Acapulco IEM

UNIDAD 3 CIRCUITOS NEUMATICOS Y ELECTRONEUMATICOS

3.1 desarrollo de circuitos neumáticos

Los elementos básicos de un circuito neumático son:

· El generador de aire comprimido, es el dispositivo que comprime el aire de la atmósfera hasta que alcanza la presión de funcionamiento de la instalación. Generalmente se asocia con un tanque donde se almacena el aire para su posterior utilización.

Símbolo del compresor

La mayor parte de los compresores suministran un caudal discontinuo de aire, de manera que se debe almacenar en un depósito, este sirve para evitar que los compresores estén en funcionamiento constantemente, incluso cuando no se necesita gran caudal de aire, también ayudan a enfriar el aire. Los depósitos generalmente disponen de manómetro que indica la presión interior, una válvula de seguridad que se dispara en caso de sobrepresiones y una espita para el desagüe de las condensaciones que se producen en el interior del depósito.

Las tuberías y los conductos. Para transportar el aire es necesario utilizar conductores. Los conductores utilizados son tuberías metálicas o de polietileno de presión. El diámetro de las tuberías depende de las necesidades de caudal que requiere la instalación, teniendo en cuenta la caída de presión producida por las pérdidas y la longitud de las tuberías.

Para conectar los tubos nos ayudamos de una regleta de derivación con enchufes rápidos, sobre la que conectamos los tubos para obtener las toma de presión necesaria. Se trata de conexiones de seguridad, debe introducirse el tubo profundamente, y para extraerlos debemos pulsar el tapón azul hacia abajo.

Generalmente entre el depósito y el circuito se suele incluir una unidad de mantenimiento que cuenta con un regulador de presión, un filtro y un lubricador de aire.

Los actuadores, como cilindros y motores, que son los encargados de transformar la presión del aire en trabajo útil.

· Los elementos de mando y control con el objetivo de controlar la circulación del aire en una dirección u otra.

Válvula 3/2: una de sus principales aplicaciones es permitir la circulación de aire hasta un cilindro de simple efecto, así como su evacuación cuando deja de estar activado.

Válvula 5/2: una de sus principales aplicaciones es controlarlos cilindros de doble efecto.

Diseño de circuitos neumáticos.

Existen dos maneras de controlar un cilindro, control directo y control indirecto, y nosotros elegiremos el tipo de control según sea nuestra necesidad, aunque cabe destacar que en el control indirecto no hay perdidas depresión y por tanto más exactitud.

Control directo.-

En este tipo de control el pistón esta directamente controlado por la válvula, en el cual existen pérdidas de presión debidas a que la válvula tiene un consumo de aire, lo que ocasiona que el cilindro salga con menor presión a la suministrada inicialmente.

Control indirecto.-

Este tipo de control utiliza una válvula cuyos accionamientos son neumáticos, lo que nos permite controlar la presión y con esto hay mayor exactitud y el vástago del cilindro sale a la presión deseada Cada elemento debe tener una numeración así como cada una de sus conexiones.

Por ejemplo: la representación completa de las válvulas puede ser:

3.1.1 Circuitos Combinatorios (c.c.)

Un circuito combinatorio es un arreglo de compuertas lógicas con un conjunto de entradas y salidas, el análisis de un c.c. inicia con un diagrama de circuito lógico y termina con el conjunto de funciones booleanas o una tabla de verdad.

El álgebra de boole sólo opera con dos números (valores), el 0 y el 1, en base a esto, pueden calcularse analíticamente las funciones lógicas para luego utilizarlas en el equipo neumático de mando. Las funciones básicas de esta álgebra son las funciones and, or y not.

Función and (y):

La función y produce una señal de salida y cuando están presentes todas las señales de entrada, si falta una de las señales de entrada, no se produce ninguna señal de salida, se puede realizarse en un equipo neumático mediante la conexión en serie de dos válvulas de 3/2 vías o con una válvula de simultaneidad (solo para 2 entradas).

