Manual Practicas (1)

CBTIS #59Tcnico en Electrnica

Manual de Prcticas de la Asignatura:

Mantiene sistemas electrnicos de uso industrial

Elabor: Ing. Jos Luis Roldn Ahumada Agosto-Diciembre 2015

ndice

ndice2Introduccin3Objetivo5Justificacin5Prctica No. 16Prctica No. 28Prctica No. 310Prctica No. 412Prctica No. 514Prctica No. 616Referencias18

IntroduccinLa automatizacin se define como la disciplina que trata de los mtodos y procedimientos cuya finalidad es la sustitucin del operador humano por un operador artificial en la ejecucin de una tarea fsica o mental previamente programada.

La estructura de un sistema automtico puede clasificarse en 2 partes. La parte operativa formada por un conjunto de dispositivos, maquinas o subprocesos diseados para realizar determinadas funciones de fabricacin. La parte de control es el encargado de realizar la coordinacin de las distintas operaciones encargadas a mantener la parte operativa bajo un determinado funcionamiento preestablecido de antemano en las especificaciones de diseo.

Los componentes de una instalacin automatizada son:Maquina: donde se realizan los procesos, los traslados, las transformaciones de los productos. Actuadores: Estn acoplados a maquinas para realizar movimientos, calentamientos; son motores de c.c., motores de CA, cilindros neumticos. Actuadores elctricos:Usan fuentes de energa elctrica y toman diferentes formas como vlvulas elctricas, motores elctricos de velocidad fija o variable, resistencias de calentamiento, cabezas de soldadura, cabezas de corte por laser. Actuadores neumticos:Usan como fuente de energa el aire comprimido obtenido por medio de un compresor, y este aire se distribuye por la fabrica a las maquinas que lo utilicen. Los actuadores neumticos son principalmente cilindros adecuados para movimientos lineales cortos que se producen en operaciones de marcaje, ensamblaje, transferencia, apriete, etc. Actuadores hidrulicos:Se utilizan cuando los esfuerzos a desarrollar son muy importantes (prensas de corte) o cuando la velocidad debe ser controlada con precisin.

Aisladores: para comandar y activar los actuadores. Son contactores, variadores de velocidad, electrovlvulas, etc. Aislador elctrico:Contactores, arrancadores y variadores de velocidad. Aislador neumtico:Son los distribuidores asociados a los cilindros. Reciben una seal neumtica o elctrica como mando.

Sensores: son elementos que informan al rgano de mando del estado del sistema o de los eventos que sucedan en el. Captan las seales necesarias para conocer el estado del proceso y decidir su desarrollo futuro. Detectan posicin, presin, temperatura, caudal, velocidad, aceleracin, etc. Elementos de dialogo humano-maquina: Permiten el dialogo entre el operador y la unidad de control. Estn implantados en el pupitre de la maquina: pilotos, pulsadores, teclados y visualizadores. Elementos de mando: Elementos de clculo y control que comandan el proceso. Suelen ser autmatas programables, o PLC.

ObjetivoDebido al gran avance de la tecnologa y de los sistemas electrnicos de uso industrial, el tcnico en electrnica tiene ante s la responsabilidad de resolver un sinnmero de problemas y, para obtener la mejor solucin, necesita cuantificar adecuadamente las variables involucradas en el problema.El tcnico en electrnica tendr la necesidad de implementar, mantener y diagnosticar elementos de control com actuadores, sensores, controladores e interfaces de potencia. Por lo ant3rior, el estudiante tcnico necesita conocer los principios de operacin de diferentes dispositivos de aplicacin industrial, as como sus tcnicas experimentales, con el fin comprender los problemas relacionados con el anlisis, diseo y aplicacin de los mismos en procesos industriales.

JustificacinEl propsito de este manual tiene la finalidad de servir como material didctico de apoyo al estudiante para la comprensin de temas de la materia de Mantiene sistemas electrnicos de uso industrial abordando diversos ejercicios y prcticas que podrn ser desarrollados por el mismo alumno para su mejor comprensin y aprendizaje. El desarrollo de estos ejercicios permitir al alumno ampliar sus conocimientos sobre la materia y tambin le dar las bases necesarias para poder desarrollar diversas aplicaciones de instrumentacin y electrnica industrial.

