• Save
Ai conceptes procediments_v1.1_extractellibre
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Like this? Share it with your network

Share

Ai conceptes procediments_v1.1_extractellibre

on

  • 454 views

Previsualització de 42 pàgines del llibre 2Automatismes Industrials. Conceptes i procedimnets"

Previsualització de 42 pàgines del llibre 2Automatismes Industrials. Conceptes i procedimnets"

Statistics

Views

Total Views
454
Views on SlideShare
360
Embed Views
94

Actions

Likes
0
Downloads
0
Comments
0

1 Embed 94

http://mestreacasa.gva.es 94

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

CC Attribution-NonCommercial-ShareAlike LicenseCC Attribution-NonCommercial-ShareAlike LicenseCC Attribution-NonCommercial-ShareAlike License

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Ai conceptes procediments_v1.1_extractellibre Document Transcript

  • 1. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Automatismes industrials (Continguts conceptuals i procedimentals) Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Raül Solbes i Monzó Versió 1.1v. Idioma valencià. Agost 2013 Raül Solbes i Monzó 1 AI_V1.1v_agost2013
  • 2. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques AGRAÏMENTS: Per suposat, aquest llibre no seria possible sense les ensenyances dels meus professors, els meus companys de feina, els comercials i els tècnics de les empreses relacionades amb els automatismes industrials, així com els meus antics clients i per suposat tot el meu alumnat, el qual any rere any, aporta propostes de millora. Per tant, a tots ells, els meus més sincers agraïments. També vull agrair a les meues dos nebodes Miriam i Andrea, a la primera per la seua adaptació de formats quan aquest llibre era encara un projecte i a la segona pel seu disseny de portada i les seues valuoses orientacions de màrqueting. Moltes gràcies a les dos per la vostra paciència. Per últim i no menys important, no puc deixar d'agrair la paciència de la meua família i amics, però fonamentalment de la meua meravellosa dona. Moltes gràcies Maria, moltes gràcies per la teua comprensió i ajuda, aquest llibre és més teu que meu, i no haguera pogut eixir a la llum sense el teu recolzament incondicional. DEDICATÒRIA: Aquest llibre està dedicat a la meua companya incondicional, però també a l'alumnat que ha passat i passarà per les meues mans, als quals els demane les més sinceres disculpes per tots els erros que he comès i que segur continuaré cometen. De tot cor espere que amb aquest llibre obtingues les competències professionals necessàries per poder desenvolupar el teu treball a l'àmbit dels automatismes industrials. “Tanto si crees que puedes como si crees que no puedes, estàs en lo cierto” Henry Ford (1863 - 1947) Raül Solbes i Monzó 3 AI_V1.1v_agost2013
  • 3. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques ÍNDEX GENERAL: UT01 – Introducció als automatismes i a la prevenció de riscos....................................................13 1.1.Introducció als automatismes...............................................................................................15 1.1.1.Concepte. ....................................................................................................................15 1.1.2.Evolució........................................................................................................................15 1.1.3.Objectius......................................................................................................................15 1.1.4.Camps d'aplicació........................................................................................................15 1.1.5.Avantatges...................................................................................................................16 1.2.Ferramentes a utilitzar.........................................................................................................17 1.2.1.Ferramentes mecàniques.............................................................................................17 1.2.2.Ferramentes elèctriques...............................................................................................17 1.2.3.Altres ferramentes........................................................................................................17 1.3.Riscos associats als automatismes......................................................................................18 1.3.1.Introducció als riscos....................................................................................................18 1.3.2.Legislació i marc normatiu............................................................................................18 1.3.3.Riscos elèctrics en les màquines..................................................................................18 1.3.4.Riscos mecànics en les màquines. ..............................................................................19 1.3.5.Altres riscos en les màquines. .....................................................................................19 1.3.6.Mesures de seguretat. .................................................................................................19 1.3.7.Dispositius a utilitzar. ...................................................................................................20 1.4.Mesures i equips de prevenció............................................................................................21 1.4.1.Equips de protecció individual. Conceptes bàsics. ......................................................21 1.4.2.Equips de protecció individual utilitzats en els automatismes industrials. ....................21 1.4.3.Mesures de protecció: manipulació d'eines, útils i màquines amb seguretat. ..............22 Autoavaluació UT1. Enunciats. ............................................................................................25 Autoavaluació UT1. Respostes.............................................................................................26 Webs relacionades................................................................................................................26 Llicències i reconeixements d'imatges..................................................................................26 UT02 – Materials, ferramentes, operacions i dibuix aplicat al mecanitzat.......................................27 2.1.Materials més utilitzats en la industria..................................................................................29 2.1.1.Característiques més destacables dels cossos............................................................29 2.1.2.Materials metàl·lics utilitzats en el mecanitzat dels quadres elèctrics...........................30 2.1.3.Materials plàstics utilitzats en el mecanitzat de quadres elèctrics................................32 2.2.Ferramentes i operacions de mecanitzat.............................................................................33 2.2.1.Operacions per marcar i traçar.....................................................................................33 2.2.2.Operacions de subjecció..............................................................................................33 2.2.3.Operacions de tall........................................................................................................33 2.2.4.Operacions de llimat.....................................................................................................34 2.2.5.Operacions de doblat i corbat.......................................................................................34 2.2.6.Operacions per realitzar unions....................................................................................34 2.2.7.Operacions amb màquines ferramentes.......................................................................35 2.2.8.Operacions de mesura.................................................................................................35 2.2.9.Algunes recomanacions bàsiques d'ús.........................................................................36 2.3.Interpretació de plans de mecanitzat...................................................................................38 2.3.1.Tipus de línies..............................................................................................................38 2.3.2.Representació de peces...............................................................................................38 2.3.3.Acotacions....................................................................................................................39 2.3.4.Escales. .......................................................................................................................40 2.3.5.Tecnologies de disseny i dossier mecànic. ..................................................................40 2.4.Ferramentes de dibuix CAD.................................................................................................42 2.4.1.Introducció i conceptes bàsics. ....................................................................................42 2.4.2.Programari CAD. .........................................................................................................42 2.4.3.Programari Draftsight. .................................................................................................43 Autoavaluació UT2. Enunciats. ............................................................................................44 Raül Solbes i Monzó 5 AI_V1.1v_agost2013
  • 4. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Autoavaluació UT2. Respostes.............................................................................................45 Webs relacionades................................................................................................................46 Llicències i reconeixements d'imatges..................................................................................46 UT03 – Mecanitzat dels quadres elèctrics......................................................................................47 3.1.Característiques constructives.............................................................................................49 3.1.1.Conceptes....................................................................................................................49 3.1.2.Classificació.................................................................................................................49 3.1.3.Característiques...........................................................................................................49 3.2.Protecció de quadres elèctrics.............................................................................................51 3.3.Accessoris auxiliars dels quadres elèctrics..........................................................................52 3.4.Simbologia normalitzada......................................................................................................53 3.5.Dimensions del quadre i distribució d'aparells.....................................................................54 3.5.1.Dimensionat.................................................................................................................54 3.5.2.Distribució i ubicació d'aparells.....................................................................................55 3.6.Subministrament de quadres elèctrics.................................................................................56 Autoavaluació UT3. Enunciats. .................................................................................................57 Autoavaluació UT3. Respostes..................................................................................................58 Webs relacionades....................................................................................................................58 Llicències i reconeixements d'imatges.......................................................................................58 UT04 – Estructura i aparellatge dels automatismes cablejats........................................................59 4.1.Estructura d'una instal·lació industrial..................................................................................61 4.1.1.Conceptes bàsics.........................................................................................................61 4.1.2.Estructura d'un sistema automàtic................................................................................61 4.2.Tecnologies aplicables.........................................................................................................62 4.2.1.Lògica cablejada..........................................................................................................62 4.2.2.Lògica programada......................................................................................................63 4.3.Elements de protecció industrials........................................................................................64 4.3.1.Relés tèrmics................................................................................................................65 4.3.2.Interruptors magnetotèrmics i Guardamotors...............................................................66 4.3.3.Fusibles........................................................................................................................68 