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INDICE GENERAL:
UNIDAD DIDACTICA 1, Electrónica digital...............................................Pag.1
1. Sistemas de numeración…………………………….………….….Pag.31.1 Decimal……………………………..……………….………..Pag.3 1.2 Binario…………………………….…………………….……..Pag.3 1.3 Hexadecimal……………………………………………….....Pag.3 1.4 Conversiones entre sistemas de numeración………...…..Pag.3 1.5 Aritmética en el sistema binario………………………….…Pag.4 1.6 Códigos de numeración……………………………………..Pag.4
2. Algebra de Boole………………………………………………...…..Pag.5 2.1 Postulados del algebra de Boole………….…………...…..Pag.6 2.2 Teoremas del algebra de Boole………….……………….Pag.10 2.3 Obtención de expresiones algebraicas……..…………....Pag.11
2.4 Simplificación de expresiones algebraicas………..……..Pag.12
3. Funciones lógicas básicas. Funciones universales………....Pag.14
4. Diseños y análisis de circuitos digitales y eléctricos.....……Pag.16 4.1 tabla de la verdad………….……………………………….Pag.17 4.2 Obtención de una ecuación canónica………….…….…..Pag.17
4.3 Obtención del esquema lógico y eléctrico………….…....Pag.18 4.4 Simplificación de una ecuación canónica. ……..………..Pag.24
4.5 Cronograma….……….……………………………...……..Pag.24
5. Sistemas combinacionales………….……………….…………...Pag.24
6. Sistemas secuenciales………….………………………………...Pag.25
UNIDAD DIDACTICA 2, Automatismo……………………………………..Pag.75
2. R.E.B.T. en los receptores………………………….…………….Pag.773. Cálculo de sección……………………..……………………….....Pag.774. Línea eléctrica. Tensión simple. Tensión compuesta. ……...Pag.82 5. Cargas monofásicas. . ………………………………….…..…….Pag.826. Cargas trifásicas……………………………………………..……..Pag.857. Medidas eléctricas. . ………………………………………..……..Pag.88 8. Motor eléctrico……………………………………………..……...Pag.102 9. Motores eléctricos en paralelo………………………………....Pag.10510. Corrección del factor de potencia…………………………....Pag.10611. Aparatos de protección de un receptor…………...………...Pag.10812. Contactor…………………………...……………………..……...Pag.122 13. Accesorios de maniobra……………………..........................Pag.13114. Circuito de fuerza. Circuito de mando……………………….Pag.14415. Arrancadores………………....................................................Pag.148 16. Multitud de maniobras………….……………………………....Pag.164
UNIDAD DIDACTICA 3, Autómata programable…..……………………Pag.180
1. Definición y constitución de un autómata programable…..Pag.182
2. Evolución de sist. cableados a sist. programados…………Pag.184
3. Estructura y características del autómata programable…..Pag.1863.1 Fuente de alimentación…………………………………..Pag.186 3.2 Unidad de control de procesos (CPU)………………….Pag.186 3.3 Memoria……………………………………………………Pag.187 3.4 Módulos de entradas y salidas…………………………..Pag.188
4. Equipos de programación de un autómata programable....Pag.190
5. Clasificación de autómatas programables……………….…..Pag.1925.1 Compactos…………………………………………………Pag.192 5.2 Semicompactos…………………………………………...Pag.193 5.3 Modulares………………………………………………….Pag.193
6. Lenguajes de programación…………………………..…..……Pag.194
7. Identificación de operandos……………………………....……Pag.198
8. Programación de operaciones……………………..…………..Pag.201
9. Tipos de programación……………………..…………………...Pag.203
10. Programas informáticos utilizados: MICROWIN y LOGO..Pag.204
UNIDAD DIDACTICA 4, Automatización de viviendas y edificios..…Pag.376
1. Sistemas De gestión de la energía………………………….....Pag.3782. Sistemas de gestión de la seguridad..…………………...…...Pag.380 3. Sistema de gestión del confort……...………………………....Pag.3814. Sistema de gestión de las comunicaciones………..………..Pag.3825. Especificaciones funcionales de una inst. automatizada…Pag.383
UNIDAD DIDACTICA 5, Configuración de inst. por (PLC)...………….Pag.384
1. Sistema de automatización en los edificios…..…………......Pag.3861.1 Principios de automatización en los edificios.……...….Pag.386 1.2 Sistemas técnicos de gestión de edificios……………...Pag.390 1.3 Topologías de red…………………………………………Pag.390 1.4 Sistemas de automatización de edificios……………….Pag.391 1.5 Principales sistemas comerciales de automatización…Pag.391 1.6 ITC – 51…………………………………...……………….Pag.392
2. Dispositivos y componentes de las instalaciones………….Pag.396
2.1 Elementos de soporte físico……………………………..Pag.396 2.2 Reguladores y controladores…………………………….Pag.398 2.3 Sistemas de medida………………………………………Pag.398 2.4 Principales sistemas de detección………………………Pag.400 2.5 Actuadores…………………………………………………Pag.403
UNIDAD DIDACTICA 6, Simon Vis……………..………………………....Pag.404
1. Descripción del sistema………………………….……………...Pag.406 1.1 Componentes básicos……………………………………Pag.406 1.2 Programación del sistema……………………………..…Pag.406
2. Componentes del sistema….…………………………………...Pag.406 2.1 Módulo de control………………………………………....Pag.406 2.2 Módulo de alimentación…………………………………..Pag.407 2.3 Módulos de entradas……………………………………..Pag.407 2.4 Módulos de salidas……………………………….….……Pag.407 2.5 Módulos dimmer…………………………………………..Pag.407 2.6 Módulos de temporizadores……………………………..Pag.408
2.7 Módulos de modem..............................................……..Pag.4082.8 Módulos de baterías……………………………………...Pag.408 2.9 Mando y receptor de infrarrojos…………………………Pag.408 2.10 Detector pasivo de infrarrojos (PIR)…………………...Pag.408 2.11 Detector crepuscular…………………………………….Pag.408
3. Instalación del sistema………….……………………………….Pag.409 3.1 Conductores……………………………………………….Pag.409 3.2 Módulo de control…………………………………………Pag.409 3.3 Elementos de entrada…………………………………….Pag.410 3.4 Módulos de salida…………………………………...……Pag.411
3.5 Módulo de temporizadores………………………………Pag.412 3.6 Módulos de módem……………………………………….Pag.412 3.7 Módulo de baterías…………………….………………….Pag.412 3.8 Fuente de alimentación…………………………………..Pag.412 3.9 Panel de distribución……………………………………...Pag.413
UNIDAD DIDACTICA 7, Sistema Amigo……….……………...………….Pag.415
1. Principales características de sistema AMIGO…………..………....Pag.4192. Componentes del sistema AMIGO………….………………….……...Pag.4203. Configuración de los módulos del sistema…..……………………...Pag.4234. Instalación del sistema AMIGO………………………………………...Pag.4245. Aplicaciones……………………………………………………….………Pag.424
UNIDAD DIDACTICA 8, Sistema EIBE………………………...………….Pag.427
UNIDAD DIDACTICA 9, Instalaciones por corrientes portadoras…..Pag.491
1
UNIDAD DIDÁCTICA 1, ELECTRÓNICA DIGITAL:
2
INDICE UNIDAD DIDÁCTICA 1:
1. Sistemas de numeración………………………………………………….….Pag.31.1 Decimal……………………………………..……………….………..Pag.3 1.2 Binario………………………………………………………….……..Pag.3 1.3 Hexadecimal……………………………………………………….....Pag.31.4 Conversiones entre sistemas de numeración………………...…..Pag.3 1.5 Aritmética en el sistema binario………………………………….…Pag.4 1.6 Códigos de numeración……………………………………………..Pag.4
2. Algebra de Boole……………………………………………….……………..Pag.5 2.1 Postulados del algebra de Boole………….…………...…………..Pag.6 2.2 Teoremas del algebra de Boole………….……………………….Pag.10 2.3 Obtención de expresiones algebraicas………….……………....Pag.11
2.4 Simplificación de expresiones algebraicas………….…………..Pag.12
3. Funciones lógicas básicas. Funciones universales………….…………..Pag.14
4. Diseños y análisis de circuitos digitales y eléctricos………………..……Pag.16 4.1 tabla de la verdad………….……………………………………….Pag.17 4.2 Obtención de una ecuación canónica………….…………….…..Pag.17
4.3 Obtención del esquema lógico y eléctrico………….…………....Pag.18 4.4 Simplificación de una ecuación canónica. ………….…………..Pag.24
4.5 Cronograma….………….…………………………………...……..Pag.24
5. Sistemas combinacionales………….……………………………………...Pag.24
6. Sistemas secuenciales………….…………………………………………..Pag.25
3
1. Sistemas de numeración:
Es un conjunto de cifras y dígitos que a través de ellos se puede representar siempre una unidad numérica en función del orden que tengan entre ellos. Cada sistema tiene una base, que se define como el número de símbolos distintos utilizados para la representación de las cantidades. El sistema que cotidianamente utilizamos es el decimal, cuya base es el numero 10 porque se emplean 10 símbolos para su representación.
1.1 Sistema decimal:
Como su nombre indica, tiene 10 números. 10 dígitos = 0, 1, 2……..8, 9. Peso: es el número de orden que tiene una cantidad numérica:
Peso 0Peso 2Peso 1
978= 9x10² + 9x10¹ + 9x10º
1.2 Sistema binario:
Como su nombre indica, tiene 2 dígitos, que pueden ser 0 o 1, a cada digito binario se le denomina bit. Este sistema es muy importante para la electricidad.
1.3 Sistema hexadecimal:
Como su nombre indica tiene 16 dígitos compuestos por números y letras. 0, 2, 3, ……..8, 9, A, B,…….E, F.
1.4 Conversiones entre sistemas de numeración:
Convertir un Nº base en decimal. Convertir un Nº decimal en base. Convertir un Nº base a base.
-Sistema decimal: 784 = 7 x 102 + 8 x 101 + 4 x 100
-Sistema binario: 1101 = 1 x 23 + 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 = 13 -Sistema hexadecimal: A9 = A x 161 + 9 x 160 = 169
Convertir un Nº decimal a binario y a hexadecimal:
4
Convertir de una base a otra:
Decimal
HexagesimalBinario
Ejercicio 1:
Realiza la conversión entre sistemas de los siguientes números: -835: De decimal a hexadecimal = 343. -69: De decimal a hexadecimal = 1000101. -1100111: De binario a hexadecimal = 67.
1100111 = 1 x 26+1 x 25+1 x 22+1 x 21+1 x 20=103
1.5 Aritmética en el sistema binario:
Hay que tener en cuenta el producto y la suma:
-Suma: contactos en paralelo. 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1
-Producto: contactos en serie. 0 x 0 = 0 1 x 0 = 0 0 x 1 = 0 1 x 1 = 1
1.6 Código de numeración hexadecimal:
Nº Hexadecimal Nº decimal Nº Binario 0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110
5
7 0111 8 1000 9 1001
A 10 1010 B 11 1011 C 12 1100 D 13 1101 E 14 1110 F 15 1111
-Conversión de decimal a BCD: Para la conversión de un nº decimal en un Nº BCD se expresa cada cifra del Nº decimal en binario uno a continuación de otro expresados en 4 bits de la siguiente forma:
929 = 1001 2 = 0010 92 = 10010010
-Conversión de hexadecimal a BCD: A9 = 10101001
2. Algebra de Boole:
Es una parte del algebra que va a estudiar la suma y el producto y todo esto lo basa a un sistema de numeración “binario”.
El álgebra de Boole se llama así debido a George Boole, quien la desarrolló a mediados del siglo XIX. El álgebra de Boole denominada también álgebra de la lógica, permite prescindir de la intuición y simplificar deductivamente afirmaciones lógicas que son todavía más complejos.
El objetivo principal de este tema es llegar a manejar los postulados y teoremas del álgebra de Boole como herramienta básica en el análisis y síntesis de circuitos digitales.
Es una herramienta matemática que permite analizar o diseñar sistemas electrónicos digitales. Los sistemas electrónicos digitales nos permiten asociar sus variables (independientes o dependientes, es decir, entradas o salidas) el valor puede ser 1(cierto, ON) y el valor 0 (falso, OFF).
Las variables que hemos nombrado anteriormente solo pueden tener dos valores, por tanto se denominan variables binarias. Entre estas variables solo hay dos tipos de operaciones aritméticas: sumas (contactos variables en paralelo) producto (variables en serie).
6
En electricidad: Operaciones: Suma / multiplicación. Sistema de numeración: binario.
Postulados: Suma: paralelo Producto: serie
Entrada 0: OFF, NO, Desactivado. Salida 1: ON, NC, Activado.
2.1 Postulados del algebra de Boole:
La suma de 2 o más variables equivale a la realización eléctrica de contactos en paralelo.
-1º Postulado: Entradas: A y B (Variables independientes). Salida: S (Variable dependiente). A + B = S A B S
0 0 0 0 1 0 1 1 2 1 0 1 3 1 1 1
-2º Postulado: El producto lógico de 2 más variables equivale a la realización eléctrica de contactos en serie. A x B = S A B S
0 0 0 0 1 0 1 0 2 1 0 0 3 1 1 1
- 3º Postulado: La asociación en paralelo de un contacto (A) con un contacto siempre cerrado equivale siempre a un contacto cerrado. A + 1 = 1 A 1 S 0 1 1 1 1 1
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-4º Postulado: La asociación en paralelo de un contacto (A) con un contacto siempre abierto equivale siempre al contacto A. A + 0 = A
-5º Postulado: En el momento en el momento en que se active A se activará la salida. A x 1 = A
-6º Postulado: La salida nunca se activará A x 0 = 0
-7º Postulado: Dos o más contactos en paralelo equivalen a ese mismo contacto. A + A = A
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-8º Postulado:Dos o más contactos en serie equivalen a ese mismo contacto. A x A = A
-9º Postulado: Propiedad conmutativa de la suma. A + B = B + A
-10º Postulado: Propiedad conmutativa del producto. A x B = B x A
-11º Postulado: A + B + C = (A + B) + C A x B x C = A x (B x C)
-12º Postulado: Propiedad distributiva 1. A x (B + C) = A x B + A x C
A B C B + C A x (B + C) A x B A x C A x B + A x C0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
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-13º Postulado: Propiedad distributiva 2 A + B x C = (A + B) x (A + C)
A B C B x C A + (B x C) A + B A + C A + B x A + C0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
-14º Postulado: Propiedad distributiva 3 A = Inverso o negación de A A + A = 1 A A S0 1 1 1 0 1
-15º Postulado: A x A = 0 A A S0 1 0 1 0 0
-16º Postulado: Negar una negación es como quitar la negación.
