Simulación Electroneumática.docx

Universidad Técnica de Cotopaxi, 30 de Octubre del 2018

Simulación electroneumática en Fluidsim 𝑨+ 𝑩+ 𝑨− 𝑩− 𝑪+ 𝑪− Calle Henry [email protected] Reinoso Daniel [email protected] Luis Rumipamba [email protected] Vilcasana Jhonatan [email protected]

Resumen:

II.

En este informe se dará a conocer el funcionamiento y sus partes y componentes del programa Fluidsim y mediante circuitos Electroneumáticos, se pondrá en prueba conocimientos del tema y sus partes que tiene este programa para poder desarrollar sin ningún problema la simulación.

Palabras clave. Relé, obturador, franqueador, solenoide. Abstract In this report we will present the operation and its parts and components of the Fluidsim program and through Electro-pneumatic, electric circuits will test our knowledge of the subject and its parts that has this program to be able to develop without any problem to be performed.Keywords. Simulator, valves, pneumatic, electric, hydraulic, silencing diodes, cylinders. Keywords.- Step by step method, sequential systems, electroneumatics, sequencers.

I.

INTRODUCCIÓN

Fluidsim es una herramienta de simulación que sirve para obtener conocimientos básicos, diagramas eléctricos, electroneumáticos. El simulador Fluidsim permite crear esquemas de circuitos de fluidos, también posibilita la ejecución de componentes físicos y simulaciones plenamente explicativas.

MARCO TEÓRICO

Es un simulador que nos enseña a visualizar la neumática y su relación con la parte eléctrica que combina estas dos técnicas a través de relés, obturadores, franqueadores. La función CAD de FluidSIM está especialmente ideada para el campo de la técnica de fluidos. Puede, por ejemplo, comprobar mientras se diseña, si ciertas conexiones entre componentes son realmente posibles. En el desarrollo del programa se ha dado especial importancia al empleo intuitivo y de ágil aprendizaje de FluidSIM. Esta concepción de empleo le ofrece la posibilidad de, tras un breve período de toma de contacto, diseñar y simular circuitos de fluidos. En electroneumática, la energía eléctrica substituye a la energía neumática como el elemento natural para la generación y transmisión de las señales de control que se ubican en los sistemas de mando. Los elementos nuevos y diferentes que entran en juego están constituidos básicamente para la manipulación y acondicionamiento de las señales de voltaje y corriente que deberán de ser transmitidas a dispositivos de conversión de energía eléctrica a energía neumática para lograr la activación de los actuadores neumáticos.

Universidad Técnica de Cotopaxi, 30 de Octubre del 2018 1.

Aplicaciones electroneumática

El circuito electroneumático consta de un circuito neumático más un circuito eléctrico. La parte de fuerza del circuito sigue siendo neumática y la única diferencia con los circuitos neumáticos son los pilotajes eléctricos de las electroválvulas que son biestables, y los detectores finales de carrera que son detectores magnéticos o de palanca y rodillo. 

Ventajas:

Mediana fuerza porque se pueden lograr fuerzas mucho más altas con la hidráulica. Altas velocidades de operación. Menos riesgos de contaminación por fluidos especialmente si se utiliza en la industria de alimentos o farmacéutica. Menores costos que la hidráulica o la electricidad neta.



Desventajas:



Realizar la partición de los grupos evitando que en un mismo grupo quede cilindro entrando y saliendo.

Esquema de la parte electroneumática. La parte neumática y la parte eléctrica de un esquema de conexiones electroneumático se elaboran por aparte; su contenido, sin embargo, está estrechamente relacionado. En la parte neumática, el flujo de señales se representa de abajo hacia arriba. En la parte eléctrica el flujo de señales se representa de arriba hacia abajo. En el esquema de eléctrico de conexiones los circuitos de corriente se numeran consecutivamente de izquierda a derecha. Los elementos comunes del esquema de conexiones constituyen las interfaces entre el circuito neumático y el circuito eléctrico. En este caso son las bobinas 1Y1 y 2Y1, así como los pulsadores desconectadores de fin de carrera 1B1, 1B2, 2S1 y 2S2.

