Conceptos Esenciales de Lógica, Control y Protección en Instalaciones Eléctricas

Fundamentos de Lógica y Estructura de Control

Definiciones de Lógica

• Lógica Programada: Maniobra realizada mediante un programa informático.
• Lógica Cableada: Maniobra realizada cableando entre sí los elementos de control, en serie o paralelo, utilizando contactos de cierre o apertura.

Estructura y Componentes de Instalaciones

Los elementos clave de una instalación incluyen:

• Red eléctrica.
• Línea de transporte.
• Cuadro general de baja tensión.
• Zona de mando y control.
• Sensores y detectores.
• Receptores y actuadores.

Tipos de Sistemas de Control

• Bucle Abierto: La salida no tiene efecto sobre el proceso de control.
• Bucle Cerrado: La salida se realimenta, permitiendo al sistema de control conocer todo lo que sucede en el proceso.

Sistemas de Representación en Plano

La representación gráfica de componentes se realiza mediante:

• Alzado: Representa la altura.
• Planta: Representa el ancho.
• Perfil: Representa el fondo.

Protección y Seguridad Eléctrica

Fenómenos de Fallo

• Sobrecarga: Los receptores demandan mayor intensidad de la permitida.
• Cortocircuito: La intensidad es muy grande debido a que la resistencia es nula.
• Corriente de Fuga: Corrientes que se derivan a tierra.

Dispositivos de Protección

• Fusible: Elemento de protección de las instalaciones eléctricas que se conecta en serie con el circuito a proteger.
• Magnetotérmico: Dispositivo de protección similar al fusible, pero que no necesita ser reemplazado tras actuar.
• Diferencial: Detecta corrientes de fuga pequeñas.
• Relé Térmico: Dispositivo de protección que se utiliza en las instalaciones frente a sobrecargas, especialmente en motores.
• Guardamotor: Dispositivo de protección que se usa en las instalaciones frente a fallos específicos de los motores eléctricos.

Selectividad

La Selectividad garantiza la protección únicamente del circuito donde se ha producido el fallo, sin afectar a otros circuitos.

Instrumentación y Medición Eléctrica

Instrumentos de Medida

• Voltímetro: Mide la tensión o diferencia de potencial (V) entre dos puntos del circuito. Se conecta en paralelo, con o sin tensión.
• Amperímetro: Indica la intensidad de la corriente (A) que circula por una línea. Se conecta en serie.
• Ohmmetro: Mide la resistencia (Ω). Se conecta siempre en paralelo y con el circuito desenergizado (cerrado).
• Vatímetro: Mide la potencia activa (W). En sistemas monofásicos, se conecta en paralelo con la carga para medir tensión, y en serie para medir intensidad.

El Polímetro (Multímetro)

Permite efectuar medidas de diferentes magnitudes, tanto en corriente continua como alterna.

Procedimientos de Medida con Polímetro

1. Medida de la Tensión (V): Insertar la punta de prueba negra en COM y la roja en el terminal V.
2. Medida de la Intensidad de Corriente (A): Insertar las puntas de prueba en serie con el circuito.
3. Medida de Resistencia Óhmica (Ω): Insertar la punta de prueba negra en COM y la roja en el terminal Ω.

Comprobación de Continuidad

Función especial del mando que comprueba, de forma acústica, el paso de la corriente entre los dos puntos en los que se realiza la comprobación. Esto sucede cuando la resistencia es muy baja.

Componentes de Maniobra y Control

Tipos de Control

• Control Cableado: Las funciones se realizan mediante cables eléctricos.
• Control Programable: Las funciones se realizan mediante un programa informático.

Contactores y Relés

• Contactor: Dispositivo capaz de conectar y desconectar receptores eléctricos de potencia.
• Relé: Abre y cierra circuitos eléctricos. Se utiliza para control de maniobra, mientras que el contactor se usa para control de potencia.

Circuito Electromagnético

Conjunto de elementos que operan mediante un campo electromagnético.

Tipos de Contactos

• De Potencia o Fuerza: Abren o cierran el circuito que se desea controlar y conectar a los receptores.
• Auxiliares (Mando o Maniobra): Se utilizan para tareas auxiliares de control.

Estado de Reposo

• NO (Normalmente Abierto): En reposo, el contacto está abierto.
• NC (Normalmente Cerrado): En reposo, el contacto está cerrado.

Sensores y Detección

Interruptores de Posición (Final de Carrera)

Dispositivo electromecánico que se acciona de manera mecánica por el contacto de otro elemento sobre él, para detectar una posición concreta con trayectoria fija. Poseen contactos NO y NC.

Tipos de Sensores de Proximidad

• Sensores Inductivos: Detectores de presencia utilizados para la detección de elementos metálicos.
• Sensores Capacitivos: Detectores de materiales metálicos y no metálicos.

Configuración de Sensores

• PNP: Se conecta a la salida del sensor y al negativo.
• NPN: Se conecta a la salida del sensor y al positivo.

Representación y Esquemas Eléctricos

Tipos de Esquemas

• Esquema Multifilar: Representa los símbolos de los aparatos detalladamente.
• Esquema Unifilar: Símbolo simplificado con una sola línea que representa el polo y el cableado.

Esquema Multifilar de Control

Representa el circuito de potencia y el circuito de mando. Es muy sencillo, pero los circuitos de fuerza y de mando se representan separados.

Realimentación de Bobina

Se necesita un pulsador NO que actuará como marcha, conectado en paralelo a un contacto de acierto de la bobina.

Operaciones del Relé Térmico

El relé térmico protege el motor de sobrecargas y de fallos debidos a la falta de fase.