SSSBA
SBA
*Relé o contactor auxiliar: Es un aparato electromagnético que al activar su bobina (A1, A2) hace que todos sus contactos cambien de posición, es decir, los NO se cierran y los NC se abren. Ojo: todos sus contactos son auxiliares por lo que no pueden circular por ellos grandes intensidades. KA = Relé/Contactor auxiliar
10
Como pasar eléctricamente de A a A :1 Pulsador NO = A 1 Pulsador NC = APara hacerlo prácticamente se utiliza un KA.
2.2 Teoremas del Algebra de Boole:
-Teorema 1 (ley de absorción): A + (A x B) = A
-Teorema 2 (ley de absorción): A x (A + B) = A
-Teorema 3: A + ( A x B) = A + B
-Teorema 4: (A + B ) x B = A x B
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-Teorema 5: (A + B) x ( A + C) = A x C + A x B
IDEM. A B C A + B A + C (A + B) x ( A + C) A x C A x B A x C + A x B0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1
-Teorema 6 (Teorema de Morgan): La negación de una suma es igual al producto de los factores negados. (Cuando se niega una suma se convierte en producto)
B x ABA
-Teorema 7: La negación de un producto es igual a la suma de los factores negados.
BABA x
A B BA x BA0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0
2.3 Obtención de expresiones algebraicas a partir de circuitos dados:
Suma = Contactos en paralelo. Producto = Contactos en serie.
A B A B A x B0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0
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S = (A + B) x C x D G)(D x FC x BEA x S
BJ x F) x DC x A( x )BE A x S
Ejercicio 2:
Realizar el esquema eléctrico de las siguientes ecuaciones: S1 = (A +B ) x C + D
S2 = (A + B) x C + E a) Utilizando todos los contactos necesarios.
b) Utilizando un solo contacto NO para cada entrada.
13
Ejercicio 3:
KM1 = F4 x S1 (KM1 + S2)
H1 = F4 H2 = KM1 H3 = KM1
Ejercicio 4:
KM1 = F4 x S1 (KM1 + S2 x S3 ) x KM2
KM2 = F4 x S1 (KM2 + S3 x S2 ) x KM1H1 = F4 H2 = KM1 x KM2 H3 = KM1 + KM2
14
2.4 Simplificación de funciones algebraicas:
1) S = B+ABS = B( +A)= +A=1S = B
2) S = AI +AIE+A ES = AI(E+ )+A E = AI+A ES = A(I+ *E) S = A(I+E)
3) S = E+D*A+CD+B( + I)(A+ )S = E+DA+CD+ AI S = E+DA+CD = E+D(AC)
4) S = A( +B)+(B+ )AB S = A* +AB+BA(B+ )AB S = 0+A*B+A*B+0B S = AB+AB+0B = AB+AB = AB
3.-Funciones lógicas básicas:
NOR Suma de lo que entra y lo niega
NAND Producto de lo que entra y lo niega
OR Suma lo que entra
AND (Y) producto de lo que entra
NOT niega lo que entra
S=A+B=A*B
S=A*B=A+B
BA
BA
AB
S=A+B
S=A*BBA
AA
Sist. Europeo Sist. Americano
Nota: A las funciones NAND y NOR se les llama puertas universales por que con la combinación de estas se pueden hacer todas las combinaciones anteriores.
15
Ejercicio 5:
Realizar con las funciones que conocemos hasta ahora el circuito eléctrico y
lógico de la siguiente expresión algebraica: )B(CE x D) x CB x A(S
Ejercicio 6:
-Realizar el esquema lógico de la siguiente expresión algebraica, solo con
puertas NAND: )C x (B)B(A x S
-Realizar el esquema eléctrico independizando el conjunto de las entradas con las salidas (puede tener el número de contactos que quiera):
16
-Equivalentes de la función “NOR”:
NOR – NOT:
NOR - OR:
NOR – NAND:
NOR – AND:
4.-Diseño y análisis de circuitos digitales y eléctricos:
DIS
EÑ
O
AN
AL
ISIS
Representamos las variables independientes
Enunciado
Leyenda
Crear tablade la verdad
2 Metodos
Ecuación ó exp. de la función
Simplificación
Función canonica
SoluciónEsq. Electrico
Esq. Digital
Algebraica
Mapa de Karnaugh
(Mintermino y Maxtermino)
Asignar 1 letra de referencia a las variables
Independientes: Entradas, sensores, captadores
Dependiente: Salidas, actuadores
Parte izda.1 Si se activa
0 No se activa
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4.1.-Tabla de la verdad:
Partimos de que todas las entradas son contactos NO. Las variables de las cuales depende la salida pueden ser independientes o dependientes.
Decimal Entradas Salidas Orden de
combinaciones
Nº de combinaciones: 2n, “n” es el numero de combinaciones.
Las salidas son variables dependientes. Las entradas son los sensores, captadores de variables físicas, etc. Actuadotes: Su resultado es 0 o 1.
Entradas:Su estado es 0 cuando no accionamos. Su estado es 1 cuando accionamos.
1= Variable normal (sin negar): Representa contacto NO. 0= Variable negada: Representa contacto NC.
0= Elegimos método maxtérminos (producto de sumas). 1= Elegimos método mintérminos (suma de productos).
4.2.-Obtención de una ecuación canónica. Mintérminos y maxtérminos:
Maxtérminos:En el producto de sumas elegimos las salidas con valor “0”. Las entradas se suman sin negar. Se multiplican las salidas 0.
A B C S 1 1 0 0 0 0 1 0
)CB(A x C)BA(S
Mintérminos:En la suma de productos elegimos las salidas con valor “1”. Las entradas se multiplican. Los “0” son negados y los “1” sin negar. Se suman las salidas 1. A B C S 0 1 1 1 1 1 0 1
)C x B(A x C) x B x A(S
18
4.3.-Obtención del esq. lógico y eléct. a través de la ecuación canónica:
Para la obtención del esquema lógico a partir de una ecuación dada, es preciso ir aplicando los valores de entrada a las puertas lógicas anteriormente descritas, recordando básicamente que para la suma utilizaremos puertas OR, para el producto usaremos puertas AND y para la negación las NOT.
Tipos de esquemas eléctricos a partir de una ecuación:
Recordamos que: producto = contactos en serie, suma = en paralelo.
- Esquema eléctrico 1: Este esquema consiste en representar las ecuaciones contacto por contacto sin ningún tipo de simplificación.
- Esquema eléctrico 2: Se independizan las entradas de las salidas, esto lo conseguimos incorporando un relé auxiliar en la posición de la salida, de manera que cuando sea accionado el relé, se accione la salida en circuitos independientes.
- Esquema eléctrico 3:Idem. que el anterior pero cada entrada solo tiene un contacto NO. Para ello se le pondrá un relé auxiliar a cada entrada que tenga más de un contacto NO o tenga alguno NC.
- Esquema eléctrico 4: Idem. que anterior pero todas las entradas son independientes por lo que hay que ponerle un relé auxiliar a cada entrada tengan los contactos que tengan.
En algunas ocasiones es posible que alguno de los esquemas anteriores coincidan dependiendo fundamentalmente del nº y tipo de contactos que tengan.
Ejercicio 7:
Tenemos 3 interruptores. Realizar la expresión algebraica, el esquema lógico y el esquema eléctrico (tanto entradas como las salidas son totalmente independientes). La salida “S” funcionará si y solo si 2 interruptores ó mas interruptores están accionados.
TABLA DE LA VERDAD A B C S 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 2 0 1 0 0 3 0 1 1 1 4 1 0 0 0
19
5 1 0 1 1 6 1 1 0 1 7 1 1 1 1
Maxtérminos:
C)BA( x C)B(A x )CB(A x C)B(AS
Mintérminos:
C) x B(A x )C x B(A x C) x B(A x C) x B x A(S
Esquema lógico por mintérminos:
Esquema eléctrico (1):
Esquema eléctrico (2):
20
Esquema eléctrico (3):
Esquema eléctrico (4):
Idem. que esquema eléctrico 3.
Ejercicio 8:
Realizar el esquema lógico y el esquema eléctrico de: Sean 2 entradas A y B, la salida será 1 si y solo si es 1 en alguna de sus entradas. (Por mintérminos).
B A SB) x A()B(A x S directaSuma
- Esquema lógico:
- Esquema eléctrico 1: - Esquema eléctrico 2:
A B S 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0
21
- Esquema eléctrico 3:
- Esquema eléctrico 4: En este caso este esquema es igual que el 3.
Ejercicio 9:
Obtén la función lógica y los esquemas eléctricos del siguiente circuito simple.
CE)C x B( x AS
- Esquema eléctrico 2:
- Esquema eléctrico 3:
22
- Esquema eléctrico 4:
- Esquema lógico.
Ejercicio 10:
Realizar el esquema lógico y todos los esquemas eléctricos de la siguiente maniobra. Sea 4 interruptores (A, B, C, D) y 1 lámpara (H). La lámpara se encenderá si 3 o menos interruptores están accionados.
A B C D H 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 2 0 0 1 0 1 3 0 0 1 1 1 4 0 1 0 0 0 5 0 1 0 1 1 6 0 1 1 0 0 7 0 1 1 1 1 8 1 0 0 0 1 9 1 0 0 1 0 10 1 0 1 0 0 11 1 0 1 1 1 12 1 1 0 0 0 13 1 1 0 1 0 14 1 1 1 0 1 15 1 1 1 1 0
23
- Realizar por mintérminos:
)D x C x B(A x D) x C x B(A x )D x C x B(A x D) x C x B x A(D) x C x B x A(
D) x C x B x A()D x C x B x A(D) x C x B x A()D x C xB x A(S
- Mapa de Karnaught:
B xAD x AD x CxBDxC x BS
- Esquema eléctrico 1: - Esquema eléctrico 2:
- Esquema eléctrico 3:
- Esquema eléctrico 4:
En este caso el esquema es igual que el del 3.
24
4.4.-Simplificación de ecuaciones algebraicas:
La simplificación se realiza mediante el mapa de Karnaught, que es una tabla en la que el nº de cuadros es 2n, siendo “n” un valor variable. De un cuadro a otro, solo puede variar un número.
00 0111 10AB
11 1
C
10
Mintérminos: C x B A x C x A x BC x B A x S
Cosiste en hacer lazos de 2 y múltiplos de 2. Se pueden hacer lazos tanto en horizontal como en vertical, pero no en diagonal.
AC x BS
AC x BS
C)(B A C A x B A x S
C x B A x B A x S
4.5.-Cronograma:
El cronograma es un gráfico en el que se representan el valor tanto de las entradas como de las salidas pudiendo ser 0 o 1 en un periodo de tiempo determinado.
0
1
B
A
S
1
0
0
1
S = A x B 5.-Sistemas combinacionales:
En un sistema combinacional, una combinación de las variables de entrada, da siempre como resultado la misma combinación de variables binarias en las salidas.
Un sistema combinacional responde instantáneamente a las combinaciones binarias presentes en las entradas.
25
6.-Sistemas secuenciales:
Son aquellos que dependen de las entradas y de las maniobras anteriormente realizadas: mantenimiento, temporizaciones, montajes, etc.
A veces resulta necesario memorizar los estados producidos por en la salida de un sistema combinacional para que el sistema tome decisiones en función de los estados anteriores, siendo necesario dotar al sistema de de elementos de memoria capaces de recordar dichos estados.
Los sistemas con elementos de memoria se denominan sistemas secuenciales. En un sistema secuencial, el valor en cada momento de sus salidas, depende no solamente de los valores que tomen las variables de entrada en ese instante, sino que también depende de los estados anteriores del sistema. Pueden existir dos combinaciones diferentes a la salida para una misma combinación de entradas.
ImpulsosH = 1
H = 0
A: Activa SB: Activa R
A
B
SET
RESET
H
Ejercicio 11:
Tenemos 1 lámpara (H1) de 2 pulsadores (P. NO activa) y el otro (P. NO desactiva) la lámpara, y tenemos 2 lámparas de señalización H2 y H3 que nos indicará el estado de la lámpara (H1).
Tabla de la verdad A B H1 H1 0 0 0 0
26
0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0
HxBA x H x BA x H x B x AH1
Mapa de Karnaught:
HxBBA x H1
H1a)descativad(Lámp.H3
H1activada(Lámp.H2 )
Ejercicios del libro:
Ejercicio 12:Pasar los siguientes nº de binario a decimal: 001 0 x 22+0 x 21+1 x 20=1 1101 1 x 23+1 x 22+0 x 21+1 x 20=13110111 1 x 25+1 x 24+0 x 23+1 x 22+1 x 21+1 x 20=55 1001010 1 x 26+0 x 25+0 x 24+1 x 23+1 x 22+1 x 21+0 x 20=78
Ejercicio 13:Pasar los siguientes nº decimales a binarios:
27
Ejercicio 14: Monta los circuitos eléctricos equivalentes de las funciones AND y OR con interruptores ó pulsadores y comprueba su tabla de la verdad:
S = A x B
S = A + B
Ejercicio 15:Obtén la tabla de la verdad de la siguiente función:
B)(A x )BA(SA B BA A+B B)(A x )BA(0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0
Ejercicio 16:Monta el circuito de la figura y obtener la función lógica:
)B(A x D) x (CS
A B S 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
A B S 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
28
Ejercicio 17:Obtén la función lógica S correspondiente a los siguientes circuitos:
)C x B()BA(S
B) x C()B x A(S
Ejercicio 18:Dibuja el esquema con puertas lógicas de las siguientes funciones lógicas:
C x BCA x B x AS1
D x CBA x S2
)CB( x )DA(S3
29
)BA x (D)C()BA(S4
)B(A x )BA()D x B(S5
)C x A(*)BA x (S6
Ejercicio 19: Simplifica las siguientes funciones por el método de Karnaugh:
A B C S1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 C) x A(B)(A xS1
30
A B C D S2 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1
)DC(A x )DB(A x )DCB( x )DBA(S2
A B C D S3 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1
)DC(A x )DC(BS3
A B C D S4 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1
31
0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1
)15,14,12,11,10,9,8,6,4,2,1,0(),,,( DCBAS
CA x C x BDS
Ejercicio 20:
Utilizando las reglas para obtener circuitos secuenciales, obtén las ecuaciones y los esquemas lógicos de los siguientes planteamientos: a) Activa la salida Q1 desde a y desde b. Desactiva dicha salida desde c y desde d. b) La salida Q1 se activa desde a y se desactiva desde b y desde c. La salida Q2 se activa desde b y se desactiva desde d. c) Sobre 3 salidas hacer lo siguiente: - Q1 se activa desde a y d. - Q2 se activa desde e y f. - Q3 se activa desde a y f. d) En la actividad anterior, establecer como condición que si Q1 no está activa, no lo hagan Q2 y Q3. e) En la actividad del punto c, hacer que Q2 no se active si están activas Q1 ó Q3.f) Sobre tres Salidas, haz lo siguiente: - Q1 se activa con a. - Q2 se activa con b. - Q3 se activa con c. Como condición se ha de cumplir que si Q1 no está activa, no puede hacerlo Q2 y si Q2 no lo esta, no puede hacerlo Q3.