4.3.4.Seccionadors................................................................................................................69 4.3.5.Interruptors diferencials................................................................................................70 4.4.Sensors industrials...............................................................................................................71 4.4.1.Sensors mecànics........................................................................................................72 4.4.2.Sensors capacitius.......................................................................................................73 4.4.3.Sensors inductius.........................................................................................................74 4.4.4.Sensors fotoelèctrics....................................................................................................75 4.4.5.Altres tipus de sensors.................................................................................................76 4.5.Elements de control i actuadors industrials..........................................................................77 4.5.1.Relés auxiliars..............................................................................................................78 4.5.2.Contactors....................................................................................................................80 4.5.3.Accionament manuals..................................................................................................82 4.5.4.Relés de seguretat.......................................................................................................83 4.6.Receptors industrials...........................................................................................................84 Autoavaluació UT4. Enunciats. .................................................................................................85 Autoavaluació UT4. Respostes..................................................................................................86 Webs relacionades....................................................................................................................87 Llicències i reconeixements d'imatges.......................................................................................87 UT05 – Connexions a màquines elèctriques..................................................................................89 5.1.Introducció a les màquines elèctriques................................................................................91 5.2.Motors elèctrics....................................................................................................................93 5.3.Motors de corrent continu....................................................................................................95 5.3.1.Introducció....................................................................................................................95 5.3.2.Els motors de corrent continu (cc)................................................................................95 Raül Solbes i Monzó 6 AI_V1.1v_agost2013
  • 5. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 5.3.3.Excitació dels motors de cc..........................................................................................96 5.4.Motors síncrons de corrent altern........................................................................................99 5.5.Motors asíncrons de corrent altern.....................................................................................100 5.5.1.Introducció..................................................................................................................100 5.5.2.Característiques bàsiques dels principals motors asíncrons......................................100 5.6.Maniobra i arrancada de motors elèctrics..........................................................................102 5.6.1.Inversió de gir d'un motor de cc..................................................................................102 5.6.2.Inversió de gir d'un motor de ca monofàsic................................................................103 5.6.3.Inversió de gir d'un motor de ca trifàsic......................................................................104 5.6.4.Generalitats sobre l'arrancada de motors...................................................................105 5.6.5.Arrancada directa.......................................................................................................105 5.6.6.Arrancada estrela triangle..........................................................................................106 5.6.7.Arrancada electrònica.................................................................................................108 5.6.8.Altres tipus d'arrancada..............................................................................................109 5.6.9.Taula comparativa entre els principals sistemes actuals d'arrancada.........................109 5.7.Protecció dels motors elèctrics...........................................................................................110 5.7.1.Introducció..................................................................................................................110 5.7.2.Normativa. ITC 47 (Instal·lacions de receptors. Motors).............................................110 5.7.3.Dimensionament del Guardamotor.............................................................................112 5.7.4.Dimensionament del Relé Tèrmic. .............................................................................112 5.7.5.Dimensionat del Fusible.............................................................................................113 Autoavaluació UT5. Enunciats. ...........................................................................................114 Autoavaluació UT5. Respostes...........................................................................................115 Webs relacionades...................................................................................................................116 Llicències i reconeixements d'imatges.....................................................................................116 UT06 – Esquemes i muntatges cablejats estàndard.....................................................................117 6.1.Tipus d'esquemes..............................................................................................................119 6.1.1.Introducció..................................................................................................................119 6.1.2.Tipus d'esquemes elèctrics.........................................................................................119 6.2.Maniobres bàsiques...........................................................................................................121 6.2.1.Realimentació.............................................................................................................121 6.2.2.Enclavament...............................................................................................................122 6.3.Funció i disposició a l'esquema dels distints components..................................................124 6.3.1.Exemple de la representació d'un esquema. .............................................................124 6.4.Identificació de components...............................................................................................126 6.4.1.Simbologia.................................................................................................................126 6.4.2.Identificació dels símbols............................................................................................127 6.4.3.Identificació dels borns dels components...................................................................128 6.4.4.Identificació de conductors.........................................................................................129 6.4.5.Identificació de borns..................................................................................................130 6.4.6.Referències creuades.................................................................................................130 6.4.7.Recomanacions bàsiques de representació d'esquemes...........................................131 6.5.Realització de proves funcionals........................................................................................132 Autoavaluació UT6. Enunciats. ..........................................................................................133 Autoavaluació UT6. Respostes...........................................................................................134 Webs relacionades..................................................................................................................134 Llicències i reconeixements d'imatges.....................................................................................134 UT07 – Documentació i programari CAD electrotècnic................................................................135 7.1.Necessitat de documentar les instal·lacions (REBT-ITC04) ..............................................137 7.1.1.Memòria Tècnica de Disseny......................................................................................137 7.2.Programari específic per dibuixar esquemes elèctrics.......................................................139 7.2.1.Programari See Electrical...........................................................................................140 7.3.Programari de simulació....................................................................................................141 Autoavaluació UT7. Enunciats. ...............................................................................................142 Raül Solbes i Monzó 7 AI_V1.1v_agost2013
  • 6. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Autoavaluació UT7. Respostes................................................................................................142 Webs relacionades..................................................................................................................142 Llicències i reconeixent d'imatges............................................................................................142 UT08 – Instal·lacions automàtiques amb lògica cablejada...........................................................143 8.1.Introducció al GRAFCET....................................................................................................145 8.1.1.Concepte del GRAFCET.............................................................................................145 8.1.2.Nivell del GRAFCET...................................................................................................145 8.1.3.GRAFCET parcials i globals.......................................................................................146 8.1.4.Macroetapes...............................................................................................................146 8.2.Elements del GRAFCET.....................................................................................................147 8.3.Estructures del GRAFCET.................................................................................................148 8.3.1.Estructures lineals......................................................................................................148 8.3.2.Estructures en Y.........................................................................................................148 8.3.3. Estructures en O.......................................................................................................149 8.4.Regles d'evolució del GRAFCET........................................................................................150 8.5.Procés de resolució de problemes seqüencials.................................................................152 8.5.1.Exemples d'aplicació..................................................................................................152 8.6.Ferramentes de representació...........................................................................................154 8.7.Localització i resolució d'avaries en sistemes cablejats.....................................................155 8.8.Manteniment correctiu i preventiu......................................................................................156 8.9.Gestió d'estocs (verificació de materials i de residus)........................................................158 8.9.1.Els estocs...................................................................................................................158 8.9.2.Verificació i recepció de material................................................................................158 8.9.3.Residus elèctrics i electrònics.....................................................................................158 Autoavaluació UT8. Enunciats. ...............................................................................................160 Autoavaluació UT8. Respostes................................................................................................161 Webs relacionades..................................................................................................................162 Llicències i reconeixements d'imatges.....................................................................................162 