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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA
SEDE QUITO
FACULTAD DE INGENIERÍAS
CARRERA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
Tesis previa a la obtención de TITULO DE INGENIERO ELÉCTRICO
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE CONTROL Y
MONITOREO PARA ASCENSORES RESIDENCIALES
AUTOR: CRISTIAN FERNANDO SUNTAXI GUALOTUÑA
DIRECTOR: ING. EDWIN IBARRA
QUITO, 2009
REVISIÓN Y APROBACIÓN DEL TUTOR
Por la presente, CERTIFICO que el Proyecto de Trabajo de Tesis y el desarrollo de
la presente Tesis titulada "Diseño e implementación de un sistema de control y
monitoreo para ascensores residenciales", presentados por el señor Cristian
Suntaxi, previo a la obtención del título de Ingeniero Eléctrico, ha sido
desarrollado íntegramente por él, bajo mi tutoría, y que habiendo cumplido con
todos los requerimientos correspondientes, el presente trabajo queda aprobado
para los fines consiguientes.
Quito D.M.24 de Junio del 2009.
f: .............................................
Ing. Edwin Ibarra
Dedico este proyecto a mis padres por darme la vida y
hacer siempre que lo imposible fuera posible,
un reconocimiento en especial a mi madre Olga
por enseñarme a ser mejor persona y a valorar lo que
con sacrificio se consigue.
Mi más profundo agradecimiento a Dios por enseñarme el verdadero valor
de la vida y hacerme comprender que nunca un tropezón es caída,
A mis hermanos por ser siempre mi apoyo,
A mi maestro de artes marciales que con sus sabios
consejos supo ser más que maestro un gran amigo,
A mi angelita por llegar a mi vida, compartir su amor y cariño,
Mi más sincero agradecimiento al Ingeniero Edwin Ibarra
por su colaboración para la realización del proyecto.
A todas aquellas personas que han contribuido en mi
formación profesional y moral muchas gracias.
1
ÍNDICE.
RESUMEN ................................................................................................................... 9
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 11
CAPITULO I. ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE
CONTROL PARA ASCENSORES NACIONALES. ............................................... 12
1.1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................... 12
1.2. ANTECEDENTES .......................................................................................... 12
1.3. ASCENSOR. .................................................................................................. 13
1.4. TIPOS DE ELEVADORES. .............................................................................. 13
1.4.1. Elevadores electromecánicos. ............................................................ 13
1.4.2. Elevadores hidráulicos. ...................................................................... 13
1.4.3. Elevadores según la capacidad. .......................................................... 14
1.4.3.1. Residencial. .................................................................................... 14
1.4.3.2. De carga. ........................................................................................ 14
Monta camilla o monta camas.................................................................... 14
Montacargas. .............................................................................................. 15
Monta coches. ............................................................................................ 15
1.4.4. Elevadores especiales. ........................................................................ 15
1.4.4.1. Plataformas elevadoras salva escaleras. ......................................... 15
1.4.4.2. Plataforma elevadora silla salva escaleras. .................................... 16
1.4.4.3. Silla salva escaleras. ....................................................................... 16
1.5. ELEVADOR ELECTROMECÁNICO. ................................................................. 17
1.5.1. Funcionamiento. ................................................................................. 17
1.5.2. Partes del ascensor. ............................................................................ 18
1.5.2.1. Cuarto de máquinas. ....................................................................... 19
1.5.2.2. Máquina tracción. ........................................................................... 19
1.5.2.3. Dispositivos de seguridad. ............................................................. 20
1.5.2.3.1. Limitador de velocidad. ........................................................... 20
1.5.2.3.2. Paracaídas. ............................................................................... 20
1.5.2.3.3. Célula fotoeléctrica. ................................................................. 21
1.5.2.3.4. Cerraduras de puertas. ............................................................. 21
2
1.5.2.3.5. Pesador de carga. ..................................................................... 21
1.5.2.4. Control de maniobras. .................................................................... 21
1.5.2.5. Caja. ............................................................................................... 22
1.5.2.6. Sensores. ........................................................................................ 22
1.5.2.7. Contrapeso. .................................................................................... 22
1.5.2.8. Guías. ............................................................................................. 22
1.5.2.9. Coche. ............................................................................................ 22
1.5.2.10. Cabina. ....................................................................................... 22
1.5.2.11. Botonera. .................................................................................... 23
1.5.2.12. Posicionador digital de situación. .............................................. 23
1.6. CARACTERÍSTICAS DE LOS ASCENSORES NACIONALES. .............................. 23
1.6.1. Especificaciones técnicas. .................................................................. 23
Ascensor con máquina de una velocidad. ...................................................... 23
Seguridades. ................................................................................................... 24
1.7. TABLERO DE CONTROL ASCENSOR NACIONAL. .......................................... 24
1.7.1. Funcionamiento del tablero de control ascensor nacional. ................ 25
1.7.1.1. Mando del motor eléctrico. ............................................................ 25
1.7.1.2. Control maniobras de ascensor nacional. ....................................... 26
1.7.2. Instalación eléctrica. ........................................................................... 27
1.7.2.1. Diagrama de instrumentación ascensor nacional. .......................... 27
1.7.3. Seguridades no previstas en los ascensores nacionales...................... 27
1.7.3.1. Dispositivo de seguridad control de carga. .................................... 27
1.7.3.2. Luces de emergencia. ..................................................................... 28
1.7.3.3. Maniobra de socorro. ..................................................................... 29
1.7.3.4. Iluminación del hueco. ................................................................... 29
1.7.3.5. Dispositivo de seguridad para fallo de micros de final de recorrido
y sobre recorridos. .......................................................................................... 29
1.7.3.6. Sistema de control sobre aviso de falla. ......................................... 29
Técnicos. .................................................................................................... 30
Usuarios. .................................................................................................... 30
1.7.3.7. Luz piloto de llamada. .................................................................... 30
1.8. MANTENIMIENTO PREVENTIVO ASCENSORES NACIONALES. ....................... 30
1.8.1. Sistema de guiado. ............................................................................. 30
3
1.8.2. Sistema de tracción. ........................................................................... 31
1.8.3. Cabina. ............................................................................................... 31
1.8.4. Sistema de mando. ............................................................................. 31
1.8.5. Paradas. .............................................................................................. 32
1.8.6. Repuestos. .......................................................................................... 32
1.8.7. Observaciones. ................................................................................... 32
1.8.8. Responsable. ...................................................................................... 33
1.8.9. Cliente. ............................................................................................... 33
1.8.10. Próxima visita. ................................................................................... 33
1.9. CÓDIGOS Y NORMAS. .................................................................................. 33
1.9.1. Códigos de practica ecuatoriano CPE INEN 18:2000. ...................... 33
CAPITULO II. ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA DE
CONTROL PARA ASCENSORES IMPORTADOS. ............................................... 35
2.1. INTRODUCCIÓN. .......................................................................................... 35
2.2. CARACTERÍSTICAS DE LOS ASCENSORES MODERNOS. ................................. 35
2.2.1. Especificaciones técnicas del ascensor importado. ............................ 36
2.2.1.1. Características principales. ........................................................... 36
2.2.1.2. Características técnicas. ................................................................ 36
2.2.2. Conexiones. ........................................................................................ 38
2.2.2.1. Conexiones de cuarto máquinas / cabina. ...................................... 38
2.2.2.2. Conexiones del cuarto de máquinas/pozo. ..................................... 38
2.2.2.3. Interruptor de fin de recorrido. ....................................................... 39
2.2.2.4. Información del pozo. .................................................................... 39
2.3. CONTROL MANIOBRAS DEL ASCENSOR. ...................................................... 40
2.3.1. Arquitectura del sistema de control moderno. ................................... 41
2.3.2. Maniobra de control. .......................................................................... 42
2.3.2.1. Unidad de proceso (UP) o estación remota .................................... 42
2.3.2.2. Unidad de control (UC). ................................................................. 43
Uc_dirección. ............................................................................................. 43
Uc_movimiento. ......................................................................................... 44
2.3.3. Características del gabinete de control. .............................................. 44
2.3.3.1. Funciones. ...................................................................................... 44
2.3.4. Control movimiento ascendente descendente. ................................... 46
4
2.3.4.1. Características del control de velocidad. ........................................ 47
2.4. EMPRESAS FABRICANTES Y CONSERVADORAS DE ASCENSORES. ................ 48
2.5. MANTENIMIENTO SEGURIDAD Y APARIENCIA. ............................................ 49
2.5.1. Tipos de mantenimiento. .................................................................... 49
2.5.1.1. Mantenimiento correctivo. ............................................................. 49
2.5.1.2. Mantenimiento preventivo. ............................................................ 50
2.5.1.3. Mantenimiento predictivo. ............................................................. 50
2.5.2. Control de averías y comunicación para ascensores. ......................... 51
CAPITULO III. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL
Y MONITOREO. ....................................................................................................... 52
3.1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................... 52
3.2. SISTEMA DE CONTROL SUPERVISIÓN Y MONITOREO. .................................. 52
3.2.1. Elementos de un sistema de control y monitoreo............................... 53
3.2.2. Clasificación de los sistemas de control según su comportamiento. . 54
3.2.2.1. Sistema de control de lazo abierto. ................................................ 54
Características del sistema de control de lazo abierto. ............................... 54
3.2.2.2. Sistema de control de lazo cerrado................................................. 54
Características del sistema de control de lazo cerrado. .............................. 54
3.3. PROPIEDADES DE UN SISTEMAS DE SUPERVISIÓN Y MONITOREO. ............... 55
3.3.1. Eventos y alarmas. ............................................................................. 55
3.3.2. Gráficos con animación...................................................................... 55
3.3.3. Tendencias históricas. ........................................................................ 55
3.3.4. Integración de datos. .......................................................................... 55
3.4. ARQUITECTURAS DE LOS SISTEMAS DE CONTROL. ...................................... 56
3.4.1. Arquitectura centralizada. .................................................................. 56
3.4.2. Arquitectura distribuida. .................................................................... 56
3.5. SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO ASCENSOR NACIONAL. .................... 57
3.5.1. Diagrama de instrumentación del sistema de control y monitoreo para
el ascensor nacional............................................................................................ 57
3.5.2. Descripción del sistema de control y monitoreo para el ascensor
nacional. 58
3.5.2.1. Sistema de seguridad. ..................................................................... 59
Mecánicamente. ......................................................................................... 59
5
Eléctricamente. ........................................................................................... 59
3.5.2.2. Sistema de tracción. ....................................................................... 59
Dispositivos de protección. ........................................................................ 59
Control ascendente descendente paro. ....................................................... 60
3.5.2.3. Señalización y monitoreo. .............................................................. 60
Señalización. .............................................................................................. 60
Monitoreo. .................................................................................................. 61
3.5.2.4. Sistema de control y maniobra. ...................................................... 61
Sistema de mando. ..................................................................................... 61
Sensores de posición del ascensor. ............................................................ 61
Sistema de inspección. ............................................................................... 61
3.6. ESQUEMAS ELÉCTRICOS. ............................................................................. 62
3.6.1. Clases de esquemas. ........................................................................... 62
3.6.1.1. Esquema de situación o emplazamiento. ....................................... 62
Esquema de control motor. ........................................................................ 62
Esquema de control maniobras. ................................................................. 63
3.6.1.2. Esquema de montaje y conexiones. ............................................... 63
Esquema multifilar. .................................................................................... 63
Esquema unifilar. ....................................................................................... 64
3.6.2. Electrificación y cableado. ................................................................. 64
3.7. CARACTERÍSTICAS A CONSIDERAR EN LA ELECCIÓN DE LOS EQUIPOS. ....... 64
3.7.1. Características de los equipos de control. .......................................... 65
3.7.1.1. Circuito de fuerza. .......................................................................... 65
Características elétricas motor ascensor..................................................... 65
Selección del contactor. ............................................................................. 66
Uso en Categoría AC3. .............................................................................. 66
Elección relé térmico de protección .......................................................... 67
Selección de la protección relé magnética por corto circuito. ................... 68
Selección del calibre de cable de fuerza. ................................................... 68
3.7.1.2. Circuito de control y maniobra. ..................................................... 69
3.7.1.2.1. Protección circuito de control y maniobra. ................................ 69
3.7.1.2.2. Selección del controlador lógico programable. .......................... 70
Fuente de alimentación circuito entradas. .............................................. 71
6
Fuente de alimentación circuito salidas. ................................................ 72
3.7.1.2.3. Entradas y salidas que maneja el sistema. ............................... 72
3.7.1.3. Tarjeta de monitoreo ...................................................................... 74
Fuente de alimentación tarjeta de monitoreo. ............................................ 74
Esquema tarjeta de monitoreo. ................................................................... 74
3.7.1.4. Protección servicios generales. ...................................................... 75
Circuito tarjeta de monitoreo. ................................................................ 75
Circuito luz piloto. ................................................................................. 76
Circuito Relays encapsulados. ............................................................... 76
Circuito iluminación cabina y circuito de emergencia. .......................... 77
3.8. DISEÑO DE LOS CUADROS DE CONTROL Y MANIOBRA. ............................... 77
3.8.1. Funcionamiento del sistema ............................................................... 78
3.8.1.1. Tipo de maniobra. .......................................................................... 78
3.8.1.2. Estado inicial. ................................................................................. 78
3.8.1.3. Condición o situación estable. ....................................................... 78
3.8.1.4. Movimiento de la cabina. ............................................................... 79
3.8.1.5. Cierre de las puertas. ...................................................................... 79
3.8.1.6. Interruptor STOP. ........................................................................... 79
3.8.1.7. Visualizaciones. ............................................................................. 80
3.8.2. Desarrollo del programa de control y maniobra. ............................... 80
3.8.3. Chequeo seguridades. ......................................................................... 81
3.8.4. Modo inspección/automático. ............................................................ 81
3.8.5. Control maniobras. ............................................................................. 82
3.8.5.1. Llamadas y memorización. ............................................................ 82
3.8.5.2. Posicionamiento del ascensor. ....................................................... 82
3.8.5.3. Monitoreo. ...................................................................................... 83
Códigos de operación. ................................................................................ 84
Códigos de falla. ........................................................................................ 84
3.9. MANTENIMIENTO. ....................................................................................... 85
3.9.1. Rutinas de mantenimiento. ................................................................. 85
3.9.1.1. Sistema de guiado. ......................................................................... 85
3.9.1.2. Sistema de mando .......................................................................... 86
3.9.1.3. Cabina ............................................................................................ 86
7
3.9.1.4. Sistema de tracción ........................................................................ 87
3.9.1.5. Limpieza ......................................................................................... 88
CAPITULO IV. PRUEBAS Y RESULTADOS. ....................................................... 89
4.1. INTRODUCCIÓN. .......................................................................................... 89
4.2. EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO. .......................... 89
4.2.1. Reparación. ........................................................................................ 89
4.2.2. Seguridades. ....................................................................................... 90
4.2.3. Instalación. ......................................................................................... 91
4.2.4. Control de la carga. ............................................................................ 91
4.2.4.1. Sensor para cable de tracción. ........................................................ 91
4.2.4.2. Sensor para bancada de motor. ...................................................... 92
4.2.4.3. Sensor para cabina. ........................................................................ 92
4.3. MANTENIMIENTO. ....................................................................................... 93
Correctivo. .......................................................................................................... 93
Preventivo. ......................................................................................................... 93
4.1. EVALUACIÓN DE COSTOS. .......................................................................... 93
Materiales montaje e instalación tablero de control. .......................................... 94
Materiales montaje e instalación eléctrica. ........................................................ 95
Costo total del sistema de control y monitoreo. ................................................. 95
Comparación de costos con otros equipos. ........................................................ 96
CONCLUSIONES ..................................................................................................... 97
RECOMENDACIONES .......................................................................................... 100
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 103
8
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo 1: Planos…………………………………………………………….……...105
Anexo 2: Manual de usuario………………………………………………….……106
Anexo 3: Programa del controlador lógico programable………………….…….…107
Anexo 4: Hojas de mantenimiento…………………………………...…………….108
Anexo 5: Características de los equipos empleados………………………….........109
Anexo 6: Fotografías………………………………………………………………110
9
RESUMEN
Los fundamentos teóricos que sustentan este trabajo contemplan el análisis del
modelo para ascensores importados ya que van a permitir tener una guía para
establecer los requerimientos generales que permitan mejorar el funcionamiento del
ascensor nacional de tal manera que este brinde un mejor servicio tanto a usuarios
comunes o para usuarios especiales.
El proyecto también aborda la problemática existente en seguridades, mantenimiento
y reparación de los ascensores de fabricación nacional, que en principio empleaban
uno de los primeros controles del tipo electromecánico a partir de relés, sin embargo
este tipo de control no le permite responder adecuadamente a las necesidades
actuales.
En el presente se describe el diseño e implementación de un sistema de control con
monitoreo local para un ascensor nacional residencial de 6 plantas, cuyo mecanismo
de apertura de puertas es manual. El proyecto considera todas las especificaciones y
restricciones del medio industrial en que funcionan los ascensores modernos, se
reemplaza los tradicionales controles electromecánicos por un controlador lógico
programable (PLC) que utiliza una plataforma de procesamiento digital ofreciendo
una programación flexible para cualquier cambio en la estructura de funcionamiento
del ascensor. El sistema de monitoreo emplea un micro controlador que por su alto
nivel de integración y su bajo precio ofrecen soluciones al sistema actual, el sistema
de monitoreo es controlado en base a un código binario que lo genera el controlador
principal PLC.
El sistema de control dispone de elementos de seguridad que se activan en caso de
corte de energía eléctrica facilitando el rescate de usuarios atrapados y si el edificio
donde se encuentra implementado contase con un equipo electrógeno le permitiría al
ascensor el normal funcionamiento normal hasta el nivel de parada más cercano.
10
El sistema de control y monitoreo desarrollado es flexible y fácilmente se puede
adaptar a cambios en la estructura de maniobras para el control del ascensor, este
diseño pretende ser una solución de hardware-software a bajo costo usando
especificaciones estándares de la industria, además los elevadores desde el punto de
vista de seguridad poseen una serie de elementos cuyo objetivo principal es proteger
la integridad de los usuarios, tanto dentro como fuera del ascensor.
11
INTRODUCCIÓN
Desde su invención los sistemas de elevación son esenciales para el transporte de
personas para edificios de gran altura y el desarrollo de los sistema de elevación
vertical moderno han afectado profundamente la arquitectura y ha supuesto una
mayor evolución de las ciudades, diseñando modelos y marcas de acuerdo a cada
necesidad.
