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Informe 4 de Laboratorio de ElectrofluídosGranda Danilo, Leon Danilo, Onofa Noemí

Departamento de Eléctrica y Electrónica, Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE

Resumen—This paper presents the design and implementationof an electropneumatic circuit, detailing the materials usedand knowledge funciomaniento applying logic and pneumaticcontacts, in addition to its electric and pneumatic diagram thatallows correct operation is explained.

I. INTRODUCCIÓN

En la actualidad el sector industrial busca mejorar susherramientas para realizar trabajos de una manera más

sencilla y rápida, por lo que la neumática es muy útil para estospropósitos. Los sistemas neumáticos tienen una amplia varie-dad de aplicaciones que se pueden controlar con electrónicapor medio de la activación de electroválvulas las mismas queproporcionan presión a los actuadores como son los cilindrosde doble efecto neumáticos. Mediante lógica de contactosse busca diseñar un circuito electroneumático que permitala activación de un cilindro y que cumpla con su respectivodiagrama de fase mostrado.

A. Objetivo General

Diseñar e implementar un circuito electroneumático me-diante lógica de contactos que permita controlar un actuadorneumático.

B. Objetivos Específicos

Realizar un diagrama neumático para la activación de uncilindro de doble efecto.Optimizar el diseño mecánico haciendo uso de los com-ponentes eléctricos para la activación y desactivacion delactuador.Activar un cilindro de doble efecto neumático de acuerdoal diagrama de fase propuesto.

II. MARCO TEÓRICO

A. Neumática

Es una técnica que emplea aire comprimido como modo detrasmisión de energía para hacer funcionar un mecanismo [1].

B. Ventajas de la neumática

El aire es de fácil captación.Los circuitos neumáticos pueden trabajar a grandes ve-locidades.Los cambios de temperatura no afectan en forma signi-ficativa el funcionamiento.

C. Electroneumática

Es la aplicación en donde se combina dos importantesramas de la automatización como son la neumática y laelectricidad o la electrónica. La Electroneumática es una delas técnicas de automatización que en la actualidad tienegran importancia en procesos industriales. La evolución deesta técnica inicia con la neumática, la misma que es unadisciplina antigua en producción industrial. Con el avancede las técnicas de electricidad y la electrónica se produjola fusión de métodos y dando así el inicio de los sistemaselectroneumáticos en la industria, los cuales resultan máscompactos y óptimos a diferencia de los sistemas puramenteneumáticos [2].Entre los dispositivos que forman un sistema electroneumáticotenemos los siguientes:

Contactos eléctricos NA y NCPulsadores e interruptoresElectroválvulasSensoresActuadoresFuente de energía neumática y eléctricaRelés etc.

III. MATERIALES

Los materiales usados para la implementaciónelectroneumática se describen a continuación.

Alimentación eléctrica 24 V

Al ser un sistema electroneumático requiere una alimenta-ción eléctrica la cual se muestra en la figura 1, esta fuentede alimentación proporciona 24 V y tiene un interruptor deentrada e indicación mediante LED.

Figura 1. Fuente de alimentación eléctrica 24 V [3].

Unidad de alimentación neumáticoEn la figura 2 se muestra la alimentación del sistema la

misma que consta de un compresor, un motor, un depósito, unfiltro y un regulador de presión.

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Figura 2. Unidad de mantenimiento [1].

PulsadorEs un elemento de mando que permite poner en marcha

o parar circuitos eléctricos, pueden ser normalmente abiertosNA y normalmente cerrados NC.

Figura 3. Pulsador [3].

Cilindro de doble efectoEs un actuador que poseen dos vías una de entrada y otra

de desfogue para tener un completo control de la entrada ysalida de aire [4].

Figura 4. Cilindro de doble efecto [4].

Banco de relésSon relés con bobina de 24V y contactos conmutables.

Figura 5. Banco de relés [3] .

Relé temporizadorPermite realizar una temporización a partir del instante de

conexión de su bobina.

Figura 6. Relé temporizador al cierre [3] .

Electroválvula 4/2Electroválvula 4 / 2 monoseleniode retorno mediante resor-

te.

Figura 7. Electroválvula monoselenoide retorno por resorte[1].

Fin de carreraSon sensores de contacto que muestran una señal eléctrica

ante la presencia de un movimiento mecánico.

Figura 8. Fin de carrera [4].

ManguerasSon conductos que llevan aire a los elementos del sistema

neumático desde el compresor.

Figura 9. Mangueras neumáticas [4].

Cables banana - bananaCables con terminales de tipo banana que permiten conectar

la parte electrónica de los equipos, como el banco de relés,fuente de alimentación eléctrica, pulsador etc.

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Figura 10. Cables banana - banana [4].

IV. PROCEDIMIENTO

El requerimiento del sistema consiste en que una vez presio-nado el pulsador se active un relé temporizador el mismo queal cumplirse un tiempo t accione la electroválvula neumáticaque permite la activación de un cilindro de doble efecto, comose muestra en el diagrama de fase de la figura 10.

Figura 11. Diagrama de fase.

