Informe Lab 3 Actuadores PDF

Preview

Summary

Laboratorio contador, temporizador neumático y técnica de vacío...

Description

Temporizador,contador neum´atico y t´ecnica de vaci´o 1st Lesly Sofia Caceres Salamanca 2nd Anggie Gabriela Palacios Lizarazo 3rd Brandon Duwan Yepes Jaimes Universidad Militar Nueva Granada Facultad de Ingenier´ıa) Cajica, Colombia [email protected] Cod 7003596

Universidad Militar Nueva Granada Facultad de Ingenier´ıa Cajica, Colombia [email protected] Cod 7003592

I. R ESUMEN En el presente laboratorio se identifica el funcionamiento del contador neum´atico, temporizador neum´atico y generador de vaci´o, para ello se utiliza el software FluidSim mediante el cual on se simulan los sistemas con los que comprobamos la funci´ de cada uno de los elementos anteriores implementados en un sistema, por ultimo se intento dise˜nar un sistema automatizado funcional del cual se obtuvo un sistema de 5 ciclos con inicio retardado

Universidad Militar Nueva Granada Facultad de Ingenier´ıa Cajica, Colombia [email protected] Cod 7003568

V. M ARCO T E O´ RICO A. Temporizador neum´atico Su funcionamiento se basa en el trabajo de un acumulador an de ”aire”, cuando se comprime, se activa el electroim´ del rel´ e. Cuando el soplador entra en un estado est´ atico, debido a que el aire pasa por un peque˜ no orificio, lo hace muy lentamente, cambie el tama˜ no para restablecer el tiempo durante la sincronizaci´ on. [1]

II. ABSTRACT In this laboratory the operation of the pneumatic meter, pneumatic timer and vacuum generator is identified, for this the FluidSim software is used by means of which the systems are simulated with which we check the function of each of Fig. 1. Temporizador neum´atico the previous elements implemented in a system Finally, an attempt was made to design a functional automated system B. Contador neum´atico from which a 5-cycle system with delayed start was obtained. nales El contador registra un n´ umero predeterminado de se˜ as. Una vez que llegue a neum´aticas y realiza una cuenta atr´ ´ III. I NTRODUCCI ON a que el aire circule entre la entrada cero, el medidor permitir´ En el presente laboratorio se va a estudiar el funcionamiento nal se mantiene hasta que se reinicia el contay la salida. La se˜ de el contador y temporizador neum´ atico, tambi´en el generador dor, y el reinicio del contador se puede realizar manualmente de vaci´o, mediante la simulacion de la conexi´ on b´asica de los o mediante se˜nal neum´ atica. [1] on de sus entradas y salidas elementos para comprender a funci´ a la hora de automatizar respectivas, estos elementos son utiles ´ sistemas neum´aticos ya que dependiendo el proceso se deben manejar tiempos y ciclos, adem´ as se tiene el sistema de generaci´on de vaci´ o que puede ser utilizado para transportar cargas de un punto a otro utilizando las ventosas que mediante Fig. 2. Contador Neum´atico alisis que succi´on sujetan el objeto, entonces a partir de an´ se realizara en el laboratorio se observara si estas funciones C. Generador de Vaci´o mencionadas se reflejan en implementaciones industriales. ıo El aire comprimido se usa generalmente para crear un vac´ IV. O BJETIVOS a trav´es de una v´alvula. Tubo Venturi o eyector Venturi, en on se • identificar y analizar el funcionamiento de un tempo- el que la velocidad del fluido aumenta produce La presi´ ıo, reduciendo rizador y contador neum´atico autom´aticos y semiau- reduce proporcionalmente, en realidad es un vac´ la presi´on. espacio herm´etico. Otra forma de generar vac´ıo tom´aticos. • Identificar y analizar el uso de la t´ ecnica de vaci´o en es utilizar una bomba de vac´ıo el´ectrica, que puede generar Depresiones con una velocidad de flujo entre 4 y 250 metros aplicaciones industriales alvulas tem- c´ubicos por hora. Hay tres tipos Bomba: bomba seca, es decir, • identificar y analizar el funcionamiento de v´ aulicas de anillo aticos en sistemas au- bomba sin aceite, con Bombas de aceite e hidr´ porizadoras y contadores neum´ [2] tom´aticos y semiautom´aticos.