Actualmente las empresas instaladoras de ascensores se enfrentan a un mundo cada
vez más competitivo y globalizado, debido a los cambios que experimenta el
mercado (en cuanto a tecnología, gustos, tendencias, precios), con la aparición de
nuevos y mejores componentes las empresas deben esforzarse, para adaptarse y
mantenerse al día en relación a dichos cambios; por lo cual deben concebir
estrategias mucho más complejas, en actividades de modernización y mantenimiento.
Las empresas nacionales que se desempeñan en el área de instalación,
modernización y mantenimiento de ascensores experimentan la carencia de
objetivos, planes y estrategias ocasionando paralizaciones e incomodidad en los
usuarios que utilizan este medio de transporte, por esta razón la presente
investigación, pretende analizar y optimizar el modelo de control empleado
actualmente por las empresas nacionales por un sistema de control y monitoreo
competitivo con componentes locales de fácil acceso con el fin de incrementar su
productividad y minimizar fallos permanentes o temporales.
12
CAPITULO I. ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICAS DEL
SISTEMA DE CONTROL PARA ASCENSORES NACIONALES.
1.1. Introducción Las empresas que fabrican sistemas de elevación vertical a nivel local han diseñado
modelos de ascensores, montacargas para las más diversas aplicaciones y usos
basándose en el funcionamiento básico de los equipos de transportación vertical,
llegado a desarrollar sistemas mecánicos y eléctricos simples, que si bien es cierto
permite que el equipo esté funcionando pero no son la solución más adecuada para
este tipo de aplicación.
Las empresas locales emplean diversos sistemas de control tales como
electromecánico (cuyo sistema de control emplea relés, temporizadores, contadores,
contactores, etc.) y electrónicos (cuyo sistema de control se basa en una tarjeta
electrónica prediseñadas para esta aplicación).
1.2. Antecedentes.
“Históricamente el primer ascensor (elevador) fue desarrollado por Arquímedes en el
año 236aC, funcionaba a través de cuerdas y poleas. Con la invención de la máquina
de vapor por James Watt, en 1835 se utilizó un ascensor que era movido por una
máquina a vapor para levantar cargas en una fábrica de Inglaterra. Diez años más
tarde, William Thompson diseñó el primer ascensor hidráulico, que utilizaba la
presión del agua”1.
En el año 1853, Elisha G. Otis construyó un montacargas dotado de un dispositivo de
seguridad tal que al cortarse el cable de tracción, la cabina quedaba detenida. Su
invento fue presentado en la Feria del Palacio de Cristal de Nueva York. En 1857, 1 VAL, Francisco. “Ascensores: historia y características de sus partes”. En Enciclopedia de la
construcción de edit. Errepar. Buenos Aires (1995). http://arquinstal02.co.cc/publicaciones/i2-
tp15_2006_ee0_ascensores.pdf
13
Otis instaló el primer ascensor para pasajeros del mundo, en una tienda de Nueva
York, movido por una máquina de vapor a una velocidad de 0,2 m/seg.
1.3. Ascensor. Un ascensor o elevador, es un sistema de transporte vertical diseñado para movilizar
personas y/o bienes entre pisos, pueden ser utilizados para ascender descender un
edificio o construcciones subterráneas. Esta conformado con partes mecánicas,
eléctricas y electrónicas que funcionan conjuntamente para lograr un medio seguro
de movilidad.
1.4. Tipos de Elevadores. Los equipos de transportación vertical disponen de la más amplia gama de modelos y
posibilidades al momento de hacer su elección y los tipos se distinguen según su
sistema de tracción y funcionamiento.
1.4.1. Elevadores electromecánicos. El movimiento de la cabina está en función del giro de la polea por medio de un
motor eléctrico y máquina reductora, en este sistema se arrastra por fricción la cabina
y el contrapeso que son guiados mediante rieles, el tamaño del hueco influye en las
dimensiones de cabina, poso y la sala de máquinas.
1.4.2. Elevadores hidráulicos. Su funcionamiento se rige por un pistón hidráulico, funciona en alturas de hasta
27mts, desarrollando una velocidad máxima de 60mts/min., disponen de un rango de
posibilidades de carga (hasta 50 toneladas), la principal desventaja es la ubicación
del pistón en el poso como se muestra en la figura 1.1.a) en cuyo caso el poso seria
de gran profundidad, o a un costado como se muestra en la figura 1.1. b) que reduce
la profundidad del pozo.
14
a) Pistón directo central
b) Pistón indirecto lateral
Figura 1.1. Elevador hidráulico.
1.4.3. Elevadores según la capacidad.
1.4.3.1. Residencial. Es un elevador para viviendas, edificios de pequeñas dimensiones. Funciona como
un elevador convencional manteniendo las mismas condiciones de seguridad. Son
silenciosos, de suave andar y bajo consumo.
1.4.3.2. De carga. Alta capacidad de carga y volumen de espacio grande, permiten el transporte de
objetos grandes, pudiendo ser utilizado en industrias para el transporte de cargas o en
ambientes especiales, como hospitales, para transporte de camillas o equipos
hospitalarias.
Monta camilla o monta camas. Es un elevador que está especialmente diseñado para transportar camillas y pacientes
en hospitales, clínicas y casas de enfermos, físicamente la forma de la cabina sirve
para transportar camillas, en cuanto a su funcionamiento es similar al de un elevador
normal.
15
Montacargas. Es un elevador concebido para transportar cargas pesadas, en un edificio o nave
industrial, centro comercial, etc., en este caso la cabina tendrá las dimensiones
adecuadas para que sea de fácil la maniobra y acceso al elevador, dada su
característica de carga son equipos robustos tanto mecánicamente como
eléctricamente.
Monta coches. Es un equipo elevador para el transporte de coches, subir y bajar vehículos es ahora
más fácil, rápido y cómodo, suponiendo un considerable ahorro de espacio en el
edificio.
1.4.4. Elevadores especiales. Son elevadores para personas que tienen alguna discapacidad motriz, su
funcionamiento y el modelo para la transportación son especiales, ayudándoles a
realizar sus tareas cotidianas. Hay muchos tipos de elevadores especiales para
minusválidos de los cuales se pueden hacer una elección acorde a la necesidad del
usuario.
1.4.4.1. Plataformas elevadoras salva escaleras. Son elevadores para personas discapacitadas cuya movilidad sea a pie o en sillas de
ruedas, consta de una plataforma donde se puede acceder con la silla de ruedas como
se muestra en la figura 1.2, disponen de un sistema de protección para que puedan
apoyarse, pueden instalarse en cualquier sitio ya que requiere solo de dos carriles
(rieles) para que se desplace la plataforma; y una vez que llega a un extremo de la
escalera se adapta a ras de suelo para poder salir libremente. Una de las ventajas es
que se puede plegar para ocupar menos espacio.
16
Figura 1.2. Plataformas elevadoras salva escaleras.
1.4.4.2. Plataforma elevadora silla salva escaleras. Su forma física es similar al anterior, puede adaptarse a escaleras rectas o curvas.
Tienen dos carriles de sujeción, para ir desplazándose hacia arriba o hacia abajo
como se puede ver en la figura 1.3. La ventaja es que dispone de un asiento donde el
usuario puede ir sentado o en silla de ruedas, ya que el asiento se pliega para poder
acceder con silla de ruedas.
Figura 1.3. Plataformas elevadoras silla salva escaleras.
1.4.4.3. Silla salva escaleras. Son sillas especiales para escaleras o gradas, van instaladas en las barandillas o al
lado de la pared junto a las gradas del edificio como se muestra en la figura 1.4, no
requiere de un espacio especial para poner la silla, este modelo deja un espacio libre
para poder subir a pie.
17
Figura 1.4. Silla salva escaleras.
1.5. Elevador electromecánico.
1.5.1. Funcionamiento. En este sistema el movimiento es generado por una maquina motriz, consta de un
motor eléctrico (corriente alterna o corriente continua) y un reductor mecánico,
acoplado a esta están un par de zapatas que están montadas en el eje de la máquina
de tracción para el frenado, se bloquea cuando llega la cabina a la parada o en caso
de algún accidente o mal funcionamiento del sistema de control manteniendo
“atascada” la cabina del ascensor. La cabina y contrapeso se encuentra suspendida de
un conjunto de cables de acero, se desliza sobre rieles colocados estratégicamente
para evitar oscilaciones, en este sistema la cabina y contrapeso son arrastrados por
fricción y el giro de la polea determina el movimiento de la cabina.
Eléctricamente los sistemas de control disponen de sensores de posición (como:
micro switch, sensores fotoeléctricos, selectores) para controlar el punto de parada de
la cabina, para la llamada de la cabina en cada piso disponen de pulsadores, sensores
inductivos, teclados entre otros, dentro de cabina se dispone de una botonera con
señalización para cada uno de los pisos como también un indicador. Disponen de una
serie de dispositivos de seguridad, los cuales actúan tomando en cuenta las variables
de funcionamiento como:
• Exceso de temperatura sobre el motor o equipos de maniobra
• Límites superior e inferior del trayecto, exceso de peso en cabina.
18
• Fallo en el tablero de control (tarjeta de control, elementos, etc.)
• Sobre velocidad en la cabina.
1.5.2. Partes del ascensor. Un ascensor es un complejo sistema estructural, mecánico y eléctrico, dentro los
principales elementos que componen este sistema se muestran en la figura 1.5.
Figura 1.5. Partes de un ascensor de tracción, suspensión 1:1.
19
1.5.2.1. Cuarto de máquinas. Es el local destinado a alojar la maquinaria motriz, tablero de control, regulador de
velocidad y demás elementos que controlan el correcto funcionamiento del ascensor.
1.5.2.2. Máquina tracción. Es la máquina que cumple la función de subir y bajar el ascensor, está conformado
por: el freno electromecánico, la polea de tracción y el motor eléctrico (generalmente
trifásico), que acciona un reductor constituido por una corona y un tornillo sin fin,
como se puede ver en la figura 1.6.
Fuente: Manual motores FAER
Figura 1.6. Máquina-Tracción FAER Motor CA (Corte Vista latera).
La polea posee canaletas en forma de "V" en las cuales van alojados los cables de
tracción. Sobre la polea van por un extremo la cabina y por el otro el contrapeso
unido por templadores y los cables de tracción.
20
1.5.2.3. Dispositivos de seguridad. Los dispositivos de seguridad analizan factores de riesgo teniendo en cuenta la
seguridad de los usuarios ante el aumento de velocidad en bajada o la rotura de los
cables de acero.
1.5.2.3.1. Limitador de velocidad. Es el encargado de censar constantemente la velocidad con que se desplazamiento la
cabina. En caso de que la velocidad exceda el 20% de la nominal, el mecanismo de
protección accionara el paracaídas.
Fuente: Revista del ascensor, Año XI - Nº 45
Figura 1.6. Esquema del limitador.
1.5.2.3.2. Paracaídas. Uno de los modelos típicos de paracaídas se muestra en la figura 1.6 este dispositivo
que actúa cuando se produce una aceleración sobre la velocidad nominal.
Polea Tensora
Limitador de Velocidad
Cable
21
Deberá actuar ya sea por rotura del grupo motriz, rotura de cables de suspensión,
deteniendo automáticamente el movimiento del ascensor, consta del limitador de
velocidad y de la polea tensora.
1.5.2.3.3. Célula fotoeléctrica. Es un componente de seguridad consiste en un haz y/o cortina de rayos infrarrojos
que al ser interrumpidos impide que las puertas se cierren haciéndole que vuelvan a
la posición de apertura para evitar el golpeo a los usuarios.
1.5.2.3.4. Cerraduras de puertas. Son dispositivos encargados de impedir mecánicamente que se abran puertas en caso
de que no se encuentre el ascensor nivelado en el piso. Eléctricamente poseen
sensores que impiden el funcionamiento del ascensor si no están cerradas las puertas,
pueden ser de apertura manual, semiautomática o automática.
1.5.2.3.5. Pesador de carga. Este dispositivo se encarga de calcular la carga dentro de cabina, no permitiendo el
arranque del elevador si se ha sobrepasado el peso máximo autorizado, ayudando a
una conservación de la maquinaria evitando esfuerzos por sobrecarga.
1.5.2.4. Control de maniobras. Es el cerebro para cualquier tipo de ascensor, en este se recibe toda la información
que los usuarios le envían por medio de los botones, dentro la cabina o desde cada
piso, la información es procesa y el cerebro manda señales a los distintos elementos
del ascensor haciéndolos funcionar.
22
1.5.2.5. Caja. Es el espacio que en un edificio o estructura, se destina para desplazar el ascensor. Se
lo denomina hueco o pasadizo, sus dimensiones deben ser tales que permitan la
instalación del ascensor y cuya cabina posea un tamaño mínimo reglamentado.
1.5.2.6. Sensores. Son dispositivos que envían la información al control de maniobras, de la posición
actual del ascensor, estos pueden ser sensores electrónicos o de accionamiento
mecánico.
1.5.2.7. Contrapeso. Se desplaza en dirección contraria a la cabina, debe tener un peso equivalente del
coche más el 50% de la carga nominal para que quede balanceado el conjunto.
1.5.2.8. Guías. Son las encargadas de guiar y evitar que oscile la cabina o contrapeso durante todo el
transcurso de acceso y descenso.
1.5.2.9. Coche. Está conformada por bastidor, cabina, porta guías de cabina, plataforma, yugos y
accesorios (paracaídas) que se desliza sobre las rieles.
1.5.2.10. Cabina. Es el cuarto donde viajan las personas o carga, constituido de material resistente pero
a la vez liviano, anti inflamable.
23
1.5.2.11. Botonera. La botonera de cabina sitúa todos los elementos de control de una manera funcional.
Registra las llamadas tanto de la cabina o exteriores. Los nuevos modelos incorporan
actualmente botones táctiles, anti vandálicos, luminosos y con lectura Braille.
1.5.2.12. Posicionador digital de situación. Es una pantalla digital que va indicando la posición actual de la cabina en su
recorrido. Se puede instalar en la botonera de cabina como en cada piso.
1.6. Características de los Ascensores Nacionales. Los equipos ascensores de fabricación nacional presentan características que se
enfocan principalmente en acabados como por ejemplo:
• Cabina con paneles de tol galvanizado, acero inoxidable, madera, aluminio
• Puertas abatibles manuales, en tol galvanizado, acero inoxidable, madera,
aluminio
• Sistema motriz ubicación;
• Comando automático mediante pulsadores;
• Tracción mecánica por cable de acero;
• Motor importado al igual que los seguros y accesorios de puertas, así
como los pulsadores; los otros componentes son fabricados localmente.
1.6.1. Especificaciones técnicas.
Ascensor con máquina de una velocidad.
• Capacidad: 320 Kg.
• Pasajeros: 4
• Velocidad: 24 m/min.
• Recorrido aproximado: 15m
• Paradas: 6
24
• Accesos: 6 por el mismo lado.
• Puertas de pisos: 6 (una en cada acceso).
• Mando exterior (en cada piso): 1 Pulsador de llamada.
• Mando de cabina: 6 Pulsadores de mando,
1_Pulsador STOP,
1_Switch con llave, 1_ Alarma
• Puertas Abatibles.
• Contrapeso: Para equilibrio de carga.
Seguridades.
• En cada puerta: 1 chapa de accionamiento automático
2 micros switch eléctrico
• En cada parada: 1 micro switch
• En c/extremo del pozo: 1 micro switch para los sobre recorridos
• Freno de emergencia: Propio del sistema”2.
1.7. Tablero de Control Ascensor Nacional. El sistema de control nacional obedece a un diseño que datan de un modelo antiguo
ver figura 1.7, este modelo no tiene un funcionamiento optimo tanto para el sistema
de control, como para el sistema de monitoreo.
El equipo funciona como un ascensor normal, utilizando un sistemas de control que
recibe llamadas y envía al ascensor a un piso destino, pero el sistema de control tal
cual esta presenta ciertos inconvenientes de funcionamiento, generando fallos
innecesarios y dejando que los chequeo se realice exclusivamente mediante un
técnico el cual debe necesariamente verifica la operabilidad del control para
establecer una posible solución.
2 YANCHAPAXI, Juan, Características ascensor 6 piso con puertas de apertura manual, Proforma,
Quito, 30 de mayo 2008.
25
Figura 1.7. Tablero de control ascensor nacional.
1.7.1. Funcionamiento del tablero de control ascensor nacional. Para chequear el funcionamiento del equipo elevador nacional se divide por partes de
funcionamiento el tablero de control actual.
1.7.1.1. Mando del motor eléctrico. Es el encargado de efectuar la conexión del motor trifásico de corriente alterna para
el movimiento del elevador, control de zapatas de freno. La forma de control emplea
un arranque directo con inversión de giro.
26
En la figura 3.1 se muestra la disposición física de los contactores, el circuito que
conecta las bobinas del motor al accionar los contactores principales (contactores de
bobina 220 VAC) para subir y bajar, este recibe las tres fases a través del disyuntor
que actúa como protección electromagnética y el relé térmico actúa protección contra
sobrecargas.
Dependiendo del tipo, la potencia instalada y los requerimientos del par y velocidad,
se debe estudiar y elegir las características del motor y reductor idóneos para el
ascensor, como el presente proyecto se enfoca en el mejoramiento y optimización del
sistema de control para el ascensor nacional, mas no en el dimensionamiento de sus
componentes mecánicos o de tracción.
1.7.1.2. Control maniobras de ascensor nacional. Este diseño emplea un juego de relés de bobina 110 VAC para el control para la
selección de llamadas y la selección del sentido de giro del motor del ascensor, entre
otros requerimientos, un grupo de relés que comandan a los contactores de bobina
220 VAC, y temporizadores. En la figura 1.8 se muestra un diagrama de bloques
general para el control de maniobras y actuadores del ascensor nacional.
Figura 1.8. Diagrama de bloques sistema de control nacional.
Sistema de Control Mando
(Electromecánico)
Alimentación Monofásica
(110/220 VAC) Push Cabina
Push Pasillo
Monitoreo (Luz piloto)
Micros Puertas n…
Micros Pozo n…
Alimentación Trifásica
(220 VAC)
Sistema de Control Fuerza (Electromecánico)
M 3F
27
1.7.2. Instalación eléctrica. La instalación eléctrica y las conexiones que se encontraban en el ascensor antes de
comenzar el proyecto se muestran en anexo 6 fotografías, si bien es cierto
permitieron que el ascensor esté funcionando no se encontraban en buenas
condiciones, pudiendo a corto o largo plazo causar daños peores.
