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7/26/2019 2625.Lab1.3.Grupo3 control industrial ESPE

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1LABORATORIO No. 1.3. EL CONTACTOR. Funciones y aplicaciones

DEPARTAMENTO DE ELCTRICA Y ELECTRNICA

CARRERA DE INGENIERA MECATRNICA

ASIGNATURA: Control Industrial NRC:2625

INFORME DE PRCTICA

DE LABORATORIO

No.1.3

Profesor: Ing. Andrs Erazo

INTEGRANTES:

1. Andrango Javier

2. Enrquez Andrs

3. Serpa Karolina

30 de Mayo de 2016- Sangolqu


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Unidad 1

INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO

PRACTICA No. 1.3

Tema:EL CONTACTOR

Funciones y Aplicaciones

1.

Objetivos.

General

Desarrollar el diseo y la aplicacin prctica de un proceso de hidropona con sistema de

riego controlado, haciendo uso de contactores, luces piloto y elementos de mando.Especficos

Disear un circuito bsico que simule el comportamiento de un proceso de hidropona conun sistema controlado de temperatura de agua.

Identificar el correcto funcionamiento de cada uno de los elementos a utilizar en la prctica.

Ensamblar el circuito trazado con cada uno de los elementos utilizados en el diseo.

2.

Materiales y Equipos.

Materiales: Tablero industrial No.3 perteneciente al Laboratorio de Control Industrial con sus diferentes

dispositivos (porta fusibles, disyuntor, borneras, pulsadores, luces piloto).

1 Fusible de 15[A] -250[V].

Cables AWG 16 de diferentes tamaos con las puntas estaadas.

Lista de elementos necesaria para ensamblar el circuito:o 4 contactoreso 4 Luces pilotoo 2 interruptoreso 2 Pulsador NCo 2 Pulsador NO

Herramientas:

2 Multmetros.

Juego de Desarmadores Medianos (estrellas y Planos).

Cinta adhesiva.

Peladora de cables.

Preparatorio desarrollado e impreso con 2 copias del circuito a ensamblar

Cuaderno de Apuntes de Laboratorio.


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3. Procedimiento

Borneras TericoRealizar el diagrama de borneras para tres regletas: elementos de mando, rganos de mando, y sealizacin.


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CircuitoRealice el circuito final de implementacin de la prctica, e incluya toda la nomenclaturaestudiada en clase. Separar el diseo en dos hojas e indicar la nomenclatura para localizar losdiferentes contactos de Contactores separados entre las hojas indicadas.

Para el desarrollo de la actividad utilizar Autocad Electrical; no se aceptarn diseos enCADeSimu


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Borneras PrcticoIdentificar en el respaldo fotogrfico realizado en la prctica las borneras de conexionado y susrespectivos nombres de acuerdo al literal anterior (Nodos de conexin). Todos los nodos debenser identificados (Imagen y Organizador grfico o tabla)

SISTEMA

CONEXION REPRESENTACION DESCRIPCCION

PD1 NO

Inicia el sistema


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PD1 NC

Finaliza el Sistema

L1

Indica el funcionamientodel sistema

PD2 NO

Activa el Horno cuando latemperatura del agua no esadecuada.

PD2 NC

Desactiva el horno decalentamiento.

L2

Indica el funcionamientodel horno

S1 NO

Sensa el nivel de agua bajo


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S1 NC

Sensa el nivel de agua alto

k3

Controla apertura y cierrede la vlvula de ingreso de

agua.

k4

Controla apertura y cierrede la vlvula de salida de

agua.


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L3

Indica la activacin de la

vlvula de llenado de agua

L4

Indica la activacin de lavlvula de salida de agua.

K1 Permite energizar elcircuito de control,adems del encendido yapagado del sistema.

K2 Permite energizar lossensores de nivel,tambien para activar odesactivar la luz pilotoque la determina enfucnionamiento.


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Quizas se visualize borrosa la imagen y no se pueda apreciar de mejor manera la conexin deborneras, pero se tratara de explicar de mejor manera su conexin.

BORNERAS DE LUCES INDICADORAS.

Tres cables rojos de la imagen estan puenteados la tierras de las luces indicadoras, solo sepuente con 3 cables ya que son 4 luces indicadoras, ademas el cable engro es el cable que va

directo a tierra. El cable azul y el resto de cables van hacia la parte de atrs del tablero decontrol para conectar a las diferentes luces.

