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CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE

CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE


Los CLP o PLC (Programmable Logic Controller. en sus siglas en inglés) son dispositivos electrónicos muy usados en Automatización Industrial.

Su historia se remonta a finales de la década de 1960 cuando la industria buscó en las nuevas tecnologías electrónicas una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional.
Hoy en día, los PLC no sólo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales, sino que también pueden realizar operaciones aritméticas, manejar señales analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores proporcional integral derivativo (PID).

Los PLC actuales pueden comunicarse con otros controladores y computadoras en redes de área local, y son una parte fundamental de los modernos sistemas de control distribuido.
Existen varios lenguajes de programación, tradicionalmente los más utilizados son el diagrama de escalera (Lenguaje Ladder), preferido por los electricistas, lista de instrucciones y programación por estados, aunque se han incorporado lenguajes más intuitivos que permiten implementar algoritmos complejos mediante simples diagramas de flujo más fáciles de interpretar y mantener. Un lenguaje más reciente, preferido por los informáticos y electrónicos, es el FBD (en inglés Function Block Diagram) que emplea compuertas lógicas y bloques con distintas funciones conectados entre si.
En la programación se pueden incluir diferentes tipos de operandos, desde los más simples como lógica booleana, contadores, temporizadores, contactos, bobinas y operadores matemáticos, hasta operaciones más complejas como manejo de tablas (recetas), apuntadores, algoritmos PID y funciones de comunicación multiprotocolos que le permitirían interconectarse con otros dispositivos.

PLC EN COMPARACIÓN CON OTROS SISTEMAS DE CONTROL

Los PLC están adaptados para un amplio rango de tareas de automatización. Estos son típicos en procesos industriales en la manufactura donde el coste de desarrollo y mantenimiento de un sistema de automatización es relativamente alto contra el coste de la automatización, y donde van a existir cambios en el sistema durante toda su vida operacional. Los PLC contienen todo lo necesario para manejar altas cargas de potencia; se requiere poco diseño eléctrico y el problema de diseño se centra en expresar las operaciones y secuencias en la lógica de escalera (o diagramas de funciones). Las aplicaciones de PLC son normalmente hechos a la medida del sistema, por lo que el costo del PLC es bajo comparado con el costo de la contratación del diseñador para un diseño específico que solo se va a usar una sola vez. Por otro lado, en caso de productos de alta producción, los sistemas de control a medida se amortizan por si solos rápidamente debido al ahorro en los componentes, lo que provoca que pueda ser una buena elección en vez de una solución "genérica".

MEDIO DE DESCONEXION

MEDIO DE DESCONEXION

Pulsadores

Pulsador: Elemento que permite el paso o interrupción de la corriente mientras es accionado. Cuando ya no se actúa sobre él vuelve a su posición de reposo.

Puede ser el contacto normalmente cerrado en reposo NC, o con el contacto normalmente abierto Na.


Consta del botón pulsador; una lámina conductora que establece contacto con los dos terminales al oprimir el botón y un muelle que hace recobrar a la lámina su posición primitiva al cesar la presión sobre el botón pulsador



Interruptor

Un interruptor es un dispositivo para cambiar el curso de un circuito. El modelo prototípico es un dispositivo mecánico (por ejemplo un interruptor de ferrocarril) que puede ser desconectado de un curso y unido (conectado) al otro. El término "el interruptor" se refiere típicamente a la electricidad o a circuitos electrónicos. En usos donde requieren múltiples opciones de conmutación

El Interruptor puede ser:
Interruptor automático o Interruptor magnetotérmico
Interruptor centrífugo
Interruptor chopper
Interruptor DIP
Interruptor eléctrico
interruptor de ferrocarril
Reed switch
Sensor de flujo
Interruptor de mercurio
Interruptor diferencial o disyuntor

CONDUCTORES

CONDUCTORES ALIMENTADORES

Los conductores de los alimentadores deben tener la capacidad de corriente, considerando todos los factores que inciden sobre ella como la forma de soporte o canalización, los tipos de recubrimiento y la temperatura entre otros, igual o superior a la corriente necesaria para suplir la demanda calculada de la instalación.


Cuando los alimentadores sirven cargas contínuas y no contínuas la capacidad de corriente de los conductores de los alimentadores no debe ser menor que la suma de el 125% de la carga contínua más el 100% de la carga no contínua.

La capacidad de corriente de los conductores de un alimentador no debe ser menor a 30 A cuando la carga servida sea:
Dos o más circuitos ramales bifilares para un alimentador bifilar.
Más de dos circuitos ramales bifilares para un alimentador trifilar.
Dos o más circuitos ramales trifilares para un alimentador trifilar.
Dos o más circuitos ramales tetrafilares para un alimentador trifásico tetrafilar.


