DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

CARRERA DE INGENIERIA MECATRÓNICA

ASIGNATURA: Control Industrial NRC: 2625

INFORME

No. 03

PROFESOR: Ing. Andrés Erazo

INTEGRANTES:

1. Pérez Esteban

2. Vallejo José

30 de Mayo del 2016 - Sangolquí

Contenido

1. Tema ........................................................................................................................................... 3

2. Objetivos .................................................................................................................................... 3

3. Materiales y equipos.................................................................................................................. 3

4. Procedimiento ............................................................................................................................ 4

5. Conclusiones: ........................................................................................................................... 15

6. Recomendaciones: ................................................................................................................... 15

7. Bibliografía .............................................................................................................................. 15

1. Tema

EL CONTACTOR

Funciones y Aplicaciones

2. Objetivos

- Utilizar el contactor para un ejercicio práctico sencillo reforzando de esta manera lo

aprendido en clase.

- Optimizar el uso de contactores dentro de un circuito de control.

3. Materiales y equipos

- 4 Fusibles de 10 amperios

- 2 Multímetros

- 2 Desarmadores de punta plástica

- Juego de Desarmadores Medianos (estrellas y Planos)

- Cortadora de Cables

- Peladora de Cables

- Cable flexible número 16 AWG

- Cuaderno de Apuntes de Laboratorio.

- Carpeta de laboratorio

- Preparatorio desarrollado e impreso

4. Procedimiento

Borneras Teórico:

"Realizar el diagrama de borneras para tres regletas: elementos de mando, órganos de

mando, y sensores”

En Anexos

Borneras Práctico:

Debido a que no se capturó una fotografía del circuito físico en el laboratorio este literal no

se puede realizar.

Circuito:

En Anexos

Normativas:

"Indicar la normativa de protección que deberían llevar los dispositivos a

utilizarse en el proceso indicado e indicar su ambiente de trabajo. De manera

general y específica (Elementos en Tableros y Elementos en Campo).”

Las principales normas que se ocupan de la seguridad para estos casos son:

Calificaciones de tipos de gabinete como los define UL 50, 50E y NEMA 25

La calificación IP de gabinetes de acuerdo a la definición IEC 60529

(Hoffman, NORMAS GLOBALES PARA GABINETES EN LA INDUSTRIA

ELECTRICA,2009)

Dispositivos:

Sensores de nivel

- SITRANS LVL100

Es un interruptor vibratorio de nivel compacto para el uso con líquidos como protección

contra desbordamiento y marcha en seco, así como avisador de llenado, demanda y vaciado.

Es ideal para el uso en instalaciones con espacio reducido.

El interruptor de nivel compacto SITRANS LVL100 está concebido para el uso industrial en

todos los sectores de la industria de procesos y se emplea para líquidos y lodos. Con una

horquilla oscilante de solo 40 mm (1,57") de longitud, el SITRANS LVL100 puede montarse

en tubos pequeños e instalaciones de espacio reducido. Funciona prácticamente sin que le

influyan las propiedades físicas o químicas del medio líquido. El LVL100 puede también

emplearse en condiciones difíciles, como turbulencias, burbujas de aire, formación de

espuma, sedimentaciones o vibraciones externas. (Siemens, 2016)

- Pointek CLS500

Es un interruptor de nivel capacitivo con tecnología Inverse Frequency Shift para la detección

de interfaces, granulados, líquidos y productos químicos tóxicos y agresivos en condiciones

de servicio difíciles (altos valores de temperatura y de presión).

La tecnología Active Shield garantiza una medición sin influencias del vapor,

sedimentaciones, polvo y condensación. El diseño único de la sonda y el potente transmisor

obtienen juntos una potencia superior en una amplia gama de aplicaciones en la detección

del nivel de relleno. (Siemens, 2016).

Sensores de Temperatura

- Termistor

Está basado en que el comportamiento de la resistencia de los semiconductores es variable

en función de la temperatura.