V. DIAGRAMAS

A. Diagrama neumático

En la figura 12 se muestra el diseño neumático realizado enAutocad electrical.

Figura 12. Diagrama neumático.

B. Diagrama eléctrico

En la figura 13 se muestra el diagrama eléctrico realizadoen Autocad electrical.

Figura 13. Diagrama de contactos.

VI. SIMULACIÓN

A continuación se describe la simulación del sistema rea-lizada en Automation Studio. En la figura 14 se muestrael circuito electroneumático cuando aún no se presiona elpulsador P1.

Figura 14. Simulación del sistema sin presionar el pulsadorP1.

En la figura 15 se muestra al pulsador P1 accionado lo quepermite el enclavamiento del contacto K1, y de esa maneraactivar el temporizador T1.

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Figura 15. Pulsador P1 accionado.

Una vez transcurrido el tiempo establecido en el tempori-zador T1 se activa y permite la activación de la electroválvulaEV0, como se muestra en la figura 16 el cilindro es accionado.

Figura 16. Activación de la electroválvula EV0.

En la figura 17 se muestra como el cilindro C01 activa elsensor SW1, y en el diagrama de contactos como es accionadoel contacto de SW1.

Figura 17. Activación del sensor fin de carrera SW1.

El sensor fin de carrera SW1, da una señal eléctrica queactiva K2 lo que permite desenclavar el circuito para una nuevapulsación de P1. En la figura 18 se muestra como el vástagode C01 retorna a su posición inicial.

Figura 18. Vástago del actuador C01 en posición inicialnuevamente.

Figura 19. Bill of materials BOM .

VII. CONCLUSIONES

El sistema electroneumático diseñado e implementadopermite el acconamiento del cilindro de doble efecto,

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mediante lógica de contactos se puede controlar el fun-cionamineto del sistema con un pulso.El diagrama neumático es reducido consta de la unidadde mantenimiento, la electroválvula y el actuador ya quela parte electrica se ocupa del control del sistema.Mediante la parte eléctrica se puede realizar un procesosimplificando la parte mecánica, cuando se requiera efec-tuar cambios es más sencillo realizarlo eléctricamente.El sistema electroneumático implementado cumple con eldiagrama de fase que se estableció para el funcionamien-to, con un pulso se activa un temporizador, el mismo queal cumplir el tiempo establecido permite la activación deuna electroválvula que controla el actuador.

VIII. RECOMENDACIONES

Tener conocimientos previos sobre el funcinamiento dedispositivos de mando, relés temporizadores para la rea-lización del diagrama de contactos.Verificar que las mangueras y los cables esten bienconectados antes de encender el sistema.

IX. REFERENCIAS

1. Rodriguez. J. (2010, Febrero). Introduccióna la Neumática [online]. Disponible enhttp://es.slideshare.net/julianbaloncesto/que-es-la-neumatica

2. Cadavi. V. (2012, Marzo). Fundamentación neu-mática - electroneumática [online]. Disponible enhttp://riuma.uma.es/xmlui/bitstream/handle.pdf

3. SCM International Training (2015). Mó-dulos de control [online]. Disponible enhttp://www.smctraining.com/webpage/indexpage/220

4. M. Pany, S. Scharf . (2005, Abril). Electroneumáticanivel básico [online]. Disponible en http://www.festo-didactic.com/ov3/media.pdf

X. BIOGRAFÍAS

Cooper Danilo Leon Guerrero nació en El Angel provin-cia del Carchi, Ecuador, el 9 de Noviembre 1991. Se graduó enel Colegio Fiscal Mixto “El Angel” en el año 2010 de bachillerFísico Matemático actualmente estudia ingeniería Electrónicaen Automatización y Control en la Universidad de las FuerzasArmadas ESPE. Actualmente debido a sus estudios no ejerceprofesionalmente.

Danilo Andrés Granda Farfán nació en Loja (Celica),Ecuador el 12 de noviembre de 1991. Realizó sus estudiosde educación primaria en la escuela Manuel María Sánchez.Realizó sus estudios de educación secundaria en La UnidadEducativa Santa Teresita graduándose en el 2009 con eltítulo de Bachiller en la especialidad de Ciencias Generales.Sus estudios superiores los realiza en la universidad de lasfuerzas armadas, en la facultad de Electrónica especialidadAutomatización y Control.

Noemí Eliana Onofa Cuichán Nació el 23 de enero de1993 en Sangolquí-Ecuador. Terminó la primaria en la escuela“Alberto Acosta Soberón” y la secundaria en la Unidad Educa-tiva Experimenta “Manuela Cañizares” de Quito graduándose

de bachiller en físico matemático en el año 2010. Actualmentecursa séptimo semestre de la carrera de Ingeniería Electrónicaen Automatización y Control en Universidad de las FuerzasArmadas ESPE.

XI. ANEXOS

Hoja de laboratorio

Figura 20. Hoja de laboratorio.

Figura 21. Diagrama neumático en Autocad Electrical.

Figura 22. Diagrama de contactos en Autocad Electrical.

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Figura 23. Diagrama de interconexión en Autocad Electrical.