Fundamentos de Automatización Industrial: Componentes y Protecciones Eléctricas

Fundamentos de Control y Automatización

Adquisición y Procesamiento de Datos

Adquisición de Datos

La adquisición de datos implica la captura de circunstancias externas.

Entrada de Datos

La entrada de datos se realiza mediante captadores o detectores.

Unidad de Mando

La unidad de mando se encarga de analizar la información.

Lógica de Control

Lógica Cableada

La lógica cableada se basa en aparatos electromagnéticos. El tratamiento de datos se efectúa con contactores y relés auxiliares, que pueden seleccionar circuitos.

Los contactores y relés auxiliares, cuando están instalados con autómatas, requieren un interfaz para interconectar productos incompatibles.

Lógica Programable

La lógica programable utiliza autómatas programables, relés y contactores asociados.

Ciclos de Funcionamiento

Ciclo Combinatorio

El ciclo combinatorio depende de variables primarias.

Ciclo Secuencial

El ciclo secuencial depende de variables primarias y secundarias.

Interacción y Mando

Diálogo Hombre-Máquina

El diálogo hombre-máquina se establece por elementos auxiliares.

Mando de Potencia

El mando de potencia se refiere al transporte de energía.

Componentes Clave en Sistemas Eléctricos

Contactores

Ventajas del Contactor

• Funcionamiento intermitente o continuo.
• Mando manual o a distancia.
• Interrumpe corrientes elevadas.
• Por el mando pasa poca intensidad.
• Buena resistencia mecánica y baja resistencia en el punto de contacto.

Averías Comunes en Contactores

La avería por contacto soldado puede deberse a:

• Caída de tensión en la red.
• Pico de corriente.
• Caída de tensión en el mando (debido a alimentar el contactor con tensión baja).
• Vibración.
• Pequeños cortes de tensión.

Circuitos de Motores Eléctricos

Circuito Inductor

El circuito inductor es el circuito eléctrico que va arrollado a los núcleos de los polos.

Circuito Inducido

El circuito inducido se compone de bobinas alojadas en las ranuras del rotor.

Tipos de Rotor

• Rotor de Jaula de Ardilla (o en Cortocircuito): Se le conoce por ambos nombres.
• Rotor Bobinado: Presenta ranuras en el rotor y devanados trifásicos.

Par Motor

El par puede ser 2,5 veces superior al nominal, y el pico de intensidad es igual al del par.

Relé Shuntado

El relé shuntado se utiliza para arranques largos.

Sensores y Detectores Industriales

Interruptores

Interruptor de Control

El interruptor de control detecta la presencia o el paso.

Interruptor de Potencia

El interruptor de potencia inserta fases de accionamiento y se utiliza para finales de carrera.

Dispositivos de Detección Específicos

Señalización

La señalización utiliza:

• Rojo: Para caso de peligro.
• Amarillo: Para estado anormal y para puesta en marcha de nuevo.

Flotador de Electrobomba

El flotador de electrobomba activa o desactiva (marcha/paro) la bomba.

Presostato / Vacuostato

El presostato y el vacuostato detectan presión.

Detectores de Proximidad

Detector Inductivo

El detector inductivo detecta una variación del circuito eléctrico al acercarse un objeto metálico.

Detector Capacitivo

El detector capacitivo es similar al inductivo, pero detecta cualquier tipo de objeto.

Regulación de Sensibilidad

Los detectores suelen incluir un potenciómetro para la regulación de sensibilidad.

Detectores Fotoeléctricos

Generalidades

El detector fotoeléctrico puede ser de infrarrojo o visible. Emite luz y la recibe, detectando todo tipo de objetos.

Detector de Barrera

El detector de barrera tiene un alcance de hasta 100 m. No detecta objetos reflectantes. El emisor y el detector son aparatos distintos. Utiliza infrarrojo o láser.

Detector Reflex

El detector reflex se utiliza para objetos reflectantes. El emisor y el detector están en el mismo aparato. Su alcance es dos o tres veces inferior al de barrera. Utiliza un haz luminoso.

Sistema de Proximidad (Fotoeléctrico)

El sistema de proximidad tiene el receptor y el emisor en una sola caja. Es para distancias cortas y utiliza un haz infrarrojo.

