PLC-Práctica 2 - Uso de diferentes marcas de PLC. Paro y arranque con motor. PDF

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Uso de diferentes marcas de PLC. Paro y arranque con motor....

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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SINALOA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERIA EN PROCESOS INDUSTRIALES

Práctica 2 Arranque básico de un motor con PLC, circuito arranque y paro (conexión a motor trifásico y CD)

Materia: Controladores Lógicos Programables

Profesor: Ing. García Irigoyen Mario Jaime

Culiacán – Sinaloa Septiembre del 2019

INTRODUCCIÓN En la actualidad aún siguen existiendo sistemas de control específicos para la programación dependiente y conexión compleja entre distintos controladores lógicos programables. Por eso la norma IEC 1131 es el primer paso en la estandarización de los autómatas programables ya que incluye los cuatro lenguajes de programación que se deben de utilizar, entre ellos encontramos el lenguaje de programación por diagrama de bloques funcionales y lenguaje de programación de contactos (escalera) que son con los que vamos a estar trabajando. Se va a establecer un diagrama de control que funcione como paro y arranque, con el cual cada PLC debe ser programado según sea su caso.

OBJETIVO Realizar el circuito de control de un paro y arranque de un motor (trifásico y CD) mediante la lógica de programación de controlador lógico programable.

JUSTIFICACIÓN Es necesario conocer las partes y detalles de cada uno de los controladores lógicos programables, al igual que conocer el funcionamiento de los Contactores y Motor Trifásico para que al realizar un diagrama de control no afecte el funcionamiento de cada elemento. Esto nos permitirá utilizar la programación como una herramienta donde se implementa un sistema de paro y arranque de motor, este sistema es utilizado en la industria como un sistema de seguridad.

MATERIALES Y EQUIPO        

1 botón NC 1 botón NA Cable Clavija AC Desarmador Motor (trifásico y CD) Lámpara PLC

METODOLOGÍA Y DESARROLLO

Controladores lógicos programables (PLC) Un PLC es un Controlador Lógico Programable (Programmable Logic Controller), en sí es un sistema de control. Los PLC´s son dispositivos electrónicos o computadoras digitales de tipo industrial que permiten la automatización, especialmente de procesos de la industria, debido a que controlan tiempos de ejecución y regulan secuencias de acciones.

De acuerdo con la definición de la NEMA (National Electrical Manufacturers Association) un PLC es: “Un aparato electrónico operado digitalmente, que usa una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones para implementar funciones específicas, tales como lógica, secuenciación, registro y control de tiempos, conteo y operaciones aritméticas para controlar, a través de módulos de entrada/salida digitales (ON/OFF) o analógicos, varios tipos de máquinas o procesos”. [1] Botón Un pulsador es un operador eléctrico que, cuando se oprime, permite el paso de la corriente eléctrica y, cuando se deja de oprimir, lo interrumpe. Se emplea en los timbres, las máquinas expendedoras de refrescos, los teclados de los ordenadores, para seleccionar el piso en los ascensores y en otras muchas aplicaciones. Por lo general, los contactos del pulsador están abiertos; es decir, no dejan pasar la corriente. También existen pulsadores que normalmente tienen los contactos cerrados; es decir, la corriente estará circulando hasta que lo usemos. Al pulsar, el circuito se abre y deja de funcionar. Este tipo de pulsadores se utilizan normalmente para la parada de emergencia de máquinas o mecanismos. [2]

Motor Trifásico Los motores trifásicos son motores en los que el bobinado inductor colocado en el estator, está formado por tres bobinados independientes desplazados 120º eléctricos entre sí y alimentados por un sistema trifásico de corriente alterna. Los motores trifásicos asíncronos los podemos encontrar de dos clases: 

La primera clase es la que tiene el rotor bobinado.



Y la segunda clase la que tiene el rotor en cortocircuito o también conocido rotor de jaula de ardilla, por su forma parecida a una jaula.

Todo circuito bobinado trifásico se puede conectar bien en estrella o bien en triángulo: 

En la conexión en estrella todos los finales de bobina se conectan en un punto común y se alimentan por los otros extremos libres.



Por el contrario en la conexión en triángulo cada final de bobina se conecta al principio de la fase siguiente, alimentando el sistema por los puntos de unión.