Tabla de verdad and (y):

Su función algebraica se denomina de la siguiente manera: f = x y

Ejemplo fluidsim usando elemento and (y):

1) El punto principal ha conocer es elemento and (y), dentro del programa fluidsim lo reconoceremos de la siguiente manera:

3.1.2 Circuitos Secuenciales:

El fin de este es mantener el orden en el que deben ejecutarse varias acciones de una automatización, asignando a los actuadores finales (cilindros neumáticos) una letra mayúscula. Así mismo, se utiliza un signo + si el vástago del cilindro está extendido y un signo – si el vástago está retraído.

MÉTODO DE CASCADA:

Es un método no intuitivo de desarrollar circuitos neumáticos a partir de una secuencia dada. El método consiste en separar la secuencia en grupos donde, no se repita ninguna letra de la secuencia, con el fin de utilizar el menor número de válvulas de alimentación y tener un orden estructurado al desarrollar dicho circuito.es nombrada así debido a que sus válvulas de presión (4/2 ó 5/2) se conectan en serie.

A continuación se describen los pasos necesarios para resolver una secuencia de operaciones que involucra actuadores neumáticos o electro neumáticos:

1) Analizar el problema y establecer el número de actuadores referenciándolos con letras a cada uno, es decir, para el primer actuador se referenciaría con la letra ‘A’, para el segundo con la letra ‘B’, y así sucesivamente y a su vez identificar los sensores; para estos se usa la letra ‘S’, y para diferenciarlos, se enumeran de manera consecutiva, ‘S0’ para el primer sensor, ‘S1’ para el segundo y así sucesivamente

2) Determinar la secuencia correcta a diseñar teniendo en cuenta que para el desplazamiento hacia afuera de los actuadores se simboliza con el signo (+), y para el retorno de los actuadores se simboliza con el signo (-).

3) Dividir la secuencia en grupos teniendo en cuenta que: un grupo no puede contener más de un movimiento del mismo actuador , no se puede tener A+ y A- en el mismo grupo y además, cada grupo debe contener la mayor cantidad de movimientos de actuadores posible.

4) Identificar cuáles son los sensores que hacen los cambios de grupos y al mismo tiempo generan el primer movimiento del grupo simbolizado con una flecha por debajo con la referencia del sensor correspondiente, y también identificar que sensores generan los movimientos internos del grupo simbolizados con una flecha por arriba con la referencia del sensor adecuado.

5) Establecer el número de válvulas de memoria (5/2) que se necesitan para generar los grupos obtenidos con la siguiente fórmula:

Nv: es el número de válvulas 

Ng. es el número de grupos 

6) Ya teniendo el número de válvulas de memoria y los cambios de movimiento se crea el esquema general de funcionamiento del circuito.

3.2 DESARROLLO DE CIRCUTOS ELECTRONEUMATICOS

En los siguientes circuitos electro neumáticos se muestra a detalle el cómo realizar un circuito electroneumático realizando primeramente los más básicos y posteriormente los más complejos.CIRCUITOS ELECTRONEUMATICOS.(CIRCUITOS BASICOS).I.MANDO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO.El vástago de un cilindro de simple efecto ha de salir al ser accionado de un pulsador. AlSoltar el pulsador, el émbolo ha de regresar a la posición final trasera 

SOLUCIÓN 1.

–

MANDO DIRECTOPor el contacto del pulsador S1, el circuito queda cerrado. En la bobina 1Y se genera un campomagnético. La armadura en la bobina invierte la válvula y franquea el paso para el aire comprimido.Este fluye de (1) hacia (2) llegando al cilindro, cuyo émbolo es enviado a la posición de salida delvástago.Soltando el pulsador S1, el circuito queda interrumpido. El (1Y) campo magnético en la bobinadesaparece, la válvula distribuidora 3/2 vuelve a la posición inicial, el émbolo regresa a la posiciónretraída.SOLUCIÓN 2.- MANDO INDIRECTOEn la segunda solución, un relé K1 es pilotado por el pulsador S1. A través de un contacto de cierrede K1 queda pilotada la bobina 1Y (pilotaje indirecto). Por lo demás el desarrollo es idéntico a lasolución 1.II.MANDO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO.El vástago de un cilindro de doble efecto ha de salir, como en el caso anterior, accionando unpulsador; soltando el pulsador ha de regresar a la posición inicia

Solución:El mando del cilindro de doble efecto tiene lugar a través de una válvula distribuidora 5/2.Por el accionamiento del pulsador S1, la bobina 1Y se excita. A través de un servo pilotaje por airecomprimido es gobernada la válvula distribuidora. El émbolo marcha a la posición anterior. Al soltar S1 surte efecto el muelle recuperador de la válvula distribuidora. El émbolo regresa a la posicióninicial.