Existen los termistores tipo NTC y los termistores tipo PTC. En los primeros, al aumentar la

temperatura, disminuye la resistencia. En los PTC, al aumentar la temperatura, aumenta la

resistencia.

El principal problema de los termistores es que no son lineales según la temperatura por lo

que es necesario aplicar fórmulas complejas para determinar la temperatura según la corriente

que circula y son complicados de calibrar. (Johnson, 2014)

- RTD ( resistance temperature detector )

Un RTD es un sensor de temperatura basado en la variación de la resistencia de un conductor

con la temperatura.

Los metales empleados normalmente como RTD son platino, cobre, niquel y molibdeno.

De entre los anteriores, los sensores de platino son los más comunes por tener mejor

linealidad, más rapidez y mayor margen de temperatura. (Johnson, 2014)

- CONDUCTORES FL EXIBL ES DE COBRE TIPO “FXT, TFF, TW-F”

USOS Y APLICACIONES

Los conductores flexibles de cobre tipo FXT, TFF y TW-F son utilizados para alambrado de

aparatos, cableados de tableros eléctricos de control, baterías de vehículos, instalaciones

generales industriales y comerciales, donde se requiera de gran flexibilidad debido a las

dificultades de trabajo y en general como cables sometidos a continuo movimiento, tal como

se especifica en el National Electrical Code. Este tipo de conductor puede ser usado en

lugares secos y húmedos, su temperatura máxima de operación es 60 °C y su tensión de

servicio para todas las aplicaciones es 600 V. (Disensa, 2015)

SITRANS LVL100 Pointek CLS500 RTD Termistor

Puede montarse en

tubos pequeños e

instalaciones de

espacio reducido

La tecnología Active

Shield garantiza una

medición sin

influencias del

vapor,

sedimentaciones,

polvo y

condensación

Basado en la

variación de la

resistencia de un

conductor con la

temperatura.

Está basado en que

el comportamiento

de la resistencia de

los semiconductores

es variable en

función de la

temperatura.

Para el uso industrial

en todos los sectores

de la industria de

procesos y se emplea

para líquidos y lodos

Para la detección de

interfaces,

granulados, líquidos

y productos

químicos tóxicos y

agresivos en

condiciones de

servicio difíciles

(altos valores de

temperatura y de

presión).

Empleados

normalmente en los

RTD son el platino,

cobre, niquel y

molibdeno.

El principal

problema de los

termistores es que no

son lineales

Conexionado:

Conexión a PLC

Paso No. 1: Primero debemos saber que tipo de Entradas tenemos en nuestro PLC.

Los PLC vienen con dos tipos de entradas, Entradas PNP ó Entradas NPN.

- Si conectamos un sensor a una entrada de otro tipo este no va a funcionar.

Selección PNP o NPN

Para sensores discretos, como el nuestro, existen dos tipos de salida: los

NPN o salida que consumen corriente, y las PNP o salida que entrega

corriente. Los nombres se corresponden con conceptos más electrónicos

sobre los que no vamos a explayarnos. Anteriormente, se debía determinar

de antemano, en el proyecto de automatización, el tipo de sensores que se

iba a utilizar. Además, los módulos de conexiones de entradas al PLC

debían ser elegidos para uno u otro tipo de sensor, es decir que había

módulos que aceptaban solo sensores PNP y otros que aceptaban solo

sensores NPN. Con el avance de la tecnología y la capacidad de integración,

hoy ya contamos con el diseño de entradas del PLC del tipo Sink/Source que

permiten la circulación de corriente en cualquiera de los dos sentidos, así

que esto ya no es un problema. Esto ocurre con cualquier marca de PLC.

(Anónimo, Yo Ingeniería, 2015, obtenido de: http://yoingenieria.com/el-

sensor-inductivo-su-conexion-como-entrada-plc/)

Paso No. 2: Analizar el código de colores que trae nuestro Sensor.

Por lo general estos bienen con 3 Hilos:

- El de color Cafe es ( + )

- El Azul ( - )

- El color Negro Es el cable de señal, que es el que va en la entrada del PLC.