Respuestas:a)
b)
32
c)
d)
e)
f)
33
Ejercicio 21:Una función toma el valor <<1>> para las siguientes combinaciones en binario: 000, 011, 100, 101, 111. Obtén: a) Su tabla de verdad b) La simplificación por karnaugh c) El circuito lógico
a)A B C S 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1
b)
)C x B()B(A x C)(A x C) x (B)C x B*A(S
c)
Ejercicio 22:Una función toma el valor <<1>> para las siguientes combinaciones en binario: 0000, 0011, 0101, 0111, 1001, 1100, 1110. Obtén: a) Su tabla de verdad b) La simplificación por karnaugh c) El circuito lógico
a)A B C D S4 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1
34
0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0
b)
)D x C x B(A x D) x C x A(D) x B x A(D) x C x B(A x )D x C x B(A x )D x C x B x A(S
c)
35
Ejercicio 23:
Simplificar por mintérminos la siguiente ecuación: )15,14,12,11,10,9,8,6,4,2,1,0(),,,( DCBAS
CA x C x BDS
Ejercicio 24:
Simplificar por mintérminos la siguiente ecuación: )12,8,4,1(S
C x B x ADA x D x BCS
Ejercicio 25:Función de (a, b, c, d) =Q1 A y B activan C y D desactivan
Obtener:
a) Tabla de la verdad
Q1 A B C D Q1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1
36
b) Mapa de Karnaugh
)D x C x (Q1)D x C(S
c) Esquemas eléctricos
-Independizando entradas de salidas:
- Independizar las entradas a 24 v y las salidas a 230 v. Todos los pulsadores tienen como mínimo 1 NO:
- Todo totalmente independizado:
37
Ejercicio 26:
Ejercicio de repaso de sistemas secuenciales:
Accionamos A --- para Q1 y funciona Q2 Accionamos FC1 --- para Q2 Accionamos B --- para Q2 y funciona Q1 Accionamos FC2 --- para Q1
A B FC2 Q2 Q1 0 1 0 0 1
1 0 0 0 1 Q2
Q2 x FC2 x Q1)(B x AQ1
Q1 x FC1 x Q2)(A x BQ2
Ejercicio 27:
Obtener las ecuaciones algebraicas a partir del siguiente funcionamiento: Q1 = Es accionado por A. Q2 = Es accionado por B o Q1. Q3 = Es accionado por C siempre que Q1 esté desactivado. D = Parada de todas las salidas.
38
a) Para el inicio del funcionamiento:
A B C D Q1 1 X X 0 1 Q1
Q1)(A x DQ1
A B Q1 C D Q2 X 1 1 X 0 1 Q2
Q2)Q1 x (B x DQ2
A B C Q1 D Q3 X X 1 0 0 1 Q3
Q1 x Q3)(C x DQ3
B) Para siempre:
A B C D Q1 1 X X 0 1 Q1
Q1)(A x DQ1
A B Q1 C D Q2 X 1 1 X 0 1 Q2
Q2)(B x Q1 x DQ2
A B C Q1 D Q3 X X 1 0 0 1 Q3
Q1 x Q3)(C x DQ3
39
PRUEBA 2º UNIDAD DIDÁCTICA 2º G. S. 17-10-06
1.-Pasar los siguientes números de un sistema a otro: a) El nº hexadecimal AF9 a nº binario (pasando por decimal).
AF9 = 10 x 162 + 15 x 161 + 9 x 160 = 2560 + 240 + 9 = 2809
101011111001
b) El nº 1011011 a nº hexadecimal (pasando por decimal).
1011011 = 26 +24 + 23 + 21 + 20 = 64 + 16 + 8 + 2 + 1 = 91
5B
c) El nº decimal 594 a nº BCD.
5 = 0101 9 = 1001 4 = 0100 010110010100
d) Sea la ecuación )D(B xB)(C x )C(AR y si cada variable independiente solo tiene un solo contacto NO representar:
40
Esquema eléctrico:
C
A2
A1
R
KA312
11
KA114
13
23
24
KA1KA214
13
3
4
A
11
12
KA2D 3
4
KA3
A1
A2
3
4
KA2A1
A2
L1
L0
KA1
A2
A1
4
3
B
NO NC NCNO NO NC
Esquema lógico con cualquier función básica:
R
(A + C) x (B + C)
B + DB
D
B + C
A + CC
A
A B C D
1 > 1
> 1
1
> 1
&
&
Esquema lógico con funciones NAND.
R
A + C x B + C x B + D
&
A + C x B + C
&
&A x C + B x C
B+D&
B+C
A+C
&
B&
C&
C
A
&
&
A B C D
&
41
e) Representa el esquema lógico a través de puertas NAND y esquemas eléctricos:
BAS
12
11
L0
11
12
BA
L11
S
X1
X2
S&
BA
BA x S
B14
13
A14
13
L1
L0
A2
A1
KA 1
12
11
KA 1
X2
X1
HS&
BA
BAS
A2
A1
14
13L1
A B
13
14
KA 1
11
12
X1
X2
1 2 3
NO NC
3
KA 1
L0
BA
&
&B
A
&A + B
& S
42
B x AS
X2
X1
H
L1
L0
11
12
11
12
B
A
BA
&
&B
A
&A + B
& S
f) Simplificar por el método de Karnaugh, y representar el esquema eléctrico independizando salida de las entradas: F1 (A,B,C,D) =
(0,1,6,7,9,11,12,13,15).
Tabla de la verdad:
24 A B C D F10 0 0 0 0 11 0 0 0 1 1 2 0 0 1 0 0 3 0 0 1 1 0 4 0 1 0 0 0 5 0 1 0 1 0 6 0 1 1 0 17 0 1 1 1 18 1 0 0 0 0 9 1 0 0 1 110 1 0 1 0 0 11 1 0 1 1 112 1 1 0 0 113 1 1 0 1 114 1 1 1 0 0 15 1 1 1 1 1
Simplificación por método Karnaugt
00 0111 1000011110
ABCD
11
11
111 1
1
DA x C x BA x C x B x AC x B x AF1
43
Esquema eléctrico:
A2
A1
KA 1
C14
13
C12
11
13
14
BB12
11
11
12A
21
22
A
L1
L0
A
24
23
13
14
D
C22
21
B24
23
13
14
A
13
14
KA 1
F1
A1
A2
1 2
2.-A) Analizar los siguientes circuitos digitales:
a1)
A B
S1 = A + A*B + B + A*B
A x B
A
A + B
BA
S2 = A + B + A x B
B
A + CA
A + B
A B C
S3 = A x B + A x C + B
44
a2)
S = C x D + B X D + A x B x C + A x B x D + A x B x C
C x D + B X D + A x B x C + A x B x D
C x D + B X D + A x B x C
C x D + B X D
D
B x D
C x D
A x B x CC
A
A x B
A x B x D
A x B x C
A x B
DCBA
B) Representa el esquema lógico a través de puertas NAND:
b1) c x b x ad x c x b x a
DCBA
& &
&
&
&
&
&
&
&
&
& &A x B x C x D + A x B x C
B2) c)b(ab)(a
CBA
&
&&
&
&
&
& &
& &
& &(A + B) x (A + B + C)
C) Ejercicio completo y por mintérmino hasta conseguir la ecuación simplificada, y esquema lógico y eléctrico*** con las funciones básicas que quieras. Entradas NO.
F1(A, B, C, D) = (3, 7, 13). F2(A, B, C, D) = (0, 1, 6, 7, 9, 11, 12, 13, 15)
45
24 A B C D F1 F20 0 0 0 0 0 11 0 0 0 1 0 1 2 0 0 1 0 0 0 3 0 0 1 1 1 04 0 1 0 0 0 0 5 0 1 0 1 0 0 6 0 1 1 0 0 17 0 1 1 1 1 1 8 1 0 0 0 0 0 9 1 0 0 1 0 110 1 0 1 0 0 0 11 1 0 1 1 0 112 1 1 0 0 0 0 13 1 1 0 1 1 1 14 1 1 1 0 0 0 15 1 1 1 1 0 1
1
00 0111 1000011110
ABCD
1 1
F1 = A x C x D + A x B x C x D
F2 = A x B x C + A x B x C + A x B x C + A x D
111
11
11
11
CDAB
10110100
00 0111 10
A x B x C x D
A x B x CA x B
C
A x C x D
A x C
A
DCBA
1
&
&
&
1
&
&
1>F1
46
5 4
NCNONO NC
545 4
NCNO
5
A
14
13
D
14
13
C
14
13
KA 3
A1
A2
KA 1
A1
A2
KA 2
A1
A2
13
14
KA 3
14
13
KA 2
A2
A1
K 1
KA 312
11
11
12KA 1
L1
L0
KA 212
11
B14
13
23
24
KA 1
13
14
K 1
F1
A1
A2
1 2 3 4
A x B x C + A x D + A x B x C
A x B x C + A x DA x D
A x B
A x B x C
A x B
A x B x C
A x B
C
B
A
F21>
1>
1>
&
&
&
&
&
&
&
1
1
1
DCBA
6657
13
14
K 1
76
23
24
KA 1
13
14
D
KA 322
21
KA 224
23
KA 114
13
4321
A2
A1
F2
KA 122
21
13
14
KA 2
13
14
KA 3
L0
L1
KA 112
11
11
12
KA 3
K 1
A1
A2
KA 2
11
12
A2
A1
KA 2
A2
A1
KA 1
A2
A1
KA 3
13
14
B
13
14
C
13
14
A
5
NO NC
46 5 4
NCNO NO NC
45
47
3.- Realizar el diseño completo, todos los esquemas eléctricos y lógicos: a) Sean 4 entradas, expresar la función de salida que es capaz de expresar los múltiplos de 3, es decir, la salida es uno cuando la cifra de entrada sea múltiplo de 3.
24 A B C D S0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 2 0 0 1 0 0 3 0 0 1 1 14 0 1 0 0 0 5 0 1 0 1 0 6 0 1 1 0 17 0 1 1 1 0 8 1 0 0 0 0 9 1 0 0 1 110 1 0 1 0 0 11 1 0 1 1 0 12 1 1 0 0 113 1 1 0 1 0 14 1 1 1 0 0 15 1 1 1 1 1
1
111
CDAB
10110100
00 0111 101
D x C x BA x D x C x BA x D x C x BA x D x C x B x AD x C x B x AS
S
A B C D
1
1&
&
&
1
1
&
&
&
1&
1&
&
&
1
1&
&
&
&&
A
A
A
B
B
B
C
D
D
D
C
C
A x B
C x D
A x B x C x D
A x B
C x D
A x B + C x D
A x B
C x D
A x B x C x D
A x B x C x D
C x D
C x D
A x B
A x BA x B x C x D
1>
1>
1>
1>
48
Esquema eléctrico 1:
5
21
22
D
33
34
C
B34
33
33
34
A
C22
21
D34
33
22
21
B
13
14
C
L0
L1
13
14
D
23
24
DD12
11
2
12
11
B
A2
A1
s
11
12A
C24
23
B14
13
21
22
A
1
13
14
A
23
24
B
11
12
C
A24
23
3 4
Esquema eléctrico 2:Ídem. que el anterior pero independizando entradas de salidas.
43
23
24
A
C12
11
B24
23
A14
13
1
A22
21
13
14
B
23
24
C
A12
11
KA 1
A1
A2
B
11
12
11
12
D D24
23
D14
13
L1
L0
C14
13
B
21
22
33
34
D
21
22
C
A34
33
33
34
B
C34
33
D22
21
5
S
A1
A2
KA 1
14
13
49
Esquema eléctrico 3:Ídem. que el anterior pero cada entrada solo tiene un contacto NO.
5 6
NCNO
8 7
9
5 7
NCNO
6 9
8
7 5
NCNO
8 6
9 8
L1
L0
4
13
A
14
KA 1
A1
A2
13
14
KA 5
A2
A1
S
9
21
22
KA 4
33
34
KA 3
KA 234
33
33
34
KA 1
KA 322
21
KA 434
33
22
21
KA 2
13
14
KA 3
13
14
KA 4
23
24
KA 4KA 412
11
6
12
11
KA 2
A2
A1
KA 5
11
12KA 1
KA 324
23
KA 214
13
21
22
KA 1
5
13
14
KA 1
23
24
KA 2
11
12
KA 3
KA 124
23
7 8
97
321
A2
A1
KA 3
A2
A1
KA 2
A2
A1
KA 4
13
14
C
13
14
D
13
14
B
NO NC
56
Esquema eléctrico 4:Ídem. que el anterior pero entradas y salidas totalmente independientes. En este caso, el esquema 4 coincide con el 3.
b) Sean 4 interruptores, (A, B. C. D), y tenemos cinco salidas F1, F2 y F3 por una parte y H1 y H2 por otra. F1 adquiere el valor 1 cuando dos interruptores no contiguos están cerrados.F2 adquiere el valor 1 cuando hay 2 o más interruptores abiertos. F3 adquiere el valor 1 cuando alguno de los interruptores extremos está cerrado.H1 y H2 deben indicar, en forma binaria el número de salidas F que se enciende por cada combinación.
