Estrella Triangulo

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA I. OBJETIVO Conocer cómo se configura y utiliza un entorno de programación de PLCs. Saber cómo se organizan las variables y programas en un PLC. Conocer lenguajes y técnicas de programación de PLCs. Saber utilizar los bloques de funciones disponibles para programar un PLC. Se capaz de crear nuevos bloques de funciones. Saber cargar un programa en un PLC, así como ejecutarlo y depurarlo. II. FUNDAMENTO TEÓRICO II.1. DEFINICIÓN DEL PLC El término PLC proviene de las siglas en inglés para Programable Logic Controler, que traducido al español se entiende como “Controlador Lógico Programable”. Se trata de un equipo electrónico, que, tal como su mismo nombre lo indica, se ha diseñado para programar y controlar procesos secuenciales ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA | LABORATORIO DE SISTEMAS DE ACCIONAMIENTO ELÉCTRICO 1

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informe de laboratorio

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FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

I. OBJETIVO

Conocer cómo se configura y utiliza un entorno de programación de PLCs.

Saber cómo se organizan las variables y programas en un PLC.

Conocer lenguajes y técnicas de programación de PLCs.

Saber utilizar los bloques de funciones disponibles para programar un PLC.

Se capaz de crear nuevos bloques de funciones.

Saber cargar un programa en un PLC, así como ejecutarlo y depurarlo.

II. FUNDAMENTO TEÓRICOII.1. DEFINICIÓN DEL PLC

El término PLC proviene de las siglas en inglés para Programable Logic Controler, que traducido al español se entiende como “Controlador Lógico Programable”. Se trata de un equipo electrónico, que, tal como su mismo nombre lo indica, se ha diseñado para programar y controlar procesos secuenciales en tiempo real. Por lo general, es posible encontrar este tipo de equipos en ambientes industriales. Para que un PLC logre cumplir con su función de controlar, es necesario programarlo con cierta información acerca de los procesos que se quiere secuenciar. Esta información es recibida por captadores, que gracias al programa lógico interno, logran implementarla a través de los accionadores de la instalación.

Dentro de las funciones que un PLC puede cumplir se encuentran operaciones como las de detección y de mando, en las que se elaboran y envían datos de acción a los preaccionadores y accionadores. Además cumplen la importante función de programación, pudiendo introducir, crear y modificar las aplicaciones del programa.Dentro de las ventajas que estos equipos poseen se encuentra que, gracias a ellos, es posible ahorrar tiempo en la elaboración de proyectos, pudiendo realizar modificaciones sin costos adicionales. Por otra parte, son de tamaño reducido y

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mantenimiento de bajo costo, además permiten ahorrar dinero en mano de obra y la posibilidad de controlar más de una máquina con el mismo equipo. Sin embargo, y como sucede en todos los casos, los controladores lógicos programables, o PLCs, presentan ciertas desventajas como es la necesidad de contar con técnicos calificados y adiestrados específicamente para ocuparse de su buen funcionamiento.

II.2. LOGO.Es un módulo lógico universal para la electrotecnia, que permite solucionar las aplicaciones cotidianas con un confort decisivamente mayor y menos gastos." "Mediante LOGO se solucionan cometidos en las técnicas de instalaciones en edificios y en la construcción de máquinas y aparatos.Ejemplos:Controles de puertas, ventilación, bombas de aguas, etc.)"

II.2.A. Características principales

Posibilidad de alimentación en 12 VCC 24 VCC/AC, 115-230 VCC/AC.

Versiones con/sin display LCD.

Display del estado de las entradas/salidas, bits de memoria, día de la semana/hora mensajes de texto.

Versiones con 8 Entradas/4 salidas digitales integradas y dos entradas analógicas en las versiones de alimentación DC.

Posibilidad de expansión hasta 24 entradas y 16 salidas digitales, 8 entradas analógicas y 2 salidas analógicas.

2 entradas rápidas hasta 2 kHz.

Versiones para condiciones ambientales severas como humedad, temperaturas hasta 70° C e inmunidad a diversos agentes químicos.

Nuevo software LOGO! Soft Confort 5.0 para programación en PC.

3 nuevas funciones: Regulación PI, rampa analógica y multiplexor analógico.

II.2.B. Automatización – Sinopsis

La solución compacta, fácil de usar y económica para tareas de mando simples.

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Compacto, fácil de manejar, de aplicación universal sin necesidad de accesorios.

"Todo en uno": pantalla y teclado integrado.

Bastan un par de pulsaciones para combinar 29 funciones diferentes; en total hasta 56 veces.

Cambios de funciones con sólo pulsar una tecla; se prescinde del recableado costoso.

II.3. Arranque de motores AC asíncronos Cuando se trabaja con motores AC síncronos de poca potencia, su activación se puede realizar sencillamente con un solo contactor o relé, además de los equipos de protección. Pero cuando se requiere utilizar un motor de más potencia, generalmente trifásico, que proporcione un gran par, se requiere un circuito de conexionado más complejo para controlar la gran demanda de corriente que es necesaria en el arranque del motor para conseguir un par de arranque suficiente. Entre las técnicas para controlar la corriente de arranque, la más usada es la conocida como estrella triangulo por ser sencilla y barata.Un motor AC asíncrono trifásico de seis polos está constituido por tres bobinas, como muestra la Figura 2, las cuales se pueden cablear de dos modos para ser conectadas a una toma de red trifásica. Estos modos, mostrados en la Figura 2 se denominan conexión en estrella y conexión en triángulo por las formas que adopta el cableado.En la conexión en estrella, la diferencia de potencial entre cada par de líneas de la alimentación trifásica, denominadas fases, alimenta dos bobinas, mientras que en la conexión en triángulo, la tensión entre cada dos fases solo alimenta una bobina. Así, en la configuración de estrella, las bobinas consumen menos corriente para hacer girar al motor, aunque éste gire a menos revoluciones. En cambio, la configuración en triángulo es adecuada para conseguir mayores revoluciones y par, aunque su consumo de corriente es alto, especialmente durante el arranque del motor.