UT09 – Coneixements bàsics dels autòmats programables.........................................................163 9.1.Introducció.........................................................................................................................165 9.2.Principi de funcionament....................................................................................................166 9.3.Classificació.......................................................................................................................167 9.3.1.Classificació en funció de les prestacions tècniques. ................................................167 9.3.2.Classificació en funció dels components del PLC. ....................................................168 9.4.Components i estructures..................................................................................................169 9.5.Característiques tècniques.................................................................................................170 9.6.Selecció i dimensionat. .....................................................................................................172 9.7.Instal·lació i connexió. .......................................................................................................173 Autoavaluació UT9. Enunciats. ...............................................................................................175 Autoavaluació UT6. Respostes................................................................................................176 Webs relacionades..................................................................................................................176 Llicències i reconeixements d'imatges.....................................................................................176 UT10 – Instal·lacions automàtiques amb lògica programada.......................................................177 10.1.El mapa de memòria........................................................................................................179 10.2. Llenguatges de programació...........................................................................................181 10.2.1.Diagrama de contactes. ........................................................................................182 10.3. Funcions bàsiques de programació................................................................................185 10.3.1.Funcions de retenció................................................................................................186 10.3.2.Funcions de flancs...................................................................................................187 10.3.3.Temporitzador...........................................................................................................188 10.3.4.Comptadors..............................................................................................................189 10.4.Programació amb GRAFCET...........................................................................................191 10.5.Programari específic de PLC...........................................................................................196 10.5.1.Maquinari.................................................................................................................196 Raül Solbes i Monzó 8 AI_V1.1v_agost2013
  • 7. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 10.5.2.Programari TwidoSuite.............................................................................................198 10.5.3.Identificació de contactes i bobines..........................................................................199 10.5.4.Configuració de funcions bàsiques...........................................................................200 10.5.5.Programació.............................................................................................................207 10.6.Localització i resolució d'avaries en sistemes programats...............................................208 Autoavaluació UT10. Enunciats. .............................................................................................213 Autoavaluació UT10. Respostes..............................................................................................214 Webs relacionades..................................................................................................................214 Llicències i reconeixements d'imatges.....................................................................................214 UT11 – Regulació de velocitats dels motors.................................................................................215 11.1.Introducció i conceptes físics...........................................................................................217 11.2.Arrancadors electrònics....................................................................................................220 11.3.Variadors de velocitat.......................................................................................................221 11.3.1.Tipus i composició dels variadors de velocitat..........................................................222 11.3.2.Paràmetres de control d'un variador de velocitat. ....................................................223 11.4.Servomotors.....................................................................................................................225 Autoavaluació UT11. Enunciats. .............................................................................................226 Autoavaluació UT11. Respostes..............................................................................................227 Webs relacionades..................................................................................................................227 Llicències i reconeixements d'imatges.....................................................................................227 UT02 – PROCEDIMENTS. Materials, ferramentes, operacions i dibuix aplicat al mecanitzat......229 Activitats..................................................................................................................................230 A-2.1 Activitat de dibuix tècnic 1. ........................................................................................230 A-2.2 Activitat de dibuix tècnic 2. ........................................................................................231 A-2.3 Activitat de dibuix tècnic 3. ........................................................................................232 A-2.4 Activitat de dibuix tècnic 4. ........................................................................................233 A-2.5 Activitat de dibuix tècnic 5. ........................................................................................234 A-2.6 Activitat de dibuix tècnic 6. ........................................................................................235 Pràctica....................................................................................................................................236 P-2.1 Soldadura blaneta......................................................................................................236 UT03 – PROCEDIMENTS. Mecanitzat de quadres elèctrics........................................................239 Pràctica....................................................................................................................................240 P-3.1 Mecanitzat d'un panell de comandament...................................................................240 Treball......................................................................................................................................242 T-3.1 Dossier mecànic.........................................................................................................242 Annex I - Mesures i representació dels dispositius..............................................................243 Annex II - Exemple d'un dimensionat..................................................................................244 UT04 – PROCEDIMENTS. Estructura i aparellatge dels automatismes cablejats........................247 Treball......................................................................................................................................248 T-4.1 Pressupost d'automatització.......................................................................................248 Annex I – Webs relacionades..............................................................................................250 UT05 – PROCEDIMENTS. Connexions a màquines elèctriques..................................................251 Activitat....................................................................................................................................252 A-5.1 Dimensionat de proteccions.......................................................................................252 UT06 – PROCEDIMENTS. Esquemes i muntatges cablejats estàndard......................................255 Activitats..................................................................................................................................256 A-6.1 Inversió de gir automàtica. ........................................................................................256 A-6.2 Inversió de gir d'un motor monofàsic. .......................................................................257 A-6.3 Arrancada estrela triangle amb polsadors. ................................................................258 A-6.4 Inversió de gir condicionada. ....................................................................................259 Pràctiques................................................................................................................................260 P-6.1 Arrancada directa d'un motor de cc............................................................................260 P-6.2 Inversió de gir d'un motor de ca trifàsic......................................................................264 P-6.3 Arrancada estrela triangle amb temporitzador............................................................266 Raül Solbes i Monzó 9 AI_V1.1v_agost2013
  • 8. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques UT07 – PROCEDIMENTS. Documentació i programari CAD electrotècnic..................................269 Pràctiques................................................................................................................................270 P-7.1 Dibuix amb SeeElectrical. A-6.3.................................................................................270 P-7.2 Dibuix amb SeeElectrical. A-6.4.................................................................................270 P-7.3 Dibuix amb CADeSIMU. A-6.1...................................................................................270 UT08 – PROCEDIMENTS. Instal·lacions automàtiques amb lògica cablejada.............................271 Activitats..................................................................................................................................272 A-8.1 GRAFCET estrela triangle amb temporitzador. .........................................................272 A-8.2 Màquina bobinadora. ................................................................................................273 A-8.3 Cinta transportadora. ................................................................................................274 A-8.4 Marxa, parada i impulsos. .........................................................................................275 A-8.5 Accionament de 3 motors. ........................................................................................276 A-8.6 Trepant vertical. ........................................................................................................277 A-8.7 Màquina de tallar tubs................................................................................................278 A-8.8 Rosca automàtica. ....................................................................................................279 Pràctica....................................................................................................................................280 P-8.1 Sistemes seqüencials automàtics..............................................................................280 Treball......................................................................................................................................281 T-8.1 Avaries, manteniment i residus...................................................................................281 UT09 – PROCEDIMENTS. Coneixements bàsics dels autòmats programables..........................283 Activitat....................................................................................................................................284 A-9.1 Característiques tècniques dels PLC.........................................................................284 UT10 – PROCEDIMENTS. Instal·lacions automàtiques amb lògica programada.........................285 Activitats..................................................................................................................................286 A-10.1 Cinta transportadora. ..............................................................................................286 A-10.2 Marxa, parada i impulsos. .......................................................................................287 A-10.3 Accionament de 3 motors. ......................................................................................288 A-10.4 Trepant vertical. ......................................................................................................289 A-10.5 Màquina de tallar tubs. ............................................................................................290 A-10.6 Muntacàrregues.......................................................................................................291 A-10.7 Rosca automàtica. ..................................................................................................292 Pràctica....................................................................................................................................293 P-10.1 Connexió i programació dels PLC............................................................................293 Treball......................................................................................................................................294 T-10.1 Avaries, manteniment estocs i residus en automatismes programats......................294 UT11 – PROCEDIMENTS. Regulació de velocitat dels motors....................................................295 Pràctiques................................................................................................................................296 P-11.1 Connexió d'un arrancador electrònic........................................................................296 P-11.2 Parametrització d'un variador de freqüència............................................................297 Raül Solbes i Monzó 10 AI_V1.1v_agost2013