• En anexo planos 1/1 se muestra el esquema unifilar de toda la instalación
eléctrica para pulsadores, finales de carrera de parada y micros switch
puertas del ascensor nacional.
• En anexo planos 1/2 se muestra el esquema multifilar de las conexiones
eléctricas al motor y electro-freno del ascensor nacional.
1.7.2.1. Diagrama de instrumentación ascensor nacional. En la figura 1.9 se muestra esquemáticamente como están conformados y ubicados
los sensores, actuadores en base al estado actual del ascensor nacional donde se lo
desea implementar.
1.7.3. Seguridades no previstas en los ascensores nacionales. Las principales falencias en los sistemas de control de fabricación nacional radican
principalmente en que no cuenta con un buen sistema de seguridad.
1.7.3.1. Dispositivo de seguridad control de carga. El ascensor debe estar provisto de un dispositivo que prevenga el arranque normal,
en el caso de existir sobre carga en la cabina, cuando excede el 10% de la carga
nominal. En el caso de existir sobre carga:
• Los usuarios deben ser informados mediante una señal audible o visual la
capacidad máxima del ascensor.
• Las puertas de accionamiento:
• automático deben permanecer totalmente abiertos.
• manual deben permanecer desbloqueadas.
28
PP6L6
Motor-Traccion
P6
SS
PP5L5
P5
PP4L4
P4
PP3L3
P3
PP1L1
P1
SI
PP2L2
P2
P1
P2
P3
P4
P5
P6P6L6P5L5P4L4P3L3P2L2P1L1Luz
Alarma
Stop
LLave
Figura 1.9. Diagrama de instrumentación ascensor nacional.
1.7.3.2. Luces de emergencia. La cabina del ascensor debe estar provista de luces de emergencia, que tras ocurrir
una falla en la energía eléctrica, detenga el ascensor y actúe hasta que los usuarios
sean rescatados.
29
1.7.3.3. Maniobra de socorro. La máquina de tracción debe estar provista de medios manuales de maniobra de
socorro, que permita llevar a la cabina a un nivel de piso, por medio de un volante
liso o suave.
Debe ser posible controlar fácilmente desde el cuarto de maquinas si la cabina se
encuentra en una zona de desenclava miento. Este control puede realizarse, por
ejemplo, por medio de marcas sobre los cables de suspensión o sobre el cable del
limitador.
1.7.3.4. Iluminación del hueco. El hueco del ascensor debe estar provisto de una iluminación eléctrica de instalación
que de una intensidad de iluminación de al menos el 60w, este alumbrado debe
comprender una lámpara situada sobre la cabina y bajo la misma.
1.7.3.5. Dispositivo de seguridad para fallo de micros de final de
recorrido y sobre recorridos. Este dispositivo seguridad deberá actuar tras ocurrir un fallo de los micros switch que
indican los niveles de final de recorrido y sobre recorrido de las paradas extremas,
sin que por ello exista el riesgo de provocar un corte accidental, por lo cual deben
actuar antes de que la cabina o contrapeso tome contacto con los amortiguadores.
1.7.3.6. Sistema de control sobre aviso de falla. El ascensor dispondrá de un indicador luminoso que indicara en que piso se
encuentra el ascensor, pero debería tener adicional a este otro indicador luminoso
que muestre el sentido que lleva el ascensor y realice el monitoreo del sistema de
control.
30
Técnicos. El personal técnico se puede basarse en la información emitida por el indicador
luminoso de fallo y solucionar el problema de la forma más oportuna.
Usuarios. Los usurarios deben ser informados por medio de una señal audible o visible del tipo
de falla presente.
1.7.3.7. Luz piloto de llamada. Tanto dentro como fuera de la cabina deben disponen una señal visual mediante una
luz piloto, por lo que se puede identificar el piso de destino o donde va dirigido el
movimiento del ascensor, como también se visualiza si la llamada fue aceptada.
1.8. Mantenimiento Preventivo Ascensores Nacionales. El mantenimiento de los equipos nacional se lo realiza en base a hojas de
mantenimiento verificando partes eléctricas mecánicas en forma general.
1.8.1. Sistema de guiado. Con este chequeo se verifica el estado de los sistemas móviles por donde se desplaza
la cabina dentro del pozo.
• Alineación de rieles.
• Desgaste guías.
• Guías contrapeso.
• Lubricación.
• Porta guías y guías.
• Anclajes y uñas.
31
1.8.2. Sistema de tracción. Este chequeo se enfoca en realizar una lubricar forzada en el usillo - corona, con el
objeto de mantener en todo momento una temperatura estable en las superficies de
fricción, verifica de esta forma el estado de los sistemas móviles de tracción.
• Cables de tracción.
• Ajuste de cables.
• Motor, freno y zapatas.
• Bobina y resortes.
• Poleas: motor y reenvió.
• Templadores y seguros.
• Freno de emergencia.
• Ruidos – temperatura.
• Aceite maquina: limpieza.
• Sala de maquinas.
• Probar termistores.
1.8.3. Cabina. Con este chequeo se verifica el estado de todos los componentes mecánicos y
eléctricos de la cabina.
• Yugos escaleras.
• Limpieza de techo.
• Limpieza de cabina.
• Iluminación.
• Alarma stop.
• Botoneras de mando.
1.8.4. Sistema de mando. Con este chequeo se verificar el estado de todos los componentes eléctricos que
controlan el funcionamiento del ascensor.
• Fusibles.
32
• Contactores.
• Relés.
• Relés auxiliares.
• Relé térmico: probar.
• Fin de carrera superior.
• Fin de carrera inferior.
• Cableado.
1.8.5. Paradas. Con este chequeo se verifica el estado de todos los elementos mecánicos de cada
piso.
• Cierre de puertas.
• Poleas y cable de bicicleta.
• Chapas y accionadores.
• Nivel de parada.
• Switch de puerta.
• Puertas automáticas.
• Fin de carrera.
1.8.6. Repuestos. En este ítem se detalla la cantidad y el tipo de componentes mecánicos o eléctricos
para su posterior reparación o sustitución.
1.8.7. Observaciones. En este ítem se detalla el estado de todos los componentes mecánicos y eléctricos del
ascensor o alguna recomendación general.
33
1.8.8. Responsable. Se indica el nombre de la persona responsable del correcto funcionamiento del
ascensor.
1.8.9. Cliente. Se indica el nombre del cliente, sea esta persona natural, empresa o edificio
departamentos.
1.8.10. Próxima visita. Se indica un estimado del tiempo para su próxima visita, dependiendo si es garantía
de un equipo nuevo, o si se tiene algún contrato de mantenimiento.
1.9. Códigos y Normas. “Una norma es un conjunto de especificaciones para piezas, materiales o procesos
establecidas con el fin de lograr uniformidad, eficacia y eficiencia. Uno de los
objetivos importantes de una norma es fijar un límite al número en las
especificaciones, así como permitir que tenga un inventario razonable de
herramientas, tamaños, formas y variedades”3.
Un código es un conjunto de especificaciones para efectuar el análisis, el diseño, la
fabricación y la construcción de un objeto o sistema.
1.9.1. Códigos de practica ecuatoriano CPE INEN 18:2000. En el país a través del instituto ecuatoriano de normalización (INEN) no se han
desarrollado normas referentes a lo que es el diseño y fabricación de componentes
para equipos de transportación vertical (ascensores).
3 “Normas de Seguridad para la construcción e instalación de los ascensores parte 1”, Ascensores Eléctricos, http://%5Cficpdf%5C76Reglamento%20de%20ascensores%20el%C3%A9ctricos.pdf.
34
En esta entidad lo más cercano a normas que se puede conseguir es “EL CÓDIGO
DE SEGURIDAD DE ASCENSORES PARA PASAJEROS. REQUISITOS DE
SEGURIDAD”, que son códigos que se han homologado de acuerdo a las principales
normas internacionales que son aplicadas a puertas, cerraduras, contactos y demás
componentes mecánicos y eléctricos del ascensor en general, tratando de alcanzar un
nivel de seguridad establecido por este código.
35
CAPITULO II. ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICAS DE UN
SISTEMA DE CONTROL PARA ASCENSORES IMPORTADOS.
2.1. Introducción. Los sistemas del transporte vertical modernos vienen constituyéndose en un ámbito
relevante debido al progresivo encarecimiento del suelo, hoy en día es habitual
disponer varios grupos sincronizados de ascensores en los edificios (residenciales,
oficinas, hospitales, hoteles, etc.).
Los nuevos modelos de ascensores, destacan por su tecnología de última generación
integrada a sistemas control que incorporan algoritmos de control complejos con
máquinas de tracción más pequeños, logrando aprovechar al máximo el espacio del
pozo, con innovadores dispositivos y altos niveles de seguridad. Se han adaptado a la
decoración de las líneas arquitectónicas y al entorno del edificio ofreciendo a los
usuarios una amplia gama de modelos y costos.
2.2. Características de los Ascensores Modernos. Los ascensores modernos, emplean sistemas de control electrónicos micro
procesados permitiendo una rápida respuesta con sistemas de monitoreo que realizan
auto chequeos, permitiéndoles aislamiento de fallos particulares como: pulsadores
atascados, reportes de alarma, Otis Elevador Company por ejemplo ha desarrollado
un proceso de despacho en el cual una red neuronal artificial (RNA) en la toma de
decisiones, proporcionando una mejor exactitud al estimar el tiempo de respuesta
para que un ascensor dado llegue al piso de un pasajero en espera, mejorado el
control para edificios altos.
La unidad de control gobierna todos los procesos eléctricos, en la figura 2.1 se
presenta un diagrama general para el control de ascensores, el mismo que maneja
desde el suministro de energía, control del freno, apertura de puertas hasta la gestión
de las llamadas de los usuarios, entre otros.
36
Figura 2.1. Esquema general ascensor.
2.2.1. Especificaciones técnicas del ascensor importado.
2.2.1.1. Características principales.
• “Carga nominal: En Kg., indica la carga nominal mínima según
dimensiones de cabina.
• Velocidad nominal: En m/s, por ejemplo 0.2 m/s, 0.4 m/s.
• Recorrido: En m, indica la distancia total que recorre la cabina.
• Número de paradas: Indica el número de niveles del edificio donde se van
a instalar.
• Tensión de red: Indica la alimentación eléctrica del ascensor por ejemplo
230/400 V ± 5% Trifásico.
2.2.1.2. Características técnicas. Desde: SS., PB, 1º al 4º Piso.
Cantidad de Paradas: Seis (6).
Recorrido Aproximado: Veinte (20) mts. Aprox.
Carga útil: 600 Kg.
Tipo según su uso: De pasajeros.
Maquina de Tracción: Del tipo monobloque, con motor asincrónico trifásico de
no menos de 15 HP de potencia.
Maniobra: Automática, colectiva, descendente.
Cabina: Construida en chapa, con espejo en el fondo,
pasamanos y zócalos. El techo contará con marco e
iluminación indirecta por tubos fluorescentes y
policarbonato difusor. El piso será de granito natural
en color a definir.
ASCENSOR
Pulsadores (0...i)
Seguridades (0...i) Sensores (0...i)
Subir/Bajar/Stop Monitoreo Indicador posición Control puertas Reset
37
Dimensión del pasadizo: A replantear por el oferente, aunque se estima en
1,80x2, 00 m. aproximadamente.
Dimensión de la cabina: La máxima que permita el pasadizo.
Puerta de cabina: De accionamiento automático unilateral o bilateral (la
que permita la mayor capacidad de carga de la cabina
y/o el condicionamiento estructural de los pasadizos).
Puerta de pallier: De accionamiento automático unilateral o bilateral, (la
que permita la mayor capacidad de carga de la cabina
y/o el condicionamiento estructural de los pasadizos).
Botonera de cabina: Con botón de micro movimiento, con sistema Braille
para el uso por ciegos, incorporado al panel de cabina
e indicador electrónico alfanumérico.
Barrera Infrarroja: Del tipo multihaz.
Iluminación de emergencia: Que se accione ante un corte de corriente eléctrica.
Comunicación: Esta equipada con intercomunicador que permita
informar de emergencias que se suscitaren.
Botón de llamada: Electrónico, de micro movimiento, con indicador
luminoso de coche en movimiento e iluminación
periférica de color rojo.
Guías de ascensor: De coche de 9 Kg. y de contrapeso de 5 Kg., con
empates y bulones.
Cables de acero: Cuatro (4) cables de 13 mm. (8 x 19 + 1).
Seguridad: Paracaídas instantáneo.
Para golpe: A resorte.
Contrapeso: A tierra firme.
Báscula: Dispositivo de pesaje de la cabina que inhabilite su
movimiento cuando la carga supere los límites.
Sintetizador de Voz: Deberá facilitar el uso del ascensor.
Señalización: Panel digital; en todos los pisos. ”4
4 “Ascensor eléctrico modelo E42AA cuatro personas”, Ascensores Eninter, Quito, 8 julio 2008,
http://1_%20Etapa%20Curso%20de%20Proyecto%20de%20Instalaciones.pdf
38
2.2.2. Conexiones. Todos los cables emplean conectores, enchufes y bornes, con una designación
basadas en normas de electricidad internacionales. Todos los componentes son
indicados conforme a ello, son numerados continuamente de derecha a izquierda,
mirando el conector por la entrada de los cables.
2.2.2.1. Conexiones de cuarto máquinas / cabina. La conexión se realiza mediante un cable viajero (cable plano con varios hilos calibre
18 flexible), se conecta por medio de conectores y bornes desde el tablero de control
hasta la cabina del ascensor ver figura 2.2.
Figura 2.2. Conexiones de cuarto máquinas / cabina.
2.2.2.2. Conexiones del cuarto de máquinas/pozo. Todas las conexión se realiza mediante cable multipar (cable con varios hilos calibre
18 flexible), se conecta por medio de conectores y bornes desde el tablero de control
hacia todo el pozo ver figura 2.3.
39
Figura 2.3. Conexiones de cuarto de máquinas/pozo.
2.2.2.3. Interruptor de fin de recorrido. Este interruptor deberá activarse después de aproximadamente 90mm de recorrido o
menos, se instala tanto para los sobre recorridos superior e inferior, actúa deteniendo
instantáneamente a la cabina del ascensor, ver figura 2.4.
Figura 2.4. Interruptor de fin de recorrido.
2.2.2.4. Información del pozo. Este sistema de control emplea imanes los cuales son montados en los soportes de
imanes ver figura 2.5.a), para la asignación de las paradas y ubicación de recorrido,
se pueden emplear elementos sensores fotoeléctricos, capacitivos, inductivos,
encoders, entre otros.
40
a) Ubicación imanes. b) Ubicación interruptores magnéticos.
Figura 2.5. Información del pozo.
Para este caso se emplean imanes e interruptores magnéticos que van montados sobre
la cabina como muestra la figura 2.5.b). Los imanes indican la distancia de frenado y
pequeñas distancias entre pisos, esto se lleva a efecto con dos posiciones de imanes
indicando el punto de desaceleración entre los pisos.
2.3. Control Maniobras del Ascensor. Para explicar el modo de control de las maniobras se toma como referencia un
gabinete de control AK 15.06 de los elevadores Schindler300L, ver figura 2.6.
41
Contador de viajesZQF
NSG
NG
Relay RKPH
Interruptor de protecciónJTHS del motor
Monitor de puerta UET
RVZ
RTRT
Print SKD
Opciones
Bornera X3
LCD
Print PGO/Print PG
Dynatron S 30 A60A
Contactoresde relais
Conjunto de contactores del motor
Bornera X1
Bornera X3
ICOM
Figura 2.6. Gabinete de control (Schindler300L AS 15.08).
2.3.1. Arquitectura del sistema de control moderno. En la figura 2.7 se muestra un diagrama de bloques con la arquitectura del sistema de
control moderno que emplea un controlador principal que comanda todos los
elementos de control y las rutinas del programa como también los algoritmos de
optimización, este modelo opera un grupo de ascensores manejando las variables de
cada cabina y cada una de las plantas o pisos de destino.
42
Figura 2.7. Arquitectura del sistema de control moderno.
2.3.2. Maniobra de control. El control del ascensor responde a botoneras que registran las llamadas desde cada
planta tanto para subir o bajar. Es habitual instalar cuadros de llamada por piso de
dos botones ver figura 2.8, estos sistemas evalúan si la cabina está subiendo o
bajando para aceptar la llamada exterior.
Figura 2.8. Botonera de sistema selectivo.
2.3.2.1. Unidad de proceso (UP) o estación remota Son pequeños sistemas micros controlados que funcionan independientes al control
del ascensor, pero responden a las instrucciones y órdenes que se transmiten a través
del bus digital de la tarjeta principal (máster) como se muestra en la figura 2.9.
Controlador del sistema
Elemento de control Largas Esperas
Variable de Control Planta
Elemento de Control de Embarque
Llamadas De planta
Elemento de control especifico
Elemento de Ahorro Energía
Elemento de Control de tráfico
Variable de control Cabina 1
Algoritmo de optimización
Variable de control Cabina n…
Báscula Pesa cargas
Llamadas de cabina 1
Báscula Pesa cargas
Llamadas de cabina n
43
Figura 2.9. Esquema unidad de proceso.
Controlan displays, gongs y flechas de dirección, alarmas de puerta abierta,
sintetizador de voz, comanda los pedidos y registros de llamadas de la cabina,
pesador de carga y botones para puertas automáticas.
2.3.2.2. Unidad de control (UC). En la figura 2.10 se muestra la unidad de control (UC), determina hacia donde y si se
debe mover el ascensor, está dividido en dos autómatas que trabajan en paralelo.
Figura 2.10. Esquema unidad de control.
Uc_dirección. Forma parte de la unidad de control, indica hacia donde se debe moverse la cabina
del ascensor, chequea sistemáticamente cada llamada al ascensor desde los
pulsadores de pasillo o cabina.
44
Uc_movimiento. Forma parte de la unidad de control, pero a diferencia de la anterior debe chequea
cíclicamente todas las seguridades en el sistema de control para posteriormente
indique al ascensor si tiene que moverse o no.
2.3.3. Características del gabinete de control. Los sistemas de control emplean tecnología para maniobras especiales con
componentes electrónicos (como circuitos integrados y memorias) para fácil
reemplazo, tienen una alta capacidad de adaptación a maniobras especiales como:
• Maniobra colectiva selectiva en ascenso y descenso.