Alto nivel sonoro. No se pueden manejar grandes fuerzas. El uso del aire comprimido, si no es utilizado correctamente, puede generar ciertos riesgos para el ser humano. Altos costos de producción del aire comprimido. 

Descripción del método paso a paso

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







Establecer el croquis de situación, el cual es una representación gráfica del mando a realizar. Determinar cuántos actuadores hay en el proceso y nombrarlos con letras mayúsculas según norma DIN 1219-2. Establecer la secuencia lógica de operaciones para que el mando funcione adecuadamente. Elaborar el diagrama de fases o de movimientos.

Gráfica 1. Esquema electroneumático. Fuente:( Domínguez. J, 1993)

Estructura del esquema de conexionado El esquema de conexionado electroneumático consta de dos partes: La parte neumática y el sistema eléctrico conforme al flujo de señales, la disposición de los componentes es de abajo hacia arriba. El movimiento de avance de los cilindros debe tener lugar de izquierda a derecha conforme al

Universidad Técnica de Cotopaxi, 30 de Octubre del 2018 flujo de señales, la disposición componentes es de arriba hacia abajo.

de

los

El esquema de conexiones eléctrico puede dividirse en una parte de maniobra y en una parte de potencia Cilindros dobles efecto. Los cilindros de doble efecto son aquellos que solo realizan un trabajo cuando se desplaza su elemento móvil en un único sentido; es decir, realizan el trabajo en una sola carrera de ciclo. El retroceso se produce al evacuar el aire a presión de la parte posterior, lo que devuelve al vástago a su posición de partida.

sido sometido a presión por medio de un compresor. En la mayoría de aplicaciones, el aire no solo se comprime, sino que también desaparece la humedad y se filtra. El uso del aire comprimido es muy común en la industria, tiene la ventaja sobre los sistemas hidráulicos de ser más rápido, aunque es menos preciso en el posicionamiento de los mecanismos y no permite fuerzas grandes.

Gráfica 4. Fuente de aire comprimido Fuente:( Domínguez. J, 1993)

Relé

Gráfica 2. Cilindro doble efecto. Fuente:( Domínguez. J, 1993)

Válvula 5/2n vías

Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. El relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la línea.

Gráfica 3. Válvula 5/2n vías. Fuente:( Domínguez. J, 1993)

Accionamiento eléctrico Estas válvulas requieren un circuito eléctrico para activarlas. La conmutación de las válvulas se obtiene por algún dispositivo eléctrico que haya mandado esa orden. Es importante saber qué voltaje y tipo de corriente necesitas en tu proceso, ya que no es lo mismo usar 12, 24, 110 o 220 voltios y tampoco es lo mismo utilizar corriente alterna que continua. Fuente de aire comprimido El aire comprimido se refiere a una tecnología o aplicación técnica que hace uso de aire que ha

Figura 5. Relé o relevador. Fuente:( Domínguez. J, 1993)

Solenoide de válvulas. La electroválvula se acciona aplicando una señal de tensión en la bobina del solenoide. El caudal circular libremente de 1 a 2. Al cesar la señal, la válvula se sitúa de nuevo en posición de partida por el muelle de retorno. La conexión 1 se cierra.

Universidad Técnica de Cotopaxi, 30 de Octubre del 2018 Si no hay señal aplicada, la válvula puede ser accionada manualmente.

Gráfica 7. Pulsador cerrado Fuente:( Domínguez. J, 1993) Flanqueadores y obturadores

Gráfica 6. Solenoide de válvulas Fuente:( Domínguez. J, 1993)

Gráfica 8. Flanqueadores y obturadores (Simulado en Festo FluidSim)

Pulsador abierto

Fuente:( Domínguez. J, 1993) Cuando el contacto es normalmente abierto esto significa que en estado de reposo ese contacto se encuentra abierto, lo que significa que entre los dos puntos del contacto no hay continuidad.

III.