24 A B C D F1 F2 F3 H1 H20 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 2 0 0 1 0 0 1 0 0 1 3 0 0 1 1 0 1 1 1 0 4 0 1 0 0 0 1 0 0 1 5 0 1 0 1 1 1 1 1 1 6 0 1 1 0 0 1 0 0 1 7 0 1 1 1 0 0 1 0 1 8 1 0 0 0 0 1 1 1 0
50
9 1 0 0 1 0 1 1 1 0 10 1 0 1 0 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 0 0 1 0 1 12 1 1 0 0 0 1 1 1 0 13 1 1 0 1 0 0 1 0 1 14 1 1 1 0 0 0 1 0 1 15 1 1 1 1 0 0 1 0 1
D x C x BA x D x C x B x AF1
Esquema lógico:
A x B x C x D
A x B x C x D
D x C
D
B x A
BC x D
A x B
C
A
DCBA
1>
&
1
1
&
1
&
&
1
&
&
F1
Esquema eléctrico 1:
13
14
C
12
11
D
13
14
B
A12
11
F1
A1
A2
C
11
12
D14
13
B
11
12
A14
13
L0
L11 2
51
Esquema eléctrico 2:
13
14
A2
A1
F1
L1
L0
13
14
A
12
11
B
13
14
D
2
12
11
C
A2
A1
11
12A
1
B14
13
D
11
12
C14
13
K 1
K 1
Esquema eléctrico 3 y 4:
13
14
KA 1
12
11
KA 2
13
14
KA 4
12
11
KA 3
11
12KA 1
KA 214
13
KA 4
11
12
KA 314
13
5 6
NCNO
6 5
NCNO
9
6 5
NCNO
L1
L0
4
13
A
14
KA 1
A1
A2
13
14
A2
A1
F1
6
A2
A1
5321
A2
A1
KA 3
A2
A1
KA 2
A2
A1
KA 4
13
14
C
13
14
D
13
14
B
NO NC
65
K1
K1
)DCA( x )DCB( x )CBA( x )DBA(F2
000 0
0
CDAB
10110100
00 0111 10
52
Esquema lógico:A B C D
1
1
1
1
> 1
> 1
> 1
> 1
&
> 1
> 1
> 1
> 1
&
&F2
Esquema eléctrico 1:
A32
31
31
32
D
C
21
22
B12
11
21
22
D
C
11
12
A22
21
31
32
C
B
31
32
2
22
21
B
A2
A1
F 2
D12
11
11
12A
L1
L0
1 3 4
53
Esquema eléctrico 2:
A32
31
31
32
D
C
21
22
B12
11
21
22
D
C
11
12
A22
21
31
32
C
B
31
3222
21
B
A2
A1
K 1
D12
11
11
12A
L1
L0
F2
A1
A2
K 1
14
13
Esquema eléctrico 3 y 4:
6
7
8
5
7
8
5
6
78
6
NCNONO NC
5
NO NC NO NC
871 2 3 5 64
B
14
13
D
14
13
C
14
13
KA 4
A1
A2
KA 2
A1
A2
KA 3
A1
A2A2
A1
KA 1
14
A
13
KA 132
31
31
32
KA 4
KA 3
21
22
KA 212
11
21
22
KA 4
KA 3
11
12
KA 122
21
31
32
KA 3
KA 2
31
3222
21
KA 2
A2
A1
K 1
KA 412
11
11
12KA 1
L1
L0
F2
A1
A2
K 1
14
13
F3 = A + D
00 0111 1000011110
ABCD
0
0
0
0
Esquema lógico:
F3> 1
A B C D
54
Esquema eléctrico 1:
13
14
A
1
F 3
A1
A2
2
B14
13
L0
L1
Esquema eléctrico 2 y 3:
A2
A1
F 3
13
14
K 1
13
14
A
1
K 1
A1
A2
2
B14
13
L0
L1
Esquema eléctrico 4:
4
NCNONO NC
3
21
K2
A1
A2
13
14
B
A2
A1
K 1
A14
13
A2
A1
F 3
13
14
K 1
13
14
KA 1
3
K 1
A1
A2
4
KA 214
13
L0
L1
)D x C x A( x )D x B x A( x )CB( x D)(AH1
00000
00 0111 1000011110
CD0
0
0
0
55
Esquema lógico:
H1&
1> 1 >
1
1
1
&
&
1>1>
> 1
1
1
1
1
1
1>
A B C D
Esquema eléctrico 1:
13
14
D
A14
13
L0
L1
H 1
A1
A2
12
11
C
11
12B
22
21
B
D12
11
11
12A
22
21
C
D22
21
21
22A
4321
Esquema eléctrico 2:
13
14
K 1
A2
A1
H1
13
14
D
A14
13
L0
L1
K 1
A1
A2
12
11
C
11
12B
22
21
B
D12
11
11
12A
22
21
C
D22
21
21
22A
4321
56
Esquema eléctrico 3 y 4:
55
1 2 3 4
13
A
14
KA 1
A1
A2 A2
A1
KA 3
A2
A1
KA 2
A2
A1
KA 4
13
14
C
13
14
D
13
14
B
NCNONCNO
7
NCNO NO NC
8 7
6
8
7
8
6
13
14
K 1
A2
A1
H1
13
14
KA 4
KA 114
13
L0
L1
K 1
A1
A2
12
11
KA 3
11
12KA 2
22
21
KA 2
KA 412
11
11
12KA 1
22
21
KA 3
KA 422
21
21
22KA 1
8765
)DB(A x D)CA(H2
0
00
000 0111 10
00011110
ABCD
Esquema lógico:
H2
1
1>
1>
> 1
DCB
> 1
1
&
57
Esquema eléctrico 1:
13
14
C D14
13
13
14
B
13
14
A12
11
D
A12
11
A2
A1
H2
L1
L0
21
Esquema eléctrico 2:
13
14
C D14
13
13
14
B
13
14
A12
11
D
A12
11
A2
A1
K1
L1
L0
H2
A1
A2
K 1
14
13
21
Esquema eléctrico 3:
3
54321
13
14
K 1
A2
A1
H2
L0
L1
K1
A1
A2
11
12KA 1
KA 2
11
12
KA 114
13
B14
13
13
14
KA 2C14
13
3 5
NO NC NO NC
5
D
14
13
A
14
13
KA 2
A1
A2
KA 1
A1
A2
58
Esquema eléctrico 4:1 2
6
NCNONCNO
55
A2
A1
KA 1
A2
A1
KA 2
13
14
A
13
14
B
6
76543
13
14
K 1
A2
A1
H2
L0
L1
K1
A1
A2
11
12KA 1
KA 4
11
12
KA 114
13
KA 214
13
13
14
KA 4KA 314
13
7
NO NC NO NC
7
D
14
13
C
14
13
KA 4
A1
A2
KA 3
A1
A2
4.- Dibuja los esquemas eléctricos para tres lámparas, que deben funcionar de la siguiente forma. La lámpara 2 no funciona si no está funcionando la 1, y la lámpara 3 no funciona si no está funcionando la 2. Cada lámpara dispone de pulsadores marcha. Solo tenemos un pulsador paro.
H3 = S0 x (S3 + H3) x H2
H2 = S0 x (S2 + H2) x H1
H1 = S0 x (S1 + H1)
100
H3S3S0 H2
1
H3H2
1
H1S0 S2 H2
0 1 1
H1
110
H1S1S0
59
Esquema eléctrico 1:
Nota: Para esta instalación de utilizaran K (contactores) por las lámparas no tienen contactos NO y NC.
9
13
14
K 3
X2
X1
H3
13
14
K 2
X2
X1
H2H1
X1
X2
K 1
14
13
8765
NO NC
6
9
NO NC
54
8
7
3
2
K1
14
13
K212
11
K3S3
14
13
K3
A1
A2
14
1313
14
A2
A1
K2
13
14
S2 K2K1S1
14
13
21
22
S0
1 2 3 4
NCNO
L0
L1
K1
A1
A2
14
13
Esquema eléctrico 2:
4321 5 6
13
14
A2
A1
K1
L1
L0
NO NC
S0
13
14
S1 K1 K2S2
14
13
K2
A1
A2
14
13 13
14
A2
A1
K3
13
14
S3 K3
11
12K2
13
14
K1
2
3
4 5
NCNO
6
NCNO
13
14
K 1
X2
X1
H1 H2
X1
X2
K 2
14
13
H3
X1
X2
K 3
14
1311
12
60
Esquema eléctrico 3:
NO NC
2
13
14
S0
X2
X1
KA 1
13
14
K 3
X2
X1
H3
13
14
K 2
X2
X1
H2H1
X1
X2
K 1
14
13
NO NC
6
NO NC
65
4
3
K1
14
13
K212
11
K3S3
14
13
K3
A1
A2
14
1313
14
A2
A1
K2
13
14
S2 K2K1S1
14
13
11
12
KA 1
NCNO
L0
L1
K1
A1
A2
14
13
Esquema eléctrico 4:
NO NC
5 5
NCNO NO NC
7
NO NC
9
1 2 3 4
KA 4
A1
A2
S3
14
1313
14
S2
A2
A1
KA 3
13
14
S1
A2
A1
KA 2KA1
A1
A2
S0
14
13
8765 9 10
13
14
A2
A1
K1
L1
L0
NO NC
KA122
21
13
14
KA 2 K1 K2KA 3
14
13
K2
A1
A2
14
13 13
14
A2
A1
K3
13
14
KA 4 K3
11
12K2
13
14
K1
6
7
8 9
NCNO
10
NCNO
13
14
K 1
X2
X1
H1 H2
X1
X2
K 2
14
13
H3
X1
X2
K 3
14
13
61
RECUPERACIÓN 2º UD. DIDÁCTICA DE ELECTR. DIGITAL
1) Diseñar (todo el proceso) el circuito digital, con cualquier tipo de puerta una función de 5 variables (con un solo contacto NO cada una) que toma el valor lógico de 1 cuando el número de variables que están en estado 1 es superior a las variables que se encuentran en estado 0. Nunca pueden estar más de 4 variables en estado 1.
A B C D E S0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 X
S = E x D x C x B x AE x D x C x B x AE x D x C x B x AE x D x C x B x AE xD x C x B x A
E x D x C x BA x E x D x C x BA x E x D x C x BA x E x D x C x BA x E x D x C x BA x
E x D x C x BA x E x D x C x BA x E x D x C x BA x E x D x C x BA x E x D x C x BA x
62
2) Una función toma el valor 1 para la siguiente expresión: F = (A,B,C,D) = (2,5,8,9,12,14)
Se pide: -Tabla de la verdad. -Función simplificada, por minterminos. -Circuito lógico, con cualquier tipo de puerta.
A B C D F0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1
CDAB
10110100
00 0111 10111
1
11
1
111
C x BA x D x BA x C x B x AD x B x AD x CD x B x AC x B x AF
63
&
&&
1
1
1
A B C D
1
> 1
&
&
& > 1
& &
& &
& & > 1
> 1
> 1
> 1
F
3)a) Cuando se conecta un motor en estrella y un motor en triangulo en un arranque directo. Pon un ejemplo.
b) Cuando se utiliza un arrancador directo.
c) Dibuja la placa de bornes de un motor trifásico y lo conecta con las diferentes conexiones. Indica las VL, VF, IL, IF y relaciones según su conexión.
d) Dibuja el esquema de fuerza de una inversión de giro de un arrancador estrella triangulo (5contactores) completo. Indicar I que circula.
e) Indica el criterio de elección de cada componente del esquema anterior.
a) Un motor trifásico se conecta en estrella cuando la tensión entre fases de la línea de alimentación coincida con la tensión superior de la placa de bornes del motor. Si coincide con la menor se conecta en triangulo.
b) Generalmente cuando su potencia es inferior a 5CV, pero según ITC BT 47, para motores de potencia superior a 0,75Kw será necesario dotarles de un equipo de arranque que disminuya la intensidad de arranque.
64
c)
- Conexión estrella: VF = VL / 3 ; IL = IF- Conexión triangulo: VF = VL; IL = / 3 IF
d)
2 4 6
531
ID = Interruptor diferencial.F1,F2,F3 = Fusibles.
F4 = Relé térmico
Km1 = Contactor dirección derecha tipo: Categoria AC-4
Km2 = Contactor dirección izquierda tipo: Categoria AC-4
Km3 = Contactor de línea tipo: Categoria C-4Km4 = Contactor estrella tipo: Categoria C-4Km5 = Contactor triangulo tipo: Categoria C-4
6
5
2
1
4
3
e) Criterio de elección de cada componente del esquema anterior: - ID = Nº de polos, intensidad nominal, sensibilidad. - F1, F2, F3 = Intensidad nominal, curva de disparo, PDC, tipo, dimensiones. - F4 = Relé térmico = Intensidad nominal, intensidad de calibre. - KM = Tipo de corriente de la bobina, tensión de alimentación, frecuencia, nº de contactos principales, nº de contactos auxiliares, estado de los contactos auxiliares (NO o NC), nº de maniobras, categoría.
65
4) Calcular la sección y aparato magnetotérmico situado en cabecera de la línea que alimenta a un cuadro eléctrico que a su vez alimenta a los 3 motores:M1 = 3CV, = 0,8, Cos = 0,85. M2 = 4CV, = 0,85, Cos = 0,78. M1 = 5CV, = 0,78, Cos = 0,75. La línea es de 400/230V, longitud: 125m, Cu, u%: 3,5%, bajo tubo, aislamiento RZ1 unipolares (3F + N +G).
Calculo de potencia y cos totales:
P M1: P.util x 736/ = 3 x 736 / 0,8 = 2760 w. PM2: 10 x 736 / 0,85 = 3464 w. PM3: 5 x 736 / 0,78 = 4718 w. QM1: P x tg = 2760 x 0,62 = 1711 VAr. QM2: 3464 x 0,8 = 2771 VAr. QM3: 4718 x 0,88 = 4151 VAr.