  • 9. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques PRÒLEG: Aquest llibre te una finalitat tècnica i didàctica , de forma que s'adapta per complet al mòdul professional d'Automatismes Industrials, mòdul inclòs al Títol de Formació Professional de Grau Mitjà anomenat: Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques. El llibre “Automatismes Industrials. Continguts conceptuals i procedimentals” desenvolupa els continguts conceptuals i procedimentals que cal estudiar en aquest mòdul, i està basat en una programació didàctica desenvolupada baix competències contextualitzades, és a dir, està basat atenent als resultats d'aprenentatge. Per tant la finalitat d'aquest llibre no és simplement saber, sinó més bé saber fer. Existeixen tres blocs clarament diferenciats: mecanitzat, lògica cablejada, i lògica programada. El segon bloc té un caràcter notablement més marcat, doncs es tracta d'un nivell formatiu de grau mitjà. Ara bé, en cap moment es deixa de banda les competències relacionades amb el mecanitzat, el dibuix tècnic, la programació d'autòmats i la regulació de velocitat dels motors, doncs són ensenyances que es dedueixen dels resultats d'aprenentatge del propi mòdul professional. Pel que fa a les Unitats de Treball, és important indicar que guarden una mateixa estructura: • Introducció - Cas pràctic. Es tracta d'una història marc amb tres personatges, els quals plantegen situacions quotidianes d'una empresa d'instal·lacions elèctriques, amb la finalitat d'introduir cadascuna de les unitats. • Continguts. Apartat on es possible visualitzar l'índex de continguts de la pròpia unitat. • Objectius. Són els objectius que es pretenen aconseguir després d'assimilar els conceptes desenvolupats a la unitat. • Pre-coneixement. Hi ha unitats on no es requereix cap coneixement previ, però hi ha d'altres on és necessari que l'alumnat tinga cercs coneixements, els quals, en principi, s'han assimilat en unitats de treball anteriors. • Cos de la unitat. Aquest és la part més important de totes les unitats de treball, on es desenvolupen els continguts conceptuals. Es dividix en apartats i sub-apartats perfectament numerats, per tal que l'alumnat puga, en tot moment, ubicar el seu estudi. A més a més, els continguts s'acompanyen de nombroses imatges i diagrames, amb la finalitat de facilitar la comprensió i fer més entretinguda la lectura. Per altra banda, també hi ha diversos enllaços Web on l'alumnat podrà aclarir dubtes, ampliar coneixements i visualitzar vídeo-tutorials. • Autoavaluació. Es tracta d'una sèrie de preguntes que l'alumnat ha de saber respondre si ha assimilat correctament el conceptes desenvolupats al cos de la unitat. • Webs relacionades. Són enllaços Web on l'alumnat podrà ampliar coneixements relacionats amb cadascuna de les unitats. • Llicències i reconeixements d'imatges. La gran majoria d'imatges i diagrames són d'elaboració pròpia, però hi ha d'altres que són utilitzades de diversos autors, els quals faciliten les seues obres amb drets d'Atribució. Aquest apartat està dedicat a ells, de forma que aprofite aquestes línies per agrair-los la seua participació indirecta en aquest llibre. Raül Solbes i Monzó 11 AI_V1.1v_agost2013
  • 10. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Les últimes 70 pàgines del llibre corresponen als continguts procedimentals associats a cadascuna de les unitats de treball, de forma que representen un complement perfecte que ajudarà a l'alumnat a aconseguir els objectius pedagògics del mòdul professional. Pel que fa a les Unitats de Treball corresponents als continguts procedimentals, és important indicar que guarden una mateixa estructura: • Continguts. Apartat on es possible visualitzar l'índex de continguts de la pròpia unitat procedimental. • Objectius. Són els objectius que es pretenen aconseguir després d'assimilar els continguts procedimentals desenvolupats a la unitat. • Cos de la unitat. Aquest és la part més important de totes les unitats de treball, on es desenvolupen els continguts procedimentals. Malgrat que no totes les unitats de treball inclouen tots els subapartats, es possible diferenciar-ne tres: ◦ Activitats relacionades amb la unitat de treball associada, les quals poden resoldre's en una sessió de classe de dues hores. ◦ Pràctiques de taller, on es plantegen diversos muntatges pràctics. ◦ Treballs els quals representen activitats llargues, és a dir, activitats amb un temps de resolució més prolongat en el temps, de forma que resulta impossible resoldre-les en una sessió de classe, a la vegada que donen joc al treball en equip i al desenvolupament de la competència bàsica d'aprendre a aprendre. Les activitats, pràctiques i treballs es plantegen de forma clara i directa, de forma que s'intenta anar al gra i fugir dels tecnicismes. Ara bé, es tracta d'un llibre didàctic i tècnic, i en aquest sentit, açò últim no sempre serà possible. Des del meu punt de vista, en aquest llibre s'inclouen tots els continguts (conceptuals i procedimentals) necessaris perquè l'alumnat assimile els resultats d'aprenentatge associats al mòdul d'Automatismes Industrials. De fet, aquest llibre és que utilitze jo mateix alhora d'impartir les classes d'aquest mòdul. Amb tota la meua sinceritat espere que el llibre siga profitós per a tothom. Principalment per a l'alumnat, doncs al cap i a la fi és el principal destinatari i qui més l'analitzarà, però també per al professorat responsable d'impartir aquest mòdul, doncs, atenent als resultats d'aprenentatge del propi Títol, segur que representa una guia fidel a allò que s'ha d'impartir. Raül Solbes i Monzó Raül Solbes i Monzó 12 AI_V1.1v_agost2013
  • 11. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques UT01 – Introducció als automatismes i a la prevenció de riscos. Introducció. Cas pràctic. Raül, enginyer tècnic industrial elèctric i enginyer d'organització industrial, ha plantejat a Miriam i a Maria la possibilitat de crear una empresa relacionada amb l'automatització industrial. Després de debatreu, Miriam i Maria han decidit acceptar la proposta, però ambdós no tenen cap coneixement al respecte. En aquest sentit, decideixen cursar, en modalitat semipresencial, el mòdul professional d'Automatismes Industrials. Maria – Escolta Raül, Miriam i jo no tenim cap coneixement d'electricitat. Ens ajudaràs? Raül – Clar que sí dona! No cal que es preocupeu, el mòdul d'automatismes industrials és un mòdul professional corresponent al primer curs del títol de grau mitjà d'instal·lacions elèctriques i automàtiques. En aquest sentit, no és necessari cap coneixement previ, i el nivell formatiu no és massa elevat. Miriam – Cóm s'organitzen els continguts d'aquest mòdul? Raül – He analitzat la guia didàctica, hi he pogut comprovar que hi ha tres blocs clarament diferenciats: mecanitzat, lògica cablejada i lògica programada. Maria – Mecanitzat? Raül – Així és Maria! Resulta molt important tindre coneixements bàsics relacionats amb el mecanitzat, doncs és bastant comú realitzar senzilles tasques de mecanitzat en tot allò relacionat amb els automatismes industrials. L'objectiu no és que sapieu utilitzar màquines ferramentes complexes i específiques, com per exemple el torn, la rectificadora,... Ara bé, és important que pugueu interpretar plans de mecanitzat, inclús que sapieu desenvolupar senzills plans, i evidentment que pugueu identificar i fer servir les principals ferramentes i materials de mecanitzat. Miriam – I açò de la lògica cablejada i programada? Raül – La lògica cablejada està relacionada amb els automatismes convencionals, és a dir, aquells que utilitzen dispositius electromecànics relacionats mitjançant conductors. La lògica programada està relacionada amb els autòmats programables, és a dir, amb dispositius electrònics que permeten la configuració i programació mitjançant un ordinador. Maria – En sona tot a xinès. Raül – No et preocupes Maria! Comenceu amb la primera unitat de treball, en la qual es realitza una introducció als automatismes industrials, així com la identificació de les principals ferramentes i els seus riscos associats. Tingueu paciència i ja voreu com es tracta d'un mòdul molt bonic, amb importants eixides professionals. Miriam – Molt bé Raül. Anem a començar! Raül Solbes i Monzó 13 AI_V1.1v_agost2013 Miriam1 Maria1 Raul1
  • 12. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Continguts. UT01 – Introducció als automatismes i a la prevenció de riscos....................................................13 1.1.Introducció als automatismes...............................................................................................15 1.1.1.Concepte. ....................................................................................................................15 1.1.2.Evolució........................................................................................................................15 1.1.3.Objectius......................................................................................................................15 1.1.4.Camps d'aplicació........................................................................................................15 1.1.5.Avantatges...................................................................................................................16 1.2.Ferramentes a utilitzar.........................................................................................................17 1.2.1.Ferramentes mecàniques.............................................................................................17 1.2.2.Ferramentes elèctriques...............................................................................................17 1.2.3.Altres ferramentes........................................................................................................17 1.3.Riscos associats als automatismes......................................................................................18 1.3.1.Introducció als riscos....................................................................................................18 1.3.2.Legislació i marc normatiu............................................................................................18 1.3.3.Riscos elèctrics en les màquines..................................................................................18 1.3.4.Riscos mecànics en les màquines. ..............................................................................19 1.3.5.Altres riscos en les màquines. .....................................................................................19 1.3.6.Mesures de seguretat. .................................................................................................19 1.3.7.Dispositius a utilitzar. ...................................................................................................20 1.4.Mesures i equips de prevenció............................................................................................21 1.4.1.Equips de protecció individual. Conceptes bàsics. ......................................................21 1.4.2.Equips de protecció individual utilitzats en els automatismes industrials. ....................21 1.4.3.Mesures de protecció: manipulació d'eines, útils i màquines amb seguretat. ..............22 Autoavaluació UT1. Enunciats. ............................................................................................25 Autoavaluació UT1. Respostes.............................................................................................26 Webs relacionades................................................................................................................26 Llicències i reconeixements d'imatges..................................................................................26 Objectius. • Conèixer els conceptes fonamentals d'una automatització, així com els seus objectius, avantatges i principals aplicacions. • Analitzar les ferramentes necessàries per a desenvolupar una automatització industrial. • Percebre els riscos d'una automatització industrial, així com els mitjans per pervindre'ls. Pre-coneixement. Aquesta Unitat de Treball (UT) és introductòria i per tant no és necessari cap coneixement previ. Raül Solbes i Monzó 14 AI_V1.1v_agost2013
