..-'_-T---T--r---r--+--~-----; I I II I I, IL

ILDescriba brevemente el funcionamiento del circuito, de acuerdo a las condiciones del diagramadel tiempo mostrado arriba:

7.- Determine el circuito de control correspondiente al anterior diagrama de tiempo. EInumero deeventos para que el contador C1 cambie de estado es de 5. A su vez, el tiempo establecido paraque el temporizador T1 cambie el estado de sus contactos e de 3 segundos. Posteriormente armeel circuito y comprueba el funcionamiento.



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CIRCUITO DECONTROL



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8.- Del circuito anterior, sustituye la funci6n del BPl por un circuito oscilador construido conrelevadores-temporizadores; determine el circuito de control, arme y compruebe sufuncionamiento. En el siguiente diagrama de tiempo se ilustran las nuevas condiciones del circuito.

1 - _ _ _ - O : S . C I _ A D O R _ _ _ _ . _ _ _ I

E V E N T O ' s , . : : - 1 D f . ' 1I- - - - - , - - - - - , - - - - - , - - - - - - - , - - - - - , - - - - - - - , - - - + - - - - - - - - - , n , - - , - - - - - , - - - - - - , - - - -I LI I

i~UJJL-T--r--T--r--'_~--~----~ II LL~I-C IR CU ITO D E CON TROL

r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~

9.-Observaciones y Conclusiones

AUTORIZACION REPORTE DE pRACT ICA



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EjerciciosSistema automatlco para el empaque de manzanasEsun sistema que se emplea para empacar manzanas en cajas de carton. Se deben de empacar 10manzanas por cada caja. EI sistema cuenta con 2 cintas transportadoras accionadas por motoresde induccion, una de las cuales (motor M1) trasporta las cajas de carton y otra (motor M2)transporta las manzanas (ver plano de situacion).Un boton pulsador BP1, inicia la secuencia poniendose en marcha la cinta que transporta las cajasde carton. Un sensor de tipo limit switch LS1, detecta cuando una caja vada lIega a la posicion deempaque, deteniendose la cinta transportadora. Una vez lista la caja para el empaque, la cinta quetransporta las manzanas se pone en marcha cayendo una a una dentro de la caja.Para detectar a cada una de las manzanas que caen dentro de la caja, se utiliza un sensor de tipofotoelectrico PHSl. Despues de que 10 manzanas son contabilizadas, la cinta que transporta lasmanzanas se detiene, y la cinta que transporta las cajas se pone nueva mente en marcha.Asi, cuando una nueva caja vada alcanza la posicion de empaque, la cinta que transporta las cajasse detiene, iniciandose nueva mente el empaque de las manzanas; y as! el proceso continua.EI circuito de control cuenta tam bien con un boron pulsador de paro BP2 para detener encualquier momenta la secuencia.

BP1BP2

Plano de situaci6n.

M2

PHS 1

M1



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BPl

BP2 ~PHS1'-- __ -'LS1 __ -,R l'CNT1'--- -- _M2 __ -'M l

I AUTORIZACION I REPORTE DE pRACT ICA I

lNG . RENE SALAZAR GUERRERO Paglna 7 5


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BIBLIOGRAFIAS IS TE MA S D E C ON TR O LANTOLO G IA Y MAN UAL DE PRAcT ICASM .E . V IC EN TE PE RE ZC EN TR O N AC IO NAL DE AC TU AL IZAC IO N DO CEN TEG EN ER AC IO N 25, M EXIC O 200 8IMAGENESS IS TE MA S D E C ON TR O LANTOLO G IA Y MAN UAL DE PRAcT ICASM .E . V IC EN TE PE RE ZC EN TR O N AC IO NAL DE AC TU AL IZAC IO N DO CEN TEG EN ER AC IO N 25, M EXIC O 200 8AUTOMAT ION STUD IO 5.0

SOFTWARE RECOMENDADOAUTOMAT ION STUD IO 5.0C X P RO G R AMM ERM IC RO LO GIX 100C A DE S IM U LA DO R


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