En la conexión estrella, la intensidad que recorre cada fase coincide con la intensidad de línea, mientras que la tensión que se aplica a cada fase es (raíz de 3) menor que la tensión de línea. Por el contrario en la conexión en triángulo la intensidad que recorre cada fase es (Raíz de 3) menor que la intensidad de línea, mientras que la tensión a la que queda sometida cada fase coincide con la tensión de línea. [3]

Contactor Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". Los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurando el establecimiento y cortes de las corrientes principales y según el número de vías de paso de corriente, será bipolar, tripolar, tetrapolar, etc. realizándose las maniobras simultáneamente en todas las vías. Los contactos auxiliares son de dos clases abiertos y cerrados. Estos forman parte del circuito auxiliar del contactor y aseguran las autoalimentaciones, los mandos, enclavamientos de contactos y señalizaciones en los equipos de automatismo. Cuando la bobina del contactor queda excitada por la circulación de la corriente, mueve el núcleo en su interior y arrastra los contactor principales y auxiliares, estableciendo a través de los polos el circuito entre la red y el receptor. Este arrastre o desplazamiento puede ser: - Por rotación, pivote sobre su eje. - Por traslación, deslizándose paralelamente a las partes fijas. - Combinación de movimientos, rotación y traslación. Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los contactos por efecto del resorte de presión de los polos y del resorte de retorno de la armadura móvil. La bobina está concebida para resistir los choque mecánicos provocados por el cierre y la apertura de los contactos y los choques electromagnéticos debidos al paso de la corriente por sus espiras, con el fin de reducir los choques mecánicos la bobina o circuito magnético, a veces los dos se montan sobre amortiguadores. Si se debe gobernar desde diferentes puntos, los pulsadores de marcha se conectan en paralelo y el de parada en serie.

Simbología y referenciado de bornes. Los bornes de conexión de los contactores se nombran mediante cifras o códigos de cifras y letras que permiten identificarlos, facilitando la realización de esquemas y las labores de cableado. - Los contactos principales se referencian con una sola cifra, del 1 al 16. - Los contactos auxiliares están referenciados con dos cifras. Las cifras de unidades o cifras de función indican la función del contacto: 1 y 2, contacto normalmente cerrado (NC), 3 y 4, contacto normalmente abiertos (NA). 5 y 6, contacto de apertura temporizada. 7 y 8, contacto de cierre temporizado. - La cifra de las decenas indica el número de orden de cada contacto en el contactor. En un lado se indica a qué contactor pertenece. - Las bobinas de un contactor se referencian con las letras A1 y A2. En su parte inferior se indica a qué contactor pertenece. - El contactor se denomina con las letras KM seguidas de un número de orden. [4]

Termomagnetico Un interruptor termomagnetico es un dispositivo que como su nombre indica combina dos efectos, el magnetismo y el calor, para interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando se detectan valores mayores a ciertos límites. El interruptor termomagnetico interrumpe el paso de la corriente cuando detecta que esta sobrepasa ciertos límites. Es por esto que un interruptor termomagnetico sirve para proteger un circuito eléctrico de sobrecargas y cortocircuitos.

La base del funcionamiento de un interruptor termomagnetico se basa en la dilatación de un metal por el calor y en las fuerzas de atracción que generan los campos magnéticos. Por un lado tenemos un bimetal por el cual circula una corriente. Al aumentar la intensidad de esta, este metal comienza a disipar calor y a dilatarse, provocando así la apertura del circuito. Por otra parte tenemos una bobina por la cual circula una corriente y genera un cierto campo magnético. Al aumentar la intensidad de la corriente, aumenta la intensidad del campo magnético, generando una fuerza de atracción en un núcleo que hay en el interior de esta. Cuando el campo magnético es lo suficientemente grande para atraer todo el núcleo, se genera el corte del circuito. [5]

Diagramas empleados Primero que nada para iniciar con esta práctica se diseñó un circuito de control de paro y arranque que conecta al PLC con el contactor y sucesivamente al motor.

El diagrama anterior es el que se ha utilizado para realizar las conexiones del circuito, una vez finalizada las conexiones del control se prosigue a hacer la programación en el respectivo PLC. Cabe mencionar que las L1, L2 y L3 del contactor van conectadas a las Lineas L1, L2 y L3 del termomagnetico al igual todos los neutros van conectados al neutro del termomagnetico. Los puntos negros numerados del 1 al 6 representan al motor.

RESULTADOS Y ANEXOS PLC Allen-Bradley 1760-L12AWA Compuerta AND En esta práctica simplemente se hizo la programación de la compuerta AND, el código de programación es: I1 I2 I3

[Q1

Resultados.

Como era de esperarse la lámpara prende solo si son presionados los tres botones los cuales están conectados a las entradas del PLC respectivamente.

Compuerta OR En esta práctica simplemente se hizo la programación de la compuerta OR, el código de programación es: I1-I2-I3-[Q1 Resultados.

En esta parte podemos observar que la lámpara enciende al presionar cualquiera de los botones conectados a las entradas del PLC, se comprueba el funcionamiento adecuado de la compuerta OR.