III.CONEXIÓN EN PARALELO “O” (CILINDRO DE SIMPLE Ó DE DOBLE EFECTO).

La posición de reposo del cilindro es con el vástago fuera. El envío del émbolo a la posición posterior ha de ser posible desde dos punto

3.2.1 CIRCUITOS COMBINATORIOS:

En una computadora únicamente existe dos posibilidades: utilizar el 0 o bien el 1 para representar elobjeto más pequeño e indivisible.1 = voltaje alto0 = voltaje bajoLos datos de salida de un circuito combinatorio están determinados por la combinación de datos deentrada. Un circuito combinatorio no tiene memoria por lo tanto los datos de entrada anteriores yestado existente no afectan los datos de salida del circuito.Ejemplo:Dado el circuito:La expresión booleana que la representa será:

La expresión booleana que la representa será:(x1 ^ x2) ^ (x1 v x3)

EJEMPLO DE CIRCUITO DE ALGEBRA BOOLEANA EN EL FLUIDSIM.

se desea un circuito para implementar la alarma de seguridad de un carro de 2 puertas se disponede un conjunto de interruptores los cuales se han dispuesto de la sig, manera.a) un interruptor se ha de prenderse si ponemos el carro en velocidad.b) un interruptor se ha puesto bajo cada uno de los asientos y prendera si alguien se sientac) un interruptor se ha puesto en cada asiento y prendera si el cinturón es abrochado.la alarma funcionara cuando se prende la lleva y pongamos un cambio de velocidad y se compruebaque cualquier de los asientos se ocupa y el correspondiente cinturón no este ajustado.m= alarmaa= asiento derechob= asiento izquierdoc= sensor de asientod= sensor de caja de velocidadg= sensor de cinto derechoh= sensor de cinto izquierdo.Solución.Diagrama eléctrico.

3.2.2.- CIRCUITOS SECUENSIALES USANDO METODO DE CASCADA PASO A PASO:

SOLUCIÓN 1 (MEMORIA NEUMÁTICA)

Paso 1:

Trazado de los circuitos de mando y principal (1 y 5). En el circuito de mando, el relé K1 es excitado a través del pulsador S1 y a través de la “consulta” por medio del final de carrera 2S1. Se denomina “consulta” a conocer de alguna manera si se ha producido un hecho antes de verificarse el siguiente. En este caso se trata de saber si el vástago de 2A ha retornado a su posición inicial antes de que salga el de 1A. En el circuito principal, el contacto de cierre de K1 cierra el circuito. La bobina 1Y1 se excita, invierte la válvula 1V y el vástago del cilindro 1A sale.

Paso 2:

Trazado de los segundos circuitos de mando y principal (2 y 6). En la posición anterior del cilindro 1A es accionado el final de carrera 1S2. A través de éste se excita el relé K2. Un contacto de cierre de K2 excita la bobina 2Y1, la válvula 2V se invierte, el vástago del cilindro 2A sale.

Paso 3:

Trazado de los terceros circuitos de mando y principal (3 y 7). El cilindro 2A ha empujado el paquete hacia la rampa. En su posición anterior el cilindro 2A acciona y cierra el final de carrera 2S2, se excita el relé K3 y el contacto de cierre de K3 conecta la bobina 1Y2. La válvula 1V vuelve a su posición de dibujo. El émbolo del cilindro 1A puede regresar a su posición posterior.

Paso 4:

Trazado de los cuartos circuitos de mando y principal (4 y 8). El cilindro 1A acciona el final de carrera 1S1 situado en la posición posterior. Se excita el relé K4. El contacto de cierre de K4 conecta a la bobina 2Y2. La válvula 2V regresa a su posición de dibujo. El cilindro 2A regresa y vuelve a accionar el final de carrera 2S1. Al llegar un nuevo paquete todo se encuentra como al

Principio dispuesto a comenzar un nuevo ciclo cuando se pulse S1.