The development of the THPF

El diseño de los circuitos puede realizarse de dos maneras:

1. El método puramente intuitivo. 2. El método sistemático.

Para ambos métodos es necesario que previamente se establezca el enunciado del problema, es decir se planteen los requerimientos del proceso a resolver.

En el primer método se acomete el problema únicamente apoyándose en la intuición o en la experiencia. Cuando se trata de automatismos complejos se requiere en la realización de los mandos cierta experiencia y también método.

El segundo método, apoyándose en directrices determinadas, supone una realización sistemática de los mandos, siguiendo determinadas directrices. Ambos métodos deberán conducir a circuitos de funcionamiento seguro.

No obstante, en el proyecto de mandos electroneumaticos se recomienda el segundo método, que al observar determinadas directrices, garantiza una mayor seguridad y por lo cual tendremos un funcionamiento deseado.

A continuación se desarrolla la elaboración de circuitos de forma sistemática, mediante ejemplos.

Manipulación de paquetes

Los paquetes son alimentados desde el cargador por gravedad mediante el cilindro A, que los lleva hasta la posición dónde son empujados por el cilindro B para el llenado de la caja donde van embalados.

Plano de situación

Diagrama espacio-fase

Ecuación de movimientos

Figura 2.1 Plano de situación

A0 +24V 0V A1 B0 B1 K1 K2 K3 K4 INICIO K3 Y1 Y3 K2 K4 Y2 Y4 K1 1 3 5 7 9 10 11 12 12 10 9 11 4 2 5 1 3 Y1 Y2 4 2 5 1 3 Y3 Y4 A0 A1 B0 B1 A B

SOLUCIÓN USANDO ELECTROVÁLVULAS BIESTABLES

Para la realización de este circuito haremos uso de dos cilindros de doble efecto controlados por dos válvulas biestables, tomando en cuenta los datos proporcionadas por el diagrama espacio-fase.

Como se puede observar el accionamiento de las válvulas es por medio de bobinas que mediante el campo magnético que se crea en ellas provoca que las válvulas conmuten de una a otra posición según sea el caso.

Figura 2.3 Diagrama eléctroneumatico de potencia

Para dar comienzo al ciclo como tal hacemos uso de los datos que obtenemos a partir de la ecuación de movimientos, con lo que pos sola nos da la solución para la secuencia.

 Paso 1 (A+)

Se hace uso de sensores de proximidad para detectar las posiciones de nuestros cilindros y así mismo estos se enviaran a relés enumerados los cuales controlaran contactos.

En el circuito de mando, la bobina es excitada a través del pulsador INICIO y un contacto k3 NA (sensor B0 normalmente activado). La bobina Y1 se excita, invierte la válvula de mando y el vástago del cilindro A sale.

 Paso 2 (B+)

En la posición anterior del cilindro A es accionado el final de carrera A1. A través de éste se excita el relé K2. Un contacto de cierre de K2 excita la bobina Y3, la válvula de mando se invierte, el vástago del cilindro B sale.

 Paso 3 (A-)

El cilindro B ha empujado el paquete hacia la rampa. En su posición anterior el cilindro B acciona y cierra el final de carrera B1, se excita el relé K4 y el contacto de cierre de K4 conecta la bobina Y2. La válvula de mando vuelve a su posición de dibujo. El émbolo del cilindro A puede regresar a su posición posterior.

 Paso 4 (B-)

El cilindro A acciona el sensor A0 situado en la posición posterior. Se excita el relé K1. El contacto de cierre de K1 conecta a la bobina Y4. La válvula de mando regresa a su posición de dibujo. El cilindro B regresa y vuelve a accionar el sensor B0. Al llegar un nuevo paquete todo se encuentra como al principio dispuesto a comenzar un nuevo ciclo cuando se pulse INICIO.

50 +24V 0V A0 A1 B0 B1 K1 K2 K3 K4 K3 INICIO K5 K7 K5 K2 K8 K6 K6 K5 Y1 K6 Y2 K7 K8 K4 K1 1 3 5 7 9 10 11 12 13 14 15 16 16 12 9 15 10 11 13 14 9 12 A0 A1 B0 B1 4 2 5 1 3 Y1 4 2 5 1 3 Y2 A B

SOLUCION USANDO ELECTROVALVULAS MONOESTABLES

El sistema utiliza, como ya se dijo anteriormente válvulas distribuidoras 5/2 monoestables con una bobina. La memorización de las señales se efectúa mediante circuitos de autorretención.

 Paso 1 (A+)

Al igual que en la primera solución los movimientos de los cilindros son detectados por sensores de posición, los cuales su señal es enviada a relevadores que a su vez controlan contactos.

A través del final de carrera B0 (sensor de posición tipo óptico), que está activado, ya que el cilindro B está en el inicio de carrera, así como del pulsador de marcha INICIO, queda cerrado el circuito con el relé K5. En paralelo a este circuito se energiza el contacto K5 que es la memoria. De este modo se memoriza el relé K5. Un contacto de cierre de K5, unido en el circuito principal con la bobina Y1, efectúa la inversión de la válvula de mando de A. El vástago del cilindro A sale.

En el esquema eléctrico se ha mantenido siempre la simbología en el momento inicial sin simular los cambios que van sucediendo en dicho circuito. Es decir se representa tal y como se entregaría el plano de montaje, sin carga eléctrica.

 Paso 2 (B+)

El cilindro A, en la posición final de carrera acciona A1 que efectúa la excitación de K2. Se coloca un contacto K2 en serie con el relevador K6 el cual al energizarse manda la señal para que sus contactos actúen, es como K6 que estaba en paralelo con este circuito genera la memoria del relevador. Es indispensable dejar preparado estos circuitos con un contacto NC poco antes del relevador para que la memoria se borre cuando sea necesario hacerlo. Un contacto de cierre de K6, unido en el circuito principal con la bobina Y2, efectúa la inversión de la válvula de mando de B. El vástago del cilindro B sale.

De esta forma se consigue que, cualquier eventualidad que hiciera que el vástago del cilindro A estuviera fuera en el inicio de ciclo, no alterara la secuencia correcta de funcionamiento.

 Paso 3 (A-)

En este paso tiene que retornar el vástago del cilindro A, para lo cual se des energiza el relé K5.

Cuando el cilindro B llega al final de carrera acciona B1, con la señal de dicho sensor se cierra el circuito de mando accionando el relé K7. Por medio de un contacto normalmente cerrado, gobernado por dicho relé (K7), colocado en serie en la línea de mando se abre el circuito, desconectando la memoria eléctrica del relé K5.

Como consecuencia se abre el contacto K5 del circuito principal y se desactiva Y1. La electroválvula entonces vuelve a su posición estable por la acción del muelle y el vástago de A comienza a entrar.

 Paso 4 (B-)

En este paso tiene que retornar el vástago del cilindro B, para lo cual se des energiza el relé K6.

Cuando el cilindro A llega al inicio de carrera acciona A0, con la señal de dicho sensor se cierra el circuito de mando accionando el relé K8. Por medio de un contacto normalmente cerrado, gobernado por dicho relé (K8), colocado en serie en la línea de mando se abre el circuito, desconectando la memoria eléctrica del relé K6.

Como consecuencia se abre el contacto K6 del circuito principal y se desactiva Y2. La electroválvula entonces vuelve a su posición estable por la acción del muelle y el vástago de B comienza a entrar.