VI. P ROCEDIMIENTOS Y M ATERIALES

´ LISIS Y R ESULTADOS VII. A N A

Se utiliza el software FuidSim para realizar as respectivas simulaciones y el desarrollo de la practica, en los anexos al final del informe se encuentran las tablas de materia es y A. Temporizador Neum´atico dibujos de los circuitos. El tiempo que se mantiene en el temporizador es gracias al volumen del tanque que fue calculado con ayuda del caudal, pues entre sus definiciones se calcula primero el caudal del de su cilindro con la velocidad del actuador gracias al area ´ v´astago, una vez obtenida este valor se despeja el volumen on de caudal que equivale al volumen desde la otra definici´ del contenedor sobre el tiempo en el que este se llena. De esta manera se despeja el volumen teniendo en cuenta el tiempo requerido para que el temporizador detenga el circuito. A. Circuito 1 Se identifican los materiales necesarios para el circuito, se realiza la simulacion y se comprueba el funcionamiento de temporizador neum´ atico, se varia el volumen acumulador y la abertura de a v´alvula estranguladora, y por ultimo se realiza nales. el diagrama espacio-tiempo y se˜ B. Circuito 2 Se identifican los materiales necesarios para el circuito, se realiza la simulacion y se comprueba su funcionamiento, se atico y de las analiza el funcionamiento con el sensor neum´ y dos v´alvulas con pulsador, se realiza el diagrama de senales ˜ espacio-tiempo C. Circuito 3 se identifican os materiales, se realiza la simulacion, comon de cada probar el funcionamiento, se identifica a funci´ pulsador y el funcionamiento del contador, por ultimo se hace e diagrama de se˜nales y espacio-fase. D. Circuito 4 En el circuito 4 que se deb´ıa dise˜nar para que el contador y el temporizador funciones en conjunto, para ello primero se realizo el circuito del contador sin agregar el temporizador aun, entonces se tiene la v´ alvula inicial de accionamiento por pulsador y retorno por muelle a cual se encargara de inicializar todo el ciclo, para que el actuador se active en ciclo sin tener alvula se utilizan dos rodillos los que pulsar varias veces en la v´ nal A y B respectivamente, finalmente cuales responden a a se˜ es del se agrega el contador y el temporizador se pone despu´ sensor de A permitiendo retrasar la carrera del actuador en cada ciclo permitiendo que e ciclo se repita. 1) Circuito 5: Tomando como base el circuito 4 y eliminando el temporizador, en donde hay un actuador de doble efecto que realiza los ciclos que se configuren en el contador, se le agrega el sistema de generaci´ on de vaci´o para que funcione despu´es de los 5 ciclos como dicen los requerimientos de dise˜no.

Fig. 3. Circuito 1

Despu´es de realizar la simulacion del circuito uno se observa que al accionar el pulsador el tanque acumulador aximo da empieza a llenarse, cuando esta parte llega a su m´ paso a la v´alvula 3/2 dejando circular el caudal entre os puntos 1 y 2 dejando que se active e actuador pasado el tiempo que se requiere, siendo esta la manera como funciona el temporizador se procede a realizar el diagrama de se˜ nales y espacio - tiempo.

Fig. 4. Diagrama de se˜nales Circuito 1

Fig. 5. Diagrama espacio-tiempo Circuito 1

En el tiempo 0 se comienza a presionar el pulsador M, que permite el paso de aire y se observa el paso del tiempo propuesto por el temporizador de 3 segundos y posteriormente el v´astago comienza a avanzar y posteriormente comienza a retroceder normalmente.

Fig. 7. Diagrama de se˜nales Circuito 2

B. Mando bimanual con retorno dependiente del tiempo, cilindro doble efecto

Fig. 8. Diagrama espacio fase Circuito 2

Fig. 6. Circuito 2

Para el circuito 2 se tienen dos pulsadores los cuales permiten iniciar el ciclo desde dos puntos diferentes, para que esto es sea posible se hace el uso de una v´alvula selectora, despu´ pasa la presi´on a la v´alvula 5/2 que se encarga de direccionar y se conecta al actuador, por ultimo se tiene el temporizador que atico que responde a la se acciona mediante un sensor neum´ se˜nal A+ inicializando el temporizador y retrasando e retroceso del actuador variando el tiempo dependiendo el volumen que puede acumular el tanque.

En el tiempo 0 se presiona uno de los dos pulsadores alvula disponibles para habilitar el funcionamiento de la v´ astago del selectora que a su vez permite el avance del v´ es de este actuador A, que se mantiene extendido pues despu´ atico momento se permite el flujo hacia el temporizador neum´ que permite un tiempo de espera de 3 segundos que finalmente astago como final de a desembocar´ıa en el retroceso del v´ secuencia.