BORNERAS DE LOS CONTACTORES

La apreciacion no es tan buena pero esas borneras van conectadas directamente a loscontactores, utilizamos borneras ya que el contactor 1 necesito varios cables que salgan de el,pero una bornera no basta, por lo que se coloco 3 borneras para este contactor.


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BORNERAS DE LOS SENSORES

Estas borneras fueron usadas para la conexin del cableado electrico de los controles de mando(PD1,PD2,S1,S2) con los contactores de los contactos que se encuentran en otra regleta.

CONTACTORES

En la inagen podemos observar en orden el numero de contactores del 1 al 4 empezando desdela izquierda. De estos contactores parten a las borneras ya indicadas anteriormente, usamoscables que parten de la bobina, contactos principales y auxiliares.

BORNERAS DE TIERRA

Como necesitamos varias tierras, decidimos puentear 3 borneras para asi satisfacer las demastierras del circuito ya sea del circuito de potencia o de control.

BORNERA DE FASE


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Utilizamos solo una bornera del cual parten 3 cables rojos, el cable blanco es el que vienedirecto del disyuntor, los vables rojos van repatidos a diferentes borneras como del contactor 1ya que este contactro necesito directamente la linea de conexin.

NormativasIndicar la normativa de proteccin que deberan llevar los dispositivos a utilizarse en el proceso

indicado e indicar su ambiente de trabajo. De manera general y especfica (Elementos enTableros y Elementos en Campo).

La norma IEC 60529. Normalmente conocida como la Proteccin IP, incluye una lista denmeros caractersticos que reflejan la capacidad del gabinete elctrico de proteger contra elacceso a partes electrificadas por parte de personas, herramientas, humedad, polvo o suciedad.

La norma NEMA 250. Igual que la IEC 60529, NEMA 250 se ocupa de la proteccin contra elingreso, pero difiere en que tambin se ocupa de las especificaciones que detallan los criteriosmnimos de la construccin, el rendimiento, de pruebas, la resistencia a la corrosin y muchoms.

La norma UL 50, 50E. Se basan en las normas NEMA 250 . Ambas, NEMA y UL definen normas,pero slo UL hace cumplir sus normas mediante pruebas y la inspeccin de terceros

Consideraciones de un sistema de hidropona:

Ubicado al ambiente; es decir el sistema debe soportar polvo, humedad, calor, etc.

Inmersin en agua(sensores)

El tablero debe ser resistente a permanecer al aire libre y a cambios impredecibles de

clima

Calificacin del gabinete o tablero industrial.


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NEMA Calificacindel

Gabinete

UL

Slidos Lquidos Slidos Lquidos

I

E

LI

E

Proporciona un grado de proteccincontra el acceso a piezas peligrosas yel ingreso de objetos extraosslidos (suciedad que cae y polvosoplado por el viento)

Proporciona un grado deproteccin contra el ingresode agua (lluvia, aguanieve,salpicadura de agua y aguadirigida con manguera)

Tipo 4 Proporciona un grado deproteccin contra el contactoincidental (menor), suciedadque cae y polvo soplado por elviento

Proporciona un grado deproteccin contra lluvia,aguanieve, nieve, salpicadura deagua y agua dirigida conmanguera

Proporciona un grado de proteccincontra el acceso a piezas peligrosas yel ingreso de objetos extraosslidos (suciedad que cae y polvosoplado por el viento)

Proporciona un grado deproteccin contra el ingresode agua (lluvia, aguanieve,nieve, salpicadura de agua, yagua dirigida con manguera)y proporciona un mayor nivelde proteccin contra lacorrosin

Tipo 4X Proporciona un grado deproteccin contra el contactoincidental (menor), suciedadque cae y polvo soplado por elviento

Proporciona un grado deproteccin contra lluvia,aguanieve, nieve, salpicadura deagua, agua dirigida con mangueray corrosin

Tabla 1.Calificaciones de tipos de gabinete como los define UL50, 50E y NEMA 250

Primer nmero Segundo nmero

IP Prueba IP IP Prueba IP5 Protegido contra el polvo

(ingreso limitado, sinacumulacin daina)