• Control de baterías de ascensores con algoritmo de control de tráfico.
• Servicio de llamada de bomberos y maniobra de bomberos.
• Retorno automático programable y comandos locales para maniobra de
ajuste.
• Voltaje de serie de seguridad según requerimientos del cliente.
• Protecciones eléctricas con interruptores termo-magnéticos en vez de
fusibles.
• Detector/monitor electrónico de secuencia de fases.
• Displays digital de LCD con pulsadores para programación de opciones,
tiempos y visualización de historial de fallas.
• Posibilidad de supervisión remota vía Internet (monitoreo remoto).
• Sistema electrónico de seguridad con estadísticas de fallas.
• Controles electrónicos con equipos de frecuencia.
2.3.3.1. Funciones.
• Comando del operador de puerta.
• Procesamiento de la información del pozo.
• Control de los accionamientos sin regulación.
• Funciones de pruebas internas y análisis de carga.
• Procesamiento de entradas y salidas del panel de botonera de cabina.
• Procesamiento de entradas y salidas de las llamadas de piso.
45
• Inspección de la interfase de operación del panel de la botonera.
• Generador de voltaje de 24Vdc a partir de 21,8Vac (NG).
• Generador de voltaje de 5Vcc a partir de 12Vac (NG)”5.
Por ejemplo el PGO 268 que muestra la figura 2.11, contiene una interface RS 232
para un PC portátil, y dispone de las funciones ya mencionadas con algunas
funciones adicionales como:
Figura 2.11. Diagrama de bloques (Modelo PG 268)
5 “Manual de mantenimiento presentación de los componentes”, Elevadores Schindler do Brasil S/A,
pag. 53.
ASCENSOR
Tarjeta de Control
PG: Print
Groundbestuckung
Llamadas de Piso
Llamadas de Cabina
I/O Reservación
Indicador de Preaviso
ICOM
LCD
RS232
Salidas
Fuente de Alimentación
NG
Fuente de Alimentación
NSG
Puerta
Información de pozo
Código Gray
I/O
Entradas
Estandard
Panel de Operación de
Inspección
46
2.3.4. Control movimiento ascendente descendente. En la figura 2.12, se muestra un modelo de los sistemas de control moderno, emplean
controles de la velocidad y carga con lazo de control cerrado para un mejor
posicionamiento de la cabina tanto en vació como a plena carga, para este caso el
motor de tracción siempre trabaja como motor de impulsión nunca de retención,
haciéndose de cierta forma innecesaria la colocación del freno eléctrico, ante la
ausencia de par motriz, para frenar al ascensor.
Figura 2.12. Diagrama de bloques para el sistema electrónico de regulación de velocidad.
Este control permite controlar la velocidad y el par del ascensor con absoluta
precisión con una variación suave de velocidad permitiendo una nivelación suave de
los niveles de piso, en la figura 2.13 se analiza el estado de la frecuencia. Este
modelo de control tiene como ventaja el ahorro energético, la eliminación del pico de
arranque (exigiendo menos la red eléctrica) y una menor exigencia mecánica a la
maquina al eliminar arranques y paradas bruscas.
Control Entradas
Control Salidas
Interface RS232C
Microprocesador
Supervisión y Seguridades
Terminal de programación
interface usuario
Filtro R.I.
Convertidor de frecuencia a IGBTs
Chopper de frenado
P.W.M
Control vectorial de flujo para motor
asincrónico
Maniobra del Ascensor
Ordenador PC
MOTOR ASINCRONO
RED ELECTRICA
Supervisor de velocidad
Captador de velocidad
47
t.dect.accV 0
V min
Velocidad
V max
Tiempo
Velocidad nominal
velocidad aproximación
inicio desaceleración
Inicio asceleración
Figura 2.13. Curva F/T control velocidad.
2.3.4.1. Características del control de velocidad.
• Calidad de viaje, Los pasajeros experimentan un viaje confortable y
tranquilo, asegurando viajes de absoluta suavidad con aceleración y
desaceleración progresivas.
• Mayor eficiencia operativa. Con un funcionamiento óptimo del ascensor
con menor corriente al arranque.
• Ahorro de energía. Reducción en el calibre de los conductores y fusibles
principales, menor consumo de energía al tener una menor corriente al
arranque.
• Elevado factor de potencia. Mantiene un elevado factor de potencia
constante a lo largo del ciclo de viaje sin importantes bajas en los
arranques y paradas.
• Bajo nivel de distorsión armónica. Mediante autocontrol de la
alimentación al motor del ascensor, el sistema VF reduce la posibilidad de
efectos armónicos en la red de alimentación general del edificio.
• Precisión. Mejor control de las paradas con nivelación exacta bajo
cualquier condición de carga.
• Menor temperatura. El sistema VF hace que el motor de tracción funcione
a baja temperatura, eliminando la necesidad de disipar calor.
• Más silencioso. Al generar menos calor, el motor no necesita ventilación
forzada con lo que contribuye también a reducir el nivel de ruido y el
consumo de energía eléctrica.
• Reducido desgaste de los cables de tracción, poleas, frenos y zapatas.
48
2.4. Empresas Fabricantes y Conservadoras de Ascensores. Actualmente existen en el mercado nacional muchas empresas fabricantes y
conservadoras de ascensores, cada una de esta cuenta con modelos propios para las
más diversas aplicaciones. Estas empresas disponen de un gran personal técnico con
una trayectoria de algunos años en el mercado lo que los hace menos propenso a
sufrir fallos reduciendo al mínimo errores.
Tabla 2.1. Empresas constructoras de ascensores.
EMPRESA UBICACIÓN
COHECO CIA.LTD Avs. de los Naranjos n44-421 y de los
Granados, quito
AC. ASCENSORES Versalles n24-104 y Mercadillo, 3er.piso, quito
ASCENSORES ASYTEC CIA.
LTDA
Av. Teniente Ortiz s13-336 y Rodrigo de
Salazar, quito
ASCENSORES ECUASURE
THYSSENKRUPP
José Query e14-167 y Av. Eloy Alfaro, quito
ASCENSORES CKD Mirador del norte mts 12 solar 6, Guayaquil
ASCENSORES JV Occidental n26-15 y Humberto Albornoz, quito
ASCENSORES LG - SIGMA Shyris n40-90, quito
ASCENSORES OTIELEV
CIA.LTDA.
Av. Colombia n14-65 y Hnos. Pazmiño, p.3,
Of.19, quito
ASCENSORES OTIS Avs. de los Shyris 2676 y Gaspar de Villarroel,
quito
ECUASCENSORES Salinas n17-246 y Santiago, p.8, quito
ELECTRO ECUATORIANA
SACI
Avs.10 de Agosto n36-239 y Naciones Unidas,
quito
ELEVAL CIA.LTDA Sta. Prisca oe2-17 y Manuel Larrea, Ed.
Unipro, quito
HYUNDAI ASCENSORES
ESCALERAS
Veintimilla e5-13 (910) y Juan León mera,
Quito
49
Localmente se encontró algunas empresas fabricantes y conservadoras de ascensores
que se muestran en tabla.2.1, la ubicación no refleja experiencia ni posicionamiento
en el mercado, por lo que se escogió un orden aleatorio. Existen también empresas
conservadoras más pequeñas como por ejemplo las nacionales; lo que no quiere decir
que sean peores ni mejores, sólo habrá que informarse y verificar sobre la
experiencia que tenga dentro del mercado de transportación vertical.
2.5. Mantenimiento Seguridad y Apariencia. El mantenimiento de los elevadores importados en general comprende el chequeo de
los siguientes puntos:
• Panel de la botonera de cabina.
• Panel de la botonera de piso.
• Cabina e indicadores de posición de cabina.
• Unidad de control.
• Elemento de botón / elemento de interrupción o contacto con palanca /
elemento de interrupción o contacto con llave / elemento de lámpara /
elemento de sonido.
2.5.1. Tipos de mantenimiento. La experiencia y la larga trayectoria dentro del campo de mantenimiento indicarían
que deben cumplir con las exigencias reglamentarias aplicando parámetros de control
y revisión.
2.5.1.1. Mantenimiento correctivo. Consiste en reemplazar los elementos, cuando se rompen en el menor plazo posible.
Por ejemplo una cerradura, se reemplaza cuando ésta se deteriora, lo que podría
originar en algunos casos que la puerta se pueda abrir sin estar el ascensor en el piso.
50
2.5.1.2. Mantenimiento preventivo. Consiste en verificar en forma permanente y sistemática todos los elementos de
seguridad, para detectar el momento estimado que el desgaste de los mismos nos
indique su reemplazo, antes de producirse su total avería. Esto trae un mayor costo
de mantenimiento, pero incluye la seguridad de los usuarios al disminuir los
accidentes y mejorar la calidad del servicio.
2.5.1.3. Mantenimiento predictivo. Es el ideal y al cual debemos anhelar se llegue a la brevedad. Por ejemplo de la
cerradura y sus quinientas mil operaciones, es decir la vida útil de cada elemento.
Para ello será necesario aplicar normas reconocidas, como la principal exigencia para
la fabricación de partes ante: nuevos proyectos de fabricación, instalación y
mantenimiento.
Figura 2.14. Comunicación bidireccional ascensor-central de alarmas.
51
2.5.2. Control de averías y comunicación para ascensores. Es el mejor sistema para el control de averías, ya que entra a funciona en el momento
en que se produjese una avería o un indicio de la misma como se puede observar en
la figura 2.14, esta recogería la señal la cual sería analizada y enviada a un ordenador
central, para que por vía satélite, el servicio técnico en ruta y la oficina encargada de
esa área reciben simultáneamente el aviso de forma escrita en uno o varios receptores
alfanuméricos. Existe la posibilidad de incluir sistema de videoconferencia con una
videocámara instalada en el ascensor.
52
CAPITULO III. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA
DE CONTROL Y MONITOREO.
3.1. Introducción En esta sección se fijan pautas generales y particulares para el diseño del sistema de
control y monitoreo en base a requerimientos funcionales de los ascensores de
fabricación nacional con apertura de puerta manual, esto permite abordar el rediseño
desde una óptica integral, tomando en cuenta aspectos importantes de sistemas
mucho más complejos para establecer el sistema más idóneo proporcionando una
solución óptima en corto tiempo y a precios razonables.
Para el diseño del software esta orientado al manejo del ascensor mediante un
programa desarrollado en ladder, el programa desarrollado controla la dirección del
ascensor con una alta capacidad de proceso y permite la posibilidad de adaptación a
maniobras especiales, además el programa genera un código binario para controlar al
tarjeta de monitoreo como algunas otras funciones en tiempo real.
3.2. Sistema de Control Supervisión y Monitoreo. Un sistema de supervisión y monitoreo son un conjunto de controlador o
controladores automáticos de proceso integrados a una o más interfaces de
operación, estas interfaces pueden variar desde mímicos de lámparas con botones y
pulsadores de mando, al más sofisticado sistema de software con arquitectura cliente-
servidor, pasando por terminales de campo gráficas o alfanuméricas.
Estos sistemas permiten a los usuarios manejar e interactuar a distancia tanto en un
proceso informático como a un proceso electrónico, la información que maneja se
debe censar, controlar, consultar u obtener alertas del estado actual de una maquina o
de un proceso en general.
53
3.2.1. Elementos de un sistema de control y monitoreo. Es un conjunto de componentes que pueden regular su propia conducta o la de otro
sistema con el fin de lograr un funcionamiento predeterminado, de modo que se
reduzcan las probabilidades de fallos y se obtengan los resultados buscados, en al
figura 3.1, se muestra un ejemplo de los elementos básicos en un sistema de control y
monitoreo.
Figura 3.1. Elementos de un sistema de control y monitoreo.
Un sistema de control y monitoreo para una operación eficiente de uno o varios
procesos deben conseguir los siguientes objetivos:
• Deben ser estables y robustos frente a perturbaciones y errores,
• Deben ser eficientes evitando comportamientos bruscos e irreales,
• Integrar la información resultante a sistemas administrativos de la
empresa,
• Aumento de la productividad del personal, equipos, e instalaciones,
• Aumento de la seguridad en las diversas operaciones,
• Permiten identificar de manera rápida cualquier evento,
• Mejoramiento de las condiciones ambientales,
• Uso eficiente de la energía eléctrica.
ACCIONADORES
PROCESO
PRE ACCIONADOR
CAPTADOR
UNIDAD DE
CONTROL
INTERFAZ Hombre - Máquina
COMUNICACIÓN con unid. Control
54
3.2.2. Clasificación de los sistemas de control según su
comportamiento.
3.2.2.1. Sistema de control de lazo abierto. Es aquel sistema en que actúa el proceso sobre la señal de entrada dando como
resultado una señal de salida, independiente a su señal de entrada pero basada en su
señal de entrada.
Características del sistema de control de lazo abierto.
• Sencillos y de fácil concepto.
• Nada asegura su estabilidad ante una perturbación.
• La salida no se compara con la entrada.
• Es afectado por las perturbaciones. Éstas pueden ser tangibles o
intangibles.
• La precisión depende de la previa calibración del sistema.
3.2.2.2. Sistema de control de lazo cerrado. Son sistemas en los que la acción de control está en función de la señal de salida, son
requeridos cuando se da alguna de las siguientes circunstancias:
• Cuando un proceso no es posible de regular por el hombre.
• Una producción a gran escala que exige grandes instalaciones y el hombre
no es capaz de manejar.
• Vigilar un proceso especialmente duro que requiere una atención que el
hombre puede perder por cansancio o despiste.
Características del sistema de control de lazo cerrado.
• Complejos, pero amplios en cantidad de parámetros.
• La salida se compara con la entrada y la afecta para el control del sistema.
• Estos sistemas se caracterizan por su propiedad de retroalimentación.
• Más estable a perturbaciones y variaciones internas.
55
3.3. Propiedades de un Sistemas de Supervisión y Monitoreo. Está compuesto de herramientas que permiten al usuario y a la empresa, tener la
información de sus procesos en forma automática y en tiempo real.
3.3.1. Eventos y alarmas. En todo proceso automático suceden eventos esperados o no, estos deben ser
registrados con el fin de determinar el buen funcionamiento del sistema o detectar
posibles fallas, esta información servirá para que se tomen los correctivos necesarios.
3.3.2. Gráficos con animación. Están basados en dibujos que describen las formas reales de los objetos involucrados
en el proceso, también se pueden visualizar cantidades en forma de barras.
3.3.3. Tendencias históricas. Sirve para registras y mostrar el comportamiento de determinados dispositivos dentro
de un proceso, puede mostrar el comportamiento de la producción, consumo de
materias primas, rendimiento de una maquina, voltaje en una línea de alimentación,
el factor de potencia, etc.
3.3.4. Integración de datos. Las plantas industriales buscan obtener la mayor información posible de lo sucedido
en el proceso, tanto a nivel de producción, como a nivel de funcionamiento, toda la
información puede ser canalizada hacia sistemas informáticos como por ejemplo
Excel, donde se puede visualizar a nivel de datos lo sucedido.
56
3.4. Arquitecturas de los Sistemas de Control. Definimos controladores programables como equipos industriales que tienen la
capacidad de procesar programas que se sirven de datos de planta que llegan
mediante señales eléctricas (sensores, transmisores, estados en general, etc.) y dan
mando sobre equipos (válvulas, motores, etc.).
3.4.1. Arquitectura centralizada. Consta de un controlador central ver figura 3.2, manejan señales conectadas en la
estructura local, esta estructura puede ser modular o compacta.
Figura 3.2. Arquitectura centralizada.
3.4.2. Arquitectura distribuida. Las señales de planta llegan al controlador en forma remota ya sea por la expansión
de la estructura local o gracias a la existencia de una estructura remota como se
muestra en la figura 3.3, las unidades remotas pueden o no poseer controlador
autónomo.
Figura 3.3. Arquitectura distribuida.
UNIDAD REMOTA
UNIDAD REMOTA
UNIDAD REMOTA
UNIDAD CENTRAL
SEÑALES EN PLANTA
57
3.5. Sistema de Control y Monitoreo Ascensor Nacional. En el sistema de control y monitoreo del presente proyecto toma el principio de
funcionamiento de una ascensor normal como se muestra en la figura 3.4, este
modelo analiza todas las señales de entrada y salidas que se instalaría en el cuadro de
maniobras y que controlaría los diferentes mecanismos eléctricos.
Figura 3.4. Sistema de control y monitoreo.
El sistema empleara un control en lazo abierto con una arquitectura centralizada
dados los requerimientos y necesidades del sistema donde se lo va a implementar,
además el ascensor dispondrá de un sistema de monitoreo local para que en el
momento que se produjese una avería o un indicio de la misma, el sistema analizada
la avería y enviada a un ordenador central (PLC) para que tome las medidas
respectivas.
3.5.1. Diagrama de instrumentación del sistema de control y
monitoreo para el ascensor nacional. En la figura 3.5 se muestra el diagrama de instrumentación diseñado para el sistema
de control y monitoreo local de un ascensor nacional con apertura de puertas manual,
para un edificio que comunica seis alturas.
PROCESO/ PLANTA
ASCENSOR
Controles del Sistema
INTERFAZ – MONITOREO Hombre - Ascensor
Acondicionadores de señales
Sensores
Controles de Actuadores
Actuadores Ruido
Perturbaciones Externas
Variables de salida reguladas
58
PP6L6
Motor-Traccion
P6
SS
PP5L5
P5
PP4L4
P4
PP3L3
P3
PP1L1
P1
SI
PP2L2
P2
S
P1
P2
P3
P4
P5
P6
INDICADORPOSICION Y FALLASCABINA
P6L6P5L5P4L4P3L3P2L2P1L1Alarma
Stop
LLave
SPC
INDICADOR POSICION Y FALLASPISO PRINCIPAL
FLECHAS
Figura 3.5. Diagrama de instrumentación sistema de control y monitoreo ascensor nacional.
3.5.2. Descripción del sistema de control y monitoreo para el
ascensor nacional. Técnicamente un ascensor es un equipo para el transporte vertical de personas ya sea
electromecánico o electro hidráulico, está controlado por cinco sistemas principales.
59
3.5.2.1. Sistema de seguridad. Son dispositivos mecánicos y eléctricos que actúan en caso de fallo o rotura de
algunos elementos funcionales. En base a los requerimientos del sistema los
dispositivos de seguridad requeridos son:
Mecánicamente.
• Limitador de velocidad, Paracaídas
• Amortiguadores.