Prctica No. 1Nombre de la Prctica: Sensor de obscuridad

Objetivo Educacional: Construye e instala un sensor de obscuridad para comprobar su funcionamiento considerando diagramas elctricos de un sistema de iluminacin, normas de seguridad e identificando los principales elementos de control.

MATERIALES Y/O EQUIPO A UTILIZARMATERIALESEQUIPO

Fotorresistencias, NE555, relevador, lmpara, clavija, socket, capacitores de .1uf, 47uf, resistencias de 47k, 1k, 100k,570k,100Fuentes de alimentacin, multimetro,

PROCEDIMIENTO

Figura 11. Armar el circuito de la figura 1, para ello el estudiante deber apoyarse en el manual ECG o NTE para revisar la configuracin de las terminales de los circuitos integrados, transistores, y relevadores; y tambin apoyarse con el instructor.

2. Suministrar el voltaje de alimentacin al circuito con la supervisin del instructor.

3. Ahora interrumpa luz que este incidiendo sobre la fotorresistencia y observe los resultados.

4. Desactive alimentacin del circuito.

5. Identifique los elementos de control existentes en este circuito (actuador, transductor, controlador, variable manipulada, variable controlada, etc)

6. Determina si se trata de un sistema de lazo abierto o lazo cerrado.

CONCLUSIONES Y COMENTARIOS

Prctica No. 2Nombre de la Prctica: Sensor infrarrojo

Objetivo Educacional: Construye un Sensor infrarrojo para comprobar su funcionamiento en el mbito laboral considerando diagramas elctricos, normas de seguridad e identificando los principales elementos de control.


1 C.I. 74LS04, 1 C.I. 74LS244, 1 Transistor TIP29C1 Led infrarrojo, 1 Fotodiodo infrarrojo, 1 Relay de 5vcd, 1 Diodo,1 Resistencia 1k ohm,1 Resistencia 220 ohms,1 Resistencia 150k ohms,1 Lampara 120vcA, 1 Clavija , reglaFuentes de alimentacin, multimetro,

PROCEDIMIENTO


2. Asegurarse de que el receptor y el emisor del sensor fotoelctrico deben estar alineados entre s. Tomar en cuenta indicaciones del instructor comentadas en clase.


4. Ahora interrumpa la trayectoria de la parte emisora del sensor fotoelctrico y observe los resultados.

5. Determine y anote la distancia mxima de deteccin del sensor





Prctica No. 3Nombre de la Prctica: Control ON-OFF de temperatura

Objetivo Educacional: Construye e instala un controlador ON-OFF de temperatura para comprobar su funcionamiento considerando normas de seguridad e identificando los principales elementos de control.


LM358, potencimetros de 2k, resistencias de 1k, LM35, relay 5vcd, tip29, resistencia trmica, clavijaFuentes de alimentacin, multmetro, osciloscopio, termmetro

PROCEDIMIENTO



3. Gradu el potencimetro del voltaje de referencia RV3, hasta medir un voltaje que sea proporcional a la temperatura deseada, tomando en cuenta la sensibilidad del sensor (10mv/c) y la ganancia del amplificador operacional U1:B. Tomar en cuenta indicaciones del instructor comentadas en clase.

4. Colocar el sensor LM35y un termmetro frente al dispositivo que se pretende controlar (resistencia trmica, plancha, parrilla, etc).

5. Medir y anotar el voltaje de salida del amplificador operacional U1:A con el multmetro.

6. Obtener en una grfica XY, los resultados obtenidos (grados, volts U1: A).





Prctica No. 4Nombre de la Prctica: Sensores Industriales

Objetivo Educacional: Diagnostica fallas, conecta y comprueba el funcionamiento sensores industriales para el control de procesos de acuerdo a la norma DIN IEC


Sensores capacitivos, fotoelctricos, inductivos, contactores, relevadores, jumpers.Fuentes de alimentacin, multmetro

PROCEDIMIENTO

Figura 11. Con base a los sensores industriales suministrados por el instructor, determinar si el color de cables y conexiones en kits de trabajo es correcto y cumple con la norma DIN-IEC-60757.

2. Realizar un listado de las fallas encontradas, y realizar la correccin de las mismas con la supervisin del instructor.