PLC SIEMENS, LOGO! 230RCE Para este PLC se realizó la programación por medio de diagramas de bloques de forma manual, los cuales tuvieron que ser programados de derecha a izquierda. En las siguientes paantallas se muestra la programación realizada.

Resultados.

En la primer imagen al presionar el boton manda una señal a la entrada del PLC la cual manda una señal al Contactor mientras la otra parte de salida va conectada a la linea. La señal pasa a traves de la bobina la cual enclava el contactor permitiendo que el motor encienda. En la segunda imagen se muestra que al presionar el boton esta manda una señal nuevamente a la bobina permitiendo que esta desenclave el contactor provocando que el motor se apage.

Eaton / Easy 719-AC-RC La programación de este PLC se realizó en forma de escalera

En la primer imagen al presionar el boton manda una señal a la entrada del PLC la cual manda una señal al Contactor mientras la otra parte de salida va conectada a la linea. La señal pasa a traves de la bobina la cual enclava el contactor permitiendo que el motor encienda. En la segunda imagen se muestra que al presionar el boton esta manda una señal nuevamente a la bobina permitiendo que esta desenclave el contactor provocando que el motor se apaga. Se puede notar ligeramente como la cinta negra se torna mas oscura lo que indica que el motor se apago.

Telemecanique / SR1 B101FU La programación de este PLC se realizó en forma de escalera. En las siguientes paantalla se muestra la programación realizada.

Resultado.

En la primer imagen al presionar el boton manda una señal a la entrada del PLC la cual manda una señal al Contactor mientras la otra parte de salida va conectada a la linea. La señal pasa a traves de la bobina la cual enclava el contactor permitiendo que el motor encienda. En la segunda imagen se muestra que al presionar el boton esta manda una señal nuevamente a la bobina permitiendo que esta desenclave el contactor provocando que el motor se apaga (está en la esquina superior derecha). Se puede notar ligeramente como la cinta negra se torna mas oscura lo que indica que el motor se apago.

PLC Allen-Bradley / 1760-L12AWA La programación de este PLC se realizó en forma de escalera. En las siguientes paantalla se muestra la programación realizada.

Resultados. En la primer imagen al presionar el boton manda una señal a la entrada del PLC la cual manda una señal al Contactor mientras la otra parte de salida va conectada a la linea. La

señal pasa a traves de la bobina la cual enclava el contactor permitiendo que el motor encienda. En la segunda imagen se muestra que al presionar el boton esta manda una señal nuevamente a la bobina permitiendo que esta desenclave el contactor provocando que el motor se apaga (está en la esquina superior derecha). Se puede notar ligeramente como la cinta negra se torna mas oscura lo que indica que el motor se apago.

CONCLUSIÓN De los cuatro PLC´s que se utilizaron, entre ellos Allen-Bradley, Telemecanique y Eaton se utilizó la programación en escalera lineal, el Logo es el único que se programó por diagrama de bloques funcionales y de derecha a izquierda. La primer práctica consistió en programar el PLC utilizando las entradas del para realizar la compuerta AND y OR. La programación es muy sencilla, se usa programación en serie para la compuerta OR y se usa programación en paralelo para la compuerta AND.

La segunda práctica consiste en la programación de un sistema de paro y arranque, al presionar un pulsador manda una señal al PLC y este respectivamente manda una señal a la salida el cual acciona la bobina del contactor permitiendo que esta se energice, cierra los contactos que estaban abiertos y abre los contactos que estaban cerrados lo que permite que el contactor se enclave o desenclave encendiendo y apagando el motor.

Existe la opción de negar las entradas I, para cambiar los botones que son Normalmente Abiertos NA a Normalmente Cerrados NC y viceversa.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Murillo, A. E. (2011). [En línea]. ¿Qué es un PLC?. CTIN. Recuperado de: http://www.ctinmx.com/que-es-un-plc/. [Septiembre de 2019].

[2] Tecnología de los pulsadores e interruptores. (2006). [En línea]. ABC. Recuperado de https: //www.abc.com.py/edicion-impresa/suplementos/escolar/tecnologia-de-lospulsadores-e-interruptores-904222.html. [Septiembre de 2019].

[3] Rodríguez, M. (2015). [En línea]. Conexión y arranque de los motores trifásico. Revista digital. Recuperado de: https://revistadigital.inesem.es/gestion-integrada/conexionarranque-motores-trifasico//. [Septiembre de 2019].

[4] Molina. (s.f.). [En línea]. Contactores. Profesor Molina Recuperado de: http://www.profesormolina.com.ar/electromec/contactor.htm. [Septiembre de 2019].

[5] Como funciona un interruptor termomagnetico. (2017). [En línea]. Como funciona. Recuperado de: https://como-funciona.co/un-interruptor-termomagnetico/. [Septiembre de 2019]....