La capacidad de corriente de los conductores de un alimentador no debe ser menor de la de los conductores de entrada de acometida cuando los conductores del alimentador transporten toda la corriente suministrada por los conductores de entrada de acometida con capacidad de corriente de 55A o menor.


Para 600 V nominales o menos la sección transversal mínima para conductores individuales a la vista, en tramos menores de 15 m, debe ser de 5,25 mm² (No 10 AWG) para conductores de cobre u 8,36 mm² (No 8 AWG) para conductores de aluminio y de 8,36 mm² (No 8 AWG) para conductores de cobre o 13,29 mm² (No 6 AWG) para conductores de aluminio para tramos mayores.



CONDUCTORES DE ACOMETIDA
Generalidades
Los conductores de acometida son los conductores desde el punto de acometida, o punto de conexión a la red de la empresa de servicios públicos hasta el dispositivo de desconexión de la acometida. Estos conductores pueden ser aéreos o subterráneos.
Los conductores de entrada de la acometida, cuando existen o deben ser instalados, son los conductores instalados entre el punto de corte de la acometida y un punto, generalmente fuera de la edificación, donde terminan o se conectan los conductores de acometida. Los conductores de entrada de acometida deben quedar soportados a la vista sobre aisladores, ser cables con separador integrado de gas o instalados dentro de una canalización adecuada.


Capacidad de corriente
La capacidad de corriente de los conductores de la acometida no debe ser menor que la suma del 125% de la carga contínua más el 100% de la carga no contínua. El calibre mínimo de los conductores seleccionados, sin aplicar factores de ajuste o corrección, debe permitir una corriente igual o mayor al valor de la corriente así calculada.

PROTECCION CONTRA SOBRECARGA

PROTECCION CONTRA SOBRECARGA

Una nueva dimensión para el arranque estrella-triánguloEl arrancador sin transición para su motor estrella-triángulo nunca ha tenido un tamaño menor, y nunca ha sido más fácil de cablear, configurar y mantener. El SMC-Delta incorpora el cableado de alimentación eléctrica, protección contra sobrecarga, temporizadores y varios contactores en un controlador estrella-triángulo fácil de configurar y sumamente confiable. El SMC-Delta es muy flexible y modular, y permite configurar un dispositivo para muchas aplicaciones. El SMC-Delta cuenta con la funcionalidad apropiada para sus necesidades estrella-triángulo. estrella-triángulo.


FUNCIONES EXPANDIDAS DE PROTECCIÓN

Las funciones de protección adicionales suministradas por el
módulo DeviceNet aumentan la protección del motor y la carga.
Además, las funciones de advertencia permiten al personal de
operaciones actuar oportunamente cuando los parámetros de
funcionamiento exceden los límites permisibles a fin de evitar
el tiempo de inactividad.

Advertencia de sobrecarga: Al monitorizar el porcentaje de
utilización de la señal de capacidad térmica (TCU) del relé de
sobrecarga E1 Plus, el módulo DeviceNet ofrece una gama de
calibración de 0 a 100% de TCU.

Protección contra atoramientos: La acción inmediata para
colocar un motor fuera de funcionamiento cuando ocurre un
atoramiento mecánico reduce el potencial de daño al motor y a
los componentes de transmisión de energía eléctrica. Los ajustes
de disparo incluyen la calibración de disparo ajustable desde
150 hasta el 600% FLA y tiempo de retardo de disparo con una
gama de 0,1 a 25,0 segundos. Los parámetros de advertencia
separada son ajustables desde el 100 hasta el 600% de FLA.

CIRCUITOS DE PROTECCIÓN TERCIARIA

Las protecciones secundarias y terciarias se disponen a nivel de equipo o sistema y a nivel de tarjeta o componente respectivamente, la frontera entre los dos niveles de protección es complicado definirla. En una protección secundaria el limitador está expuesto al más alto nivel de intensidad de transitorios inducidos. Se puede considerar que el nivel secundario va desde los primeros descargadores de alta energía después del pararrayos hasta las últimas protecciones en la alimentación de corriente continua a baja tensión. La protección terciaria es la aplicada a las líneas de datos, entrada/salida, comunicaciones internas en un equipo electrónico. También se suele llamar a este nivel de protección nivel de protección fina.