PM total = 10942 w. QM total = 8633 VAr. SM total = 13936 VA. Cos M total = 0,79.
Para realizar un cálculo de sección según la ITC BT 47 para varios motores es necesario reducir la intensidad en el momento del arranque aplicando un factor de corrección de 1,25 al motor de mayor potencia (M3) y sumarle la potencia del resto de motores de la siguiente forma: PM1 + PM2 + PM3 x 1,25 = 2760 + 3464 + 4718 x 1,25 = 12122 w. Esta potencia no es la potencia real que marcaría el vatímetro, es una potencia ficticia que utilizaremos solo para el cálculo de secciones para sobredimensionar los conductores para absorber el pico de intensidad de arranque, la potencia real se calcularía sin aplicar el factor 1,25.
Calculo de sección por caída de tensión máxima admisible:
222
6mm4,8400 x 3,5 x 56
100 x 12122 x 125
V x e% x C
100 x P x LS
Calculo de sección por densidad de corriente:
22,14A0,79 x 400 x 3
12122
cos x V x 3
PI
Cable RZ1 = Cubierta termoplástica (PVC) y Aislamiento de XLPE (0,6/1Kv).
Según ITC BT 07, tabla 5 el conductor unipolar de XLPE de 6mm2 aguanta 72A pero aplicándole el factor de corrección de 0,8 por ser inst. bajo tubo, su intensidad máxima admisible baja hasta 57,6A siendo esta intensidad superior a la de nuestro cálculo.
Conductores RZ1 = 2 x 6 + 6mm2 más de tierra de 6mm2. T25mm .
66
Cálculo del aparato magnetotérmico.
La compañía suministradora nos da una Icc en la acometida de 12KA.
Imax. conductor Aparato de protección I de cálculo 57,6 50 22,14
Como la protección está a la cabecera de la instalación (acometida) se considerará una Icc. máxima de 12KA, por lo que el poder de corte tendrá que ser superior a 12 KA, es decir 22KA.
Aparato magnetotérmico = In = 50 A, Pdc = 22 KA.
5) Corregir el Cos a 0,95 del ejercicio 4. Completo.
Datos de partida:P total = 10942 w. Cos total = 0,79.
98,8230 x 314 x 3
100,33)-(0,7810942
V x x 3
f) tg-i(tgPC
2
6
2µF
Será necesario instalar una batería de condensadores conectados en estrella de una tensión de 230V y 98,8 µF.
6) Se trata de controlar la grúa que realice los ciclos representados en la figura. Partiendo de la posición de reposo (la representada) realiza el ciclo 1, hasta llegar a la posición de reposo 2, donde permanecerá un tiempo determinado antes de realizar el ciclo 2, cuando vuelva a alcanzar la posición de reposo 1, la grúa se parará. El sistema cuenta con un pulsador marcha que tendrá que ser activado y un pulsador de paro general. Cuando salte un relé térmico se parará toda la maniobra. Señalización de funcionamiento y de saltos térmicos. La línea será de 400/230v. El mando irá a 48v. M1 (subida y bajada) = 4CV. M2 (translación) = 10CV (estrella – triangulo) Ojo: el estrella entra antes que el línea.
Se pide: - Leyenda. - Esquema de mando completo.
67
Leyenda:
F4 = Relé térmico M1 (95-96, 97-98). F5 = Relé térmico M2 (95-96, 97-98). S1 = Pulsador paro (NC). S2 = Pulsador marcha (1 NO). FC1 = Final de carrera gancho abajo (1 NO). FC2 = Final de carrera gancho arriba (1 NO). FC3 = Final de carrera posición de reposo 1 (1 NO). FC4 = Final de carrera posición de reposo 2 (1 NO). KM1 = Contactor subida (M1). KM2 = Contactor bajada (M1). KM3 = Contactor derecha (M2). KM4 = Contactor izquierda (M2). KM5 = Contactor estrella (M2). KM6 = Contactor línea (M2). KM7 = Contactor triangulo (M2). H1 = Señalización de salto térmico M1. H2 = Señalización de salto térmico M2. H3 = Señalización de subida. H4 = Señalización de bajada. H5 = Señalización de avance a la derecha. H6 = Señalización de avance a la izquierda. T1 = Temp. electrónico con retardo a la conexión de reposo en posición 2. T2 = Temp. electrónico con retardo a la conexión de estrella a triangulo. KA1 = Relé auxiliar ciclo1. KA 2 = Relé auxiliar ciclo 2.
68
Ecuaciones canónicas:
Independización de ciclos:
- Relé auxiliar ciclo 1:
000
KA1T1S2F4 F5 S1
0 1 1
KA1 T1KA1)(S2S1 x F5 x F41KA
- Relé auxiliar ciclo 2:
00
FC3 FC1
KA2
110
S1F5F4 T1 T1 KA2
0 0 0
)FC1FC3(KA2)(T1S1 x F5 x F42KA
Ciclo 1:
1
KA1
0
FC1 FC2
KM1110
S1F5F4 S2 KM1KM2
0 0 01
KM2 x FC2KM1)FC1 x KA1(S2 x S1 x F5 x F4KM1
000
KM4 KM3FC2F4 F5 S1
0 1 1KM3
FC4FC3
1 0
KA1
1
KM4 x FC4KM3)FC3 x KA1(FC2 x S1 x F5 x F4KM3
1
KA1
01
FC4 FC1
KM2110
S1F5F4 FC2 KM2KM1
0 0 0
KM1 x FC1KM2)FC4 x KA1(FC2 x S1 x F5 x F4KM2
Temporización de reposo en posición 2:
FC1)(FC4S1 x F5 x F4T1
Ciclo 2:
000
KM2 KM1T1F4 F5 S1
0 1 1KM1
FC2FC1
1 0
KA2
1
KM2 x FC2KM1)FC1 x KA2(T1 x S1 x F5 x F4KM1
69
1
KA2
01
FC4 FC3
KM4110
S1F5F4 FC2 KM4KM3
0 0 0
KM3 x FC3KM4)FC4 x (FC2KA2 x S1 x F5 x F4KM4
000
KM1 KM2FC2F4 F5 S1
0 1 1KM2
FC1FC3
1 0
KA2
1
KM1 x FC1KM2)FC3 x (FC2KA2 x S1 x F5 x F4KM2
Arranque estrella triangulo:
000
KM7 KM5F4 F5 S1
0 1KM4
KM3
1
T2
0
KM7KM4) x (KM3T2 x S1 x F5 x F4KM5
KM5
KM611
KM3
KM410
S1F5F4 KM6
0 0
KM6)(KM5KM4)(KM3S1 x F5 x F4KM6
1
T2
10
S1F5F4 KM7KM5
0 0 0KM5 x T2 x S1 x F5 x F4KM7
KM6 x S1 x F5 x F4T2
Señalizaciones:
H1 = F4 H2 = F5 H3 = KM1 H4 = KM2 H5 = KM3 H6 = KM4
Ecuaciones canónicas (resultados y simplificaciones):
T1KA1)(S2S1 x F5 x F41KA
)FC1FC3(KA2)(T1S1 x F5 x F42KA
KM2 x FC2 x KM1FC1 x T1) x (KA2S2) x (KA1S1 x F5 x F4KM1
KM1 x FC1 x KM2FC2 x FC3) x (KA2FC4) x (KA1S1 x F5 x F4KM2
KM4 x FC4KM3)FC3 x KA1(FC2 x S1 x F5 x F4KM3
KM3 x FC3KM4)FC4 x (FC2KA2 x S1 x F5 x F4KM4
FC1)(FC4S1 x F5 x F4T1
KM7KM4) x (KM3T2 x S1 x F5 x F4KM5
70
KM6)(KM5KM4)(KM3S1 x F5 x F4KM6
KM5 x T2 x S1 x F5 x F4KM7
KM6 x S1 x F5 x F4T2H1 = F4 H2 = F5 H3 = KM1 H4 = KM2 H5 = KM3 H6 = KM4
Adaptación de relés auxiliares:
Debido a que hay algunos aparatos que necesitan utilizar varios contactos NO o un contacto NC hay que colocarles un relé auxiliar a los siguientes aparatos: KA 3 = S2. KA4 = FC1. KA5 = FC2. KA6 = FC3. KA7 = FC4. KA 8 = T1.
Instalación probada y simulada con S7-200 = funciona correctamente.
72
7) Se desea instalar un autómata programable S7 – 200 de AC de 230V con 2 módulos completos de entradas y 4 módulos de salidas de AC de (5 - 3 - 5 - 3) respectivamente en una vivienda de grado de “electrificación básica”.
- En el 1º modulo de salidas se instalarán 5 pulsadores NO que activen o no a los cinco contactores conectados en el primer modulo de salidas. Función abrir o cerrar los diferentes circuitos de la vivienda. - En el segundo modulo de entradas conectar: - 1 entrada activa 3b AC. - 1 entrada activa 4b AC. - 1 entrada activa 4b DC. - 1 entrada activa 3b DC (PNP). - 1 entrada activa 3b DC (NPN).
Se pide:- Leyenda: - Conexión de toda la instalación.
Leyenda:
S1 = I0.0 = Pulsador conexión, desconexión C1. S2 = I0.1 = Pulsador conexión, desconexión C2. S3 = I0.2 = Pulsador conexión, desconexión C3. S4 = I0.3 = Pulsador conexión, desconexión C4. S5 = I0.4 = Pulsador conexión, desconexión C5. 3B AC = I1.0 4B AC = I1.1 4B DC = I1.2 PNP = I1.3 NPN = I1.4 K1 = Q0.0 = Contactor C1. K2 = Q0.1 = Contactor C2. K3 = Q0.2 = Contactor C3. K4 = Q0.3 = Contactor C4. K5 = Q0.4 = Contactor C5.
75
UNIDAD DIDÁCTICA 2, AUTOMATISMO:
76
INDICE UNIDAD DIDÁCTICA 2:
2. R.E.B.T. en los receptores………………………………………………….Pag.77 3. Cálculo de sección……………………..………………………………...….Pag.77 4. Línea eléctrica. Tensión simple. Tensión compuesta. ………………….Pag.82 5. Cargas monofásicas. . ………………………………………………..…….Pag.82 6. Cargas trifásicas……………………………………………………………..Pag.85 7. Medidas eléctricas. . ………………………………………………………..Pag.88 8. Motor eléctrico……………………………………………………………...Pag.102 9. Motores eléctricos en paralelo…………………………………………....Pag.105 10. Corrección del factor de potencia……………………………………….Pag.106 11. Aparatos de protección de un receptor………………………………...Pag.108 12. Contactor…………………………………………………………..……...Pag.122 13. Accesorios de maniobra……………………........................................Pag.131 14. Circuito de fuerza. Circuito de mando………………………………….Pag.144 15. Arrancadores…………………….........................................................Pag.14816. Multitud de maniobras…………………………………………………....Pag.164
77
2.-R.E.B.T. en los receptores:
En el REBT existen gran diversidad de condiciones a considerar en función del tipo de receptor que necesitemos alimentar, no podemos nombrarlas todas pero haremos mención a las más importantes:
- Motores (ITC BT 47): Para los motores debemos tener en cuenta que su máxima caída de tensión es del 5% aplicando para los cálculos de sección unos factores de corrección de 1,25 para un solo motor y de 1,3 si este motor es para motores de elevación. Si son varios motores se aplicará el 1,25 al motor de mayor potencia y se le sumará la del resto de motores.
-Lámparas de descarga (ITC BT 44): Para lámparas de descarga, la carga mínima prevista en voltiamperios será de 1,8 veces la potencia en vatios de las lámparas. Debiendo estas tener un factor de potencia de 0,9 por lo menos. En general la caída de tensión para alumbrado será del 3%.
-Receptores inst. interiores (ITC BT 19): Para los receptores interiores no existirá una caída de tensión superior al 3% desde el CGMP hasta cualquier receptor.
Nota: Según la comprobación echa por los profesores del IES Atenea a Voltimun, los factores de corrección del 1,25, 1,3 y 1,8 solo se aplicarán para cálculo de sección y no para previsión de cargas.
3.-Cálculo de sección:
Datos de partida:
-Potencia.-Cos .-Coeficiente de simultaneidad. -Características y tipos de receptores. -Tipo de instalación: Subterránea: ITC BT 07. Aérea: ITC BT 06. Interiores: ITC BT 19.
-Aislamiento del conductor:
Termoplásticos soportan 70ºC = PVC y Z1. Termoestables: 90ºC = XLPE y EPR.
-Material del conductor considerando resistividad = Al o Cu. (Anexo 2 del RBT).
-Características de la línea: monofásica, trifásica, tensión, etc.
-Canalizaciones: Consultar genéricamente ITC BT 21.
78
A tener en cuenta en el conductor de protección (ITC BT 18):
K
T x IS
2
I = Corriente de fuga.
T = < 5 s. -Constante K:
Termoplásticos (160ºC): Cu = 143 Al = 95 Acero = 52 Termoestables (250ºC): Cu = 176 Al = 116 Acero = 64
Protección contra cortocircuitos:
T
SK x I
115 = Cu, PVC, Z1. K = 135 = Cu, XLPE, EPR. 74 = Al, PVC, Z1. 115 = Al, XLPE, EPR.
Pcc (Poder de corte, aparato de protección) > Icc Pcc IGA: 4500 A. PIA: 6 – 10 KA. IA´s Industriales: >25KA.
Anexo 2, guía REBT, cálculo de sección:
)Z(Z
x V0,8Icc
NF
X = despreciable. SxC
LR
Tº = 70ºC Termoplásticos; 90ºC Termoestables.
Aparatos de protección:
BNZ IIIIz = I. max. del conductor. In = I. aparato de protección. IB = I. Cálculo.
-Para fusibles:I2 < Iz I2 = Intensidad de funcionamiento. 1,6 x I2 1,45 x Iz I2 0,91 Iz PIA = 1,45 x I2 1,45 I2.
79
1º Cálculo de sección por caída de tensión:
Consultar formulas considerando conductividades a temperaturas más desfavorables 70 y 90ºC. Tanto la potencia como la intensidad, se utilizan con factores ya aplicados.
-Monofásicos: x Ve x C
L x P x 2S C = a 70 y 90ºC. e = en voltios.