• Chapa de accionamiento manual/automático (seguridad puertas)
Eléctricamente.
• Micro switch limitador de velocidad (µS)
• Micro switch sobre recorridos,
o µS-I (sobre recorrido inferior),
o µS-S (sobre recorrido superior).
• Micro switch seguridad (SPC)
• Micro switch puerta (µP).
3.5.2.2. Sistema de tracción. Impulsa el movimiento parar, ascendente y descendente de la cabina del ascensor,
además maneja la secuencia de movimiento de acuerdo al tipo de máquina tractora.
En base a los requerimientos para el control del sistema de tracción son:
Dispositivos de protección. Son los encargados de detectar y eliminar posibles averías o incidentes en la
instalación eléctrica del motor del ascensor. En base a los requerimientos los
dispositivos de protección requeridos son:
• Protección contra corto circuito.
60
• Protección contra de sobre carga.
• Protección contra sobre temperatura.
• Protección contra ausencia de fase y marcha en sentido contrario.
• Protección contra excesivas puestas en marcha por unidad de tiempo.
• Protección contra gran inercia de la maquina en el periodo del arranque.
Control ascendente descendente paro. En base a las necesidades del sistema, los elementos actuadores requeridos para el
control del movimiento de ascenso, descenso y paro de cabina son:
• Control desconexión seguridad (C0)
• Control ascendente de cabina (C1)
• Control descendente de cabina (C2)
• Control electro freno (C3)
3.5.2.3. Señalización y monitoreo. Es el encargado de recibir órdenes de los usuarios y proporcionar información visual
para los mismos. Para el presente proyecto los dispositivos de visualización y
monitoreo requeridos son:
• Indicador digital de posición pasillo / cabina.
• Indicador digital de fallo pasillo / cabina.
• Numeración visualizada en el indicador digital
• Modo de control (Binario, hexadecimal, decimal, etc.)
Señalización.
• Botoneras exteriores en cada planta disponen de una luz piloto para: LSB,
LP1, LP2, LP3, LP4, LP5.
• La botonera interior de cabina consta de los siguientes elementos para
señalización luz piloto para: LSB, LP1, LP2, LP3, LP4, LP5.
61
Monitoreo.
• En los displays se visualizan la posición y las eventuales averías que se han o
se están produciendo, indicando si el ascensor ha estado fuera de servicio
debido a alguna de ellas.
3.5.2.4. Sistema de control y maniobra. Son los encargados de comprobar el cumplimiento de los requisitos impuestos por el
sistema de seguridad antes de poner en marcha el ascensor y detenerlo mediante una
parada de emergencia en caso de que durante el viaje surgieran anomalías. Recoge la
información de la posición del ascensor para proceder a la parada en el piso
correspondiente, además registra las llamadas de los usuarios a los pisos
correspondientes, para atenderlas en la secuencia determinada por el tipo de control.
Sistema de mando.
• Botoneras exteriores en cada planta con pulsador para: PSB, P1, P2, P3, P4,
P5.
• Botonera interior de cabina consta de los siguientes elementos:
• Pulsadores para: PSB, P1, P2, P3, P4, P5.
• A: (Alarma),
• STOP: (Parar),
• Llave: Bloquea el ascensor
Sensores de posición del ascensor. Detectores de posición, finales de carrera, micro switch (uno en cada planta)
denominados: µP1, µP2, µP3, µP4, µP5, µP6.
Sistema de inspección. Es un sistema utilizado para realizar la calibración y mantenimiento del ascensor,
consta de una botonera ubicada sobre el techo de la cabina y solo atiende las órdenes
del personal de mantenimiento, todo sistema de control para ascensores dispone de
dispositivo de mando automático/revisión:
62
• Selector.
• Pulsador revisión subir.
• Pulsador revisión bajar.
3.6. Esquemas eléctricos. Los esquemas de control serán desarrollados de tal forma que pueda ser interpretado
por cualquier técnico, en él se identificaran claramente los circuitos de que está
compuesto, así como el ciclo de funcionamiento de la planta o proceso específico.
3.6.1. Clases de esquemas.
3.6.1.1. Esquema de situación o emplazamiento. En este se indica la ubicación física de cada uno de los elementos que componen el
sistema de control y monitoreo local con relación a los demás componentes.
Esquema de control motor.
Figura 3.6. Sistema de control maquina de tracción motor.
ALIMENTACION TRIFASICA / 220 V
Dispositivos de Protección
Motor
3F
Dispositivo de Maniobra
63
Esquema de control maniobras.
Figura 3.7. Sistema de control y maniobras.
3.6.1.2. Esquema de montaje y conexiones. Estos esquemas representan las conexiones eléctricas entre los elementos integrantes
de la instalación y los del sistema de control y monitoreo.
Esquema multifilar. Son esquemas eléctricos que representan todas las conexiones entre los bornes de un
mismo o de distintos elementos por trazos o líneas independientes.
• En el anexo planos 1/3 se muestra el esquema multifilar diseñado para el
control de motor.
• En el anexo planos 1/4 se muestra el esquema multifilar diseñado para el
control del electro freno.
• Los esquemas multifilares diseñados para el control de maniobras se
muestra en los anexos planos:
• Señales de entrada plano 1/5
• Señales de salida plano 1/6
• Tarjeta de monitoreo plano 1/7
• Seguridad plano 1/8
• Circuitos iluminación 1/9
Sensores
• Contactor • Relés
Controlador Programable
Controles de Actuadores
• Pulsadores • Fines de parada • Micro switch • Selector
Alimentación 110V / 220V
Protección
Seguridades
Interfaz de Operación y Monitoreo
64
Esquema unifilar. Es un tipo de representación más simple, en el cual un trazo único representa un
conjunto de varios conductores, en estos esquemas es necesario colocar referencias
idénticas en los extremos de un mismo trazo, para que quede perfectamente definida
cada una de las conexiones del equipo de control.
Es necesario especificar el marcado de los bornes de cada uno de los elementos, con
objeto de conocer en qué puntos se realizó cada una de las conexiones.
• Para realizar la instalación eléctrica del ascensor nacional se muestra en el
anexo planos 1/10.
3.6.2. Electrificación y cableado.
• Se realizará con conductores diámetro mínimo 1 mm2 para la maniobra y
10mm2 para la alimentación del motor.
• Llevará conductores desnudos fijado mediante terminales y bulones de
bronce a todas las partes metálicas expuestas (máquina, control, cabina,
etc.).
3.7. Características a Considerar en la Elección de los Equipos. En el mercado existen equipos de control y maniobra que posen un sinnúmero de
características con excelentes y excedentes grados de seguridad, lo cual repercute
principalmente en su valor comercial, pero en la elección de los equipos de control
no solo las características técnicas son importantes, sino también hay que hacer un
análisis sistemático previo a su elección, no solo en base a características actuales de
la tarea sino también en base a las necesidades futuras que se puedan presentar en el
sistema actual.
65
3.7.1. Características de los equipos de control.
3.7.1.1. Circuito de fuerza. El grupo tractor para el presente proyecto, controlan un motor que manejan una sola
velocidad ver figura 3.8. El nivel de parada de este modelo de control es muy
impreciso y varía mucho con la carga, pero con un buen ajuste en el sistema de
frenado (zapatas, bobina y resortes del electro freno) tiende a ser mucho menor.
M3 F
Supervisor de Fase
ICM 4002
DESCRIPCION :
e1 Fusible principale2 Rele de falta y sesunecia de
fasee3 Rele de sobre intencidada1 Disyuntor principalCO Contactor principalC1 Contactor subir ascensor C2 Contactor bajar ascensor
a1
e1
e3
C1 C2
C0
e2
3p
3p 3p
3p
3p
3p
a). Diagrama unifilar.
b). Características
torque de carga-velocidad
Figura 3.8. Características del control AC1 para ascensores.
Características elétricas motor ascensor. Los datos de placa del motor FAER se muestran a continuación:
• CV: 3.5
• AMP: Δ 14, Υ 8.1
• VOLT: Δ 220, Υ 380 Hz 60
• GIRI: 1120
• AVV.h: 90
• INT%: 40
66
La potencia debe estar especificada en KW para lo cual podemos emplear la
siguiente equivalencia:
)4987,735(7361 WWCV =
De donde nos queda que:
KWHPCV 345.3 ≅≅
Para efecto de cálculo de los equipos de protección en ascensores, el peso de la
cabina y la mitad de la carga útil quedan compensados por el contrapeso pero por
seguridad se recomienda tomar las características de torque de carga-velocidad para
estimar la potencia efectiva.
Selección del contactor. Para la elección del contactor más adecuado es necesario conocer las siguientes
características:
• Tensión nominal de funcionamiento, en voltios (V).
• Corriente de servicio (Ie) que consume, en amperios (A).
• Categoría de servicio.
Uso en Categoría AC3. “Esta utilización se refiere a los motores de rotor en corto circuito cuya parada se
efectúa cuando el motor se encuentra a velocidad nominal. En el cierre, el contactor
establece la corriente de arranque, que es de 5 a 7 veces la corriente nominal del
motor. En la apertura, corta la corriente nominal absorbida por el motor”6.
AC3 son empleados en: Ascensores, escaleras mecánicas, cintas transportadoras,
elevadores, compresores, bombas, ventiladores, mezcladoras, machacadoras,
centrifugadoras, climatización, refrigeración, válvulas, etc.
6 “Características contactores según su categoría”, www.f-haroldo-pinelli.com.ar/Pagvarias/ContactoresTablaUso.htm
67
Tabla 3.1. Contactores tripolares serie GMC Según tabla 3.1 del fabricante LS esta corriente corresponde a un contactor
ref.GMC18, el cual soporta hasta 18 amperios categoría AC3.
De donde nos queda que la categoría del contactor elegido son:
• Tensión = 220 (V)
• Corriente de servicio = 18 (A)
• Categoría de servicio = AC3 SEGÚN CEI 158-1
Elección relé térmico de protección Para seleccionar un relé térmico de protección existe una norma que es la corriente
de sobrecarga más el 20 % lo que equivaldría a:
14 x 1.2 = 16.8 (A)
68
Tabla 3.2. Relés térmicos tripolares diferenciales serie GTK.
Corresponde según tabla 3.2 un relé térmico LS, ref.GTK-22 en rango de corriente
de 12 a 18 amperios.
Selección de la protección relé magnética por corto circuito. Según tabla LS DISYUNTORES PARA MONTAJE EN RIEL DIN TIPO BKM
Para una corriente de 16.8 amperios, se selecciona un interruptor Magnético
ref.BKM-3-20, el rango de relé térmico a asociar al circuito está entre 12 y 18
amperios.
Selección del calibre de cable de fuerza. Para una corriente nominal de 16.8 amperios según tabla 3.3 de selección de
conductores corresponde a un calibre AWG 12.
69
Tabla 3.3. Selección del calibre de cable de fuerza.
Según la potencia y el consumo nominal las protecciones del sistema de fuerza para
los circuitos de control para el motor del ascensor se presentan en la tabla 3.3.
Descripción Consumo (A) Función
Disyuntor Trifásico 32 Protección
Relé térmico 12 – 18 Protección térmica
Contactor 220V 22 Seguridad
Contactor 220V 22 Control Asc. /Des.
Contactor 220V 18 Control electro freno
Relé falta y secuencia fase 1 Protección
Tabla 3.4. Características de los elementos de control y protección.
3.7.1.2. Circuito de control y maniobra.
3.7.1.2.1. Protección circuito de control y maniobra. Para el circuito de control nos serviremos de la línea de alimentación de 110VAC, se
selecciono el disyuntor monofásico 6A, que es recomendado por el fabricante.
70
3.7.1.2.2. Selección del controlador lógico programable. Para la selección del controlador lógico programable a nivel comercial los
parámetros principales a tener en cuenta son:
• Fuente de alimentación.
• Módulos de entrada digitales (todo o nada), analógicos (continuos).
• Módulos de salida digitales, analógicos.
• Elementos de bus y de red (comunicación), TC-IP o RS-232 / RS-485.
• Unidad central de proceso (CPU). Scan _ time, consumo de memoria del
programa y de datos.
• Lenguaje de programación (diagrama de escaleras, KOP; Compuertas
lógicas, FUB; lista de instrucciones, AWL).
• Costo: Aunque un ascensor no es una aplicación muy sensible al costo
pero se busca optimizar las tareas para disminuir los costos finales del
tablero.
Fue
nte
de a
limen
taci
on
Entradas
Salidas
C PU
b2...7
IN .1...IN .6
X11....
X10
IN .7....IN .12
b8...14
X18...
IN .13 IN .14
d4 C3
X9
L1
N
1
2
e1
C O MC O M
A 1
A 2
X1
X2
d1...3 h1..6
O U T0...2 O U T3...8 O U T9...12
X27...X25...
-+Fuente 5 VD
b2...7
X1
X2
h1..6
C O M
Cabina Pasillo
Cabina Pasillob1
X1
X10
IN .0
Figura 3.9. Circuito unifilar de sistema de control y monitoreo.
71
El controlador lógico programable seleccionado deben tener un número mínimo de
16 entradas digitales y 16 salidas tipo relay, en la figura 3.9 se muestra el circuito de
control y maniobra unifilar.
El sistema de control diseñado dispone de un controlador lógico programable
DELTA, este satisface las necesidades de diseño, en la tabla 3.5 se indican las
características del controlador lógico programable seleccionado DVP-32ES00.
Tabla 3.5. Características eléctricas PLC Delta.
Fuente de alimentación circuito entradas. En la tabla 3.6 se muestran las especificaciones eléctricas de los puntos de entrada,
los sensores requieren una a fuente de alimentación (24VDC), la fuente debe ofrecer
una separación eléctrica segura. Para lo cual se selecciono la fuente interna del PLC
Tabla 3.6. Especificaciones eléctricas IN PLC DELTA
72
Fuente de alimentación circuito salidas. En la tabla 3.7 se muestran las especificaciones eléctricas de los puntos de salida, la
fuente para alimentar los circuitos de salida emplea un transformador de 220V/24V
a 2A que tiene derivación central, debido a que las salidas solo necesita controla:
• Relés 24 VAC (requiere solo el transformador).
• Control tarjeta monitoreo 5VDC (requiere fuente).
Tabla 3.7. Especificaciones eléctricas de los puntos de salida
3.7.1.2.3. Entradas y salidas que maneja el sistema. En la tabla 3.8, se definen las entradas que se encuentran conectadas al autómata y se
describen los elementos que conforman el ascensor nacional.
Descripción IN
PLC
Características
Símbolo Descripción
Selector X11 S ON=24V , OFF=0V
Pulsador subir revisión --- P↑ ON=24V , OFF=0V
Pulsador bajar revisión --- P↓ ON=24V , OFF=0V
Interruptor llave --- LV ON=24V , OFF=0V
Sensor peso --- CP 24V=sobrepeso , 0V=
Señal freno --- FF Señal=24V, no señal 0V
Señal puertas X12 SP abierta=24V,cerrada = 0V
Señal cont. seguridad --- CS Func.=24V, No func.=0V
Pulsador Sub suelo X13 P0 Pulsado=24V, suelto 0V
Pulsador Piso 1 X14 P1 Pulsado=24V, suelto 0V
Pulsador Piso 2 X15 P2 Pulsado=24V, suelto 0V
Pulsador Piso 3 X16 P3 Pulsado=24V, suelto 0V
Pulsador Piso 4 X17 P4 Pulsado=24V, suelto 0V
Pulsador Piso 5 X0 P5 Pulsado=24V, suelto 0V
73
Final carrera Sub suelo X1 U0 Contacto=24V, no contacto 0V
Final de carrera Piso 1 X2 U1 Contacto=24V, no contacto 0V
Final de carrera Piso 2 X3 U2 Contacto=24V, no contacto 0V
Final de carrera Piso 3 X4 U3 Contacto=24V, no contacto 0V
Final de carrera Piso 4 X5 U4 Contacto=24V, no contacto 0V
Final de carrera Piso 5 X6 U5 Contacto=24V, no contacto 0V
Relé falta/secuencia fase X10 RFSF Func.=24V, No func.=0V
Tabla 3.8. Señales de entrada.
La máquina de tracción, los circuitos de control y monitoreo se controla a través del
autómata mediante sus salidas que controlan relés auxiliares, luces piloto que
conectan a la red de modo que gire en un sentido u otro, la descripción de salidas se
describen en la tabla 3.9.
Descripción OUT.
PLC
Características
Símbolo Descripción
Relé auxiliar revisión Y0 d1 24V= inspección, 0V=automático
Relé auxiliar subir Y1 d2 24V= giro horario, 0V=paro
Relé auxiliar bajar Y2 d3 24V= giro anti horario, 0V=paro
Relé auxiliar luz cabina Y3 d4 24V= on luz cabina , 0V=off luz
Luz piloto sub suelo Y10 L1 110V= on, 0V=off
Luz piloto Piso 1 Y11 L2 110V= on, 0V=off
Luz piloto Piso 2 Y12 L3 110V= on, 0V=off
Luz piloto Piso 3 Y13 L4 110V= on, 0V=off
Luz piloto Piso 4 Y14 L5 110V= on, 0V=off
Luz piloto Piso 5 Y15 L6 110V= on, 0V=off
Flecha subir C1 ↑ 110V= ↑, 0V=off
Flecha bajar C2 ↓ 110V= ↓, 0V=off
Display A Y4 D1 5V= A, 0V=off
Display B Y5 D2 5V= B, 0V=off
Display C Y6 D3 5V= C, 0V=off
Display D Y7 D4 5V= D, 0V=off
Tabla 3.9. Señales de salida.
74
3.7.1.3. Tarjeta de monitoreo
Fuente de alimentación tarjeta de monitoreo. La fuente es bipolar +5 VDC, utiliza un regulador estándar positivo 7805 conectados
con otros componentes como se muestra en la figura.3.10, este regulador puede
generar 1.5 A, pero requeriría un disipador de calor.
C1100uF
C210uF
1 A
D2Led
Vi VoAdj
1 3
2FusibleU1
7805
12 VAC
12 VAC
- V + V
+ V
- V GND
+ 5VDC
R3330
Figura 3.10. Circuito de la fuente de alimentación.
Esquema tarjeta de monitoreo. El sistema de monitoreo, se basa en eventos y alarmas porque en el ascensor ocurren
eventos que requieren de la forma más rápida y sencilla ser solucionados
dependiendo del tipo de evento solo por los usuarios o por el personal técnico.