Los circuitos de protección conviene montarlos lo más cerca que se pueda de la unidad a proteger, para evitar otras tensiones perturbadoras entre el circuito de protección y la unidad a proteger. La conexión a tierra de la unidad a proteger debe disponerse entre el contacto de tierra del circuito de protección y la barra equipotencial. De esta manera, la corriente de derivación ocasionada por la caída de potencial en la resistencia de puesta a tierra debida al impulso de sobretensión del rayo no cargará la entrada de la unidad electrónica a proteger. Los circuitos de protección considerados ofrecen la posibilidad de limitar las tensiones de modo común y de modo diferencial. En el desarrollo de los circuitos de protección secundaria para la red se parte de la base de que por los limitadores puede circular una corriente alta, se puede tener una sobretensión alta y debe disponerse de un alto nivel de protección. En el caso de la protección de la red es conveniente utilizar adicionalmente filtros antiparasitarios para la red en los que se filtren las frecuencias superiores a los 50Hz. Otra posibilidad es utilizar transformadores de aislamiento con pantalla de Faraday. Las protecciones primaria y secundaria no pueden garantizar una protección adecuada de los circuitos integrados en circunstancias muy adversas.

Es conveniente proteger estos a nivel terciario en las líneas de estrada/salida y de alimentación.
una sobretensión alta debe disponerse de un alto nivel de protección. En el caso de la protección de la red es conveniente utilizar adicionalmente filtros antiparasitarios para la red en los que se filtren las frecuencias superiores a los 50Hz. Otra posibilidad es utilizar transformadores de aislamiento con pantalla de Faraday. Las protecciones primaria y secundaria no pueden garantizar una protección adecuada de los circuitos integrados en circunstancias muy adversas. Es conveniente proteger estos a nivel terciario en las líneas de estrada/salida y de alimentación.

CONTACTORES

CONTACTOR



Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación, con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". En los esquemas eléctricos, su simbología se establece con las letras KM seguidas de un número de orden.