E% = 3% viviendas, 3% Aldo. y 5% fuerza para resto de inst. Para las LGA y las DI = Consultar ITC´s 14 y 15 respectivamente.
-Trifásicos: x Ve x C
L x PS
2º Cálculo de sección por intensidad máxima admisible:
I. Corregida =(FCT)totalcorreccióndeFactor
CálculoI.corregidaI.
FCT = Fc1 x Fc2 x Fc 3…… I. Corregida = Consultar tablas.
Cos x V x 3
PCal.I.
I. Cal. / FCT = I. Corr. I. Corr x FCT = I. Cal.
Ejemplo:
Tengo tres conductores (3 x 50 mm2) RZ1, bajo tubo, Tº del terreno 48ºC. enterrado a 0,7m. ¿Qué I. max aguantará ese conductor de Al?
Fc Temp 48ºC:
0,825-90
48-90
25-
-Fc
S
RS
Fc bajo tubo = ITC BT 07 = 0,8 Fct = 0,8 x 0,8 = 0,64. ITC BT 07, 50mm2 = 180ª x 0,64 = 115A
3º Se comparan las dos secciones anteriores y se elige la mayor.4º Cálculo de la caída de tensión real.5º Elegir aparato de protección.6º Confirmar la sección del conductor.“3 cables unipolares 0,6/1Kv RZ1 1 x 25mm2 Cu.”
80
Ejercicio 28:
Calcular la sección de una línea subterránea, Tº 38ºC, bajo tubo, conductores unipolares, aislamiento XLPE, enterrado a 80 cm, resistividad térmica del terreno de 1,65 Km/W.Dicha línea alimenta un motor de 25CV, rendimiento, 0,8, cos 0,8, tensión de la línea = 400/230v.
23000W0,8
25 x 736(w)PabP.
Cálculo por caída de tensión:
222
6mm1,65400 x 5 x 44
100 x 1,25 x 23000 x 20
x Ve% x C
100 x P x LS
C = a 90ºC = 44.
Cálculo por I. max admisible:
48,81A1,25 x 39,050,85 x 3 x 400
23000I
Fc 38ºC = 0,8925-90
38-90
25-
-Fc
S
RS
Fc bajo tubo = 0,8. Fc 80 cm prof. = 0,99. Fc resistividad térmica = 0,81. FCT = 0,57.
2tabla507,ITC 10mm85,63A0,57
48,81
FCT
CalI.CorrI.
Cálculo de e% real:
0,81%400x10 x 44
1,25 x 23000 x 20 x 100
x VS x C
100 x P x LE%
22
Ejercicio 29:
Idem. que el anterior pero con un segundo motor: M2 de 10 CV, rendimiento 0,8, cos 0,7. Calcular la LGA.
Cálculo de potencia y cos general:
M1 = P. ab = 23000 W. Q1 = P1 x Tg 1 = 23000 x 0,61 = 14030 VAr.
M2 = W92000,8
10 x 736abP. Q2 = P2 x Tg 1 = 9200 x 1,02 = 9384 VAr.
P. total = P1 + P2 = 23000 + 9200 = 32200 W.
81
Q. total = Q1 + Q2 = 14030 + 9384 = 23414 VAr. - Si trabajamos con números complejos y pasamos de rectangular a polar con la calculadora, obtenemos:S = 39812, 36,02º; Cos 36,02 = 0,8.
Calculo por caída de tensión:
E% max. permitida = 4,5 desde principio de la línea y 5% desde CGP.
La potencia a utilizar será la de la suma de los 2 motores aplicándole al mayor 1.25%:
37950w920023000 x 1.25P21.25 x P1P
2Min.ITC07222
6mm2.16mm400 x 5 x 44
100 x 37950 x 20
x Ve% x C
100 x P x LS
Calculo por densidad de corriente:
68.47A3 x 0,8 x 400
37950
3 x cosV x
PI
A continuación se le aplicara los factores de corrección (Fc): Como las condiciones de la instalación son las mismas que en el problema anterior, sabemos que el FC total es 0,57.
T63mm16mm118,6A0,57
68
Fct
I.calIcorr 9Tabla21,BTITC25Tabla07,BTITC
Calculo caída de tensión real:
0,67%400 x 16 x 44
100 x 37950 x 20
x VS x C
100 x P x Le%
22
82
4.-Líneas eléctricas. Tensión simple y compuesta:
Existe un desfase de 120º entre fase y fase. Existen dos tipos de tensiones: Tensión simple, que es la que hay entre fase-neutro (Vs). V. simple = V entre L1, L2, L3 y L0 o N.
Tensión compuesta, que es la que hay entre fase y fase (Vc) V. Compuesta = V entre L1 – L2, L1 – L3, L2 – L3.
3VsVc
-Denominación de la línea:
3 x m m ² + a i s l a n t e
4 0 0 V 5 0 H z3
-Cuando lleva neutro:
3 x m m ² + a i s l a n t e
4 0 0 V 5 0 H z3 ´ 5 o 4
3´5: Se identifica con 3´5 cuando la sección del neutro es la mitad de la fase. Cuando la sección del neutro es igual a la de fase se pone el nº 4
5.-Cargas monofásicas:
Las cargas monofásicas se pueden conectar entre fase y fase y entre fase y neutro.
L 1
L 2
L 3
V nI n
L 0
S = Potencia aparente = VA Cos = P / S S P = Potencia activa = w
Q Q = Potencia reactiva = VAr Sen = Q / S
P Tang = Q / P
Si el cos es positivo la Vn estará adelantada respecto a la In mientras que si el cos es negativo la Vn estará atrasada.
83
Hay tres tipos de cargas:
Carga resistiva => cos = 1 => = 0 => Vn en fase con In => Q = 0 Solo consume potencia activa.
cosIVP
IVS P = S RZ
In
Vn
Diagrama vectorial
In Vn
Carga inductiva => sen = 1 => = 90º => Vn desfasada 90º con respecto a la InLleva una bobina, su inductancia se mide en Henrios.
0P
IVS Q = S senIVQ
XLZLXL
f2
Diagrama vectorial
Vn
In
-Carga capacitiva => El condensador se mide en faradios cos = 0 => = -90º. La Vn esta retrasada 90º frente a la In
0P Diagrama vectorial IVS In
senIVQ
XcZ Vn
cXc
1
84
Circuito R-L
-Al multiplicar por I sale el triangulo de tensiones.
LXl => L = henrio = coeficiente de autoinducción JXlRZ
Z
Rcos ²² XlRZ
Z
Xlsen
R
Xltng
- Al multiplicar por I otra vez sale el triangulo de potencias
S=ZxI²
P=RxI²
Q=XLxI²
Circuito R-C
²² XcRZ
JXcRZ
Lo demás es igual pero sustituyendo Xc por Xl
Cuando el circuito tiene un condensador:
85
Ejercicio 30:
Calcular la Icc que tiene una instalación en el punto dado.
L x ZT
x V0,8Icc 2
T2
T XRZt Zt = Zn + Zf Xt= depreciable RN = RF
S x C
LR
C = a 20º C Tª : Cu = 56; Al = 35.
0.0395 x 56
100 x 2
S x C
L x 2R1
0.0270 x 56
50 x 2
S x C
L x 2R2
0.0416 x 56
20 x 2
S x C
L x 2R3
0.090.040.030.03R3R2R1Zt
2044,44A170 x 0.09
230 x 0.8
L x Zt
U x 0.8Icc Pdc > Icc
Calculo de la Icc en cualquier punto B de la instalación y poder de corte (Pdc) del aparato de protección.
6400A0,020,03
400 x0.8
Zt
U x 0.8Icc Pdc: > 6,4 KA.
6.-Cargas trifásicas:
Son tres cargas monofásicas conectadas a una línea trifásica equilibrada. Un circuito trifásico es equilibrado cuando por las tres fases circula la misma intensidad.
Existen 2 formas de conectar tres cargas monofásicas a un circuito monofásico, que son: estrella o triangulo:
86
L1
L3
L2
Conexion triánguloConexion estrella
L2
L3
L1
- En un receptor la tensión entre fase y fase se llama tensión de línea. - A la caída de tensión que tiene la carga monofasica se le llama tensión
de fase. - A la I que va por la carga monofásica se le llama I de fase. - La intensidad de linea es la que absorbe la carga trifásica entera.
Il=If
Vl=Vf
Vl=v3xVf
Ifase
I líneaVfase
Vlínea
Conexión estrella
L2
L3
L1
L1 L3L2
VLIL
Formulas en monofásico:
²RxIP
VfxIfP
Formulas en trifásico:
cos3 IfVfP
cos3
3 IlVl
P
cos3 IfVP
87
Tenemos una línea de 400V y tres cargas monofásicas cuya Vn es de 230V. ¿Cómo se conectan las tres cargas?
En estrella
Il=v3xIf
Vl=VfI línea
Vlínea
Conexión triángulo
L2
L3
L1
Formulas en monofásico:
²RxIP
cosIfVfP
Formulas en trifásico:
cos3 IfVfP
cos3
3 IlVl
P
cos3 IfVP
Para conectar una carga III a una línea III la Vfase tiene que ser igual a la V compuesta de la línea.
Hacer las conexiones. Tenemos una línea trifásica de 400/230V y una carga III de:
A: 400/230V=> Estrella B: 230/127V=> No se puede conectar C: 400/ 3x400V=> Triangulo
Atajo rápido: si coincide la V mayor de la carga trifásica con la V mayor de la línea se conecta en estrella, y si coincide la V menor se conecta en triangulo.
88
7.-Medidas eléctricas:
De intensidad:
Se utiliza el amperímetro, que es el instrumento que mide la intensidad de la Corriente Eléctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus Submúltiplos, el miliamperio y el micro-amperio. Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que cuando midamos Corriente Continua, se usara el amperímetro de bobina móvil y cuando usemos Corriente Alterna, usaremos el electromagnético.
El Amperímetro de C.C. puede medir C.A. rectificando previamente la corriente, esta función se puede destacar en un Multímetro. Si hablamos en términos básicos, el Amperímetro es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una resistencia paralela llamada Shunt. Los amperímetros tienen resistencias por debajo de 1 Ohmnio, debido a que no se disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito energizado.
Uso del Amperímetro:
• Es necesario conectarlo en serie con el circuito.
L1
L3
L2
A
Carga
Nota: Cuando se trata de un circuito trifásico desequilibrado es necesario por un amperímetro por fase; cuando es equilibrado, circula la misma I por cada fase.
Se debe tener un aproximado de corriente a medir ya que si es mayor de la escala del amperímetro, lo puede dañar. Por lo tanto, la corriente debe ser menor de la escala del amperímetro.
Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada. Si no se siguen estas reglas, las medidas no serían del todo confiable y se puede dañar el eje que soporta la aguja.
Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero. Las lecturas tienden a ser más exactas cuando las medidas que se toman están intermedias a al escala del instrumento.
Nunca se debe conectar un amperímetro con un circuito que este energizado.
89
Utilidad del Amperímetro:
Su principal, conocer la cantidad de corriente que circula por un conductor en todo momento, y ayuda al buen funcionamiento de los equipos, detectando alzas y bajas repentinas durante el funcionamiento. Además, muchos Laboratorios lo usan al reparar y averiguar subidas de corriente para evitar el malfuncionamiento de un equipo. Se usa además con un Voltímetro para obtener los valores de resistencias aplicando la Ley de Ohm. A esta técnica se le denomina el Método del Voltímetro - Amperímetro
Además de la conexión directa de un amperímetro como hemos visto anteriormente, también existe la posibilidad de conectarlo indirectamente a través de un transformador de intensidad para cuando se trate de grandes intensidades.
Transformador de intensidad, método 1.
L0
L2
L3
L1
Método 2.
A
A
CONMUTADOR VOLTIMÉTRICO
A
L0
L2
L3
L1
90
Generalmente los bornes de este tipo de transformadores son: S1 y S2 para la conexión del amperímetro y L y K para el paso de la línea.
En función de la intensidad que necesitemos medir elegiremos la relación de transformación de nuestros amperímetros, aunque la más utilizada es la 100/5.
Nota: Para cambiar un amperímetro de un transformador de intensidad, lo primero que hay que hacer es un puente por que si no se quema. Si queremos sustituir el transformador completo debemos puentear la línea primero, ya que de no hacerlo dejaríamos sin suministro la carga.
Medidas de tensión o diferencia de potencial:
Utilizaremos el voltímetro, que es el instrumento que mide el valor de la tensión. Su unidad básica de medición es el Voltio (V) con sus múltiplos: el Megavoltio (MV) y el Kilovoltio (KV) y sub.-múltiplos como el milivoltio (mV) y el micro voltio. Existen Voltímetros que miden tensiones continuas llamados voltímetros de bobina móvil y de tensiones alternas, los electromagnéticos.
Sus características son también parecidas a las del galvanómetro, pero con una resistencia en serie. Dicha resistencia debe tener un valor elevado para limitar la corriente hacia el voltímetro cuando circule la intensidad a través de ella y además porque el valor de la misma es equivalente a la conexión paralela aproximadamente igual a la resistencia interna; y por esto la diferencia del potencial que se mide (I2 x R) y no varía.
Uso del voltímetro:
Es necesario conectarlo en paralelo con el circuito, tomando en cuenta la polaridad si es C.C.
L1
L0
Carga
V
Se debe tener un aproximado de tensión a medir con el fin de usar el voltímetro apropiado. Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar:
horizontal, vertical o inclinada. Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero.
Nota: cuando midamos tensiones en circuitos trifásicos es necesario colocar un voltímetro por fase o lo más recomendable es colocar un conmutador para ir seleccionando la fase que queremos medir.
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Medidas de frecuencia:
Utilizaremos el frecuencímetro: Se conecta en paralelo al igual que el voltímetro y nos indica la frecuencia a la que trabaja nuestra red. Normalmente nos encontramos con tres aparatos de medida: Amperímetro, voltímetro y frecuencíetro. El voltímetro y frecuencíetro realizan medidas directas mientras que el amperímetro las realiza indirectas.
Esquema de un conmutador votimetrico/ frecuencímetro.
Hz
V
L0
L2
L3
L1
Conmutador
Estética de puerta de armario eléctrico.