- 0Vdc
+ 5Vdc
INDICADOR DE POSICION Y FALLOS
O.4
U7U6U5U4U3U2U1
U4U3U2U1
TARJETA MONITOREO
O.3O.2O.1
U8
Figura 3.11. Tarjeta de monitoreo.
En la figura 3.11 se muestra un esquema de la tarjeta de monitoreo, la información
mostrada servirá para que se tomen los correctivos necesarios si fueren el caso, será
como tener un técnico trabajando las 24 horas en el ascensor.
75
El establecer un sistema de monitoreo más complejo mejoraría la operabilidad del
ascensor, pero se tendría un sistema más elaborado y sus costos encarecerán el costo
final del equipo. En base a los requerimientos del equipo se presenta en la tabla 3.10
de los materiales necesarios para la armar el sistema de control y maniobras del
ascensor nacional.
Cant. Descripción Función
1 Disyuntor monofásico 6A Protección PLC.
1 PLC DVP-32ES00 16/16 Control maniobras
1 Transformador 220/ 24V con tap. Control relés y fuente
1 Fuente 5 VDC Alimentación
4 Relés 8 pin + base Auxiliares Control
2 Tarjeta monitoreo e indicador digital Seguridad y reparación
Tabla 3.10. Materiales sistema de control y maniobras.
3.7.1.4. Protección servicios generales. Para estimar esta protección se deben analizar todos los circuitos que forman parte de
cada una de estas protecciones.
Circuito tarjeta de monitoreo.
L2
L1
31
42
e1
N
a3
T1FUENTE
5 VDC
TARJETA DE MONITOREO
0Vac
24VacXF1
XF2
X0
12Vac
0Vac
12Vac+5Vdc
+0Vdc
Figura 3.12. Circuito tarjeta de monitoreo.
Cant. Descripción Corriente (A)
1 Transformador 220/24 con tap. central 2
1 Fuente 5VDC 0,5
1 Tarjeta de monitoreo 0,3
Tabla 3.11. Consumo circuito de monitoreo.
76
Circuito luz piloto.
X24 XF1out plc-8
X25out plc-9
X26out plc-10
X27out plc-11
X28out plc-12
X29out plc-13
CO
M2.
PLC
X
O
X23 e3h1 / 2WLuz Piloto Cabina P1
Luz Piloto Pasillo P1
Luz Piloto Cabina P2
Luz Piloto Pasillo P2
Luz Piloto Cabina P3
Luz Piloto Pasillo P3
Luz Piloto Cabina P4
Luz Piloto Pasillo P4
Luz Piloto Cabina P5
Luz Piloto Pasillo P5
Luz Piloto Cabina P6
Luz Piloto Pasillo P6
h2 / 2W
h3 / 2W
h4 / 2W
h5 / 2W
h6 / 2W
h7 / 2W
h8 / 2W
h9 / 2W
h10 / 2W
h11 / 2W
h12 / 2W
Figura 3.13. Circuito luz piloto.
Cant. Descripción Corriente unid.
(mA)
Corriente total.
(mA)
Fusible (e3)
(A)
12 Bombillo bayoneta
incandescentes 130V
15 180 3
Tabla 3.12. Consumo de corriente circuito luz piloto.
Circuito Relays encapsulados.
d1 24Vout plc-0
d2out plc-1 d1
24V
X5...
.. 0V
e2
d3
X6
A2
A2
A2A1
A1
A1
out plc-2
b22
b23
Pulsador revisión subir
Pulsador revisión bajar
Rele auxiliar revisión
d4
X7
A2A1
out plc-3
Rele auxiliar subir
Rele auxiliar bajar
Rele auxiliar luz
d1
Figura 3.14. Circuito relays encapsulados.
77
Cant. Descripción Corriente unid.
(mA)
Corriente total.
(mA)
Fusible (e2)
(A)
4 Relays encapsulados
CAMSCO 8 pin/24Vac
32 128 2
Tabla 3.13. Consumo de corriente circuito relays encapsulados.
Circuito iluminación cabina y circuito de emergencia. Según normas debe existir una fuente de alimentación eléctrica de emergencia, de
recarga automática capaz de alimentar, una lámpara de 1W durante 1 hora, que debe
conectarse automáticamente desde el momento que falla el suministro.
Alarma cabina
Bateria+
-
A
+
-
Luz cabina
Luz emergencia -
Alarma emergenciaA
X0X40XF1
X41
e4 Toma corriente auxiliar
d4
X0
4 W
120 W
60 W
25 W
1 W
0.5 W
Figura 3.15. Circuito servicios generales 3.
Cant. Descripción Potencia (W)
1 Iluminación de la cabina 60
1 Toma de corriente en techo de cabina 120
1 Circuito de emergencia 4
Tabla 3.14. Potencias de corrientes de alumbrado y circuito de emergencia.
3.8. Diseño de los Cuadros de Control y Maniobra. Para configurar el programa del sistema de control para ascensores nacionales se
debe tener en cuenta las características técnicas y evaluar los dispositivos de
seguridad que lo conforman como:
78
• Número de paradas
• Tipo de accionamiento del motor: 1 velocidad, 2 velocidades con o sin
resistencias para pasar a velocidad reducida, regulados.
• Tipo de puertas: manuales, semiautomáticas o automáticas
• Número de accesos en la cabina (con el lado de apertura de las puertas)
• Reenvío automático
• Servicio para minusválidos
• Intervalo entre la llegada y la sucesiva puesta en marcha
• Intervalo para invertir el sentido de marcha
• Tiempos de recorrido a alta velocidad y frenado
• Servicio de inspección
• Llamada preferencial
• Encendido de las flechas: en fase de frenado o durante todo el recorrido.
3.8.1. Funcionamiento del sistema
3.8.1.1. Tipo de maniobra. De acuerdo a las especificaciones que presenta el ascensor nacional, se a
seleccionada la maniobra colectiva de ascenso/descenso, porque atiende todas las
llamas, de acuerdo a la dirección con que viaja el ascensor hacia su planta de destino.
3.8.1.2. Estado inicial. Inicialmente, la cabina deberá de quedar estacionada en la planta baja o en el piso
principal recomendado por el usuario, con la puerta cerrada y el motor desactivado.
Ninguna puerta deberá estar abierta.
3.8.1.3. Condición o situación estable. Después de atender una petición (desplazarse a otra planta, abrir o cerrar las puertas)
el programa de mando considerará que el sistema está en una situación estable si:
79
• La cabina está detenida en un piso,
• El motor de la cabina está desactivado,
• La puertas están cerradas,
• Estando en situación estable, se puede atender otra petición. Si no está en
situación estable y se produce una petición, se recordará para ser atendida
cuando pase a una situación estable.
3.8.1.4. Movimiento de la cabina. Mientras la cabina está en reposo, tendrá la puerta cerrada. Al ponerse en
movimiento se realizará las siguientes operaciones:
• Se espera a recibir una petición. Si la petición es de la misma planta en la
que se encuentra la cabina, se pueden abrir las puertas y la luz de cabina se
enciende espera 180 segundos y se apaga.
• Se pone en movimiento con su velocidad nominal. Hasta detectar el micro
switch correspondiente de la planta solicitada, en cuyo caso el ascensor se
detiene.
• El interruptor STOP activado o las puertas no están cerradas. El ascensor
no puede moverse.
3.8.1.5. Cierre de las puertas. Cuando se abren y se cierran las puertas (manuales o automáticas), espera 10
segundos, para aceptar una petición.
3.8.1.6. Interruptor STOP. Si se activa el interruptor STOP de la botonera interior de la cabina, se detiene ésta
inmediatamente (no afecta a la apertura/cierre de las puertas).
Cuando se desactiva el interruptor, se continúa con la operación que se estaba
realizando antes de su detención.
80
3.8.1.7. Visualizaciones. En un display luminoso dentro como fuera de cabina se visualiza en todo momento el
estado óptimo o de falla del ascensor, además en el piso principal se encuentra un
indicador luminoso que informa el sentido del movimiento del ascensor.
3.8.2. Desarrollo del programa de control y maniobra. La estructura del programa de permitirá operar con todas las combinaciones posibles
de movimientos del ascensor (bajar una planta, bajar más de una planta, subir una
planta, etc.), el funcionamiento del ascensor debe ejecutarse priorizando seguridades,
modo inspección/automático y control de maniobras.
Figura 3.16. Diagrama de flujo general para el sistema de control y monitoreo.
En la figura 3.16 se muestra un diagrama de flujo general para el ascensor nacional,
que está desarrollado en base a algoritmos de control simples pero con altos grados
de seguridad tratando de optimizar costos de tal manera que se pueda lograr un
funcionamiento eficiente.
Inicio
Chequeo Seguridades
Control Maniobras
Modo inspección/automático
Desactivadas
Activadas
Automático
Ascensor
Subir / Bajar / Parar
Monitoreo
Inspección
81
3.8.3. Chequeo seguridades. En la figura 3.17 se muestra el diagrama de flujo de las condiciones de seguridad
para que el ascensor entre en funcionamiento.
Figura 3.17. Diagrama de flujo chequeo seguridades.
3.8.4. Modo inspección/automático. En la figura 3.18 se muestra el diagrama de flujo del modo inspección o automático,
el sistema dispone de un selector que indica el modo manual o automático y dos
pulsadores para manejarlo manualmente.
Figura 3.18. Diagrama de flujo modo inspección/automático.
Modo inspección/automático
Chequeo Puerta
Abierta
Cerrado
Ascensor Subir / Bajar
Espera y Para ascensor
Chequeo Seguridades
Inicio
Selector modo inspección
Pulsador revisión 1 Pulsador revisión 2
Chequeo Seguridades
Contacto micro peso cabina
Contacto limitador de velocidad
Circuito de secuencia, fallo de fase
Relé térmico
Pulsador de emergencia
Final de carrera inferior
Final de carrera superior Inicio
82
3.8.5. Control maniobras. Una vez inicializado, el programa se debe chequeara el estado de los fines de carrera
que posterior mente se mostrará en la tarjeta de monitoreo el Nº correspondiente en
el display, además verifica si se ha presionado algún pulsador, y en ese caso se
ejecutará un sub programa que verificara si está o no el ascensor en el piso
seleccionado.
A partir del valor del estado del pulsador el sistema decidirá si se ejecutará una
secuencia para subir o para bajar, mientras que en cada paso de dicha secuencia se
comprobará si se ha llegado a destino.
3.8.5.1. Llamadas y memorización. Según como se va pulsando desde la cabina o pasillo, el autómata (PLC) guarda cada
llamada en una memoria y las ejecutara de manera ascendente y descendente según
el ciclo que lleve.
En la figura 3.19 se muestra el diagrama de flujo para el modo automático, las
llamada se atienden priorizando las peticiones que están en dirección al coche, el
algoritmo está diseñado de tal manera que se puedan maximizan el rendimiento
coordinando las operaciones, logrando acelerar la atención de llamadas.
3.8.5.2. Posicionamiento del ascensor. El sistema utiliza sensores tipo micros switch (conectados normalmente cerrado) por
piso y sobre cabina un accionamiento mecánico para que activen los micros switch,
en el anexo 3 se muestra el programa del controlador lógico programable en ladder.
83
Figura 3.19. Diagrama de flujo maniobra de control.
3.8.5.3. Monitoreo. El sistema de monitoreo se manejara en base a códigos de operación o códigos de falla
con señales binarias con 4 bits, optimizado la utilización de las salidas del controlador
lógico programable.
Inicio
Chequeo Seguridades
Posición Ascensor
Modo inspección/automático
Desactivadas
Activadas
Pulsador llamada
Automático
Inspección
No existe
llamada
Está en el piso de llamada
Llamada
Chequeo Puerta
No está en el piso de llamada
Abierta
Cerrado
Retardo
Chequeo Sobre peso
No
Si Indicador sobrepeso
Espera y Para ascensor
Monitoreo Control Maniobras
Chequeo sensores micros de pisos
Memoriza llamada D i
Ascensor Subir / Bajar
84
Códigos de operación. Este código indica que el ascensor está funcionando correctamente, muestra los niveles
de cada piso según su posición dentro del pozo, según se describe en la tabla 3.15.
Código
de fallos
Display Indicador
fallo
Descripción
0 0 0 0 Off Ahorro energía Ahorro energía
0 0 0 1 F1 SB Display SB
0 0 1 0 F2 PB Display PB
0 0 1 1 F3 P1 Display P1
0 1 0 0 F4 P2 Display P2
0 1 0 1 F5 P3 Display P3
0 1 1 0 F6 P4 Display P4
Tabla 3.15. Códigos de operación
Códigos de falla. Estos códigos indica avería, según su señal binaria descrita en la tabla 3.16, esta avería
puede ser del parcial, solucionable al cerrar una puerta por ejemplo o total debe ser
solucionada por personal técnico requiere un cambio de algún elemento.
Código
de fallos
Display Indicador
fallo
Descripción
0 1 1 1 F1 Fallo 1 Avería micro puerta
1 0 0 0 F2 Fallo 2 Avería inspección
1 0 0 1 F3 Fallo 3 Avería falla de fase
1 0 1 0 F4 Fallo 4 Avería micros
1 0 1 1 F5 Fallo 5 Avería seguridades
1 1 0 0 F6 Fallo 6 Avería opcional 1
1 1 0 1 F7 Fallo 7 Avería opcional 2
1 1 1 0 F8 Fallo 8 Avería opcional 3
1 1 1 1 F9 Fallo 9 Avería opcional 4
Tabla 3.16. Códigos de falla
85
3.9. Mantenimiento. El mantenimiento de un ascensor independiente si es nacional o importado debe
abarcar un chequeo sistemático tanto el sistema mecánico, eléctrico y electrónico
debido a que todas estas son de vital importancia en el momento en que entran a
funcionar.
Establecer todos los puntos de mantenimiento resulta de cierta forma algo
complicado por el sin número de componentes y el tiempo que demoraría el chequeo
solo de una sección del mismo, pero se pueden establecer márgenes mínimos de
chequeo para los componentes del ascensor ver anexos hoja de mantenimiento,
estableciendo un mantenimiento preventivo.
3.9.1. Rutinas de mantenimiento. En las tablas que se presentan a continuación se indican las frecuencias de las rutinas
de mantenimiento que deberán cumplirse para mantener operativos y en optimas
condiciones el ascensor.
3.9.1.1. Sistema de guiado.
Rutinas Frecuencia
Mensual Semestral Anual
Revisión y ajuste de paragolpes (resortes,
anclajes) X X X
Lubricación de guías de cabina. X X X
Limpieza y lubricación de guías de contrapeso. X X X
Revisión guiadores de cabina. X X X
Revisión guiadores de contrapeso. X X X
Limpieza de guías de cabina. X X
Tabla 3.17. Sistema de guiado.
86
3.9.1.2. Sistema de mando
Rutinas Frecuencia
Mensual Semestral Anual
Revisión y ajuste de tableros de comando o control
de maniobras y de sus elementos componentes. X X X
Revisión de botoneras de cabina. X X X
Revisión de botoneras exteriores. X X X
Revisión indicadores de piso (flechas, etc.) y
carteles reglamentarios en cabina. X X X
Revisión eléctrica del sistema de paracaídas. X X X
Revisión instalación eléctrica del pasadizo y
cabina. X X X
Revisión del sistema de parada en emergencia. X X X
Revisión del sistema de alarma de emergencia. X X X
Revisión del sistema de luz de emergencia. X X X
Revisión iluminación de cabina. X X X
Constatar estado de desgaste y tensión del cable
de maniobra, particularmente su aislamiento. X X
Revisión del registrador de parada en los pisos. X X X
Tabla 3.18. Sistema de mando.
3.9.1.3. Cabina
Rutinas Frecuencia
Mensual Semestral Anual
Revisión y ajuste de pantalla de defensa de la
cabina (guarda pié). X X X
Revisión y ajuste de borde de seguridad (puertas). X X X
Nivelación de parada de cabina en pisos. X X X
Tabla 3.19. Cabina.
87
3.9.1.4. Sistema de tracción
Rutinas Frecuencia
Mensual Semestral Anual
Lubricación conjunto máquina de tracción. X X X
Revisión y ajuste de regulador o limitador de
velocidad. X X X
Revisión y ajuste del sistema de freno. X X X
Revisión y ajuste de cerraduras de puertas
exteriores X X X
Revisión del estado de puertas exteriores. X X X
Revisión agujeros de destrabe de puertas
exteriores X X X
Verificar y ajustar distancia entre puertas
exteriores y cabina. X X X
Engrase de poleas de regulador o limitador de
velocidad. X X X
Engrase de poleas de tracción. X X X
Revisión ventilación sala de máquinas. X X X
Constatar estado de desgaste y tensión de los
cables de tracción. X X X
Revisión de corte del regulador o limitador de
velocidad. X X X
Constatar estado de desgaste y tensión de los
cables del regulador o limitador de velocidad. X X
Revisión y prueba del sistema de paracaídas (caja
de cuñas y accesorios). X X
Revisión traba de seguridad en lingotes de
contrapeso. X X
Tabla 3.20. Sistema de tracción.
88
3.9.1.5. Limpieza
Rutinas Frecuencia
Mensual Semestral Anual
Limpieza de sala de máquinas X X X
Limpieza de fosa X X X
Limpieza de techo de cabina X X X
Tabla 3.21. Limpieza.
89
CAPITULO IV. PRUEBAS Y RESULTADOS.
4.1. Introducción. Con el fin de comprobar el optimo funcionamiento del sistema de control y
monitoreo diseñado el equipo se sometió a pruebas de la cuales se han establecido
tablas de comparación entre el sistema anterior y el sistema actual, esta sección se
orienta a verificar los resultados obtenidos con el fin de demostrar su correcto
funcionamiento, cabe recalcar que la tecnología suma nuevos dispositivos con
sistemas cada vez más seguros pudiéndose adaptar fácilmente al sistema de control y
monitoreo desarrollado.
4.2. Evaluación del Sistema de Control y Monitoreo.
4.2.1. Reparación. La reparación debe enfocarse en mantener el ascensor parado por cualquier tipo de
fallo el menor tiempo posible, brindando a los usuarios que lo utilizan un servicio de
calidad.
Criterios
Modo de acción
Sistema de control del Ascensor
Sistema anterior Sistema actual
Localización de
avería.
Es más elaborado y
tedioso.
Se soluciona más fácilmente.
Tiempo de
reparación.
Requiere mucho más. Requiere menos.
Fallos. Es más propenso a sufrir.