5 Protegido contra chorros abaja presin de agua desdetodas las direcciones (sepermite un ingreso limitado)

6 Totalmente protegido contrael polvo

6 Protegido contra chorrosfuertes de agua

7 Protegido contra los efectosde inmersin entre 15 cm y 1

mTabla 2.Calificaciones IP requeridas para diferentes componentes

Elemento Normativa

Tablero de control (con todos los dispositivos de control)Pulsadores, interruptores y luces piloto. NEMA 4, IP66

Sensor de nivel alto y bajo. Carcasa NEMA 4X, IP65

Sensor de temperatura. NEMA 4X, IP65

Electrovlvulas de riego IP65

Tabla 3.Calificaciones para los diferentes elementos del sistema de hidropona.


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Dispositivos

Indicar dos tipos de sensores que se podran ocupar para el ensamblado real de cada uno delos sensores del sistema. Indicar caractersticas generales, caractersticas defuncionamiento, calibre de cable de conexionado para una distancia de 100 metros entretableros.

Sensores de nivel1. Transmisor de nivel ultrasnico de alimentacin por bucle sin contacto

Marca Omega

Modelo LVU816

Rango de medicin 3 rangos de hasta 10m de profundidad

Anchura del haz 7.6cm de dimetro

Uso Lquidos ultra limpios, corrosivos o residuales

Salida analgica 4 a 20 [mA]V Entrada 12 a 28 [Vdc]

Presin 30 [PSI]

Temperatura de proceso -20 C a 60 CBanda muerta 20cm

Carcasa NEMA 4X (IP65)

2. Sensor de nivel de agua de Acero Inoxidable serie R

Marca Sensovant

Modelo Serie R

Rango de medicin -Anchura del haz -

Uso Lquidos agresivos o corrosivos, incluyeAgua salada, refrigerante, cidos y lquidosBasados en productos qumicos

Salida analgica 0 a 5 [Vdc]

V Entrada 6 a 24 [Vdc]

I Entrada Menor a 10 [mA] a 12[V]

Presin -Temperatura de proceso -40 C a 125 CBanda muerta -

Carcasa Acero inoxidable y proteccin IP67


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Sensores de temperatura1. Sensor de temperatura de inmersin NTC.

Marca Honeywell

Modelo T7425A

Caracterstica NTC20

Resistencia 20 [Kohm]Rango de operacin -20 C a 140C

Montaje en tubera

Longitud del cable 2.5mLongitud de vaina 75mm

Adicional Material: Tefln(PTFE). Proteccin IP65

2. Sensor de temperatura PT100

Marca Arian control & Instrumentacin

Modelo RTD-PT100

Caracterstica -

Resistencia 100 [ohm]Rango de operacin -50 C a 250C

Montaje En Riel segn denominacinDIN

Longitud del cable -Longitud de vaina -

Distancia 30 [m]

Adicional Material: Tefln(PTFE). Proteccin IP65

Realizar una tabla comparativa entre sensores propuestos (Diferentes marcas).

Dependiendo de la aplicacin a la que est destinado uno u otro sensor puede ofrecer

caractersticas mnimas requeridas para su montaje y utilizacin, as mismo cada fabricante

presta informacin que hace ms fcil escoger entre los diferentes sensores disponibles en el

mercado.

Escoger entre uno u otro depender del uso a que este destinado y del presupuesto con se

cuenta para desarrollar la aplicacin


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1. Sensores de nivel

Marca Omega Sensovant

Modelo LVU816 Serie R

Rango de medicin 3 rangos de hasta 10m deprofundidad

-

Anchura del haz 7.6cm de dimetro -Uso Lquidos ultra limpios, corrosivos

o residualesLquidos agresivos o corrosivos,incluyeAgua salada, refrigerante,cidos y lquidosBasados en productos qumicos

Salida analgica 4 a 20 [mA] 0 a 5 [Vdc]V Entrada 12 a 28 [Vdc] 6 a 24 [Vdc]Presin 30 [PSI] -