PARTES:
CARCASA
Es el soporte fabricado en material no conductor que posee rigidez y soporta el calor no extremo, sobre el cual se fijan todos los componentes conductores al contactor.
ELECTROIMÁN
Es el elemento motor del contactor, compuesto por una serie de dispositivos cuya finalidad es transformar la energía eléctrica en magnetismo, generando así un campo magnético muy intenso, que provocará un movimiento mecánico.
BOBINA
Es un arrollamiento de cable de cobre muy delgado con un gran número de espiras, que al aplicársele tensión genera un campo magnético. Éste a su vez produce un campo electromagnético, superior al par resistente de los muelles, que a modo de resortes, separan la armadura del núcleo, de manera que estas dos partes pueden juntarse estrechamente. Cuando una bobina se alimenta con corriente alterna la intensidad absorbida por esta, denominada corriente de llamada, es relativamente elevada, debido a que en el circuito solo se tiene la resistencia del conductor.
Esta corriente elevada genera un campo magnético intenso, de manera que el núcleo puede atraer a la armadura y a la resistencia mecánica del resorte o muelle que los mantiene separados en estado de reposo. Una vez que el circuito magnético se cierra, al juntarse el núcleo con la armadura, aumenta la impedancia de la bobina, de tal manera que la corriente de llamada se reduce, obteniendo así una corriente de mantenimiento o de trabajo más baja. Se hace referencia a las bobinas de la siguiente forma: A1 y A2.
NÚCLEO
Es una parte metálica, de material ferro magnético, generalmente en forma de E, que va fijo en la carcasa. Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético que genera la bobina(colocada en la columna central del núcleo), para atraer con mayor eficiencia la armadura.
ARMADURA
Elemento móvil, cuya construcción es similar a la del núcleo, pero sin espiras de sombra. Su función es cerrar el circuito magnético una vez energizada la bobina, ya que debe estar separado del núcleo, por acción de un muelle. Este espacio de separación se denomina cota de llamada.
Las características del muelle permiten que, tanto el cierre como la apertura del circuito magnético, se realicen de forma muy rápida, alrededor de unos 10 milisegundos. Cuando el par resistente del muelle es mayor que el par electromagnético, el núcleo no logrará atraer a la armadura o lo hará con mucha dificultad. Por el contrario, si el par resistente del muelle es demasiado débil, la separación de la armadura no se producirá con la rapidez necesaria.
CONTACTOS
Son elementos conductores que tienen por objeto establecer o interrumpir el paso de corriente en cuanto la bobina se energice. Todo contacto esta compuesto por tres conjuntos de elementos:
Dos partes fijas ubicadas en la coraza y una parte móvil colocada en la armadura para establecer o interrumpir el de la corriente entre las partes fijas. El contacto móvil lleva el mencionado resorte que garantiza la presión y por consiguiente la unión de las tres partes.
CONTACTOS PRINCIPALES: su función es establecer o interrumpir el circuito principal, consiguiendo asi que la corriente se transporte desde la red a la carga. Simbología: se referencian con una sola cifra del 1 al 16.
CONTACTOS AUXILIARES: son contactos cuya función específica es permitir o interrumpir el paso de la corriente a las bobinas de los contactores o los elementos de señalización, por lo cual están dimensionados únicamente para intensidades muy pequeñas. Los tipos más comunes son:
INSTANTÁNEOS: actúan tan pronto se energiza la bobina del contactor, se encargan de abrir y cerrar el circuito
DE APERTURA LENTA: el desplazamiento y la velocidad del contacto móvil es igual al de la armadura.
DE APERTURA POSITIVA: los contactos cerrados y abiertos no pueden coincidir cerrados en ningún momento.
En su simbología aparecen con dos cifras donde la unidad indica:
1 y 2, contacto normalmente cerrados, NC.
3 y 4, contacto normalmente abiertos, NA.
5 y 6, contacto de apertura temporizada.
7 y 8, contacto de cierre temporizado.
Por su parte, la cifra de las decenas indica el número de orden de cada contacto en el contactor. En un lado se indica a qué contactor pertenece.
RELÉ TÉRMICO
Es un elemento de protección que se ubica en el circuito de potencia, contra sobrecargas. Su principio de funcionamiento se basa en la deformación de ciertos elementos, bimetales, bajo el efecto de la temperatura, para accionar, cuando este alcanza ciertos valores, unos contactos auxiliares que desactiven todo el circuito y energicen al mismo tiempo un elemento de señalización.
El bimetal está formado por dos metales de diferente coeficiente de dilatación y unidos firmemente entre sí, regularmente mediante soldadura de punto. El calor necesario para curvar o reflexionar la lámina bimetálica es producida por una resistencia, arrollada alrededor del bimetal, que está cubierto con asbesto, a través de la cual circula la corriente que va de la red al motor.
Los bimetales comienzan a curvarse cuando la corriente sobrepasa el valor nominal para el cual han sido dimensionados, empujando una placa de fibra hasta que se produce el cambio de estado de los contactos auxiliares que lleva. El tiempo de desconexión depende de la intensidad de la corriente que circule por las resistencias.
RESORTE
Es un muelle encargado de devolver los contactos a su posición de reposo una vez cesa el campo magnético de la bobina.
Funcionamiento
Los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurando el establecimiento y cortes de las corrientes principales y según el número de vías de paso de corriente podrá ser bipolar, tripolar, tetrapolar, etc... realizándose las maniobras simultáneamente en todas las vías.
Los contactos auxiliares son de dos clases abiertos, NA, y cerrados, NC. Estos forman parte del circuito auxiliar del contactor y aseguran las autoalimentaciones , los mandos, enclavamientos de contactos y señalizaciones en los equipos de automatismo.
Cuando la bobina del contactor queda excitada por la circulación de la corriente, esta mueve el núcleo en su interior y arrastra los contactos principales y auxiliares, estableciendo a través de los polos, el circuito entre la red y el receptor. Este arrastre o desplazamiento puede ser:
Por rotación, pivote sobre su eje.
Por traslación, deslizándose paralelamente a las partes fijas.
Combinación de movimientos, rotación y traslación.
Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los contactos por efecto del resorte de presión de los polos y del resorte de retorno de la armadura móvil. Si se debe gobernar desde diferentes puntos, los pulsadores de marcha se conectan en paralelo y el de parada en serie.
Clasificación
Por su construcción
CONTACTORES ELECTROMAGNÉTICOS
Su accionamiento se realiza a través de un electroimán.
CONTACTORES ELECTROMECÁNICOS
Se accionan con ayuda de medios mecánicos.
CONTACTORES NEUMÁTICOS
Se accionan mediante la presión de un gas.
CONTACTORES HIDRÁULICOS
Se accionan por la presión de un líquido.
CONTACTORES ESTÁTICOS
Estos contactores se construyen a base de tiristores. Estos presentan algunos inconvenientes como Su dimensionamiento debe ser muy superior a lo necesario ,la potencia disipada es muy grande, son muy sensibles a los parásitos internos y tiene una corriente de fuga importante además su costo es muy superior al de un contactor electromecánico equivalente.
Por el tipo de corriente que alimenta a la bobina
Contactores para corriente alterna
Contactores para corriente continua
Criterios para la elección de un contactor
Debemos tener en cuenta algunas cosas, como las siguientes: 1) el tipo de corriente, la tensión de alimentación de la bobina y la frecuencia; 2) La potencia nominal de la carga; 3) Si es para el circuito de potencia o de mando y el número de contactos auxiliares que necesita; 4)Para trabajos silenciosos o con frecuencias de maniobra muy altas es recomendable el uso de contactores estáticos o de estado sólido.
Ventajas de los contactores
Los contactores presentan ventajas en cuanto a los siguientes aspectos, por los que se recomienda su utilización: automatización en el arranque y paro de motores, posibilidad de controlar completamente una máquina, desde varios puntos de maniobra o estaciones, se pueden maniobrar circuitos sometidos a corrientes muy altas, mediante corrientes muy pequeñas, seguridad para personal técnico, dado que las maniobras se realizan desde lugares alejados del motor u otro tipo de carga, y las corrientes y tensiones que se manipulan con los aparatos de mando son o pueden ser pequeños, control y automatización de equipos y máquinas con procesos complejos, mediante la ayuda de aparatos auxiliares(como interruptores de posición, detectores inductivos, presóstatos, temporizadores, etc.), y un ahorro de tiempo a la hora de realizar algunas maniobras.