  • 13. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 1.1. Introducció als automatismes. 1.1.1. Concepte. L'automatització és l'acció per la què es transfereixen o traspassen activitats realitzades per un operari, en un procés productiu, a una màquina, que està governada per un equip que pot ser cablejat o electrònic programat. 1.1.2. Evolució. A molts grans trets, podem resumir l'evolució dels automatismes amb els passos següents: 1. Necessitat de millorar el procés industrial, amb la finalitat d'incrementar la rendibilitat dels processos productius 2. Naixement de l'automatització industrial. 3. Millora la tecnologia i els aparells cablejats utilitzats en les automatitzacions. 4. Augmenten les prestacions dels automatismes i dels equips electrònics i informàtics 5. Evolució de la tecnologia cablejada a la tecnologia programada. 1.1.3. Objectius. Els objectius fonamentals d'una automatització són els següents: • Eliminar tasques, que per al ser humà, poden resultar perilloses, indesitjables i/o repetitives, de forma que siguen les màquines qui les realitzen. • Augmentar la producció de les instal·lacions. • Obtindre un major rendiment i qualitat de les tasques realitzades. • Ser flexible davant d'una producció cada vegada més canviant. • Reduir el temps de parada de màquines en un procés productiu. • Millorar els sistemes de seguretat, tant del ser humà com de la pròpia màquina o sistema a controlar. • Controlar el sistema productiu. 1.1.4. Camps d'aplicació. Segur que coneixes gran quantitat de processos industrials automatitzats. • Com es fa un simple raspall de dents? • Com es fabriquen els vehicles? • Com s'embotellen els refrescs? • ... La majoria de coses que t'envolten ara mateix, han estat fabricades mitjançant un procés industrial automatitzat. A continuació s'enumeren tres possibles exemples d'automatitzacions diferents: 1. Automatització d'un procés industrial de tractament de troncs de fusta. Per un canal artificial d'aigua circulen troncs de fusta, que han estat prèviament talats en el bosc. El canal d'aigua passa per un determinat punt, en què unes serres mecàniques, realitzen una primera neteja de les rames d'aquests troncs. Passat aquest punt, uns sensors determinen la longitud dels troncs. En funció de la seva longitud, i arribat a un punt determinat, els troncs se separen en dos canals diferents. Un d'aquests canals va directament a una màquina que s'encarregarà d'una neteja més exhaustiva. L'altre canal passa per una màquina de tall, la qual s'encarregarà de disminuir la longitud dels troncs perquè siga adequada i puguen processar-se els troncs per la màquina de neteja més exhaustiva. Després de passar per aquesta màquina, els troncs estan completament nets de branques, per la qual cosa passaran per altres processos de tractament (tall longitudinal, esmaltat, ...). Raül Solbes i Monzó 15 AI_V1.1v_agost2013
  • 14. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 2. Automatització d'un procés industrial d'embotellat. Per una cinta transportadora circulen ampolles buides. Quan aquestes ampolles arriben a un determinat punt, existeix un sensor que fa parar la cinta transportadora i automàticament obri una electrovàlvula. Aquesta electrovàlvula permet passar una determinada quantitat de líquid. Una vegada l'ampolla està plena, la cinta es posa de nou en marxa. Uns centímetres després s'ha col·locat un segon sensor (sensor B) que, sense parar la cinta transportadora, activarà un cilindre pneumàtic que expulsarà l'ampolla en cas de detectar que aquesta no està completament plena. El procés podria continuar amb l'etiquetatge i encaixat de les ampolles. 3. Automatització d'un procés de neteja, pesat i classificació d'olives. En una cooperativa agrícola existeixen unes tremuges on els socis bolquen, de forma manual, els seus sacs d'olives. Aquests sacs d'olives sempre vénen amb brutícia (restes de branques, fulles, pedres,...), de manera que és necessari un procés de neteja. Per aquest motiu, des de les tremuges, olives i brutícia, són absorbides i transportades per una canalització on, mitjançant ventiladors industrials i altres processos mecànics, s'elimina la brutícia. A continuació les olives són pesades automàticament, i a través d'un sensor de visió artificial, són classificades atenent al seu color i grandària. Una vegada finalitzat aquest procés, el pes i la classificació de les olives, són assignades automàticament al soci corresponent. Qualsevol soci podrà comprovar l'estat dels seus comptes a través de la pàgina Web de la cooperativa. Els camps d'aplicació són molt diversos, com per exemple: • Automatització de processos industrials: realització de tasques d'una forma més ràpida i segura, i possibilitat d'utilitzar ordinadors, pantalles de control, sinòptics i altres mitjans que faciliten notablement el control del procés. • Control automàtic d'edificis: il·luminació, climatització, seguretat, gestió de l'energia,... • Distribució d'energia elèctrica: anàlisi de proteccions, control de consums, recollida de dades i anàlisi d'incidències,... • Altres activitats: control de producció, control de qualitat, activitats d'emmagatzemament,... 1.1.5. Avantatges. Existeixen nombrosos avantatges, com per exemple: • Assegurar el funcionament i repetibilitat de maniobres i operacions. • Facilitar i simplificar el maneig dels processos productius. • Reduir el nombre d'avaries, i si es produeixen, reparar-les el més ràpid possible. • Millorar el nivell de seguretat de l'usuari. • Controlar les instal·lacions i processos de fabricació amb la finalitat d'obtindre dades. • Facilitar la gestió i planificació de la producció. • ... Raül Solbes i Monzó 16 AI_V1.1v_agost2013
  • 15. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 1.2. Ferramentes a utilitzar. Qualsevol instal·lador elèctric amb competència en el camp dels automatismes industrials, cal que compte amb les ferramentes següents: 1.2.1. Ferramentes mecàniques. • Joc de claus fixes, de tub i Allen. • Clau anglesa ajustable. • Alicates. • Martell i maça de plàstic. • Arc de serra. • Soldador elèctric. • Caixa de ferramentes. • Regles i elements de traçat. • Metre i peu de rei. 1.2.2. Ferramentes elèctriques. • Multímetre digital. • Tisores. • Pela fils. • Alicates. • Joc de tornavisos. • Tenalles per a terminals. 1.2.3. Altres ferramentes. • Elements d'escriptura i dibuix. • Calculadora, ordinador, impressora, escàner,... Per realitzar les pràctiques d'aquest mòdul professional, no cal que l'alumnat compte amb totes aquestes ferramentes, però sí seran imprescindibles les següents: • Caixa de ferramentes. • Multímetre digital. • Tisores o alicates de tall. • Joc de tornavisos. • Elements d'escriptura, regles, i elements de traçat. • Calculadora, ordinador, impressora, i escàner. De moment no cal que et comprés cap ferramenta, doncs en la pròxima Unitat Didàctica estudiarem perquè s'utilitza cadascuna, així com les consideracions que cal tindre en compte. Ara bé, tan prompte s'expliquen aquestos continguts, cal anar a una bona ferreteria i adquirir, almenys, les ferramentes que indique com a imprescindibles. Raül Solbes i Monzó 17 AI_V1.1v_agost2013 AI01_R01_Ferramentes
  • 16. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 1.3. Riscos associats als automatismes. 1.3.1. Introducció als riscos. En cadascun dels mòduls professionals s'estudiaran els principals riscos presents en cada camp. Pel que fa a aquest mòdul, es prestarà especial atenció als riscos presents en les automatitzacions industrials i per tant, als riscos derivats de les màquines elèctriques i dels processos de mecanitzat i manipulació amb màquines ferramentes. 1.3.2. Legislació i marc normatiu. No és objecte del present mòdul professional estudiar la legislació que regula la prevenció de riscos laborals, doncs açò ho analitzaràs amb deteniment en el mòdul de Formació i Orientació Laboral. De qualsevol forma, és important que conegues de l'existència de determinades lleis generals i específiques que s'han de complir, com per exemple la Llei de prevenció de riscos laborals: http://www.prevencion-riesgos-laborales.com/Leg.htm. Els objectius generals que pretenen complir totes aquestes lleis són els següents: • Prevenció dels riscos professionals per protegir la seguretat i la salut. • Eliminació o disminució dels riscos derivats del treball. • Informació, consulta, participació i formació dels treballadors en matèria formativa. 1.3.3. Riscos elèctrics en les màquines. Bàsicament els riscos derivats de l'energia elèctrica són: 1. Xoc elèctric pel pas del corrent a través del cos humà (contactes directes o indirectes). 2. Incendi per sobrecàrrega o curtcircuit. Les conseqüències d'aquestos riscos seran majors o menors en funció de tres variables: intensitat, freqüència, i temps de duració. Raül Solbes i Monzó 18 AI_V1.1v_agost2013 AI01_R02_DiagramaRisc EL RISC Concepte intangible En funció de la por i/o optimisme del ser humà, el tipus de treball, la responsabilitat Necessari anul·lar- lo o disminuir-lo el màxim possible Com? Amb una gestió eficaç dels riscos de les empreses, acompanyada d'una obligació moral i legal dels treballadors, així com el coneixement de les possibles conseqüències d'un accident. PREVENCIÓ
  • 17. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 1.3.4. Riscos mecànics en les màquines. Els riscos mecànics que pot sofrir un operari o bé la persona que manipula, construeix i/o automatitza una màquina són els següents: • Xafades. • Talls o seccionaments. • Pinçaments. • Friccions o abrasions. • Colps o impactes. • Enganxades. 1.3.5. Altres riscos en les màquines. Evidentment a banda dels riscos elèctrics i mecànics existeixen altres com per exemple: Cremades, incendis, explosions, radiacions, sorolls, vibracions, projecció de fluïts, higiènics, perills fisiològics per males postures, perills psicològics per tensions mentals, etc. 1.3.6. Mesures de seguretat. Les mesures de seguretat d'una màquina es classifiquen en: 1. Mesures intrínseques de la màquina, és a dir, les què el fabricant o constructor ha incorporat en la màquina en el moment del seu disseny i construcció. 2. Mesures no intrínseques de la màquina, és a dir, les recollides i especificades pel fabricant en el manual d'utilització de la màquina. Raül Solbes i Monzó 19 AI_V1.1v_agost2013 AI01_R03_MesuresSeguretat Mesures de seguretat Mesures intrínseques Mesures no intrínseques Mesures de protecció exterior. Prevenció intrínseca de la màquina. Condicions previstes d'utilització, instruccions per evitar riscos, plans i esquemes per posar en servici i mantindre la màquina, tipus de manteniment idoni,... Exemples: envoltants, senyalitzacions, dispositius sensibles de protecció, sistemes de manteniment segurs,.. Exemples: limitar arestes ixents, utilitzar tensions reduïdes, enclavaments mecànics, mecanismes segurs, equips homologats,...
  • 18. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 1.3.7. Dispositius a utilitzar. Els dispositius o components de seguretat són de diferent naturalesa, doncs és possible trobar des d'una barrera física de separació fins a dispositius electrònics verdaderament sofisticats. La missió d'aquestos components és protegir l'operari i/o les persones que tinguen qualsevol relació amb la màquina. A continuació s'enumeren els principals dispositius: • Elements de protecció fixes, què impedeixen (si és una envoltant) o limiten (si és un distanciador) l'accés a les zones perilloses • Elements de protecció regulables, què limiten l'accés a les parts dels elements mòbils estrictament necessaris per al treball. Poden regular-se manual o automàticament. • Elements de protecció mòbils, els quals estan associats a dispositius d'enclavament, de forma que impedeixen el funcionament de les parts perilloses de la màquina quan s'accedeix a elles. • Elements de protecció elèctrics i electrònics, com per exemple: • Estores i voreres sensibles, què permeten detectar l'entrada d'una persona a una zona perillosa, i s'actua en conseqüència (para la màquina, activa una alarma, etc.). • Interruptors i polsadors d'emergència, és a dir, dispositius mecànics amb un contacte normalment tancat, de forma que quan es produeix una emergència o alarma, l'operari els activa i aquestos dispositius tallen l'alimentació elèctrica de la màquina. • Detectors capacitius, inductius i barreres de seguretat, els quals detecten el pas d'una persona o part d'aquesta en una zona perillosa, i actuen en conseqüència. • Relés de seguretat, és a dir, dispositius electrònics que combinats amb altres dispositius elèctrics (polsadors i/o detectors) asseguren un tall eficaç del corrent elèctric que alimenta a una màquina. Aquestos tres últims dispositius els estudiarem amb més deteniment en la Unitat de Treball 4. Raül Solbes i Monzó 20 AI_V1.1v_agost2013 AI01_R04_BarreraProteccio