Temperatura deproceso

-20 C a 60 C -40 C a 125 C

Banda muerta 20cm -

Carcasa NEMA 4X (IP65) Acero inoxidable y proteccinIP67

2. Sensores de temperatura

Marca Honeywell Arian control & Instrumentacin

Modelo T7425A RTD-PT100

Caracterstica NTC20 -

Resistencia 20 [Kohm] 100 [ohm]Rango de operacin -20 C a 140C -50 C a 250C

Montaje en tubera En Riel segn denominacinDINLongitud del cable 2.5m -

Longitud de vaina 75mm -Distancia - 30 [m]

Adicional Material: Tefln(PTFE).Proteccin IP65

Material: Tefln(PTFE).Proteccin IP65


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Conexionado

Indicar como se conectan los dispositivos de censado a una entrada de una bobina de unContactor, y a una entrada analgica y digital de un PLC (Esquema Grfico, explicacin ycomparacin).

En primera instancia hay que reconocer el tipo de entradas del dispositivo de censado autilizar para proceder a conectar a un contactor NO de una bobina.Para poder activar el sensor en este diagrama se utiliza un pulsador quien es el encargadode energizar la bonina y por consiguiente cambiar los estados de los contactores.

Para conectar un sensor a un PLC, el proveedor industrial DIRCASA recomienda el siguienteprocedimiento:- Debemos conocer el tipo de entradas del PLC, estos tienen dos tipo de entradas: PNP yNPN; si no hacemos la conexin correcta simplemente no funcionar


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- Observar el cdigo de colores del sensor, caf es positivo, azul negativo y negro es el de laseal, este va a la entrada del PLC- Hacemos las conexiones as, el cable caf al positivo del PLC, el azul al negativo del PLC y elcable negro a una de las entradas del PLC.

Qu elementos extras se necesitan para el conexionado a un PLC? Cul es la

configuracin/circuito de los elementos para el conexionado?

Para conectar un sensor a un PLC, el proveedor industrial DIRCASA recomienda el siguiente

procedimiento:

o Debemos conocer el tipo de entradas del PLC, estos tienen dos tipo de entradas: PNP y NPN; si

no hacemos la conexin correcta simplemente no funcionar

o Observar el cdigo de colores del sensor, caf es positivo, azul negativo y negro es el de la seal,

este va a la entrada del PLC

o Hacemos las conexiones as, el cable caf al positivo del PLC, el azul al negativo del PLC y el cablenegro a una de las entradas del PLC

Optimizacin

Realizar una tabla con los mnimos elementos necesarios para la construccin.


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Simbologa Elemento Descripcin Nmero

Fusible Dispositivo de proteccin.

3

Disyuntor Dispositivo de proteccin.

1

Pulsador NOS1, S3

Pulsador de Encendido delproceso 2

Pulsador NCS2, S4

Pulsador de Apagadodel proceso 2

Contactor K, debe

contener como mnimoun contacto NOK1, K2, K3, K4

Contactor usado para la

conmutacin del circutio4

InterruptorI1, I2

Representan a los sensoresde nivel (Alto y Bajo) 2

Luz pilotoH1, H2, H3, H4

Indican la activacin de losdiferentes sensores y vlvulasejemplificadas en el diseo

4

Realizar dos cotizaciones online o fsicas de dos proformas con los elementos a utilizarsepara armar los tres tableros propuestos (SensoresElementos de Mandorganos deMando)

Cotizacin 1 Marca Steck

Elemento Nmero Precio ($)

Fusible 3 0.6

Disyuntor 1 68.98

Pulsador S1 NO 2 3.02Pulsador S2 NC 1 1.51

Contactor K, debecontener comomnimo uncontacto NO

237.11

+8.68

Interruptor S3 1 3.18Interruptor S4 1 3.18


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Luz piloto H1(VERDE)

1 9.09


1 9.09

TOTAL 144.44

Cotizacin 2 Marca Siemens

Elemento Nmero Precio

Fusible 3 0.80Disyuntor 1 69.31

Pulsador S1 NO 2 21.94

Pulsador S2 NC 1 10.97Contactor K, debecontener comomnimo un

contacto NO

231.99

+

10.14Interruptor S3 1 15.59

Interruptor S4 1 15.59Luz piloto H1(VERDE)

1 12.48


1 12.48

TOTAL 201.29

Hacia la industria

Definir una empresa en especfico en el Ecuador en la cual se pueda implementar el sistemapropuesto.