Reflex Polarizado

El reflex polarizado es adecuado para detectar objetos brillantes.

Sistema de Proximidad con Borrado de Plano Posterior

Este sistema es una variante del sistema de proximidad que permite ignorar el fondo.

Relés Industriales

Tipos de Relés

Relé Industrial (General)

El relé industrial puede ser instantáneo o temporizado y se utiliza para intensidades pequeñas.

Relé Temporizado a la Conexión

El relé temporizado a la conexión abre o cierra sus contactos transcurrido un tiempo desde que recibe tensión.

Relé Temporizado a la Desconexión

El relé temporizado a la desconexión desconecta de inmediato al dejar de recibir tensión (U).

Relé Temporizado Neumático

El relé temporizado neumático puede tener contactos NA o NA+NC, se ajusta con un tornillo y su retardo se basa en el aire.

Temporizador Electrónico

El temporizador electrónico tiene bajo consumo, puede integrar función de contador y se ajusta mediante un potenciómetro.

Protecciones en Instalaciones Eléctricas

Tipos de Incidentes

Incidentes Mecánicos

Las sobrecargas cortas o prolongadas provocan un aumento de la intensidad absorbida por el motor, lo que calienta los devanados y puede causar fuego.

Incidentes Eléctricos

Los incidentes eléctricos incluyen sobretensión, caída de tensión (U), desequilibrio de fase y falta de fase. Estos provocan un aumento de la intensidad que atraviesa los devanados. En caso de cortocircuito, la intensidad puede ser superior a la soportada por el contactor.

Dispositivos de Protección

Seccionamiento

El seccionamiento permite manipular la instalación porque la aísla.

Relé Térmico

El relé térmico protege contra sobrecargas prolongadas.

Sondas Termistancias (PTC)

Las termistancias PTC modifican su valor en función de la temperatura. Son sondas incorporadas en el bobinado.

Relés Magnetotérmicos y Electromagnéticos

Los relés magnetotérmicos y electromagnéticos se utilizan para sobrecargas grandes y cortocircuitos.

Fusibles

• Tipo gG (uso general): Protección contra cortocircuitos y sobrecargas.
• Tipo aM (acompañamiento de motor): Protección contra cortocircuitos en aparatos con picos de intensidad elevados, como máquinas eléctricas.

Seccionadores Portafusibles

Los seccionadores portafusibles combinan la función de seccionamiento con la protección por fusible.

Guardamotores

Los guardamotores ofrecen protección integral para motores, incluyendo sobrecargas y cortocircuitos.

Interruptores de Seguridad

Los interruptores de seguridad y seccionadores están diseñados para la protección de personas.

Relés Térmicos Diferenciales

Los relés térmicos diferenciales o seccionadores apropiados protegen contra la falta de fase.

Disyuntores Magnéticos de Motor

Los disyuntores magnéticos de motor ofrecen protección contra cortocircuitos con corte omnipolar. A veces se asocian para formar un arrancador o guardamotor.

Aparatos de Funciones Múltiples

Los aparatos de funciones múltiples pueden integrar hasta cuatro funciones de arrancador.

Dispositivo de Protección contra Fallo de Dos Fases

Este dispositivo utiliza fusibles o detecta una fase fundida.

Relé de Intensidad

El relé de intensidad o térmico protege contra sobrecargas prolongadas.

Relé Diferencial

El relé diferencial tiene sensibilidades típicas del 50% y 20%.

Relés Electromagnéticos de Máxima Intensidad

Los relés electromagnéticos de máxima intensidad protegen contra sobrecargas.

Conjuntos de Protección Integrados

Conjunto Fusible, Seccionador, Contactor, Relé Térmico

En este conjunto, los fusibles se encargan de la protección contra cortocircuitos.

Conjunto Disyuntor Magnético, Contactor, Relé

Este conjunto ofrece protección contra cortocircuitos, sobrecargas y fallos de fase, siendo omnipolar.

Conjunto Disyuntor, Contactor

Este conjunto protege contra sobrecargas y cortocircuitos.

Conjunto Disyuntor Motor Magnetotérmico

Este conjunto proporciona protección contra sobrecargas y cortocircuitos, siendo omnipolar.