  • 19. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 1.4. Mesures i equips de prevenció. 1.4.1. Equips de protecció individual. Conceptes bàsics. S'anomena Equip de Protecció Individual (EPI) a qualsevol equip destinat al treballador o empleat perquè el protegisca d'un o diversos riscos que puguen afectar la seva seguretat o salut, així com qualsevol element o accessori destinat a aquesta fi (RD 773/1.997, del 30 de maig). La utilització dels EPI és una mesura de prevenció a la qual s'ha de recórrer quan els riscos no es puguen evitar o limitar suficientment per mitjans tècnics de protecció col·lectiva, o per procediments de treball adequats. Per realitzar una elecció d'un EPI s'haurà de considerar que siga eficaç front dels riscos que ha de protegir, sense introduir altres nous. • S'utilitzaran EPI's quan no existisquen més vies alternatives de protecció i com a mesura complementària. • L'empresari o tècnic de prevenció de l'empresa ha de determinar els llocs de treball en els quals es necessiten EPI´s i subministrar-los als seus treballadors, vetllant per la seva correcta utilització. • Es prestarà informació als treballadors dels riscos contra els quals li protegeix i de les activitats o treballs en les quals han d'utilitzar-los. • Els EPI´s'han de tenir un marcat CE (Comunitat Europea). Aquest marcat romandrà col·locat en cadascun dels EPI´s de manera visible, si no fos possible a causa de les característiques de l'element, el marcat estarà col·locat en el seu embalatge. A més portarà un fullet informatiu sobre la seva correcta utilització i conservació de l'equip. Aquests equips estan destinats a ús personal. • Els treballadors hauran d'utilitzar l'equip adequadament, ho col·locaran en el seu lloc indicat després de cada utilització, i s'informarà al responsable o superior de qualsevol defecte o contratemps que es detecte en ell. 1.4.2. Equips de protecció individual utilitzats en els automatismes industrials. Els EPI's més utilitzats en els automatismes industrials són els següents: • Proteccions oculars i facials: protegeixen els ulls i la cara. Utilitza-les sempre que vages a encendre trepants, llimadores, radials... • Protectors auditius: protegeixen les teves oïdes de sorolls molestos per la utilització de determinades màquines, així com de la penetració de pols al canal auditiu. • Calçat de seguretat: protegeixen els peus contra colps provocats per la caiguda d'objectes (eines, peces metàl·liques...). A més, els electricistes deuen utilitzar botes amb protecció i aïllament elèctric per evitar derivacions. • Guants de seguretat: protegeixen les teves mans de talls. A més, quan estigues treballant en instal·lacions baix tensió, aquestos deuran protegir i aïllar-te de possibles derivacions elèctriques. • Màscares: si el treball que realitzes genera molta pols, utilitza una mascara, per protegir les teues vies respiratòries. • Cascos: protegeixen el teu cap de la caiguda d'objectes (sobretot en llocs on puguin produir-se caigudes d'objectes de forma accidental com a obres en edificacions...). A més també existeixen cascos amb protecció elèctrica (per a treballs en tensió). Raül Solbes i Monzó 21 AI_V1.1v_agost2013 AI01_R05_ProteccioOcularMascara
  • 20. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 1.4.3. Mesures de protecció: manipulació d'eines, útils i màquines amb seguretat. Per a realitzar tasques de muntatge i manteniment d'automatismes industrials, és necessari l'ús d'eines manuals, màquines i màquines eines, per això, en aquest punt, anem a exposar una sèrie de mesures o recomanacions, per fer un bon ús de les eines més comunes emprades en el muntatge i manteniment d'automatismes industrials, extretes de la normativa de Prevenció de riscos laborals. 1. Eines manuals: La manipulació d'eines manuals comunes com a martells, tornavisos, alicates, tenalles i claus diverses, comporta un risc de provocar lesions, que fins i tot podrien arribar a ser de gravetat, encara que a primera vista tals eines puguen semblar poc perilloses, quan s'usen de forma inadequada. Per tant tindrem en compte a l'hora d'usar-les, una sèrie de recomanacions: • Conservació de les eines en bones condicions d'ús. • Utilització de les eines adequades a cada tipus de treball que es vaja a realitzar. • Entrenament apropiat dels usuaris en el maneig d'aquests elements de treball. • Transport adequat i segur, protegint els talls i puntes i mantenint-les ordenades, netes i en bon estat, en el lloc destinat a tal fi. 2. Màquines portàtils: La màquina portàtil per excel·lència és la perforadora portàtil, l'ús de la qual es troba àmpliament estès en diversos sectors d'activitat, sent poc freqüents i d'escassa gravetat els accidents que es deriven de la seua manipulació. De qualsevol forma és important indicar els riscos més freqüents que originen les màquines portàtils són els següents: • Lesions produïdes per l'útil de l'eina, tant per contacte directe, com per trencament d'aquest elements. • Lesions provocades per la font d'alimentació, és a dir, les derivades de contactes elèctrics, trencaments o fugides de les conduccions d'aire comprimit o del fluid hidràulic, fuites de fluids a alta pressió, etc. • Lesions originades per la projecció de partícules a gran velocitat, especialment les oculars. Alteracions de la funció auditiva, com a conseqüència del soroll que generen. • Lesions osteoarticulars derivades de les vibracions que produeixen. Una vegada enumerats els principals riscos, cal identificar les mesures de protecció: • Han d'utilitzar-se broques ben afilades i la velocitat òptima de les quals de tall corresponga a la de la màquina en càrrega. • Durant l'operació de trepat, la pressió exercida sobre l'eina ha de ser l'adequada per a conservar la velocitat en càrrega tan constant com siga possible, evitant pressions excessives que propicien el bloqueig de la broca i amb açò el seu trencament. • L'equip de protecció individual recomanat en operacions de trepat són les ulleres de seguretat, desaconsellant-se l'ús de guants i robes fluixes, per a evitar el risc d'atrapament i embolicament de la tela. Raül Solbes i Monzó 22 AI_V1.1v_agost2013
  • 21. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 3. Màquines no portàtils o màquines eines destinades al mecanitzat de metalls. Alguns exemples d'aquestos tipus de màquines són els següents: torns, perforadores, fresadores, rectificadores i serres mecàniques,... Els riscos més freqüents que es deriven de la manipulació d'aquestes màquines són: • Contacte accidental amb l'eina o la peça en moviment. • Atrapament amb els òrgans de moviment de la màquina. • Projecció de la peça o de l'eina. • Dermatitis per contacte amb els fluids de tall utilitzats com a refrigerants. Els òrgans de servei d'aquestes màquines han de ser clarament visibles i identificables i en cas necessari, portar l'etiquetatge apropiat. Els colors indicatius d'aquests òrgans són: • Engegada o en tensió: BLANC. • Parada o posada fora de tensió: NEGRE. • Parada d'emergència: ROIG. • Supressió de condicions anormals: GROC. • Rearmament: BLAU. Òrgans de comandament poden ser dels següents tipus: • Polsador: Excepte el de parada han d'estar encastats. • Pedal: Protegit contra accionaments involuntaris. • Comandament a dues mans: Serà de tipus polsador, ha de tenir sincronisme i a més ser eficaç contra el burlat. Estaran situats en la proximitat del lloc de comandament i fora de la zona de perill, excepte el de parada d'emergència. Així mateix, des del lloc de comandament es dominarà tota la zona d'operació. En cas contrari, l'engegada serà precedida d'algun senyal d'advertiment acústic o visual. La posta en marxa de la màquina ha d'obeir a una acció voluntària de l'operador sobre un òrgan d'accionament. Després d'un tall d'energia (elèctrica, pneumàtica, hidràulica), la seua posterior represa no haurà de donar lloc a l'engegada de les parts perilloses de la màquina. S'ha d'impedir que una màquina eina no es pose en marxa: • Pel tancament d'un resguard amb dispositiu de enclavament. • Quan una persona es retira d'una zona coberta per un dispositiu sensible, tal com una barrera immaterial. • Per la maniobra d'un selector de manera de funcionament. • Pel desbloquege d'un polsador de parada d'emergència. • Pel rearmament d'un dispositiu de protecció tèrmic. Raül Solbes i Monzó 23 AI_V1.1v_agost2013 AI01_R06_Torn
  • 22. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Pel que fa a la parada de la màquina, l'ordre de parada ha de tenir prioritat sobre totes les altres. És possible diferenciar les tipus de parades següents: • Parada general: Tota màquina eina ha de tenir una parada de categoria 0, és a dir, supressió immediata de l'energia dels accionadors de la màquina. • Parada des del lloc de treball: permet que un operador puga parar la màquina quan haja d'intervenir en una zona perillosa per a una operació concreta. • De categoria 1, de manera que en ordenar la funció de parada aquesta es produeix quan la màquina es troba en posició de seguretat. • De categoria 2, de manera que en ordenar la funció de parada la màquina es deté en aqueix moment, però manté les seues fonts d'energia activades. • Parada d'emergència: Accionada per un dispositiu que ha de permetre la parada de la màquina en les millors condicions possibles, mitjançant una desceleració òptima dels elements mòbils. L'òrgan de comandament que permet obtenir aquesta funció de parada d'emergència (polsador de manotada, cable, barra, etc.) ha de ser de color roig i estar col·locat sobre fons groc. La col·locació d'un dispositiu de parada d'emergència només té sentit en el cas que el temps de parada que permet obtenir siga netament més curt que l'obtingut amb la parada normal, la qual cosa requereix un frenat eficaç. Raül Solbes i Monzó 24 AI_V1.1v_agost2013
  • 23. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Autoavaluació UT1. Enunciats. Autoavaluació 1.1. Enunciat. Completa els buits: L'automatització és l'acció per la què es transfereixen o traspassen activitats realitzades per un _______________(a), en un procés productiu, a una____________________(b), que està governada per un equip que pot ser______________(c) o electrònic________________(d). Autoavaluació 1.2. Enunciat. Selecciona l'afirmació correcta: (a) Les mesures intrínseques de la màquina, són les van recollides i especificades pel fabricant en el manual d'utilització de la màquina. (b) Els plànols i esquemes elèctrics d'una màquina, representen mesures de seguretat intrínseques. (c) Les mesures intrínseques de la màquina, són les que el fabricant o constructor ha incorporat en la màquina en el moment del seu disseny i construcció. (d) Elements de protecció fixes estan associats a dispositius d'enclavament, de forma que impedeixen el funcionament de les parts perilloses de la màquina quan s'accedeix a elles. Autoavaluació 1.3. Enunciat. Què és un EPI? (a) Una Instrucció de Protecció Espanyola. (b) Un Índex de Protecció Elèctrica. (c) Un Equip de Protecció Individual. (d) Cap resposta és correcta. Raül Solbes i Monzó 25 AI_V1.1v_agost2013
  • 24. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Autoavaluació UT1. Respostes. Autoavaluació 1.1. Resposta. (a) operari. (b) màquina. (c) cablejat. (d) programat. Autoavaluació 1.2. Resposta. (a) Incorrecte. Cal que repasses l'apartat de mesures de seguretat. (b) Incorrecte. Revisa les mesures de seguretat. (c) Correcte. (d) Incorrecte. Aquesta afirmació fa referència als elements de protecció mòbils. Autoavaluació 1.3. Resposta. (a) Incorrecte. Cal que analitzes la introducció de l'apartat "Mesures i equips de prevenció". (b) Incorrecte. Cal que analitzes la introducció de l'apartat "Mesures i equips de prevenció". (c) Correcte. (d) Incorrecte. Cal que analitzes la introducció de l'apartat "Mesures i equips de prevenció". Webs relacionades. • http://ca.wikipedia.org/wiki/Automatitzaci%C3%B3 • http://es.wikipedia.org/wiki/Salud_laboral • http://ca.wikipedia.org/wiki/Prevenci%C3%B3_de_riscos_laborals • http://es.wikipedia.org/wiki/Riesgo_electrico • http://www.seguridadindustrial.org/ Llicències i reconeixements d'imatges. Imatge Dades. AI01_R01_Ferramentes Autoria: gemawla1 Procedència: http://www.flickr.com/photos/54749189@N03/5071191545/ AI01_R04_BarreraProteccio Autoria: Alfonso Benallas Procedència: http://www.flickr.com/photos/alfonso015/233153154/ AI01_R06_Torn Autoria: Maquinaria Zubizarreta SL Procedència: http://www.flickr.com/photos/30088304@N02/5342744616/ La resta d'imatges i diagrames que apareixen en aquesta UT i no es reflexen en aquesta taula, són d'elaboració pròpia. • L'apartat corresponent als Equips de Protecció Individual ha sigut desenvolupat pel professor Antonio Martínez. • L'apartat de mesures de protecció ha sigut desenvolupat pel professor Jose Millet, amb la consulta fonamental del "Manual de seguridad y salud en operaciones con herramientas manuales comunes, maquinaria de taller y soldadura", pertanyent al © Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPV. Elaborat per: Roberto Laborda Grima, Dagmar L. Recalde Ruiz, Roberto Tolsa Martínez, Nieves Marqués Giménez, Iniciativas e Innovacion SLL Raül Solbes i Monzó 26 AI_V1.1v_agost2013