3. Conectar de manera individual los sensores de acuerdo a la figura 1.


5. Comprobar el funcionamiento de cada uno de los sensores de manera individual segn su principio de deteccin (metlicos, no metlicos, presencia) y comprobar los resultados


7. Realizar la conexin en serie de 2 sensores, dibujando su diagrama de conexin.

8. Conectar sensores de acuerdo al diagrama obtenido en el paso 6.



11. Realizar la conexin en paralelo de 2 sensores, dibujando su diagrama de conexin.

12. Conectar sensores de acuerdo al diagrama obtenido en el paso 12.




Prctica No. 5Nombre de la Prctica: Puente H

Objetivo Educacional: Construye un puente H para comprobar el funcionamiento de un driver de corriente para motores considerando normas de seguridad e identificando los principales elementos de control.


TIP41, microswitch, resistencias 100ohms, motor de CD, cable, protoboardFuentes de alimentacin, multmetro

PROCEDIMIENTO

Figura 11. Armar el circuito de la figura 1, para ello el estudiante deber apoyarse en el manual ECG o NTE para revisar la configuracin de las terminales de los circuitos integrados, transistores y tambin apoyarse con el instructor.


3. Presionar el pulsador A, y observar los resultados.

4. Medir y anotar el voltaje entre las terminales sal1 y sal2

5. Medir y anotar la I que fluye entre Sal2 y el motor.

6. Presionar el pulsador B, y observar los resultados.

7. Medir y anotar el voltaje entre las terminales sal1 y sal2

8. Medir y anotar la I que fluye entre Sal2 y el motor.


10. Armar el circuito de la figura 2, para ello el estudiante deber apoyarse en el manual ECG o NTE para revisar la configuracin de las terminales de los transistores y relevadores y tambin apoyarse con el instructor.

Figura 2.


12. Presionar el pulsador DER, y observar los resultados.

13. Medir y anotar el voltaje entre las terminales 1 y 2 (del conector J1)

14. Medir y anotar la I que fluye entre terminal 2 y el motor.

15. Presionar el pulsador IZQ, y observar los resultados.

16. Medir y anotar el voltaje entre las terminales 1 y 2 (del conector J1)

17. Medir y anotar la I que fluye entre terminal 2 y el motor.



Prctica No. 6Nombre de la Prctica: PWM para motor de CD

Objetivo Educacional: Construye un variador de frecuencia para comprobar su funcionamiento en el control de motores de VCD considerando normas de seguridad.


NE555, diodos, resistencias 100ohms, 2.2k, potenciometro de 1k, capacitores de 1uf, motor de CD, disco con una perforacin, opto-switch, 74ls04, LED, cable, protoboardFuentes de alimentacin, multmetro, osciloscopio

PROCEDIMIENTO

Figura 11. Armar el circuito de la figura 1, para ello el estudiante deber apoyarse en el manual ECG o NTE para revisar la configuracin de las terminales de los circuitos integrados, transistores, y tambin apoyarse con el instructor.

2. Sujetar un disco perforado en su superficie en el rotor del motor de CD.

3. Alinear el disco del motor, de modo que atraviese a travs de la barrera del optoswitch que se muestra en la figura 2.

Figura 2.


5. Girar el potencimetro RV1 al mnimo y con la ayuda de un osciloscopio conectado a la salida U1:A graficar la seal obtenida. Tomar en cuenta indicaciones del instructor comentadas en clase.

6. Girar el potencimetro RV1 al mximo y con la ayuda de un osciloscopio conectado a la salida U1:A graficar la seal obtenida. Tomar en cuenta indicaciones del instructor comentadas en clase.

7. Con base a las grficas obtenidas, determinar la velocidad angular mnima y mxima del motor de CD.



Referencias

Electrnica Industrial moderna (2006). Maloney, Timothy J. Ed. Pearson. Compilador C CCS y simulador Proteus para microcontroladores PIC (2008). Garca Breijo Eduardo. Ed. Marcombo Instrumentacin Electrnica (2001). Prez Garca. Ed.Thompson Manual de prcticas de la asignatura Mantiene sistemas electrnicos de uso industrial. Catlogo de productos y catalogo tcnico de fabricantes

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