Paso No. 3: Hacer las Conexiones

- El cable Cafe al Positvo del PLC

- El cable Azul al Negativo del PLC

- El cable Negro a una de las Entradas del PLC.

Entradas:

Digital.- Existirá en el sensor dos niveles de señales ya sea alto o bajo. Se puede conectar

directamente en el puerto de entrada si el voltaje está dentro del nivel de la lógica del PLC.

• Analógica.- También se conectara a un puerto de entrada si es que el voltaje es

compatible con la lógica del PLC.

Conexión a Bobina

Para poder conectar un dispositivo de censado o en otras palabras un sensor a una bobina de

un Contactor lo que primero debemos observar y confirmar es que los sensores sean del

tipo switch para poder aplicar la lógica tipo binaria que contiene es decir encendido o

apagado (activado o desactivado).

Ejemplo:

El controlador de Temperatura es de 1/4 Din, Configurado para Sensor de Temperatura tipo

"J".

El Contactor es trifásico, con la bobina de control en 110Vac. La bobina de control va

conectada a la Salida N.A. (Normalmente Abierta) del control de Temperatura.

Optimización:

"Realizar una tabla con los mínimos elementos necesarios para la construcción.”

“Realizar dos cotizaciones online o físicas de dos proformas con los elementos a

utilizarse para armar los tres tableros propuestos (Sensores – Elementos de

Mando – Órganos de Mando)”

Cotización en anexos

Hacia la Industria:

"Definir una empresa en específico en el Ecuador en la cual se pueda implementar el

sistema propuesto."

“Desarrollar una propuesta de una hoja, para vender la idea a la empresa indicada. Se

calificará la parte técnica y la invención generada con la propuesta; además de los

costos que involucren la implementación de la misma (Costo materiales y mano de obra

– Costo instalaciones, etc.)”

LePlant

LePlant es una empresa dedicada al desarrollo de productos y servicios en biotecnología

vegetal, especializados en cultivo in vitro.

Los laboratorios de LePlant están diseñados para la obtención de grandes cantidades de

plantas mejoradas y de calidad.

Propuesta en Anexos, lo referente a Propuesta LePlant

Opinión:

“¿De acuerdo a su trabajo realizado, qué impacto tendría la generación de proyectos

de implementación industrial en el país? “

Pienso que las implementaciones de proyectos de este tipo ayudarían al desarrollo de las

empresas, haciéndolas más competitivas a nivel internacional y por tanto fortaleciendo la

exportación de productos nacionales de alta calidad.

5. Conclusiones:

- La importancia de un sistema de control automático destaca al momento de

verificar la eficiencia de un proceso.

- Los fallos en los sensores ocasionan problemas en el circuito de control

independientemente de su lógica de funcionamiento.

6. Recomendaciones:

- Verificar el estado de los sensores previa su instalación.

- Utilizar fusibles de cerámica que soporten corrientes mayores en caso de

cortocircuito.

7. Bibliografía

Disensa. (2015). Cables. Guayaquil.

Johnson, C. D. (2014). Control Instrumentation. Edinburgh: Pearson.

Kuo, B. (1996). Sistemas de control automático. México: Prentice Hall.

Siemens. (2016). Sensores de nivel.

(Anónimo, Yo Ingeniería, 2015, obtenido de: http://yoingenieria.com/el-sensor-inductivo-

su-conexion-como-entrada-plc/)

(Hoffman, NORMAS GLOBALES PARA GABINETES EN LA INDUSTRIA

ELECTRICA,2009)

ANEXOS

PD1NC

CA

S1C1 C2

CA

D1

Fecha Nombre Firma

Proyectado

Dibujado

Revisado

Aprobado

Material

Denominación

Código

Sustituye a:

Cantidad

Escala

Hoja

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

Departamento de Ingeniería Mecánica

Ingeniería Mecatrónica

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4

A

B

C

D

E

F

A

B

C

D

E

Ing. A Erazo

Perez, Vallejo

VARIOS

CIRCUITO INFORME 3

1

F1

L

N

CA

PD1NA

C1 C2

A1

A2

A1

A2

A1

A2

12

11

14

13

14

13

14

13

14

13

14

13

14

13

2

1

2

1

ELEMENTO

DESCRIPCIÓN

S1

S2

Interruptor/Sensor de vacio

PULSADOR NA/ Encendido

PD1NA

PD1NC

Interruptor/Sensor de lleno

PULSADOR NC/ Apagado

L1LUZ PILOTO/ Estado del Horno

L2LUZ PILOTO/estado de la válvula de Ilenado

CA

C1

BOBINA/ Control del Horno

C2

L3

L2L1

BOBINA/ control válvula de llenado

BOBINA/ Control de alimentacion

F1

FUSIBLE

D1

DISYUNTOR

L3

LUZ PILOTO/ estado de la válvula de vaciado

PD2NC

C1

PD2NA

12

11

14

13

14

13

S2

12

11

S3

14

13

C3

A1

A2

X2

X1

X2

X1

X2

X1

C3

14

13

Interruptor de cierre y apertura de la válvula de vaciado

PULSADOR NA/ Encendido del horno

PD2NA

PD2NC

PULSADOR NC/Sensor de T. Apagado del horno

C3

BOBINA/ Control Válvula de vaciado

S3

Fecha Nombre Firma

Proyectado

Dibujado

Revisado

Aprobado

Material

Denominación

Código

Sustituye a:

Cantidad

Escala

Hoja

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

Departamento de Ingeniería Mecánica

Ingeniería Mecatrónica

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4

A

B

C

D

E

F

A

B

C

D

E

Ing. A Erazo

Perez, Vallejo

VARIOS

DIAGRAMA DE BORNES INFORME 3

1

1 2 3 4 59 L N

S1

S2

PD1NA PD

1N

C

6 7 8

1 23 4 5

9 L N6 7

8

1 2 3 45

9 L N6 7

8

N L

CA

6 78

C1

C2

L3

L2L1

PD

2N

A

PD

2N

C

S3

96 7 8

9

CA CA C1 C1 C2 C3

6 78

C3

ELEMENTO

DESCRIPCIÓN

S1

S2

Interruptor/Sensor de vacio

PULSADOR NA/ Encendido

PD1NA

PD1NC

Interruptor/Sensor de lleno

PULSADOR NC/ Apagado

L1LUZ PILOTO/ Estado del Horno

L2LUZ PILOTO/estado de la válvula de Ilenado

CA

C1

BOBINA/ Control del Horno

C2

BOBINA/ control válvula de llenado

BOBINA/ Control de alimentacion

F1

FUSIBLE

D1

DISYUNTOR

L3

LUZ PILOTO/ estado de la válvula de vaciado

Interruptor de cierre y apertura de la válvula de vaciado

PULSADOR NA/ Encendido del horno

PD2NA

PD2NC

PULSADOR NC/Sensor de T. Apagado del horno

C3

BOBINA/ Control Válvula de vaciado

S3

Sistema hidropónico

Propuesta LePlant

Objetivo

- Potenciar el desarrollo de plantas ya germinadas mediante hidroponia controlada

inteligentemente.

Planteamiento

El proyecto se basa en un sistema automatizado de cultivo hidropónico que consiste en

el desarrollo de plantas usando disoluciones minerales en vez de suelo agrícola. El agua

utlizada en este proceso requiere una tempreratura y volúmen específicos por lo cual se

implementará varios sensores capaces de controlar las variables y ejecutar

automaticamente el ciclo de trabajo.

Detalle de costos para la implementación

Detalle Cantidad Precio unitario Total

Pulsadores 2 16 32

Termocupla 1 40 40 Sensor de nivel 1 10 10

Horno 1 140 140

Luces de señlaización 3 2 6

Contactores 220 V 4 43 172 Electro válvulas 2 25 50

Instalación 1 280 280

Total $ 730