  • 25. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 4.5.1. Relés auxiliars. Els relés auxiliars són elements electromecànics amb una única posició de repòs. Usualment s'utilitzen com elements de control, amb la finalitat d'executar determinades seqüències auxiliars. Són elements que suporten intensitats menudes i els seus blocs fonamentals són les següents: • Contactes associats o contactes auxiliars. Són contactes (oberts o tancats) que canvien el seu estat de repòs en funció de l'electroimant. • Electroimant (circuit magnètic i bobina). És la part del relé que acciona els contactes associats. Cóm funciona un relé auxiliar? El seu funcionament és molt senzill i bàsicament es descriu en la seqüència següent: 1. Inicialment els contactes associats tenen un determinada posició de repòs (oberts o tancats). 2. Si s'aporta corrent a la bobina de l'electroimant, aquestos contactes associats canvien la seva posició de repòs, és a dir, els contactes oberts es tanquen i els contactes tancats s'obrin. 3. Una vegada s'interromp l'alimentació a la bobina, els contactes tornen a la posició de repòs. Els relés auxiliars es classifiquen en dos grans grups: • Relés auxiliars instantanis. En aquestos elements els contactes associats canvien de forma immediata el seu estat, tant en l'activació com en la desactivació. • Relés auxiliars temporitzats (o simplement temporitzadors). En aquestos elements existeix un temps de retard en el canvi dels seus contactes associats. Aquest temps de retard pot ser en l'activació, en la desactivació, en tots dos casos,... Per tant existeixen diversos tipus de temporitzadors, però els dos fonamentals són els següents: Temporitzador amb retard a la connexió. Funcionament: 1. Inicialment la bobina i el contacte estan a "0" (posició de repòs). 2. En el moment en què se subministra corrent a la bobina (passa de "0" a "1") comença a comptar el temps del temporitzador (t). 3. Una vegada transcorregut aquest temps, el contacte canvia el seu estat (passa de "0" a "1"). 4. Si cessa l'alimentació de la bobina (passa de "1" a "0") el contacte torna immediatament a la seva posició de repòs. Raül Solbes i Monzó 78 AI_V1.1v_agost2013 AI04_R20_TemporitzadorRetardConnexio. AI04_R19_Releinstantani
  • 26. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Temporitzador amb retard a la desconnexió. Funcionament: 1. Inicialment la bobina i el contacte estan a "0" (posició de repòs). 2. En el moment en què se subministra corrent a la bobina (passa de "0" a "1") el contacte associat canvia immediatament d'estat. 3. En el moment en què cessa l'alimentació de la bobina (passa de "1" a "0") comença a comptar el temps del temporitzador (t). 4. Una vegada transcorregut aquest temps, el contacte torna al seu estat de repòs. Altres tipus de temporitzadors serien els següents: amb retard a la connexió i desconnexió, de 24h, d'impulsos, intermitents, multifuncions,... Per altra banda, i amb la finalitat d'adaptar-se el màxim possible als requeriments de les aplicacions automàtiques, els fabricants d'aquest tipus de materials faciliten als seus catàlegs diferents tipus de relés auxiliars, amb característiques tècniques molt variades (diferents tensions d'alimentació per a la bobina, diferents tipus de contactes,...). Consulta l'animació de l'enllaç següent: http://guindo.pntic.mec.es/rarc0002/all/simu/tempo.tof/tempo_tof.html Raül Solbes i Monzó 79 AI_V1.1v_agost2013 AI04_R21_TemporitzadorRetardDesconnexio.
  • 27. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 5.6.4. Generalitats sobre l'arrancada de motors. • L'arrancada d'un motor està compresa des de què s'alimenta el motor (motor a velocitat zero o motor en repòs) fins que aconsegueix arribar a la seua velocitat nominal. • La velocitat de l'eix augmenta progressivament durant l'arrancada fins estabilitzar-se en un valor. En aquest moment, el parell motor és igual al parell resistent de la càrrega, i passem d'un regim transitori a un d'estable. • Cal prestar especial atenció al parell resistent (parell imposat per la càrrega que arrastrarà el motor), perquè si aquest és superior al parrell d'arrancada, el motor no podrà funcionar, doncs no podrà arrastrar la càrrega. • També és important tindre en compte la intensitat d'arrancada, perquè pot arribar a ser molt gran, provocar caigudes de tensió, sobrecarregar la xarxa d'alimentació i fer actuar les proteccions. • Per triar un motor o un altre, caldrà tindre en compte cada aplicació en concret, així com la instal·lació elèctrica i el sistema d'arrancada que caldrà efectuar. • Pel que fa a l'arrancada, recordem que el motor amb rotor bobinat presenta millors qualitats que el motor amb rotor de gàbia d'esquirol. Per tant, és més recomanable utilitzar un motor amb rotor bobinat, per a aplicacions on es requereix que el motor arranque a plena càrrega (màquines elevadores, ascensors, ...), o bé utilitzar un motor de gàbia d'esquirol amb un sistema d'arrancada adequat. • Com ja s'ha estudiat en apartats anteriors, el motor més utilitzat és el de gàbia d'esquirol. Actualment el sistema més utilitzat per arrancar aquestos motors és la utilització d'aparells electrònics, com el arrancadors electrònics o els variadors de velocitat. 5.6.5. Arrancada directa. • L'arrancada directa d'un motor es produeix quan se li subministra directament tensió de la xarxa, sense cap pas intermedi. • En aquestes condicions, el motor absorbeix en l'arrancada una intensitat compresa entre 5 i 8 vegades la nominal. • Per a fer una arrancada en aquestes condicions, les línies deuen estar preparades per a suportar la intensitat i les caigudes de tensió. • Aquest tipus d'arrancada sols s'utilitza per a motors de potència xicoteta (ITC- BT 047) • Els motors poden connectar-se a dos tensions. Per exemple: un motor de 230/400V podrà connectar-se: • A una xarxa de 230V, en connexió triangle. • A una xarxa de 400V, en connexió estrela. A l'apartat següent estudiarem com realitzar les connexions estrela i triangle. Raül Solbes i Monzó 105 AI_V1.1v_agost2013 AI05_R11_ArrancadaDirectaMotorTrifasic
  • 28. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques A la imatge següent pots vore la connexió estrela i connexió triangle a la placa de borns d'un motor de ca. 5.6.6. Arrancada estrela triangle. • La seua finalitat és disminuir la intensitat d'arrancada. • Sols pot realitzar-se en els motors que permeten la connexió en estrela - triangle (les dos extremitats de cadascun dels debanats estatòrics tornen a la placa de borns del motor). • La tensió en triangle del motor ha de ser igual a la tensió d'alimentació. Per exemple: un motor de 400/660V caldrà connectar-se a una xarxa de 400V, un de 230/400V caldrà fer-ho a una de 230V,... • Les característiques de la connexió estrela - triangle són les següents: Raül Solbes i Monzó 106 AI_V1.1v_agost2013 AI05_R13_ConnexioEstrelaTriangleCaracteristiques AIO5_R12_ConnexióEstrelaTriangleBorns
  • 29. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 6.2.2. Enclavament. L'enclavament elèctric és l'acció que impedeix que es connecte una bobina quan hi ha altra connectada i es desitja que les dues no estiguen actives alhora. Hi ha diferents formes d'aconseguir un enclavament: • Enclavament mecànic. • Enclavament elèctric mitjançant contactes auxiliars. • Enclavament elèctric mitjançant polsadors. • Esquema A. Enclavament mecànic. En aquest esquema es representa la posta en marxa i la parada, de dos contactors. Per posar en marxa KM1, caldrà polsar SB1, i per posar en marxa KM2, caldrà polsar SB2. En qualsevol moment podrem parar el funcionament, polsant SB0. KM1 i KM2 estan enclavats mitjançant un aparell mecànic acoblat entre els dos contactors. Aquest aparell impedeix físicament que els dos contactors no estiguen actius alhora. L'enclavament mecànic s'activa quan es posa en marxa un dels dos contactors, i impedeix que entre en funcionament l'altre, inclús si polsem el seu polsador d'activació. • Esquema B. Enclavament elèctric mitjançant contactes auxiliars. Aquest tipus d'enclavament utilitza contactes auxiliars dels propis contactors. Quan s'activa un contactor canvien d'estat la posició dels seus contactes, per tant, el contacte que inicialment estava tancat, ara s'obrirà. El funcionament d'aquest enclavament es tant senzill com col·locar un contacte tancat de KM1 en la xarxa que alimenta a KM2. De la mateixa forma, col·locarem un contacte tancat de KM2 en la xarxa que alimenta a KM1. Al polsar SB1 i activar KM1, s'obrirà el contacte tancat de la xarxa que alimenta a KM2, i, encara que polsem SB2, aquest no podrà activar-se fins que no desactivem KM1. El mateix ocorre a la inversa, és a dir, si polsem SB2 s'activarà KM2, obrirà el contacte tancat col·locat en la xarxa que alimenta a KM1, i aquest no podrà activar-se. Raül Solbes i Monzó 122 AI_V1.1v_agost2013 AI06_R04_Enclavament
  • 30. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 8.3. Estructures del GRAFCET. 8.3.1. Estructures lineals. Entre les quals és possible trobar: • Estructura sense salts. És una estructura en la qual una etapa s'activa després de l'anterior, sempre seguint l'ordre lògic en el qual s'ha dibuixat. En cap cas podran haver-hi dues etapes actives alhora. • Estructura amb salt cap a davant o cap arrere. És una estructura similar a l'anterior, però existeix una bifurcació que permet un salt d'una etapa a una altra, de manera que existeixen etapes entre ambdues que no arriben a activar-se. 8.3.2. Estructures en Y. Són estructures amb una o diverses bifurcacions en què s'activen o desactiven simultàniament diverses etapes. Al seu torn es divideixen en: • Estructura de divergència en Y. En aquesta estructura existeix una bifurcació on es permet activar, de forma simultània, dues o més etapes, després de complir-se una única condició de transició. Per representar aquesta bifurcació s'utilitza una doble línia en paral·lel. • Estructura de convergència en Y. Permet reconduir, en una única etapa, un conjunt de processos que s'executen en paral·lel. Per poder realitzar açò, serà necessari que totes les etapes immediatament anteriors estiguen validades i que es complisca la condició de transició. Tal com ocorre amb la divergència en Y, en aquest cas també s'utilitza una doble línia en paral·lel, per a representar la bifurcació. Raül Solbes i Monzó 148 AI_V1.1v_agost2013 AI08_R04:GRAFCET_Y AI08_R03_GRAFCETlinial
  • 31. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 8.8. Manteniment correctiu i preventiu. En qualsevol instal·lació elèctrica (industrial o domèstica), es produïx el desgast dels elements que la constitueixen, i per tant, la deterioració contínua de tota la instal·lació. Un sistema automàtic ha de funcionar sense problemes el màxim temps possible, doncs en la seua instal·lació s'ha invertit una important suma econòmica que ha de rendibilitzar-se. Amb la finalitat d'incrementar la fiabilitat i durabilitat del sistema, és necessari aplicar un sistema de manteniment, el qual perseguix la conservació de tots els elements del sistema en perfectes condicions de funcionament. El manteniment és el terme que engloba a totes les operacions necessàries que asseguren el correcte funcionament del sistema automàtic. AI08_R12_TipusManteniment Alguns conceptes bàsics que cal que tingues en compte són els següents: • Manteniment correctiu: tipus de manteniment que es du a terme en el moment en què es produeix una avaria. • Manteniment preventiu: tipus de manteniment que intenta previndré les avaries, de manera que es duen a terme operacions per a assegurar el correcte funcionament de tots els elements que constitueixen el sistema. • Manteniment predictiu: tipus de manteniment que fa referència a l'execució de les accions de manteniment en funció de l'estat tècnic real del sistema que es desitja mantenir, de manera que es realitzen mesuraments i seguiments dels paràmetres que poden ser símptoma d'avaria. És a dir, es tracta del mesurament de variables que identifiquen un paràmetre símptoma d'avaria. Raül Solbes i Monzó 156 AI_V1.1v_agost2013 Manteniment segons la condició Manteniment Sistemàtic (programat) Tipus de manteniment Manteniment Diferit Manteniment Preventiu Manteniment Inmediat Manteniment predictiu Manteniment correctiu Manteniment preventiu Manteniment segons l'estat
  • 32. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 9.7. Instal·lació i connexió. En unitats de treball anteriors, has estudiat la forma de connectar els receptors elèctrics, així com la forma de connectar els elements que controlen aquestos receptors, però, què ocorre quan utilitzem un PLC? Tal com has estudiat, el control dels elements de potència es representa en l'esquema de maniobra, però si per al control s'utilitza un PLC, aquest esquema de maniobra canvia substancialment respecte als estudiants fins ara, doncs la part complicada de l'esquema queda representada mitjançant el programa del PLC, de forma que l'esquema de maniobra resulta molt més senzill. En aquest apartat s'indica la forma de representar les connexions al PLC, és a dir, la representació de l'esquema de maniobra en una instal·lació amb tecnologia programada. • Alimentació al PLC. En funció de la tensió d'alimentació, serà necessari interposar una font d'alimentació externa al PLC. Així, per exemple, si la tensió d'alimentació és de 230V, i el PLC s'alimenta a 230V es connectarà directament a la xarxa, ara bé, si el PLC s'alimenta a 24V serà necessari interposar-se una font d'alimentació entre el PLC i la xarxa d'alimentació. • Connexió de les entrades i eixides. Segons les característiques particulars del PLC, les entrades hauran de connectar-se a una o una altra tensió d'alimentació (usualment a 230Vca o a 24Vcc, sent més comuna aquesta última opció). • En quant a les eixides. • Si són de tipus relé, significa que són contactes lliures de potencial, la qual cosa significa solament obrin o tanquen un contacte. En aquest cas, la tensió d'alimentació de les eixides serà la corresponent als receptors connectats a les mateixes. • Si són de tipus transistor, significa que les eixides s'obrin o tanquen a través d'un dispositiu electrònic. En aquest cas, usualment, s'hauran d'alimentar a 24V, de manera que els receptors connectats a les eixides també hauran d'alimentar-se a 24V. • Si les entrades i eixides són a 24Vdc, solen tenir un o diversos borns "comú". La connexió en aquest cas és molt senzilla, n'hi ha prou amb realitzar una connexió per tancar el circuit (positiu - negatiu): • Si els dispositius connectats a les entrades (polsadors, sensors,...) tallen un senyal positiu, el comú d'aquestes entrades haurà de ser negatiu. • Si els dispositius connectats a les entrades (polsadores, sensors,...) tallen un senyal negatiu, el comú d'aquestes entrades haurà de ser positiu. • De la mateixa manera ocorre amb les eixides. Els PLC amb entrades i eixides solen tenir integrada una font d'alimentació, a partir de la qual es pot obtenir la tensió necessària per a les entrades i les eixides. Aquesta font d'alimentació està limitada en potència, per la qual cosa en ocasions és possible que es necessite una font d'alimentació externa. En aquest cas, s'ha d'assegurar que tot el sistema estiga al mateix potencial, és a dir, que el nivell de tensions de totes les fonts siga el mateix. En les següents figures es representen dos exemples de possibles esquemes de connexió a un relé programable i a un autòmat programable: Raül Solbes i Monzó 173 AI_V1.1v_agost2013