C. contador Neum´atico

Fig. 11. Diagrama de espacio-fase Circuito 3

En el tercer circuito se observa un diagrama de espacio fase debido a que en este circuito no es de importancia tener en cuenta el tiempo de funcionamiento de la secuencia, pues las diferencias de velocidad no son significantes, por el contrario es importante resaltar que mediante el contador se debe accionar la se˜nal del pulsador M para que comience el avance del actuador, y posteriormente el retroceso de este. Fig. 9. Circuito 3

En el circuito 3 se comprueba el funcionamiento del conalvula 3/2 con pulsador y retorno tador, empezando por la v´ na de conteo, por muelle que esta conectado a 12 siendo la se˜ nal de otra v´alvula igual se conecta al otro lado siendo la se˜ inicializaci´on y tambi´en funciona como reseteo del contador on al por lo cual se conecta al 10, el punto 1 es una conexi´ aire comprimido y el 2 la salida, entonces al iniciar el circuito na de conteo el contador permite activar el actuador, con la se˜ on inicial de nuevo el contador cuando este esta en posici´ disminuye un ciclo y as´ı hasta quedar en cero, para reiniciar el ciclo se una e pulsador de la derecha dejando el contador en el valor que se configuro inicialmente.

Fig. 10. Diagrama de se˜nales Circuito 3

Fig. 12. Aplicaci´on Circuito 3

Una aplicaci´on para los circuitos 1,2 y 3 es a maquina mostrada en la figura 10, donde se puede aplicar el tempoıa para esperar rizador y contador, el temporizador se utilizar´ a que e contador se encargue de accionar un actuador que e ponga la tapa a los recipientes, cuando pase e tiempo suficiente para que el recipiente este listo se activar´ıa otro actuador que empuje el recipiente a la siguiente fase.

D. Dise˜no circuito 4

Fig. 15. Diagrama de espacio tiempo Circuito 4

alvula tempoEn el cuarto circuito la presencia de una v´ rizadora junto con una contadora nos permite analizar una gr´afica de espacio tiempo, pues de esta manera se observa como el tiempo para el avance del v´ astago desde la pulsaci´on de la se˜nal inicial M es de 3 segundos, sin embargo debido al contador,, cumple el ciclo de dos repeticiones de avance, en cada uno de estos se observa el mismo tiempo de espera para el inicio del avance del v´astago propuesto por el temporizador. Fig. 13. Circuito 4

En e circuito 4 se unen contador y temporizador, se pulsa on llega a temporizador, cuando se la v´alvula inicial y a presi´ llena el tanque acumulador permite el paso hacia el actuador, cuando el actuador realiza la carrera e contador recibe la se˜na de conteo y disminuye a cuenta en 1, los sensores se encargan de reiniciar el ciclo sin tener que pus lar de nuevo el inicializador permitiendo que e actuador haga un ciclo con inicio retardado las veces que se e quiera configurar.

Fig. 16. aplicaci´on Circuito 4

Fig. 14. Diagrama de se˜nales Circuito 4

on para el sistema como se muestra en la figura otra aplicaci´ contador temporizador, en este caso el sistema del ejercicio de dise˜no se puede aplicar en el sistema de alzar y empujar cajas ıa el sistema con sobre rodillos, donde el actuador A tendr´ retardo para que suba las cajas y le de tiempo a la siguiente para esta sobre el y as´ı sucesivamente.

E. Dise˜no circuito 5

Fig. 19. Diagrama de espacio-tiempo Circuito 5

circuito se observa la presencia En el diagrama del ultimo ´ alvula contadora, por lo tanto se observa la secuencia de una v´ on de de 5 avances de v´astago desde que se presiona el bot´ es accionamiento M durante una misma secuencia, y despu´ se comienza un nuevo ciclo generando un estado de reset al volver a presionar el pulsador.

Fig. 20. Aplicaci´on Circuito 5

on para el circuito 5 seria un actuador finalmente la aplicaci´ que acomode productos (5 productos) bajo 5 ventosas que al momento de que termine de acomodar los 5 productos se Para e circuito 5 se usa la misma l´ogica del 4 pero se activen a ventosas para que sean llevadas a la caja de al lado elimina el temporizador ya que esta vez no se quiere un inicio y seguir el procedimiento de empaquetamiento. retardado, entonces mediante los sensores se permite que el VIII. C ONCLUSIONES sistema haga un ciclo autom´atico de conteo en este caso de 5 aticos • Un temporizador podr´ a accionar elementos neum´ no se agrega pulsos y para cumplir con el requerimiento de dise˜ como en este caso son los cilindros de doble y simple o en el punto 2 de salida del contador lo el generador de vaci´ efecto, regulando el tiempo que transcurra entre a entrada alvula se que permite que cuando terminan los 5 ciclos y la v´ alvula, este de la se˜nal de pilotaje y la respuesta de la v´ o que da cierra haya paso de presi´ on hacia e generador de vaci´ on, elemento es util en muchos campos como (fumigaci´ paso ente el punto 1 y el escape permitiendo formaci´ on vaci´o odulos industriales, maquinaria inRoci´ o de cultivos, m´ en la ventosa. dustrial...) y como se evidencio en la practica retardar e accionamiento de actuadores. alisis se puede concluir que el contador • A partir de e an´ on del sistema permite contabilizar lo pulsos de presi´ y activar otra funci´on al llegar al limite configurado inicialmente, este es util en la industria para repetir un on, numero especifico de ciclos en un proceso de producci´ contar piezas, hacer cambios de tareas. Fig. 17. Circuito 5

R EFERENCES ıtulo de Ingeniero [1] M. a. L. Cordero, “Trabajo de grado para optar al t´ Electr´onico,” pp. 1–52, 2008. [2] P. Reinel and N. Vel´asquez, Dise˜no e implementaci´ on de un m´odulo did´actico para la elaboraci´on de pr´acticas orientadas a procesos indusaticos e interfaz triales con ´enfasis en sistemas neum´aticos, electroneum´ plc-hmi. 2019.