MALLA A TIERRA

MALLA A TIERRA CON SOLDADURA EXOTERMICA Y PERNADA

1-Dos objetivos principales deben lograrse en el diseño de las mallas de tierra de las subestaciones bajo condiciones normales y de fallas:
a) Proveer un medio para disipar las corrientes eléctricas en la tierra sin exceder los límites de operación de los equipos.
b) Debe asegurar que una persona en la vecindad de este sistema no esté expuesto al peligro de choque eléctrico

2- Para el dimensionado de la malla de tierra se tendrán en cuenta las siguientes prescripciones:
· El dimensionado de la instalación de tierra es función de la intensidad que, en caso de fallo, circula a través de la parte afectada de la instalación de tierra y del tiempo de duración del defecto.
· El dimensionado de las instalaciones se hará de forma que no se produzcan calentamientos que puedan deteriorar sus características o aflojar elementos desmontables.
· Los electrodos y demás elementos metálicos llevarán las protecciones precisas para evitar corrosiones peligrosas durante la vida de la instalación.
· Se tendrán en cuenta las variaciones posibles de las características del suelo en épocas secas y después de haber sufrido corrientes de fallo elevadas.

Los empalmes y uniones deberán realizarse con medios de unión apropiados (grampas Ampact, soldadura exotérmica, etc.), que aseguren la permanencia de la unión y que no se experimenten calentamientos al paso de la corriente superiores a los del conductor, y estén protegidos contra la corrosión galvánica.


3- Al proyectar una instalación de puesta a tierra para una subestación, se seguirá el siguiente procedimiento:

a. Investigación de las características del suelo.
b. Determinación de las corrientes máximas de puesta a tierra (1f a tierra) y el tiempo máximo correspondiente de eliminación del defecto.
c. Diseño preliminar de la instalación de tierra.
d. Cálculo de la resistencia del sistema de puesta a tierra.
e. Cálculo de las tensiones de paso en el exterior de la instalación.
f. Cálculo de las tensiones de paso y contacto en el interior de la instalación.
g. Comprobar que las tensiones de paso y contacto calculadas son inferiores a las tensiones de paso y contacto admisibles.
h. Investigación de las tensiones transferibles al exterior por tuberías, raíles vallas, conductores de neutro, blindaje de cables, circuitos de señalización y de los puntos especialmente peligrosos, y estudio de formas de eliminación o reducción.
i. Corrección y ajuste del diseño inicial estableciendo el definitivo.



4- se pondrán a tierra los siguientes elementos:
a. Los chasis y bastidores de aparatos de maniobra.
b. Los envolventes de los conjuntos de armarios metálicos.
c. Las puertas metálicas de los locales.
d. Las vallas y cercas metálicas.
e. Las columnas, soportes, etc.
f. Las estructuras y armaduras metálicas de los edificios que contengan instalaciones de alta tensión.
g. Los blindajes metálicos de los cables.
h. Las tuberías y conductos metálicos.
i. Las carcasas de los transformadores.
j. Los hilos de guarda o cables de tierra de las líneas aéreas.
k. Los neutros de los transformadores.
l. Los circuitos de baja tensión de los transformadores de medida.
m. Los limitadores, descargadores, pararrayos, para eliminación de sobretensiones o descargas atmosféricas.
n. Los elementos de derivación a tierra de los seccionadores de puesta a tierra.
o. Los pararrayos se conectarán a la malla de tierra de forma tal que las corrientes que drenen no afecten la zona de puesta de aparatos de señal (TC, TV, capacitores de acople).