  • 33. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Raül Solbes i Monzó 174 AI_V1.1v_agost2013 AI09_R10_ConexioPLC AI09_R09_ConnexioReleProgramable
  • 34. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques • Comptadors. Twido compta amb un únic tipus de comptador, però es tracta d'un comptador reversible i per tant, podem fer-lo servir per a diverses aplicacions, doncs permet comptatge ascendent i descendent. Aquest comptador s'identifica amb la lletra "C" i té les entrades i eixides següents: • Entrada R - és l'entrada de RESET, de forma que un pols en aquesta entrada, reinicia a zero el comptador. • Entrada S - és l'entrada de SET, de forma que un pols en aquesta entrada, activarà la seua eixida o contacte associat "D". • Entrada CU - és l'entrada d'increment, de forma que un pols en aquesta entrada, comptabilitzarà en una unitat el valor del comptador. • Entrada CD - és l'entrada de decrement, de forma que un pols en aquesta entrada, descomptarà en una unitat el valor de comptador. • Eixida E - és l'eixida de desbordament regressiu. Si s'activa aquesta eixida, el comptador indicarà que s'ha produït un desbordament de 0 a 9999. • Eixida D - és l'eixida que indica que el comptador ha arribat al valor seleccionat en la configuració. • Eixida F - és l'eixida de desbordament progressiu. Si s'activa aquesta eixida, el comptador indicarà que s'ha produït un desbordament de 9999 a 0. Per utilitzar els comptadors amb TwidoSuite cal seleccionar i arrastrar la icona %C. La imatge següent mostra una secció de programa que utilitza un comptador, de forma que es remarca l'accés directe de la icona %C. Raül Solbes i Monzó 204 AI_V1.1v_agost2013 AI10_R27_TwidoSuiteComptador1
  • 35. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Tal i com ocorre amb els temporitzadors, els comptadors també requereixen de configuració, però si la del temporitzador és senzilla, la del comptador encara ho és més, doncs únicament cal configurar el valor de preselecció del comptatge. Una vegada col·locat el comptador a la interface de programació, cal seguir els passos següents: • Polsa dues vegades sobre el bloc del comptador. A continuació apareixerà una finestra que visualitzarà tots els comptadors amb els que compta la CPU seleccionada. • El cursor estarà col·locat sobre el comptador que vas a configurar, de forma que ara caldrà que indiques el valor de preselecció. • Una vegada configurat, caldrà que tornes de nou a l'edició del programa. Per fer açò únicament caldrà que polses sobre la icona "Programar". Raül Solbes i Monzó 205 AI_V1.1v_agost2013 AI10_R28_TwidoSuiteComptador2
  • 36. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques 11.2. Arrancadors electrònics. • Introducció. Els arrancadors suaus o arrancadors electrònics, són dispositius electrònics formats per semiconductors que permeten una arrencada suau dels motors, de manera que limiten el corrent en el moment de l'arrancada. En funció del tipus d'arrancador, es permeten més o menys variacions en les característiques d'arrancada com per exemple el temps que tardarà el motor a arribar a la seua velocitat nominal (temps d'acceleració). • Principi de funcionament. El seu funcionament es basa en el control de la tensió del motor per mitjà d'un principi de tall de fases. Dos tiristors en cada fase realitzen la commutació de l'alimentació, la qual cosa permet que l'arrancador puga treballar amb elevats parells d'arrancada i freqüents operacions d'arrancada/parada. Uns transformadors de corrent mesuren el corrent absorbit pel motor i proporcionen informació per a controlar el corrent d'arrancada del motor en un valor constant, així com per a nombroses funcions de protecció dels motors i les seues aplicacions. • Criteris d'elecció. Per a la seua elecció s'ha de tenir en compte: • La potència del motor. • El tipus de funcionament i càrrega que ha d'arrossegar, doncs si es requereix gran parell motor d'arrancada, o bé, es produiran arrancades llargues i freqüents, tal vegada s'haja d'escollir un arrancador especial. En el mercat existeixen diversos models d'arrancadors electrònics, amb diferents prestacions, de manera que resulta relativament senzill adaptar-se a les necessitats del receptor. Alguns models permeten controlar el temps d'arrancada i parada, uns altres també permeten controlar la tensió mínima per a arrancar, el corrent de sobrecàrrega,... La configuració dels paràmetres es realitza a través d'un selector en aquells models de gamma més baixa, però també existeixen models la configuració dels quals es realitza a través de pantalles LCD incorporades sobre el mateix dispositiu, i fins i tot també alguns models poden configurar-se a través d'un ordinador. També existeixen arrancadors que permeten comunicar-se entre si a través de xarxes de comunicació, de manera que és possible aconseguir cert grau de control sense la necessitat de cap dispositiu extern, com per exemple un autòmat programable. La imatge AI11_R06_Arrancador mostra un arrancador de gama baixa del fabricant Moeller, on és possible apreciar 3 potenciòmetres: • t-Start: rampa de marxa o d'acceleració (en segons). • U-Start: tensió mínima per arrancar (en percentatge). • T-Stop: rampa de parada o de desacceleració (en segons). Raül Solbes i Monzó 220 AI_V1.1v_agost2013 AI11_R06_Arrancador
  • 37. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques A-2.3 Activitat de dibuix tècnic 3. Utilitza el sistema de representació del 1er dièdric i dibuixa la planta, alçada i perfil de la peça següent. A continuació representa les cotes funcionals. Raül Solbes i Monzó 232 AI_V1.1v_agost2013 AI02P_R05_Activitat03
  • 38. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques P-6.3 Arrancada estrela triangle amb temporitzador. Objectius. • Saber realitzar l'arrancada estrela triangle d'un motor trifàsic, utilitzant un temporitzador amb retard a la connexió. • Adquirir destresa en el maneig de ferramentes i materials auxiliars de muntatge elèctric. • Conèixer els dispositius de potència i maniobra més utilitzats en el cablejat de quadres elèctrics. • Desenvolupar destresa en la interpretació d'esquemes elèctrics. Introducció. En aquesta pràctica s'introdueix un nou component estudiat a classe, "el temporitzador". Es tracta d'un dispositiu de comandament molt utilitzat en instal·lacions automatitzades industrials. Anem a elaborar el muntatge pràctic corresponent a l'arrancada estrela-triangle amb temporitzador. Desenvolupament. 1. Realitza el llistat de material necessari per al muntatge proposat (analitza l'esquema d'aquesta pràctica). 2. Col·loca els dispositius en la placa de muntatge, tal i com varem estudiar en la UT3. 3. Realitza el cablejat de maniobra corresponent a una arrancada estrela-triangle amb temporitzador 4. Una vegada realitzat el cablejat, repassa-ho bé i si està tot correcte avisa al professor. 5. Si el professor et dóna el vist i plau, prova el circuit de maniobra. 6. Si el funcionament és correcte, realitza el muntatge de l'esquema de potència. 7. Avisa el professor i si et dóna el vist i plau, prova el circuit de potència. 8. Per últim, realitza les activitats complementaries proposades en l'apartat següent. Activitats complementaries. • A-P6.3.1 Desconnecta de la xarxa elèctrica el tauler de pràctiques. Connecta un amperímetre en sèrie amb una de les fases que alimenten el motor. Una vegada connectat, acciona el motor i analitza els valors que marca el aparell de mesura. Desconnecta una de les fases d'alimentació al motor en la que no tingues connectat l'amperímetre. Posa en marxa el motor durant uns segons i desconnecta'l ràpidament. Què observes? • A-P6.3.2 Explica el funcionament d'un temporitzador amb retard a la connexió. Cal que dibuixes el seu diagrama de temps, i que indiques alguna aplicació on podria utilitzar-se aquest dispositiu. Memòria de pràctiques. No cal realitzar cap memòria de pràctiques. Esquema de muntatge. Raül Solbes i Monzó 266 AI_V1.1v_agost2013
  • 39. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Raül Solbes i Monzó 267 AI_V1.1v_agost2013 AI06P_R11_Practica03Potencia
  • 40. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Raül Solbes i Monzó 268 AI_V1.1v_agost2013 AI06P_R12_Practica03Maniobra
  • 41. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques A-8.7 Màquina de tallar tubs. Procés seqüencial. Cal automatitzar una màquina de tallar tubs rígids. El procés seqüencial és el següent: 1. A l'activar SB1 (polsador de marxa), un motor (M1) farà girar un dels dos cilindres que subjecta el tub rígid, de forma que aquest entrarà a la zona de processat. 2. Quan el tub rígid arribe a la posició adequada, el final de carrera (SQ1), pararà el motor M1 i farà baixar un cilindre que subjectarà el tub. 3. Una vegada el tub estiga subjecte, i transcorreguts 5 segons, baixarà el cilindre cisell per tallar-lo. 4. Quan el tub estiga tallat, suport i cisell tornaran de forma simultània, a la seua posició inicial. Arribat a aquest punt, el sistema estarà com en la posició inicial, per tant, per poder començar de nou el cicle, caldrà activar SB1. Observacions: • El motor M1 està protegit amb un Guardamotor (QF1), de forma que si es produeix una sobreintensitat, es tallarà l'alimentació al motor i pararà el funcionament del circuit de maniobra de forma que una vegada es solucione el problema, caldrà rearmar la protecció i activar el polsador de marxa SB1 perquè comence de nou el procés. Ara bé, no hi haurà cap tipus de senyalització de sobreintensitat. • Els cilindres suport i cisell són de simple efecte, i estan governats per electrovàlvules. Si es desitja baixar el cilindre de subjecció caldrà activar YV1, i per baixar el cilindre de tall caldrà activar YV2. Mentre les electrovàlvules estiguen activades, els cilindres estaran fora. Per muntar els cilindres, caldrà desactivar les electrovàlvules YV1 i YV2. • L'activació dels finals de carrera SQ2 i SQ3 indicaran que els cilindres estan fora (SQ2 cilindre suport i SQ3 cilindre cisell) • La protecció del circuit de maniobra es realitzarà mitjançant un fusible. • Existirà un polsador d'emergència (SB0) que pararà tot el procés i deixarà sense alimentació les electrovàlvules YV1 i YV2. • S'utilitzaran borns per a l'alimentació del quadre, per a la connexió del motor, i per a la connexió de les electrovàlvules. Es demana. 1. Dissenyar el GRAFCET d'aquesta automatització. 2. Realitzar l'esquema de potència i maniobra. Cal utilitzar la simbologia adequada, marcar cables, marcar borns, i utilitzar referències creuades. Raül Solbes i Monzó 278 AI_V1.1v_agost2013 AI08P_R15_Diagrama_Activitat07
  • 42. Automatismes Industrials. Instal·lacions Elèctriques i Automàtiques Pràctiques. P-11.1 Connexió d'un arrancador electrònic. Introducció. En aquesta pràctica realitzaràs la connexió d'un arrancador electrònic i analitzaràs el seu funcionament mitjançant mesures de consums. Els passos que cal seguir són els següents: 1. Realitza l'esquema de potència i maniobra de l'arrancada directa d'un motor de corrent altern trifàsic. 2. Comprova que el funcionament de l'esquema de maniobra és correcte, verifica-ho amb el professor i després prova que el funcionament de l'esquema de potència. 3. Si tot és correcte, mesura la tensió i el consum d'aquest sistema, tant en el moment de l'arrancada com el règim de funcionament normal. 4. Desmunta l'esquema anterior i realitza el muntatge d'una arrancada directa mitjançant un arrancador electrònic. Verifica-ho amb el professor. 5. Si tot és correcte, mesura la tensió i el consum d'aquest sistema, tant en el moment de l'arrancada com el règim de funcionament normal. 6. Compara els resultats de les mesures d'ambos sistemes i estableix un debat amb la resta de companys de classe. Observació. Abans de començar la pràctica, el professor explicarà les característiques bàsiques de l'arrancador que utilitzaràs i et facilitarà la documentació tècnica i els esquemes de connexió necessaris. Memòria de la pràctica. No és necessària cap memòria. Raül Solbes i Monzó 296 AI_V1.1v_agost2013 AI10P_R01_Arrancador