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Se puede utilizar las dos configuraciones aprovechando las ventajas de cada una. Para ello, el motor debe arrancar con una configuración de estrella, y después cambiar a una de triángulo cuando alcance un régimen de funcionamiento estable. De este modo la corriente de arranque se reduce, mientras que, en régimen de funcionamiento normal, el motor puede alcanzar su máximo rendimiento. Se suele considerar que el cambio debe realizarse cuando el motor alcanza el 80% de su velocidad nominal. El cambio de configuración se realiza conmutando las conexiones de las bobinas mediante contactores, como muestra el esquema de potencia de la Figura 3.En el esquema de la Figura 3, el contactor KM1 controla el encendido y apagado del motor, el contactor KM2 se debe cerrar para una conexión en estrella, y el contactor KM3 conecta las bobinas en triángulo. Este esquema también incluye otros elementos, como el guarda-motor RT1 que protege el motor de corrientes excesivas y cortocircuitos, el sensor SEN 1 que mide la corriente consumida por el motor, y una transformación para obtener una alimentación de 220V, a partir de la alimentación trifásica de 380V, que sirve para el circuito de mando. Es importante tener en cuenta que KM2 y KM3 no deben activarse a la vez ya que esto provocaría cortocircuitos en las fases. Existen modelos de contactores especiales para cablear conexiones estrella-triangulo, que incluyen todos los contactos necesarios para KM2 y KM3, y que impiden la activación de ambos a la vez. Pero si KM2 y KM3 son contactores independientes, es el circuito de mando el que debe controlar que no se activen a la vez. Entonces, lo más habitual es realizar una pequeña pausa entre la desactivación de KM2 (triángulo) y la activación de KM3 (estrella) mediante un temporizador. Si el circuito de mando se basa en un PLC, se puede tener un esquema como el mostrado en la Figura 4. En este caso, el PLC se encarga de actuar sobre los contactores KMA, KM2 y KM3 para arrancar el motor y controlar su marcha.

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Figura 2. CONEXIÓN DE UN MOTOR TRIFÁSICO

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III. MATERIALES Y EQUIPOS

III.1. MATERIALES

Módulo de accionamiento mediante el PLC.

III.2. HERRAMIENTAS

Alicate universal de 1/8 x 8 pulg. Alicate punta semi redonda de 1/8 x 8 pulg. Destornillador punta plana ¼ x 4 pulg y 1/8 x 8 pulg.

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FIGURA 3. ESQUEMA DEL CIRCUITO DE POTENCIAPARA UN MOTOR TRIFÁSICO

FIGURA 4. ESQUEMA DE MANDO DE UN PLC.

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III.3. MAQUINAS

Motor eléctrico trifásico rotor cortocircuitado 3 kW 220 V 60 Hz fdp =0.8 , n=0.85 .

Laptop con el programa LOGO.

III.4. EQUIPOS

Disyuntor motor. Contactor electromagnético AC3, (1NA+NC) 220V. Relé térmico. Pulsador NA. Pulsador NC.

IV. PROCEDIMIENTO

1. Elaborar el esquema de arranque de un motor usando el programa del PLC de manera directa.

2. Accionar el motor (sistema de mando) teniendo como controlador y diseñador el programa del PLC.

3. Mediante la laptop, laborar el esquema de arranque de un motor en el software LOGO.

4. Posteriormente transferir la información del LOGO al programa del PLC. De esta manera, el PLC guarda la información dada a través del LOGO.

5. Mediante el control de mando, accionamos el motor.

6. Se realizó este mismo procedimiento para varios arranques (directo, inversor de giro y d estrella triangulo).

V. RESULTADOSV.1. Simulación en el LOGO.

A. ARRANQUE ESTRELLA TRIANGULO

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VI. RECOMENDACIONES

Verificar el buen estado de los materiales específicamente de los multímetro digitales y analógicos ya que son parte fundamental para la medición de voltaje y corriente en la experiencia.

Verificación de continuidad al finalizar el cableado si es que hay que corregir algo antes de la prueba.

VII. CONCLUSIONES

Se desarrolló de manera experimental el arranque directo del motor de inducción trifásica obteniendo resultados muy optimistas.

Se realizó la simulación en el LOGO, verificando así lo experimentado en el laboratorio.

Se Concluye que el programador logo, reduce el tamaño de la instalación del arranque.

Es posible, a través de del logo, diseñar una arranque de motor digitalmente y tener resultados reales.

El uso de compuertas lógicas en el programa logo, hace más fácil la interpretación del diagrama unifilar.

Se logró todo los objetivos mencionados al inicio del informe.

VIII. BIBLIOGRAFÍA

Telemecanique (1999). Manual Electrotécnico Telesquemario Tecnologías de Control Industrial, España: Schneider Electric España, S.A. Cap. 2.

http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/18972/1/AA-p1.pdf

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De las Heras Jimémez, Salvador (2003). Instalaciones neumáticas, España: Editorial Universidad Oberta de Catalunya, Cap. 1.

http://olmo.pntic.mec.es/jmarti50/neumatica/neumatica.html [Consulta: junio 2011]

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