Medidas de potencia:
Se utiliza el vatimetro, que se representa con una “W” y es un aparato que consta de dos bobinas. Tiene una bobina amperimétrica (amperímetro), es decir, con pocas espiras y el hilo de cobre gordo, y también tiene una bobina voltimétrica (voltímetro), es decir, muchas espiras y el hilo de cobre fino.El vatímetro siempre mide el valor eficaz (potencia activa).
L0
L1
W
92
Para medir la potencia en circuitos trifásicos.
Pueden suceder dos situaciones: - Circuito equilibrado: La I es igual en las fases
P = 3xW
W
L0
L2
L3
L1
- Circuito desequilibrado: La I cambia de una fase a otra.
W3
W2
W1
L0
L2
L3
L1
- Método Arón (conocido como el método de los dos vatímetros).
Q = v3x(W1-W2)
P = W1+W2W2
W1
L0
L2
L3
L1
- En un línea sin neutro se conectan en estrella
W3
W2
W1
L2
L3
L1
Voltamperimetro: Se conecta igual que el vatímetro y mide la S.
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Medición de cos :
Se utiliza el fasimetro o cosimetro se conecta igual que el vatímetro por que tiene una bobina voltimétrica y otra bobina amperimétrica. Existen cosimetros trifásicos cuya conexión será la siguiente: La bobina amperimetrica se conecta en serie con dos bornas y tiene otras tres bornas, una por cada fase.
KL
L2
L3
L1
Ejercicio 31:
Tenemos un motor de 15CV conectado a una línea de 400V, cos =0´8 y su rendimiento de 0´85. Para averiguar su potencia, por aparatos de medida, lo hemos conectado en el circuito mediante el método arón. Se pide la lectura de cada vatímetro.
Pab = 13000w. Q = P x tg = 6200VAr.
13000 = W1 + W2; W1 = 13000 – W2.
6200 = 3 x (W1 – W2) W1 = 6200 / 3 + W2.
13000 - W2 = 6200/ 3 + W2
x W223
6200-13000
13000 – 3580 = 2 x W2 9420 / 2 = W2 = 4710W
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Exacto de Capitulo 7 Normativa Sevillana Endesa:
MEDIDA EN AT
Objeto
Este apartado tiene por objeto establecer las características específicas, para la instalación de los equipos de medida indirecta y elementos asociados, para suministros en A.T., en las fronteras definidas por el Real Decreto 2018/1997 por el que se aprueba el Reglamento de Puntos de Medida de los Consumos y Tránsitos de Energía Eléctrica, (en lo sucesivo RPM) e ITC , en generadores en régimen especial y Clientes de mercado regulado.
Constitución de los equipos de medida
El equipo de medida estará constituido por:
3 Transformadores de intensidad. 3 Transformadores de tensión. 1 Contador estático combinado multifunción para medida indirecta (según
apartado 5.3 del presente Capítulo). 1 Módem externo para la transmisión de datos. Se aceptará interno si su
sustitución, en caso de avería, no supone la rotura de precintos ni afecta a la medida.
1 Regleta de verificación, que permita la verificación y/o sustitución del contador, sin cortar la alimentación del suministro. Cumplirá la Especificación Técnica de ENDESA nº 6701095.
1 Armario de medida ó Módulos de doble aislamiento (según apartado 4.1.14 de este Capítulo).
Conjunto de conductores de unión entre los secundarios de los transformadores de medida y el contador.
Eventualmente, en suministros importantes o de características especiales, el diseño del equipo de medida será objeto de estudio particular.
Clase de precisión del equipo de medida
La clase de precisión de los elementos que integran el equipo de medida será mejor o igual a lo indicado en la tabla siguiente:
Clase de precisión P (MW) E (MWh) Tipo Contador
(Activa)Contador(Reactiva)
Trafos de Intensidad
Trafos de Tensión
P 10 E 5000 1 0,2S 0,5 0,2S 0,2
10 > P > 0,450 5000 > E 750 2 0,5S 1 0,5S 0,5
P < 0,450 E < 750 3 1 2 0,5S 0,5
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Siendo:
P: Potencia contratada.
E: Energía anual intercambiada en un año (suma de la energía activa que atraviesa una frontera en ambos sentidos).
Transformadores de intensidad
Los transformadores de intensidad para medida, cumplirán lo que se especifica en la Norma UNE EN 60044 y además serán de las siguientes características:
a) Características comunes Potencia (VA): 10 VA
La carga total a la que se somete el secundario de contaje no deberá exceder del 75% de la Potencia de precisión nominal (UNE-EN 60044-1).
Intensidad secundaria (Is): 5 A Clase (Cl): según tabla apartado 4.1.3 . Gama extendida: 150 % Factor de Seguridad (Fs): < 5 Intensidad térmica de cortocircuito (Iter) hasta 36 kV
- para Ipn <= 25 A: Iter = 200 Ipn - para Ipn > 25 A: Iter = 80 Ipn (mínimo 5000 A) Intensidad dinámica de cortocircuito (Idin) hasta 36 kV: 2,5 Iter Para características especiales, el equipo será estudiado con carácter
particular.
b) Características dependientes de la tensión nominal de la red Los valores de: Tensión mas elevada para el material (Um); Tensión soportada a frecuencia industrial (Uf) y Tensión soportada a impulsos tipo rayo (Ul), serán los indicados a continuación:
Tensión nominal de la red (kV)
U < 20 20< U <36 36< U <45 45< U <66 66< U <132
132< U <220
Um (kV) 24 36 52 72,5 145 245
Uf (kV) 50 70 95 140 275 460
Ul (kV) 125 170 250 325 650 1050
c) Casos especiales En algún caso puntual, los transformadores podrán tener más de un secundario independiente. Uno será exclusivo para el contaje y el resto para otras funciones. El secundario de contaje cumplirá las características definidas en el apartado a) y b). El secundario que no se utilice deberá quedar cortocircuitado y a tierra.
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Transformadores de tensión
Los transformadores de tensión deberán ser antiexplosivos, según CEI 60044-2, cumplirán con los requisitos que se especifican en la Norma UNE 21088, y serán de las siguientes características:
a) Características comunes
Potencia : 25 VA Si la suma de los consumos de las bobinas de tensión de los aparatos conectados, incluidos los consumos propios de los conductores de unión, sobrepasase las potencias de precisión adoptadas para los transformadores de tensión, se adoptaría el correspondiente valor superior normalizado (UNE-EN 60044-2).
Tensión secundaria: 110 : 3 V Clase : según tabla apartado 3
b) Características dependientes de la tensión primaria nominal de los transformadores de tensión
Los valores de: Tensión mas elevada para el material (Um); Tensión soportada a frecuencia industrial (Uf); Tensión soportada a impulsos tipo rayo (Ul), y Factor de tensión (Fv), serán los indicados a continuación:
Tensión primaria nominal de los T. T. (kV) 11 … 22 27,5 … 33 45 55 ... 66 110 … 132 220
Um (kV) 24 36 52 72,5 145 245
Uf (kV) 50 70 95 140 275 460
Ul (kV) 125 170 250 325 650 1050
Para características especiales, el equipo será estudiado con carácter particular.
En algún caso puntual, los transformadores podrán tener más de un secundario independiente. Uno será exclusivo para el contaje y el resto para otras funciones. El secundario de contaje cumplirá las características definidas en el apartado a) y b).
Además, el conjunto de la carga simultánea sobre todos lo secundarios debe aproximarse a la potencia nominal. En ningún caso estará por debajo del 50% de dicha potencia ni el factor de potencia será inferior a 0.8, aunque para ello sea preciso intercalar cargas artificiales.
c) La tensión normalizada para el primario de los transformadores de tensión conectados a la red de 20 kV será 22.000/ 3 V. Cuando la tensión nominal de la red sea inferior a 20 kV, además de 22.000/ 3 V, deberá tener como tensión primaria la correspondiente a la red; es decir, Un x 1,1/ 3 V, buscando siempre en la relación de transformación un número entero. Igualmente, si un suministro
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es susceptible de ser alimentado desde redes MT de distintas tensiones, la tensión primaria será múltiple, según dichas tensiones.
Precinto y placa de características de los transformadores de medida
El compartimento que contenga los bornes del secundario de contaje, tanto en los transformadores de intensidad como en los de tensión, deberá poderse cerrar y precintar.
Este precinto al igual que la placa de características de los transformadores de tensión e intensidad, estarán incorporados en el cuerpo del transformador y nunca en elementos separables como pueda ser la base.
La disposición física de los trafos será tal que permita la lectura de la placa de características y comprobación del conexionado.
Contadores
Los Contadores/Registradores serán del tipo estático multifunción indicado en el apartado 5.3 de este Capítulo.
Regleta de verificación
Cumplirá las siguientes funciones:
Realizar tomas adecuadas para los aparatos de comprobación con el fin de verificar los parámetros de intensidad y tensión.
Cortocircuitar por separado las intensidades y abrir los circuitos de tensión e intensidad, para poder intervenir sin peligro (conectar y desconectar), los contadores, y demás elementos de control del equipo de medida.
Impedir que se puedan cortocircuitar las intensidades del lado contador. Para ello debe incorporar separadores que sólo dejen poner los puentes del lado transformador. Todas las regletas deben disponer de 3 puentes originales del fabricante para llevar a cabo correctamente dicha operación.
Cuando la instalación del conjunto de bornas de la regleta de verificación se ubique dentro de un módulo de doble aislamiento, éste dispondrá de su correspondiente tapa transparente que deberá quedar precintada. En el caso de que su instalación no sea dentro de un módulo, se deberá
Lado contador
Lado transformador
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habilitar una tapa precintable que proteja la regleta, de forma que impida el acceso y manipulación a todos los puntos de conexión de la medida. Su diseño deberá proteger la parte frontal de los elementos y sus cuatro lados. La separación que debe existir entre los elementos de la regleta y la cubierta de la tapa por los lados de conexión de los conductores, será de 2,5 cm (para marcaje y curvatura del conductor). La cubierta por los cuatro costados estará separada 0,5 cm de la base de fijación del conjunto de regleta, de forma que permita fácilmente el peinado de todos los conductores y pasar por debajo de dicha cubierta. La formación de la regleta será la siguiente:
Las bornas de la regleta serán seccionables, de paso 10 mm y fijadas de tal manera que se impida el giro o desplazamiento durante la intervención sobre las mismas.
La tensión nominal de aislamiento será > 2 kV. En la regleta estarán rotuladas claramente las bornas de tensión e intensidad, según la figura.
La regleta estará en un plano vertical y la maniobra de sus elementos móviles será tal que caigan por su peso del lado de los transformadores, una vez aflojados sus tornillos.
Calibre de los equipos de medida
De acuerdo con lo indicado en el apartado 3 del presente Capítulo, las características del equipo de medida serán tales que la intensidad correspondiente a la potencia contratada, para factor de potencia igual a uno, se encuentre entre el 45% de la intensidad nominal y la intensidad máxima de precisión de dicho equipo.
Para que pueda servir de guía orientativa para los equipos de nueva adquisición, se adjunta la tabla de la página siguiente.
Pmáx. = 3 U I cos 1,2
siendo U e I los valores nominales indicados en la tabla, y considerando cos = 1
( ) Se admitirán también transformadores de intensidad de doble relación primaria de los siguientes valores: 2,5-5/5A, 10-20/5A, 30-60/5A, 100-200/5A, y 500-1000/5A.
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Condiciones de instalación
CALIBRE DEL EQUIPO DE MEDIDA (KW)
TENSIÓN NOMINAL DE LA RED (V)
6.000 10.000 12.000 15.000
TENSIÓN PRIMARIA NOMINAL DE LOS T.T. (V)
6.600 11.000 13.200 16.500
INTENSIDAD PRIMARIA NOMINAL DE LOS T.I. (A) (*)
P. mín P. máx P. mín P. máx P. mín P. máx P. mín P. máx
2,5 11,69 31 19,49 52 23,38 62 29,23 78
5 31 62 52 104 62 125 78 156
10 62 125 104 208 125 249 156 312
20 125 249 208 416 249 499 312 624
30 249 374 416 624 499 748 624 935
60 374 748 624 1247 748 1496 935 1871
100 748 1247 1247 2078 1496 2494 1871 3118
200 1247 2494 2078 4157 2494 4988 3118 6235
500 2494 6235 4157 10392 4988 12470 6235 15588
1000 6235 12470 10392 20784 12470 24941 15588 31176
TENSIÓN NOMINAL DE LA RED (V)
20.000 25.000 28.000 33.000
TENSIÓN PRIMARIA NOMINAL DE LOS T.T. (V)
22.000 27.500 27.500 33.000
INTENSIDAD PRIMARIA NOMINAL DE LOS T.I. (A) (*)
P. mín P. máx P. mín P. máx P. mín P. máx P. mín P. máx
2,5 38,97 104 48,71 130 54,56 145 64,30 171
5 104 208 130 260 145 291 171 343
10 208 416 260 520 291 582 343 686
20 416 831 520 1039 582 1164 686 1372
30 831 1247 1039 1559 1164 1746 1372 2058
60 1247 2494 1559 3118 1746 3492 2058 4115
100 2494 4157 3118 5196 3492 5820 4115 6859
200 4157 8314 5196 10392 5820 11639 6859 13717
500 8314 20784 10392 25980 11639 29098 13717 34294
1000 20784 41568 25980 51960 29098 58195 34294 68587
TENSIÓN NOMINAL DE LA RED (V)
45.000 50.000 66.000 132.000
TENSIÓN PRIMARIA NOMINAL DE LOS T.T. (V)
46.200 55.000 66.000 132.000
INTENSIDAD PRIMARIA NOMINAL DE LOS T.I. (A) (*)
P. mín P. máx P. mín P. máx P. mín P. máx P. mín P. máx
2,5 87,68 234 97,43 260 128,60 343 257,20 686
5 234 468 260 520 343 686 686 1372
10 468 935 520 1039 686 1372 1372 2743
20 935 1871 1039 2078 1372 2743 2743 5487
30 1871 2806 2078 3118 2743 4115 5487 8230
60 2806 5612 3118 6235 4115 8230 8230 16461
100 5612 9353 6235 10392 8230 13717 16461 27435
200 9353 18706 10392 20784 13717 27435 27435 54870
500 18706 46764 20784 51960 27435 68587 54870 137174
1000 46764 93528 51960 103920 68587 137174 137174 274349
TENSIÓN NOMINAL DE LA RED (V)
220.000 400.000
TENSIÓN PRIMARIA NOMINAL DE LOS T.T. (V)
220.000 396.000
INTENSIDAD PRIMARIA NOMINAL DE LOS T.I. (A) (*)
P. mín P. máx P. mín P. máx
2,5 428,67 1143 779,40 2078
5 1143 2286 2078 4157
10 2286 4572 4157 8314
20 4572 9145 8314 16627
30 9145 13717 16627 24941
60 13717 27435 24941 49882
100 27435 45725 49882 83136
200 45725 91450 83136 166272
500 91450 228624 166272 415680
1000 228624 457248 415680 831360
100
Como regla general, la instalación de los componentes del equipo de medida será tal que, las condiciones ambientales no produzcan alteraciones en la medida superiores a los valores establecidos por los fabricantes de cada uno de los elementos del equipo de medida.