Es propenso a sufrir fallos pero
con el sistema de monitoreo se
hace más fácil su reparación.
Tabla 4.1. Pruebas de reparación.
90
4.2.2. Seguridades. Es un factor muy importante dentro de un sistema de transportación vertical de
personas, porque según normas y personal técnico especializado sostienen que se
debe invertir en seguridades tanto dentro como fuera del ascensor, porque al final no
es importante ahorrar dinero, lo más importante es salvar vidas.
Criterios
Modo de acción
Sistema de control del Ascensor
Sistema anterior Sistema actual
Fallo en la energía
eléctrica.
Para el equipo.
Para el equipo
Funciona luz emergencia
Funciona alarma emergencia
Se opera la maniobra de socorro.
Fallo en los micros
switch de paradas.
Funciona el equipo. Para el equipo.
Se visualiza fallo en el indicador.
Fallo en los micros
switch de seguridad.
Funciona el equipo. Para el equipo.
Se visualiza fallo en el indicador.
Fallo en los micros
switch de puerta.
Para el equipo
hasta que se cierre
la puerta.
Para el equipo hasta que se cierre la
puerta.
Se visualiza en el indicador.
Fallo sobre peso. Funciona el equipo. Para el equipo hasta que se aliviane
la carga.
Se visualiza fallo el indicador.
Fallo en todos los
micros.
Funciona el equipo. Para el equipo hasta que se solucione
la avería.
Se visualiza fallo en el indicador.
Tabla 4.2. Pruebas de seguridad
91
4.2.3. Instalación.
Sistema anterior Sistema actual
Es más complejo. Más sencillo.
Mayor numero de cables por circuito. Menor número de cables por circuito.
Tablero de control complejo
dependiendo el número de pisos.
Tablero de control simple para
cualquier número de pisos.
Económico. Poco más caro que sistemas
tradicionales.
Tabla 4.3. Instalación.
4.2.4. Control de la carga. Según normas se recomienda que el ascensor no funcione cuando exista sobre peso
en cabina, para implementar este dispositivo se deben tomar en cuenta:
• Instalación y ubicación.
• Comercialización.
4.2.4.1. Sensor para cable de tracción. El Sensor ha sido desarrollado para medir la fuerza ejercida en el cable de tracción,
no produce fricciones ni desplazamientos a lo largo del cable. Se pueden instalar sea
cual sea la distancia de los cables.
Figura 4.1. Sensor para cable de tracción LMC.
92
4.2.4.2. Sensor para bancada de motor. Es un sensor formado por células de carga diseñadas para instalar en la bancada del
motor, en base a la presión ejercida, es muy sencillo. Se puede instalar y conectar a
cualquier equipo.
Figura 4.2. Sensor para bancada de motor CCP.
4.2.4.3. Sensor para cabina. Son celdas de carga que se instalan bajo cabina. Se conecta a unidades de control
dependiendo de la serie y el modelo. Es posible instalar hasta 8 celdas en paralelo
por toda la cabina o se instalan en el centro.
Figura 4.3. Sensor para cabina CAB.
Localmente no existen lugares que comercialicen este tipo de sensores, además para
la instalación se requiere un previo estudio y diseño mecánico, por lo que el diseño
del sistema no contara con el control de peso para bloquear el ascensor pero en un
futuro si se hace un estudio se puede adaptar fácilmente.
93
4.3. Mantenimiento. El mantenimiento debe mantener en óptimas condiciones el equipo de transportación
vertical, garantizando un alto grado de funcionamiento disminuyendo fallos. En base
a la experiencia y personal técnico especializado en modelos de ascensores
nacionales e importados, se pueden establecer hojas modelo para realizar el
mantenimiento del sistema de control y monitoreo del ascensor implementado ver
anexo hojas de mantenimiento.
Correctivo. Con el sistema actual esta parte del mantenimiento es mucho más simple porque
dispone de un indicador digital que muestra el tipo de fallo o a su vez el elemento de
control eléctrico que se debe reemplazar.
Preventivo. El sistema de control actual no puede establecer por si solo un mantenimiento de este
tipo, requiere de personal técnico que este verificando en forma permanente y
sistemática todos los elementos, para detectar el momento estimado de desgaste de
los elementos eléctricos para posterior su reemplazo, antes de que produjese su total
avería.
Por ejemplo en una cerradura o chapa mecánica resulta complicado establecer un
rango de vida útil, se procede a su reemplazo cuando se deteriora, lo que podría
originar en algunos casos que la puerta se pueda abrir sin estar el ascensor en el piso,
pero se puede anticipar con un mantenimiento adecuado.
4.1. Evaluación de Costos. La presente tiene como objetivo cuantificar el valor económico del sistema de
control implementado y compararlo con sistemas importados.
94
En las tablas que se encuentran a continuación se tiene los costos unitarios y totales
de los elementos empleados y las cantidades utilizadas.
Materiales montaje e instalación tablero de control. El análisis económico en su primera parte, pretende obtener los costos de la
elaboración del tablero de control, costos totales de todos los elementos utilizados
según los diagramas presentados en el capítulo 3.
Cant. Descripción Precio Unit. Precio Total
1 Disyuntor Trifásico 32A 23 23
1 Relé térmico 12 – 18 42 42
3 Contactor GMC 22 A / 220V 37 111
1 Contactor GMC 18 A / 220V 30 30
1 Relé falta y secuencia fase 63 63
1 Disyuntor monofásico 6A 6 6
1 PLC 16/16 Delta 390 390
1 Transf. 220/ 24V con tap. 5 5
1 Fuente 5 VDC 5 5
4 Relés 8 pin + base 5 20
3 Canaleta 30x40 ranulada 3 9
2 Tarjeta monitoreo e indicador 35 70
1 Fusible (e2) 0,5 A 1 1
1 Fusible (e3) 0,5 A 1 1
1 Fusible (e4) 1A 1 1
1 Iluminación emergencia 35 35
TOTAL : 812
Tabla 4.4. Resumen lista de materiales tablero de control.
El cálculo total de los materiales para tablero de control, es la suma de todos los
componentes dando un total de $ 812.
95
Materiales montaje e instalación eléctrica. Para implementar el sistema de control y monitoreo es necesario elementos nuevos
adicionales, pero se pudieron aprovechar elementos existentes y que no hayan sido
desgastados por el uso, en la tabla 4.5 se detalla los materiales empleados.
Cant. Descripción Precio Unit. Precio Total
5 Cable flexible Nº 18 18 90
1 Bases micro seguridad 5 5
1 Fin de carrera (antena) 30 30
20 Pernos 5/32” 0,5 10
5 Anillado metálico 1/2 ” 1,6 8
30 Tacos y tornillos F6 0,8 24
20 Amarras plásticas 15 ctm 0,2 4
10 Espiral plástica 1/8 0,5 5
12 Bombillo bayoneta 2W/15 mA 1 12
TOTAL : 188
Tabla 4.5. Resumen lista de materiales instalación eléctrica.
Costo total del sistema de control y monitoreo. Para obtener el costo total es necesario considerar la mano de obra, tanto en la
elaboración del tablero que tomo 4 días laborables, y el montaje que tomo 3 semanas.
Descripción C. Total
Materiales sistema de control optimizado (tablero) 812
Montaje e instalación eléctrica 188
Mano de obra tablero 200
Mano de obra instalación y pruebas 500
TOTAL: 1700
Tabla 4.6. Costo total del sistema de control y monitoreo.
96
Comparación de costos con otros equipos. La optimización y modernización de equipos, incluye un reemplazo total del sistema
de control eléctrico y mecánico, reemplazando botoneras exteriores e interiores en
cabina, provisión de indicadores de piso con lectura de información, reemplazo
completo de las viejas instalaciones eléctricas del ascensor, convirtiendo el ascensor
en uno de alta tecnología con mejores prestaciones.
Empresa consultada modernización
Ascensor 6 pisos 340kg (V3F)
Costo
($)
Thyssen Krupp (Thyssen) 15.000
Mitsubishi (Coheco) 20.000
Tabla 4.7. Costo modernización empresas locales.
En la tabla 4.7 se puede apreciar los valores relativos de los costos que implicarían
por medio de empresas internacionales realizar una modernización, esta primera
comparación se hace referencia a cuyo precio y características se consulto al personal
técnico que laboran en dichas empresas.
Como se puede ver en las tablas anteriores, los costos son inferiores al sistema de
control y monitoreo diseñado e implementado que asciende a $1700, sin embargo
los componentes empleados se adquirieron a precio unitario, mientras que los
fabricantes de ascensores compran los materiales al por mayor y poseen una
capacidad instalada para el desarrollo de nuevos equipos tecnológicos, pudiendo en
cierta forma reducir aun mas los costos e invertir en implementar nueva tecnología.
97
CONCLUSIONES
• El sistema de control eléctrico desarrollado cumple en gran medida con
normas y estándares internacionales. A la vez garantiza que el sistema mejore
la funcionalidad del equipo permitiendo conocer el estado del ascensor con
un aviso de fallas para su operación, mantenimiento o reparación.
• Con la implementación del sistema de control se logro identificar las falencias
presentes en equipos ascensores de fabricación nacional, pero con el
desarrollo del presente proyecto se logro mejorar el sistema actual reduciendo
tiempos de paralización por fallos.
• Con un sistema de control y monitoreo nacional se pueden lograr productos
de alta tecnología a un precio competitivo y de esta forma colocarnos a la
vanguardia con los sistemas de control importados. Los ascensores de
fabricación nacional, representan una gran ayuda porque sus costos en
comparación a los equipos importados resultan accesibles para todo nivel
social y pueden adaptarse a las necesidades de los usuarios permitiéndoles
tener una vida más fácil.
• El software de control diseñado e implementado obedece aun un diseño
flexible por lo que se da cabida a que sea fácilmente adaptable a
actualizaciones, modificaciones en función de nuevos requerimientos y
normas cuando la aplicación lo requiera, que a diferencia de los equipos
importados se debe realizar un cambio total, haciendo el sistema más costoso.
• Este sistema de control se puede adaptar a configuraciones de maniobra
colectiva, selectiva simplex en ascenso y descenso, o maniobra colectiva
simplex en descenso, o para maniobra dúplex, adicionalmente se le pueden
programar funciones para llamada preferencial, retorno automático, espera
con puerta abierta o cerrada (sistema con puertas automáticas) y maniobra
para discapacitados, mediante la reestructuración del programa base.
98
• El programa de control desarrollado es simple pero con altos grados de
seguridad, pero resultó realmente complejo en el momento de realizar la
memorización en caso de presionar más de un pulsador a la vez. Se logro la
optimización del programa mejorando el estado actual del equipo.
• Con la innovación del sistema de monitoreo se mejoro la funcionalidad del
ascensor ante fallos debido a que la mayor parte de averías en los ascensores
nacionales son simples, por lo que la mejor manera de solucionar la avería en
base a criterios técnico es mediante un indicador que permita conocer el
estado del equipo facilitando su operación, mantenimiento o reparación, y
permitan a los pasajeros controlar su viaje mientras se les informa acerca de
su posición.
• Con el nuevo sistema se pudieron establecer requisitos de seguridad para
ascensores nacionales con el fin de garantizar su funcionamiento incluso en
condiciones de avería y fallo de la energía eléctrica instalando una batería de
emergencia sobre cabina, que en caso de un corte de energía eléctrica
facilitara la detección y rescate de personas atrapadas si fuese el caso.
• Basándonos en el funcionamiento del sistema de control y monitoreo
desarrollado se puede concluir, que tanto el diseño eléctrico como el diseño
del software están dentro de las normas y especificaciones que plantea a nivel
local por el INEN.
• Al implementar el sistema se opto por la utilización de la señalización de
código tradicional con ligeras modificaciones, por lo que no fue necesario
realizar una nueva infraestructura de códigos en los bornes del tablero de
maniobras.
• El tablero de maniobra del ascensor para el sistema control fue construido
con materiales que se pueden encontrar fácilmente en el mercado nacional,
dejando la posibilidad abierta para futuras mejoras en el diseño actual.
99
• Con el desarrollo del presente proyecto se pueden ver los diversos modelos
para equipos de transportación vertical presentes en el mercado local que de
acuerdo a sus características, necesidad o estética del cliente pueden solicitar
que se lo instale o modernice.
100
RECOMENDACIONES
• A nivel local las empresas que instalan los equipos de transportación vertical
no tienen un ente regulador que establezcan grados de seguridad y calidad,
por lo que debería existir un ente que regule a las empresas instaladoras de
ascensores verificando los grados de seguridad y calidad con que trabajan.
• Las mejoras que se hacen a los equipos de transportación vertical deben
enfocarse en la calidad de servicio, priorizamos los mecanismos de seguridad
más que en cualquier sistema de control, garantizando sobre todo la
conservación de los usuarios que ocupan este medio de transporte.
• Desde mi punto de vista las empresas que instalen o modernicen equipos de
transportación vertical deberían entregar una memoria técnica del ascensor
tomando en cuenta los siguientes puntos:
1. Estructura de los componentes (elementos sensores y actuadores)
2. Manual de usuario
3. Documentación técnica:
a. Esquemas de cuadros eléctricos
De tal manera que si la empresa sale del mercado local exista la suficiente
información técnica para que otra empresa pueda solucionar los problemas
que pudiere presentar por dicha maquina.
• Con la elaboración del presente proyecto se pudo observar que tecnología
relacionada con ascensores avanza en tres direcciones: seguridad, mayor
disponibilidad de espacio (sin sala de máquinas) y eficiencia en transporte
(inteligentes).
• En el mercado aparecen nuevas y mejores tecnologías de control como por
ejemplo el inalámbrico, por lo que en un futuro se podría optar por un sistema
de monitoreo inalámbrico que sea económico, confiable y seguro.
101
• Para instalar el sistema de detección de peso en cabina, tal como se encuentra
el elevador debe ser sometido a un nuevo diseño mecánico para poder adaptar
la báscula pesa cargas que en un futuro se puede realizar la adaptación, pero
tal como está el equipo lo más práctico es colocar una indicación visual
grande dentro de cabina especificando la capacidad.
• Se recomienda establecer una individualización de protección entre los
circuitos de potencia, circuitos de control y si tuviese circuitos de interfaz
con el computador, ya que con esto se asegura que ante una posible
sobrecarga o corto circuito los daños sean mínimos.
• Verificar la potencia máxima que pueden manejar los contactores y relés
auxiliares de conmutación, a fin de no ocasionar daños y si los sufrieren
que exista la posibilidad de repararlos o remplazarlos con equipos locales.
• Debido al hecho de que se trabaja directamente con la red eléctrica, se
recomienda que el mantenimiento del tablero de control sea únicamente
realizado por personal calificado.
• Los sistemas de control nacional no cumplen con requerimientos particulares
que ayudarían en caso de que se presente fallo en el sistema de energía
eléctrica, pero se podría hacer una mayor inversión para diseñar un sistema
con un generador o un banco de baterías, que le permitan al ascensor llegar a
un nivel de parada, desarrollar un producto más competitivo y puedan estar a
la par con sistemas importados.
• Se dificulta establecer todas las características de un ascensor debido a la gran
capacidad de innovación, pero se puede tomar en cuenta un ascensor ideal o
referente para este proyecto basándose en características generales.
• Se pueden emplear otros sistemas para la información del pozo del ascensor,
para lo cual se deben analizar el tipo de accionamiento, requeridos.
102
• El gasto energético que tiene el ascensor nacional actual supone una solución
técnica en base a controles electrónicos (variadores de frecuencia), en el
sistema existe la posibilidad de instalarlo pero repercute en una mayor
inversión para los usuarios.
103
BIBLIOGRAFÍA
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Quito 2008
REVISTA DEL ASCENSOR, Editorial buen vivir S.R.L. Buenos Aires, Argentina,
Año VI – Nº 45, Año XI – Nº 72, Año IX – Nº 61.
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TORRES, Juan Carlos, Manual de mantenimiento presentación de los componentes
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INEN, Códigos de practica ecuatoriano CPE INEN 18:2000
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%20CAS%20-%20N%20-
%20Monitoreo%20remoto%20de%20procesos%20industriales.pdf
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http://www.todo-ascensores.com.ar/v-tipos-de-ascensores.htm
http://www.poderjudicial.go.cr/proveeduria/P%C3%A1gina%20Web%202008/Licita
ciones/Licit.%20P%C3%BAblicas/Especificaciones%20tecnicas%20Remodelacion
%20Ascensor%20Anexo%20B.pdf
105
ANEXO 1:
PLANOS
106
ANEXO 2:
MANUAL DE USUARIO
107
ANEXO 3:
PROGRAMA DEL
CONTROLADOR LÓGICO
PROGRAMABLE
108
ANEXO 4:
HOJA DE MANTENIMIENTO
109
ANEXO 5:
CARACTERÍSTICAS DE LOS
EQUIPOS EMPLEADOS
110
ANEXO 6:
FOTOGRAFÍAS
MANUAL DE USUARIO
FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO
DEL ASCENSOR NACIONAL.
Figura. Tablero de control
El ascensor nacional optimizado permite operar con todas las combinaciones
posibles de movimientos del ascensor (bajar una planta, bajar más de una planta,
subir una planta, etc.).
El movimiento vertical de la cabina del ascensor estará gobernado por un motor
trifásico asíncrono, que se activa mediante dos contactores que indican el sentido
de la marcha, y un contactor de seguridad que chequea todas las seguridades y si
alguna estuviese activada para el equipo automáticamente.
El motor tiene un electro freno, que en ausencia de alimentación en los
contactores C0, C1, C2, C3 impide el movimiento del motor. Hay dos finales de
carrera en el hueco del ascensor:
uSS – final de carrera superior
uSI – final de carrera inferior
Que informan si la cabina alcanza los límites superior o inferior del hueco. De
esta manera se detecta una situación de emergencia.
La cabina cuenta con una botonera interior formada por un botón por cada piso
(P1, P2, P3, P4, P5, P6) con luces piloto (L1, L2, L3, L4, L5, L6). Dispone,
además, de una botonera exterior formada por un pulsador por cada piso con luces
piloto. Hay un indicador luminoso para saber si el ascensor sube (LS1) o baja
(LS2), así como un display que indica el piso actual.
El sistema además dispone de un display donde se visualiza en todo momento el
piso actual y las fallas, como también una luz roja que indica si hay sobrepeso.
Hay un interruptor de parada (STOP) que al ser accionado debe de detener el
movimiento de la cabina (si estaba en movimiento) hasta ser colocado de nuevo
en posición normal. Hay un sensor por piso en cada puerta (uP), que indica si
alguna puerta está abierta.