Segn la informacin presentada por diversos medios de comunicacin escritos del pas en Cuencaexisten diversas empresas dedicadas a este cultivo, una de estas es INCUSA.Dicha empresa adems de contar con granjas demostrativas y cultivos para comercio, proveen de apoyopara personas que deseen iniciarse en el cultivo hidropnico.

El sistema que se ha propuesto se lo puede implementar a manera de una sociedad con la empresa paraaquellas personas que ya han recurrido a INCUSA y deseen expandir sus cultivos y mejorar suproduccin, lo cual traera beneficios a las tres partes.

Desarrollar una propuesta de una hoja, para vender la idea a la empresa indicada. Secalificar la parte tcnica y la invencin generada con la propuesta; adems de los costosque involucren la implementacin de la misma (Costo materiales y mano de obraCostoinstalaciones, etc.)


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PROPUESTA A PRODUCTOS GUADALUPE

NOMBRE DE LA PROPUESTA

Cultivo Hidropnico

DESCRIPCIN

En el proyecto se encargar de la parte de control del proceso, para todo producir todo el sistema se

deber contar con un especialista de suelos y adems contar con las dimensiones requeridas por el

Gerente de la empresa

El control de proceso tiene una manera muy ptima de funcionar y adems cuenta con los materialessuficientes para que funcione de una manera eficaz con lo cual reducimos costos, espacio y dinero

Para los elementos seleccionados se escogi Siemens debido a sus normas de calidad y porque son

durables. Ya que se va a trabajar en un ambiente donde existe mucho polvo, debemos escoger lo ms

resistente, para los leds se escogi de la marca Steck para as abaratar un poco el precio, ya que esto

solo cuenta para una parte. Ya que si es muy grande el terreno y cada planta necesita diferentes

tiempos de regado se deber implementar otro sistema de control

Opinin

De acuerdo a su trabajo realizado, qu impacto tendra la generacin de proyectos deimplementacin industrial en el pas?

La implementacin industrial de por si trae beneficios a la industria sea cual sea su mbito dedesarrollo y generar proyectos de implementacin industrial puede abrir puestos de trabajo endiferentes ocupaciones, se lograra mejorar la produccin a menor costo al no tener que realizar


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tareas que son repetitivas o peligrosas para las personas, se puede aprovechar al mximo de losrecursos que conforman un proceso para desarrollar una actividad o producto final y de mejorcalidad que sea capaz de competir en el mercado local .

4. Hoja de Datos

5. Conclusiones:

El diseo del circuito desarrollado previo a la prctica cumpli con cada uno de los aspectospresentes en el objetivo de la prctica

La importancia de los elementos de seguridad, tal como es el fusible que cuando existe unafalla o un cortocircuito, rpidamente este dejar de pasar la corriente, o los breakers de cada

caja son indispensables para el buen estado de los equipos y de los operarios

El ensamblado se puede ir adquiriendo experiencia, de cmo armar los tableros de control,ya que tambin nos ayudara a ser ms ordenados a la hora de armar estos tableros,tambin se puede ir viendo errores comunes y solucionar problemas de conexin


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Adems de la experticia al momento de ensamblar tableros de control, y el manejo demultitud de sensores, se debe tomar en cuenta las normativas con las que los estos debentrabajar, ya que de acuerdo a la aplicacin estos deben asegurar una larga vida til aun enlas peores condiciones de trabajo.

6.

Recomendaciones:

Usar las herramientas adecuadas para cada uno de los dispositivos ya que muchos deestos estn conformados por partes plsticas o necesitan de cierta herramienta para suregulacin; seguir estos procedimientos prolonga la vida til de los dispositivos.

Revisar el estado del circuito ensamblado antes de energizar, para evitar posibles daosproducto de una mala conexin. Srvase de revisar continuidad en los puntos que seanpertinentes para as determinar qu punto del circuito est fallando.

Revisar siempre el estado del tablero antes de realizar cualquier conexin, as mismoque cada uno de los dispositivos que lo conforman trabajen adecuadamente.

7.

Referencias Bibliogrficas

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temperatura y control de procesos. (2016). Srcsl.com. Retrieved May 30, 2016, from

http://srcsl.com/que-es-un-sensor-pt100/

2625.lab1.3.grupo3 control industrial espe

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