Fig. 18. Diagrama de se˜nales Circuito 5

Anexo 1

Anexo 2 Símbolo

Símbolo

Tabla 1. Circuito 1 Nombre Fuente de presión o alimentación

Descripción En este punto se alimenta al circuito con aire comprimido (6 Bar)

Unidad de mantenimiento

Unidad de mantenimiento, filtro, regulador, lubricador, grafico simplificado

Válvula Accionadora

Válvula 3/2 con accionamiento por pulsador y retorno por muelle

Válvula temporizadora

Temporizador neumático con grado de abertura al 50% y volumen de acumulación de 0.1

Cilindro simpe efecto

Cilindro de simple efecto, carrera Max de 50 mm, diámetro de émbolo 20mm, diámetro de vástago 8mm

Tabla 2. Circuito 2 Nombre Fuente de presión o alimentación

Descripción En este punto se alimenta al circuito con aire comprimido (6 Bar)

Unidad de mantenimiento

Unidad de mantenimiento, filtro, regulador, lubricador, grafico simplificado

Válvula Accionadora

Válvula 3/2 con accionamiento por pulsador y retorno por muelle

Sensor neumático

Válvula 3/2 con accionamiento por rodillo y retorno por muelle

Válvula selectora

Válvula selectora con caudal nominal de 500 l/min

Válvula temporizadora

Temporizador neumático con grado de abertura al 100% y volumen de acumulación de

0.3 Válvula Direccionadora

Válvula 5/2 con

Anexo 2

Símbolo

Símbolo

Tabla 3. Circuito 3 Nombre Fuente de presión o alimentación

Descripción En este punto se alimenta al circuito con aire comprimido (6 Bar)

Unidad de mantenimiento

Unidad de mantenimiento, filtro, regulador, lubricador, grafico simplificado

Válvula Accionadora

Válvula 3/2 con accionamiento por pulsador y retorno por muelle

Válvula Accionadora

Válvula 3/2 con accionamiento por pulsador de enclave y retorno por muelle

Contador

Contador neumático configurado a 3 pulsos

Cilindro simpe efecto

Cilindro de simple efecto, carrera Max de 50 mm, diámetro de émbolo 20mm, diámetro de vástago 8mm

Tabla 4. Circuito 4 Nombre Fuente de presión o alimentación

Descripción En este punto se alimenta al circuito con aire comprimido (6 Bar)

Unidad de mantenimiento

Unidad de mantenimiento, filtro, regulador, lubricador, grafico simplificado

Válvula Accionadora

Válvula 3/2 con accionamiento por pulsador y retorno por muelle

Válvula Direccionadora

Válvula 5/2 con accionamiento neumático, retorno por presión.

Válvula direccionadora

Válvula biestable 3/2

Anexo 2

Símbolo

Válvula temporizadora

Temporizador neumático con grado de abertura al 100% y volumen de acumulación de 0.3

Contador

Contador neumático configurado a 3 pulsos

Cilindro de doble efecto

Cilindro de doble efecto, carrera Max de 100 mm, diámetro de émbolo 20mm, diámetro de vástago 8mm,

Tabla 5. Circuito 5 Nombre Fuente de presión o alimentación

Descripción En este punto se alimenta al circuito con aire comprimido (6 Bar)

Unidad de mantenimiento

Unidad de mantenimiento, filtro, regulador, lubricador, grafico simplificado

Válvula Accionadora

Válvula 3/2 con accionamiento por pulsador y retorno por muelle

Válvula Direccionadora

Válvula 5/2 con accionamiento neumático, retorno por presión.

Válvula direccionadora

Válvula biestable 3/2

Sensor neumático

Válvula 3/2 con accionamiento por rodillo y retorno por muelle

Contador

Contador neumático configurado a 3 pulsos

Sistema de vacío

Se utiliza el generador de vacío en el cual hay presión ente la entrada uno y el escape para generar vacío en 1V donde se conecta la

ventosa Cilindro de doble efecto

Anexo 3

CIRCUITO 1

Cilindro de doble efecto,

Anexo 3

CIRCUITO 2

Anexo 3

CIRCUITO 3...