El sistema cuenta con sensores de posición para indicar la llegada a planta (uP1,
uP2…. uP6). En la figura 1 se muestra esquemáticamente los sensores y
actuadores requeridos en el sistema ascensor ideal para ser optimizado.
µ_P 1
TABLERO DE CONTROL
P6L6
µP
IN D IC A D O RD IG ITA L R E C O R R ID OFA LLO
P5L5
µP
P4L4
µP
P3L3
µP
P2L2
µP
P1L1
µP
µ_S I
µ_P 2
µ_P 3
µ_P 4
µ_P 5
µ_S S
µ_P 6
µS CµS P
µP C
Figura 1. Esquema unifilar ascensor optimizado
MODOS DE OPERACIÓN FUNCIÓN AUTOMÁTICA Botones de llamada.
Este es el circuito para todas las llamadas. Utiliza una señalización positiva según
las normas europeas traen algunas ventajas en la solución de problemas de ruido
eléctrico y falsas llamadas.
Entre los puntos Grafico
X10: común ,
X11: Push P1 ,
X12: Push P2 ,
X13: Push P3 ,
X14: Push P4 ,
X15: Push P5 ,
X16: Push P6 ,
b2
IN.1
X11
b3
Push
cab
ina
P1
Push
pas
illo
P1
b4 b5
Push
pas
illo
P2
IN.2
X12
Push
cab
ina
P2
b6 b7
Push
pas
illo
P3
IN.3
X13
Push
cab
ina
P3
b8 b9
Push
pas
illo
P4
IN.4
X14
Push
cab
ina
P4
b10
Push
pas
illo
P5
IN.5
X15
Push
cab
ina
P5
b11 b12
Push
pas
illo
P6
IN.6
X16
Push
cab
ina
P6
b13
Tabla 1. Función automática botones de llamada
Micros switch de parada
En cada piso se encuentra instalado un micro switch que indican los niveles de
parada, en cambio en los pisos extremos se instalan dos micros el primero es de
parada y el segundo es seguridad.
Entre los puntos Grafico
X10: común ,
X17: Micro P1 ,
X18: Micro P2 ,
X19: Micro P3 ,
X20: Micro P4 ,
X21: Micro P5 ,
X22: Micro P6 ,
IN.7 IN.8 IN.9 IN.10 IN.11 IN.12
b14 b15 b16 b17 b18 b19
X10
X17
Mic
ro s
witc
h P1
X18
Mic
ro s
witc
h P2
X19
Mic
ro s
witc
h P3
X20
Mic
ro s
witc
h P4
X21
Mic
ro s
witc
h P5
X22
Mic
ro s
witc
h P6
X10 X10 X10 X10 X10
Tabla 2. Función automática micros switch de parada
Cadena de seguridad
Partiendo del punto de regleta XF2 se instala los dispositivos de seguridad de
pozo y cabina según se indica en la siguiente tabla:
Entre los puntos Grafico
XF2: Fase 2
XSS: Bloque seguridad
uSP: Seguridad cabina
uPC: Seguridad regulador de
velocidad
uSP uPC
XF2XF2 xa xb
xss
X3: Micro switch seguridad piso
inferior (u_SI),
X4: Micro switch seguridad piso
superior (u_SS) ,
XF: Fase 1 ,
C0:Contactor protección
C1: Contactor bajar
C2: Contactor subir
A1
A2
C1
d1
A1
A2
C2
d2
µ_SI µ_SS
XF XF
C1C2
X3 X4
C0
X10: Común
X9: micro switch puerta (b20) IN.1
3
b20X1
0
X9
Micro switch Puerta
Tabla 3. Cadena de seguridad
Función manual (Mantenimiento – Inspección)
Para movilizar el ascensor en forma manual, liberándolo de la lógica de comando
se procederá:
• Accionar el selector (Selector modo inspección y 24V deben estar
activadas)
• Utilizar para desplazar el ascensor únicamente lo pulsadores Indicados.
• La línea de seguridad debe estar cerrada, para el funcionamiento en este
Modo
• Para volver al modo normal, colocar la cabina en un nivel de piso para
niveles intermedios, para niveles extremos no es necesario, y luego
desactivar selector modo inspección.
Cuando el control se encuentra en este modo, son activados según la descripción
que se indica en la siguiente tabla:
Entre los puntos Grafico
X5: común,
X6: Pulsador revisión subir (b22),
X7: Pulsador revisión bajar (b23),
d1: Relé auxiliar revisión
d2: Relé auxiliar subir ascensor
d3: Relé auxiliar bajar ascensor
d4: Relé auxiliar luz cabina
d124V
out plc-0
d2out plc-1
d1
X 5 ..... 0V
d3
X6
A2
A2
A2
A1
A1
A1
out plc-2
b22
b23
Pulsador revisión subir
Pulsador revisión bajar
Rele auxiliar revisión
d4
X7
A2
A1
out plc-3
Rele auxiliar subir
Rele auxiliar bajar
Rele auxiliar luz
d1
Tabla 4. Función manual
GENERACIÓN DE CÓDIGOS
Cuando se presente una anomalía en el ascensor o en el cuadro principal de
alimentación se debe parar el equipo, cada avería se ve reflejada en un display
según un código binario que se indica en la tabla 5, de esta forma los usuarios o el
personal técnico pueden localizar la avería sin ningún inconveniente.
Código de fallos Display Indicador
fallo D C B A
0 0 0 0 Off Ahorro de energía
0 0 0 1 SB Display SB
0 0 1 0 PB Display P1
0 0 1 1 P1 Display P2
0 1 0 0 P2 Display P3
0 1 0 1 P3 Display P4
0 1 1 0 P4 Display P5
0 1 1 1 F1 Fallo 1
1 0 0 0 F2 Fallo 2
1 0 0 1 F3 Fallo 3
1 0 1 0 F4 Fallo 4
1 0 1 1 F5 Fallo 5
1 1 0 0 F6 Fallo 6
1 1 0 1 F7 Fallo 7
1 1 1 0 F8 Fallo 8
1 1 1 1 F9 Fallo 9
Tabla 5. Código de fallo y visualización en display.
GUÍA DE ERRORES Y CORRECCIÓN DE LOS MISMOS:
FALLAS TEMPORALES
Fallo 1 (Avería micro puerta):
Origen:
Puertas mal cerradas
Micros switch de puerta atascados
Micros switch de puerta desconectados
Mal funcionamiento de los micros switch de puerta
Contacto de los micros switch de puerta con la estructura metálica del marco
Solución:
Cerrar puerta
Verificar las conexiones
Reemplazar micros switch
Verificar el estado del micro switch (aislar)
Fallo 2 (Avería inspección):
Origen:
Selector inspección activado (mantenimiento)
Selector inspección conectado o defectuoso
Solución:
Mover el sector a modo automático
Verificar que no esté flojo, conectar o ajustar
Fallo 3 (Avería falla de fase):
Origen:
Relé de falta y secuencia de fase activado
Relé de falta y secuencia de fase desconectado
Solución:
Verificar que el relé este en luz verde
Verificar los conectores al relé no esté flojo
FALLAS PERMANENTES
Fallo 4 (Avería micros):
Origen:
Micros switch atascados o mal funcionamiento
Contacto de los micros switch con su respectiva la base
Micros switch desconectado
Solución:
Reemplazar micros switch
Verificar las conexiones
Fallo 5 (Avería seguridades):
Origen:
La Fase 1 en XF1 desconectada
Micros switch de: Seguridad (uSP); Seguridad regulador de velocidad (uPC),
están atascados
Solución:
Verificar las conexiones de XF1
Desbloquear mecánicamente los micros switch de seguridad
Fallo 6, 7, 8, 9:
Con estas se pueden incorporar nuevas fallas al sistema como por ejemplo:
• Fallas originadas por falla de seguridad manual o automática
• Fallas originadas por un sistema de pantallas
• Fallas originadas por el operador de puertas automáticas (puertas
automáticas)
• Falla originada por protección de sobre temperatura del motor
DESCRIPCION DE BORNES DEL TABLERO DE CONTROL
BORNES ENTRADAS
Borne Descripción IN/PLC
X2 Rele de falta y secuencia de fase X10
X5 Común revisión
X6 Push revisión 1, conecta con X5
X7 Push revisión 2, conecta con X5
X8 Selector, conecta con X10 X11
X9 Puertas, conecta con X10 X12
X10 Común Push
X11 Push P1, conecta con X10 X13
X12 Push P2, conecta con X10 X14
X13 Push P3, conecta con X10 X15
X14 Push P4, conecta con X10 X16
X15 Push P5, conecta con X10 X17
X16 Push P6, conecta con X10 X0
X17 Micro P1, conecta con X10 X1
X18 Micro P2, conecta con X10 X2
X19 Micro P3, conecta con X10 X3
X20 Micro P4, conecta con X10 X4
X21 Micro P5, conecta con X10 X5
X22 Micro P6, conecta con X10 X6
BORNES SEGURIDADES
Borne Descripción
X3 Seguridad inferior se conecta con XF
X4 Seguridad superior se conecta con XF
XF Fase 1, control
XF2 Fase 2, control
xa Seguridad 1, en serie con xb
XSS Común Seguridad
BORNES SALIDAS
Control luz piloto
Borne Descripción OUT/PLC
X23 Común Luz piloto
X24 Luz piloto P1 Y10
X25 Luz piloto P2 Y11
X26 Luz piloto P3 Y12
X27 Luz piloto P4 Y13
X28 Luz piloto P5 Y14
X29 Luz piloto P6 Y15
Control display
Borne Descripción OUT/PLC
X30 + 5VDC Fuente display
X31 - 0VDC Fuente display
X32 Display Segmento A Y4
X33 Display Segmento B Y5
X34 Display Segmento C Y6
X35 Display Segmento D Y7
Control flechas
Borne Descripción OUT/PLC
X37 12 VAC Común flechas
X38 Flecha subir C1
X39 Flecha bajar C2
Control reles auxiliares
Descripción OUT/PLC
Relé aux. revisión Y0
Relé aux. subir Y1
Relé aux. bajar Y2
Relé aux. luz Y3
NORMAS BÁSICAS PARA LOS USUARIOS
• No utilizarlos en caso de incendio, terremoto o desborde de agua que invada
el hueco del ascensor;
• No sobrepasar la capacidad máxima de carga o pasajeros estipulada;
• No saltar o realizar movimientos bruscos dentro de la cabina;
• No detener el ascensor abriendo la puerta de la cabina;
• No accionar el botón o llave de parada, ni el botón de la campanilla de
alarma, salvo en casos de emergencias;
• No apague la luz de la cabina, manténgala encendida para su seguridad;
• No registre llamadas innecesarias en la botonera de cabina, ahorrará
energía eléctrica y evitará desgastes prematuros;
• No intente salir de la cabina por sus propios medios si el ascensor se detiene
entre pisos, tenga calma, presione el botón de alarma y aguarde el auxilio
del encargado del edificio que avisará a la empresa de mantenimiento.
• No abra las puertas hasta que esté totalmente detenido el ascensor.
• No detenerse jamás en el umbral de la cabina, aunque estén ambas puertas
(De piso y cabina abiertas).
• No permita que los niños viajen solos y aléjelos de las puertas tanto de
cabina como las de los pisos;
• No arroje residuos ni colillas de cigarrillos al hueco del ascensor, puede
producir incendio.
• No forzar la detención de la cabina tratando de abrir a puerta de palier al
paso del ascensor
• No oprimir reiteradamente el botón de piso cuando la llamada ha sido
registrada (luz encendida en botonera). En caso de doble botón (subir-
bajar), oprimir solamente el que corresponde.
• No desespere si el ascensor al subir pasa por su piso sin detenerse, tenga
calma, está programado para atender las llamadas al bajar.
UBICACIÓN DEL CONJUNTO RESIDENCIAL LOS VIÑEDOS TORRE 1
De los Viñedos N.269 y De los ángeles (sector Rio Coca).
SALA DE MÁQUINAS
VISTA 1
Caja Tablero
Motor
Bobina Freno Polea tracción
Polea de reenvió
Cable Tracción
VISTA 2
ESTADO ANTERIOR INSTALACIONES ELECTRICAS
CONEXIÓN CABLE POZO CABLE VIAJERO
Cajetín Cable Viajero
Máquina de tracción Motor Reductor
Tablero Provisional
Caja Tablero
Tablero de Control
Cable Viajero
CONEXIÓN POZO PULSADOR Y MICRO PUERTA
CONEXIÓN ALIMENTACIÓN MOTOR
Micro puertas
Seguridad puertas
CONEXIONES SOBRE TECHO DE CABINA
ILUMINACIÓN CABINA
ESTADO ACTUAL DE LAS INSTALACIONES
TABLERO DE CONTROL
CONEXIONES SOBRE TECHO DE CABINA
VISTA 1
Batería de emergencia Alarma emergencia
Micro seguridad Alarma
VISTA 2
SISTEMA DE SEGURIDAD
VISTA 1
Alarma emergencia
Modo revisión
Micro seguridad
Bandera de accionamiento Inferior
VISTA 2
ILUMINACION CABINA
Luz emergencia 2
Luz cabina
Luz emergencia 1
Micro seguridad
Bandera de accionamiento Superior
CONEXIÓN ALIMENTACIÓN MOTOR/FRENO
CONEXIÓN PISO PRINCIPAL TARJETA DE MONITOREO
Tarjeta monitoreo Flechas
Display
CONEXIÓN CABINA TARJETA DE MONITOREO
Tarjeta monitoreo
Display
DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN DISYUNTORES PARA MONTAJE EN RIEL DIN TIPO BKM
ICM4002 Características:
• Bajo costo para protección trifásica en una solo aparato
• Monitoreo para la inversión de fase
• Monitoreo para perdida de fase
• Monitoreo del % de desbalance de la fase en función del voltaje de
entrada
• Indicador luminoso tipo LED para ENCENDIDO o APAGADO
• Electronica pasible muy confiable
• IEEE587 trasiente chequeado
• Cubierta de epoxica para protección
Especificaciones:
Voltaje: 190-600 VAC
Frecuencia: ICM402-50: 50 Hz
ICM402-60: 60 Hz
Control: 115-230 VAC
Output Rango Type: Relay / Form: SPST / N.O.: 30 amps
L1 L2 L3
Y Y-OUT C 115VVAC
230VVAC
FAULT O N
LOAD
115VAC 230VAC
L1 L2 L3
Figura. Esquema de conexión
CARACTERISITICAS PLC DELTA
Function Specifications
Electrical Specifications
Limit Switch
OPFP
OF Max. – 5.64 oz. (160 g) RF Min. – 0.78 oz (22 g) PT Max. – 0.28 in. (7.1 mm) OT Min. – 0.16 in. (4 mm) MD Max. – 0.04 in. (1.02 mm) FD Max. – 1.437 in. (36.5 mm) OP – 1.189 in. (30.2 mm)
Ratings
Rated Voltage (V)
Non-Inductive Load (A) Inductive Load (A) Inrush
Current (A)
Resistive
Load Lamp Load
Inductive Load
Motor Load
NC-NO NC NO NC - NO NC NO NC NO
125 V ac 15 3 1.5 15 5 2.5 30 15
250 V ac 15 2.5 1.25 15 3 1.5 Max- Max-
500 Vac 3 1.5 0.75 2.5 1.5 0.75 Imum Imum
8 V dc 15 3 1.5 15 5 2.5
14 V dc 15 3 1.5 10 5 2.5
30 V dc 6 (2) 3 1.5 5 5 2.5
125 V dc 0.4 0.4 0.4 0.05 0.05 0.05
250 Vdc 0.2 0.2 0.2 0.03 0.03 0.03
OPERATING CHARACTERISTICAS
Operating Speed ……………………….0,01 m/second to 1 m/second Operating Frequency: Mechanical …………………………...120 Operations/minute Electrical ……………………………... 20 Operations/minute Mechanical Life …………………… 3,000,000 Operations maximum Electrical Life ………………………… 500,000 Operations minimum Contact Resistance ……………………. 15 m Ohms maximum, initial Insulation Resistance ………………... 100 M Ohms min. @ 500 V dc Dielectric Strength: Between non-current carrying parts: …………………………….. 1000 V ac, 50/60 Hz for 1 minute Between current carrying parts and ground: …………………………….. 2000 V ac, 50/60 Hz for 1 minute Ambient Operating Temperature: Basic…………………………….. -25º to 80ºC (-13º to 176ºF) Enclosed……….…………………... -15º to 80ºC (5º to 176ºF) Environmental Rating: Enclosed, Booted…………………………………… NEMA 1 Mounting Centers……………… 1.0 in. (25.4 mm), 6 – 32 screw size Terminal Screws ………………….. Bottom facing M4 x 0.7 (8 - 32) Screws with cup washers – will accept # 22 AWG – # 12 AWG (2.5 sq. mm maximum) Threaded Bushing ……………………………………………. 15/32” Housing Material …………………………… Mineral filled phenolic Enclosure ……………………………………. Aluminum die casting Conduit Fitting on Enclosed Type ……………………….. 1/2” NPT UL Recongnized ……………………………………… File E126349 CSA Certified ………………………………………… LR84710-2M
CONTACTORES SERIE GMC
CATEGORIAS DE EMPLEO EN CORRIENTE ALTERNA PARA CONTACTORES (SEGÚN CEI 158-1) AC-1 Cargas no inductivas o débilmente inductivas, hornos de resistencia. AC-2 Motores de anillos rozantes: arranque, inversión. AC-3 Motores tipo jaula de ardilla, arranque, desconexión con el motor lanzado. AC-4 Motores tipo jaula de ardilla: Arranque, inversión, marcha a impulsos. AC-11 Electroimanes de contactores para válvulas. Electroimanes de elevación.
LAMPARA DE EMERGENCIA
Importante:
La pequeña batería no puede ser cargada totalmente.
Después de conectar, la batería esta baja se debe cargar por lo menos un
día completo, entonces puede operar normalmente, para verificar,
presione el botón “TEST”, que encenderán las lámparas.
Operación:
Durante el fallo en al alimentación eléctrica, las lámparas se encienden
automáticamente por 90 minutos
Diagrama:
CHARGER BOARD
LAMP LAMP
TEST
NEUTRALWHITE
BLACK
RED
120 VOLT
277 VOLT
BATTERY- +
6V/4.5AH
YELLOW
YELLOW
VIOLETVIOLET
READY