Procedimiento:

Debemos colocar tres actuadores en este caso utilizamos cilindros de doble efecto. A0

4

B0

2

Y1

4

3

1

3

B1

C0

2

Y2 5

1

A1

4

C1

2

Y3 5

1

3

5

1

3

6

Gráfica 6. Pulsador abierto Fuente:( Domínguez. J, 1993) Pulsador cerrado Es justo lo contrario, en reposo el contacto está cerrado teniendo continuidad entre los dos puntos del contacto. Así por ejemplo para un contacto de apertura o NC que ocupe la segunda posición en un relé como sería el contacto de KA1 representado en el anterior esquema se referencia con los números 21 en el borne superior y 22 en el inferior, siendo la primera cifra por la izquierda 2 indicando que es el segundo contacto de ese relé, y las segundas cifras 1 y 2 que indican que es un contacto de apertura o normalmente cerrado.

Figura 9.Conexion de la parte neumática.(Simulado en Festo FluidSim) Realizamos las conexiones correctas de un sistema neumático y damos las condiciones iniciales del sistema como son: a0 a1 b0 b1 c0 c1.

Figura 10. Condiciones iniciales (Simulado en Festo FluidSim) Circuito eléctrico de control hecho con obturadores, flanqueadores, pulsadores y utilización de una fuente de voltaje de 24v.

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+24V

2

3

3

3

A0

A1

4

3

4

5

3

B0 4

6

C1

4

8

3

C0

4

7

3

B1

A1 K2

A1

K3

A2

A1 K4

A2

4

A1

3

4

11

12

13 14

16

17

V.

Referencias

K4

3

3 KS1

KS2

4

3

3

3

4

4

4

4

4

A2

K1

K2

KS3

4

K5

K6

A2

3

3

A1

K5

A2

10

M1

4

KS1 A1 K1

9

3

4

A2

1

3 1

K6

1

K3

4

KS3 1

2

1

KS2

KS2 2

3 KS2

2

4 1

2

KS3

KS3 1

2

2

K5

A1

A1

Y2

Y1

2

KS1

[1] A. C. Solé, Neumática e hidráulica, Marcombo, 2007-01-01.

Y3

KS2 A1

A2

A2 KS3

[2] E. J. Domínguez, Circuitos de fluidos, suspensión y dirección, Macmillan Iberia, S.A., 2009-01-01.

A2 0V

17

16

13

9

11

7

11

8 14

15 10 16 17

7 12 9 17

Figura 11.Circuito Eléctrico de Control(Simulado en Festo FluidSim)

[3] A. G. Salvador, Introducción a la neumática, Marcombo, 1993-01-01.

. A0

4

A1

B0

2

4

Y1

C0

2

4

Y2 5

+24V

B1

1

2 3

A0

3 A1

4

5

3

4

3 B0

1

5

3 B1

4

4

A1

A1

A1

5

6

3 C0

4

3

7

3 C1

4

8

K1

K2 A2

K3

K4

A2

A2

3

4

3

K4

1

11

3

12

13 14

16

17

4

4

K5

3

3

3

3

3 KS1

KS2

3

A1 K6

A2

10

M1 4

A1 K5

A2

9

3

KS1 A1

[4] E. J. Domínguez, Circuitos de fluidos, Macmillan Iberia, S.A., 2009-01-01.

2

Y3

3

1

C1

K1

K2

KS3

4

4

4

4

4 4

A2

1

3 1

K6

1

4

KS3

K3

1

2

1

KS2

KS2 2

4 1

KS3

KS3 1

2

2

K5

A1

A1 2

KS1

3 KS2

2 2

Y1

Y2

Y3

KS2 A2

A1 A2 KS3 A2

17

16

13

9

11

7

11

8 14

15 10 16 17

7 12 9 17

Figura 12. Circuito completo funcionando (Simulado en Festo FluidSim)

IV.

Conclusiones

Un mando adecuado para la automatización de un proceso que involucre actividades secuenciales, se puede realizar en forma intuitiva o sistemática. Se diseñó un circuito neumático con válvulas de 3 y 5 vías, diodos y otra gama de herramientas y se pudo observar que iban teniendo una secuencia de activación y desactivación El manejo solución de problemas secuenciales de manera intuitiva, implica el hecho de que el proyectista posea bastante experiencia en el manejo de automatismos; sin embargo cuando la complejidad de los circuitos se incrementa no es fácil establecer una ruta para su realización.

[5] Procedimiento, «Fluidsim,» Universidad de Paderborn, Bogota, 2007.