Implementacion de circuitos Electro-neumaticosL. Barreno #1,C. Conlago #2,R. Gualavisı #3,A. Yunda #4

# Departamento Electrica Electronica, Universidad de las Fuerzas Armadas ESPESangolquı - Ecuador

1 lmbarreno@espe.edu.ec2 crconlago1@espe.edu.ec3 rsgualavisi@espe.edu.ec

4 jayunda@espe.edu.ec

Abstract—Application developed by an electro pneumatic sys-tem and design by state sequences forl circuits. Was designedthe electrical and pneumatic circuit which governs the operationsequence. The simulations were performed on the AutomationStudio software. This process describes to many others intoindustry, that have an similar functionality sequence, thereforethis electro - pneumatic system can applied into many others likebottlers, labelers, among the most important.

I. INTRODUCCION

Un Programable logic controller (PLC), es un equipoelectronico, programable en lenguaje no informatico,disenado para controlar en tiempo real y en ambiente de tipoindustrial, procesos secuenciales. Un PLC trabaja en base a lainformacion recibida por los captadores y el programa logicointerno, actuando sobre los accionadores de la instalacion.Su utilizacion se da fundamentalmente en aquellasinstalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra,control, senalizacion, etc. , por tanto, su aplicacion abarcadesde procesos de fabricacion industriales de cualquier tipo atransformaciones industriales, control de instalaciones, etc.Los PLCs fueron inventados como un reemplazo menoscostoso para viejos sistemas automatizados que usabancentenares de reles y temporizadores. Se implementan acontinuacion la secuencia para un sistema electro-neumaticopara ası corroborar las ventajas enunciadas anteriormente.

II. OBJETIVOS

A) Objetivo General.

• Disenar un circuito neumatico y electrico que satisfagael diagrama de fase planteado.

B) Objetivos Especıficos.

• Implementar el circuito de control en un PLC LOGO deSiemens.

• Determinar el BOM adecuado para la implementacionde este circuito electro-neumatico.

III. MARCO TEORICO

A. Valvulas electroneumaicas

Las valvulas electro-neumaticas, sustituyen dentro delos sistemas neumaticos clasicos a vavulas neumaticas conenfoque mecanico, con valvulas autonomas accionadasexclusivamente con la energıa electrica. Estas eliminan lanecesidad de grandes cantidades de manguera por endeespacio, lo que simplifica las arquitecturas de sistemasconjuntamente con la mejora de la seguridad y la fiabilidad.Esta tecnologıa fue desarrollada originalmente para laindustria aeroespacial, pero desde entonces se ha expandidoa muchas otras industrias donde se usa comunmente potencianeumatica. Para la implementacion se utilizara una valvula3/2 monoselenoide con retorno de resorte

Fig. 1. Valvula electro-neumatica

B. Siemens LOGO

LOGO es un micro automata programable o llamado Releinteligente fabricado por la empresa Siemens, que tiene in-tegrado unidades de mando y visualizacion con retroilumi-nacion, posee funciones basicas habituales preprogramadas,temporizadores, marcas digitales y analogicas, tiene la opcionde expansion de modulos.

Fig. 2. Siemens LOGO

C. Detector de proximidad mecanico

Se emplean para detectar el final del recorrido o la posicionlımite de componentes mecanicos. Generalmente estos de-tectores estan compuestos por dos partes: un cuerpo dondese encuentran los contactos y una cabeza que detecta elmovimiento. Su uso es muy diverso, empleandose, en general,en todas las maquinas que tengan un movimiento rectilıneode ida y vuelta o sigan una trayectoria fija, es decir, aquellasque realicen una carrera o recorrido fijo, como por ejemploascensores, montacargas, robots, etc.

Fig. 3. Detector de proximidad mecanico

D. Cilindro simple efecto neumatico

Es un actuador lineal, se trata de un tubo cilındrico cerradodentro del cual hay un embolo unido a un vastago que sedesplaza unido a el.

Fig. 4. Cilindro neumatico simple efecto

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IV. LISTA DE MATERIALES

A) Circuito Neumatico.

• 2 Cilindros neumaticos simple efecto.

• 2 detectores de proximidad mecanicos.

• 2 Electrovalvulas 3/2 N/A, monoselenoide con retornode resorte .

• 4 mangueras.

A) Circuito electrico.

• 1 Fuente de alimentacion neumatica.

• 1 PLC Logo de Siemens 24 Vdc.

• 1 Pulsdor N/A.

• Cables banana.

V. PROCEDIMIENTO

El funcionamiento del circuito esta basado en el siguientediagrama de fase.

Fig. 5. Diagrama de fase

A. Propuesta de solucion

En funcion del diagrama de fase se plantea el uso dedos detectores de proximidad mecanicos, esto con el fin deasegurar que el cilindro 2 se active al mismo instante enque el cilindro 1 se expande totalmente, por otro lado segarantiza que ambos cilindros retornaran al momento en que elcilindro 2 llegue a esar expandido en su totalidad. Analizandoel diagrama de fase se determina que se deben utilizar y

configurar tres entradas y dos salidas digitales en el LOGO. Seplantea entonces el GRAFCET que cumple con la secuencia.

Fig. 6. GRAFCET

Se plantea entonces el circuito neumatico.

Fig. 7. Diagrama electro-neumatico

Se presenta el circuito electrico teniendo en cuenta lasconsideraciones de entradas y salidas ya mencionadas.

Fig. 8. Diagrama electrico

Y el codigo ladder implementado

Fig. 9. Ladder implementado

VI. SIMULACION

• Sistema en reposo.

Fig. 10. Sistema en reposo

• Pulso de inicio activado.

Fig. 11. Estado 1

• Cilindro uno expandido.

Fig. 12. Estado 2

• Retorno de los cilindros

Fig. 13. Retorno de los cilindros

VII. CONCLUSIONES

• Existe un notable ahorro de recursos al momento deusar un PLC, el costo a largo plazo hara del proceso searentable ademas de ofrecer un menor mantenimiento yreduccion de espacio.

• En comparacion con sistemas neumaticos clasicos laelectro-neumatica responde de manera mas rapida yexacta debido al auomata.

• La nomenclatura en los diferentes elementos del circuitoelectrico facilitan la implementacion de las conexiones .

• La herramienta Gracet facilito el diseno de la secuenciade control debido a su facil metodologıa y eficienteapliacion.

• El uso de circuitos de autoalimentacion, bloqueo ycondicionamiento son importantes para elaborar lasecuencia planteada.

VIII. RECOMENDACIONES

• Seguir una secuencia con una logica de estados parafacilitar la deteccion de errores.

• Usar reles auxiliares para el accionamiento de las elec-trovalvulas.

• Usar sensores capacitivos, con el fin de evitar en-clavamientos accidentales con los detectores mecanicosde posicion.

REFERENCES

[1] BUCHER R.; BALEMI S. Rapid controller prototyping with Mat-lab/Simulink and Linux Vol. 14, (May 2006)

[2] DINDORF R.; LASKI P.; TAKOSOGLU J. Control of electro-pneumatic3-DOF Hydraulica a Pneumatca January 2005

[3] KANDEL A. Pneumatics Expert Systems Boca Raton,Florida 1991[4] MCNEILL F. M. Practical Approach, Boston 1995

Fig. 14. Anexo hoja de practica