Junto al armario de medida ó a los módulos de doble aislamiento, se deberá disponer de una alimentación del circuito de alumbrado ó servicios auxiliares, debidamente protegida, para una base de enchufe bipolar estanca con toma de tierra (10 A a 220 V). El módem estará permanentemente alimentado del circuito de auxiliares, la base de enchufe quedará libre y el esquema de montaje responderá al que se detalla a continuación. Para los casos en que exista dificultad para disponer de una alimentación auxiliar para el módem, se estudiarán fórmulas específicas para alimentarlo, tales como instalar transformadores de doble circuito secundario
Esquema de conexión
Módem
101
Las tierras representadas en el esquema deben interconectarse entre sí y con la instalación de tierra general del recinto de medida.
kVArhkWh
Contador/Registradorestático
102
2
8.-Motor eléctrico:
L1
L3
L2
Conexión triánguloConexión estrella
L2
L3
L1
U V W
X YZ
U V W
YXZ
La placa de características del motor nos indica lo siguiente:
-In - Nºrpm= 60 x F/ pp -Putil (cuando viene en CV) - Tensión en estrella -Pabsor (cuando viene en W) - Tensión en triangulo - = Rendimiento - Frecuencia -Cos
Elección del conexionado:
Siempre tenemos que recordar que un motor trifásico nos da dos tensiones, la menor de ellas, es la que le llega internamente a cada fase y la que por tanto nos indicará si tenemos que conectarlo en estrella o triangulo en función de las características de nuestra red; por ejemplo, si tenemos una red de 400V de tensión de línea y nuestro motor es de 400/230 V, sabemos que a cada fase le
tiene que llegar 230 V, es decir 3 veces menos tensión que la de nuestra línea, con lo que evidentemente necesitaremos conectarlo en estrella.
Motores asíncronos trifásicos:
Los motores asíncronos trifásicos de jaula se encuentran entre los más utilizados para el accionamiento de máquinas. El uso de estos motores se impone en la mayoría de las aplicaciones debido a las ventajas que conllevan: robustez, sencillez de mantenimiento, facilidad de instalación, bajo coste. Es indispensable recordar los principios de funcionamiento y de fabricación de estos motores, así como describir y comparar los principales dispositivos de arranque, regulación de velocidad y frenado que se utilizan con ellos.
-Composición:
Un motor asíncrono trifásico consta de dos partes principales: – un inductor, o estator, – un inducido, o rotor.
103
2
El estator:
Es la parte fija del motor. Una carcasa de metal fundido o de aleación ligera encierra una corona de chapas delgadas (del orden de 0,5 mm de espesor) de acero al silicio. Las chapas quedan aisladas entre sí por oxidación o por barniz aislante. La “foliación” del circuito magnético reduce las pérdidas por histéresis y por corrientes de Foucault. Las chapas disponen de ranuras en las que se sitúan los devanados estatóricos que producen el campo giratorio (tres devanados en el caso de un motor trifásico). Cada devanado se compone de varias bobinas. El modo de acoplamiento de las bobinas entre sí determina el número de pares de polos del motor y, por tanto, la velocidad de rotación.
El rotor:
Es la parte móvil del motor. Al igual que el circuito magnético del estator, se compone de un apilamiento de chapas delgadas aisladas entre sí que forman un cilindro enchavetado sobre el eje del motor.
-Rotor de jaula simple: Existen unos taladros o ranuras ubicados hacia el exterior del cilindro en los que se sitúan los conductores conectados a cada extremidad por medio de una corona metálica y sobre los que se aplica el par motor que genera el campo giratorio. Los conductores se inclinan ligeramente con respecto al eje del motor para que el par sea regular. El conjunto tiene el aspecto de una jaula, lo que explica el nombre de este tipo de rotor. En motores pequeños, la jaula está totalmente moldeada. Normalmente, se utiliza aluminio inyectado a presión. Las aletas de refrigeración, coladas durante la misma operación, hacen masa con el rotor. El par de arranque de estos motores es relativamente débil y la corriente que se absorbe durante la puesta bajo tensión es muy superior a la corriente nominal.
104
Motor monofásico:
El motor asíncrono monofásico, menos utilizado que su homólogo trifásico, desempeña un papel nada despreciable en las aplicaciones de baja potencia. A igualdad de potencia, es más voluminoso que un motor trifásico. Por otra parte, tanto su rendimiento como su cos son mucho más débiles que en el caso del motor trifásico y varían considerablemente en función de la potencia y del fabricante.
Existen gran variedad de motores en el mercado, como el motor monofásico universal (es el mismo que el de CC serie), que puede funcionar tanto en CC como en CA, también esta el motor de fase partida, y el más usado que es el de arranque por condensador, que esta compuesto por dos devanados que deben ser conectados en derivación (paralelo),un devanado principal y otro auxiliar que engloba un devanado auxiliar desfasado 90º respecto al principal (fuertemente inductivo), un interruptor centrifugo que lo desconecta una vez que el motor a alcanzado su velocidad nominal y un condensador.
- Bobinado auxiliar =Solo para el arranque
-Bobinado principal
105
Conexión de un motor trifásico en un circuito monofásico:
Es posible conectar un motor trifásico a una red monofásica creando una fase ficticia colocando un condensador entre L1 y el tercer borne del motor:
C = 36 x P x (230/Ul)2 x (50/F) = µF P = Kw.
P. motores: CV= Potencia útil (P. mecánica); W = P. absorbida (P. eléctrica). P. ab = P. útil + perdidas. Perdida: Perdidas hierro + P. cobre + P. Rozamiento.
Este tipo de conexión no es muy recomendable, ya que el desfase que se produce entre las “tres fases” es de 90º y no de 120º como en una red trifásica convencional, lo cual provoca grandes pérdidas de rendimiento, y temperaturas por encima de lo normal.
9.-Motores eléctricos en paralelo:
A la hora de conectar varios motores en paralelo, tenemos que tener en cuenta a la hora de hacer un cálculo de sección, por ejemplo, que no se puede hacer una suma directa de potencias ya que cada motor suele tener diferente cos .Si tuvieran el mismo cos si se podría hacer una suma directa de potencias.
Cuando tenemos varios motores con diferente cos tenemos que calcular el triangulo de potencias para averiguar la potencia resultante y el cos medio de toda la instalación por medios trigonométricos y eléctricos.
22 QTPTtotalSCos total = Pt / St
106
Ejercicio 32:
Calcular el cos de la instalación que alimenta a tres motores cuyas características son: M1 = 25CV = 0,8, cos = 0,75, V = 400/230V. M2 = 10CV = 0,8, cos = 0,8, V = 690/400V. M3 = 30Kw cos = 0,82, V = 400/230V. Sabiendo que la línea es de 400/230V, indicar la conexión de cada motor.
P1 = 25 x 736 / 0,8 = 23000 W. Q1 = P x Tg = 23000 x 0,88 = 20240 VAr P2 = 10 x 736 / 0,8 = 9200 W. Q2 = P x Tg = 9200 x 0,75 = 6900 VAr P3 = 30000 W. Q3 = P x Tg = 30000 x 0,82 = 24600 VAr
Pt = 80906,53 W. Qt = 51740 VAr.
VA52112,53517406220St 22
Cos T= PT / ST = 62200 / 80906,53 = 0,77
M1 = Conexión estrella. M2 = Conexión triangulo. M3 = Conexión estrella.
Nota: los motores 1 y 3 necesitan un sistema de arranque como por ejemplo por eliminación de resistencias estatóricas para reducir la I de arranque al tener más de 5CV. El M2 se puede arrancar en estrella – triangulo.
Ejercicio 33:
Calcular la capacidad del condensador que hay que conectar a un motor trifásico de 400/230 V, 4 CV, = 0,85, 50 Hz, para conectarlo a una red monofásica de 230 v. Indicar la conexión del motor.
P = 4 x 736 / 0,85 = 3463 W. C = 36 x 3,463 x (230 /230)2 x (50 / 50)2 = 124,668 µF.
10.-Corrección del factor de potencia en circuitos monofásicos y trifásicos:
Para la corrección del factor de potencia de una instalación es necesario conectar una batería de condensadores en la línea que queremos corregir. Esta corrección se produce debido a que los motores, por efecto de la autoindución de los bobinados interiores se produce un desfase de la intensidad respecto a la tensión de 90º (En circuitos inductivos puros) provocando la circulación de una intensidad excesiva e innecesaria por la línea. Los condensadores provocan el efecto contrario al de las bobinas, provocando un desfase de -90º (en circuitos capacitivos puros), compensando así el efecto de las bobinas y haciendo que disminuya la potencia reactiva y por tanto, la intensidad de la línea para alimentar a la misma carga.
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Es importante mantener en la línea un cos próximo a uno pero sin llegar a uno ni pasarnos a la zona de potencia reactiva capacitiva ya que si esto pasara podrían provocarse subidas de tensión en nuestro circuito y dañar los equipos. Para que esto no pase, existen unos aparatos (Visto en clase) que analizan la red en tiempo real y en función de la cantidad de potencia reactiva que exista en la red, van conectando más o menos baterías de condensadores.
También manteniendo el cos próximo a uno ahorraremos en la factura de la electricidad e incluso se pueden producir descuentos.
Si colocamos un batería de condensadores en paralelo la Qt se reduciría
1µF = 10-6 F
V= R x I P = V x I P = R x I2 P = V2 / R S = V2 / Z Q = V2 / Xc Q = V2 / Xc = V2 / x C = V2 x x C
F x V
fTg-itg x PC
2
V = Tensión de la línea =Tensión del condensador
Ejercicio 34:
Calcular las características del condensador que se pondrá en paralelo a un receptor monofásico. Motor de 5730 W, cos = 0,77, conectado a una red monofásica de 230V. Queremos subir el cos a 0,97.
196µ314 x 230
0,25-0,82 x 5730C
2F
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Corrección en sistemas trifásicos:
Qc = 3 x x C x V2 V= Tensión en bornes del condensador.
Internamente en la batería de condensadores, los condensadores se pueden conectar en estrella o triangulo. Tg i = Q / P Q = P x Tg iTg f = Qt / P Qt = P x Tg fQc = P x Tg i – P x Tg f
-Conexión estrella:
2 x V x 3
Tgf-iTg x PC
-Conexión triangulo:
222 x V
Tgf-iTg x P
3
Vl x x 3
f)Tg-i(Tg x PC
Triangulo: Vl = Vf Estrella: Vl = 3 x Vf; Vf = Vl / 3
11.-Aparatos de protección de un receptor:
Fusible:
Los fusibles proporcionan una protección fase a fase, con un poder de corte muy elevado y un volumen reducido. Se pueden montar de dos maneras: – en unos soportes específicos llamados portafusibles, – en los seccionadores, en lugar de los casquillos o las barretas. Se dividen en dos categorías:
-Fusibles “distribución” tipo gG (1) Protegen a la vez contra los cortocircuitos y contra las sobrecargas a los circuitos con picos de corriente poco elevados (ejemplo: circuitos resistivos). Normalmente deben tener un calibre inmediatamente superior a la corriente del circuito protegido a plena carga.
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-Fusibles “motor” tipo aM:
Protegen contra los cortocircuitos a los circuitos sometidos a picos de corriente elevados (picos magnetizantes en la puesta bajo tensión de los primarios de transformadores o electroimanes, picos de arranque de motores asíncronos, etc.). Las características de fusión de los fusibles aM “dejan pasar” las sobreintensidades, pero no ofrecen ninguna protección contra las sobrecargas. En caso de que también sea necesario este tipo de protección, debe emplearse otro dispositivo (por ejemplo, un relé térmico). Normalmente deben tener un calibre inmediatamente superior a la corriente del circuito protegido a plena carga.
Quizá el dispositivo más simple de protección del motor contra sobreintensidades es el fusible. Los fusibles están divididos en dos grandes grupos: fusibles de baja tensión (600 V o menos) y fusibles de alta tensión ( mas de 600 V ) . Hay tres tipos de fusibles. El tipo de cartucho o contacto de casquillo, es útil para las tensiones nominales entre 250 y 600 Ven los de tipo fijo y recambiable. En caso de cortocircuito, el polvo tiene como misión: (1) enfriar el metal vaporizado, (2) absorber el vapor metálico condensado, y (3) extinguir el arco que pueda mantenerse en el vapor metálico conductor. La presencia de este polvo es la que confiere al fusible su alto poder de ruptura en el caso de cortocircuitos bruscos.
El tipo tapón fusible, el cual funciona a la tensión nominal de 125 V, estando disponible en le comercio para bajas corrientes nominales de hasta 30 A. Estos fusibles poseen una base roscada y están proyectados para ser utilizados en arrancadores reducidos o en cajas de interruptores de seguridad a 125 V, en motores de pequeña corriente. Por regla general, los fusibles protegen contra los cortocircuitos más bien que contra las sobrecargas
Se han efectuado ensayos para mejorar las características del fusible en las aplicaciones a los motores de forma que, con valores nominales inferiores, permitan protecciones contra sobrecargas y de cortocircuitos. Un tipo de fusible llamado fusible temporizado, que existe en los tipos de cuchillas, cartucho y tapón, proporciona un gran retardo en el caso de sobrecargas momentáneas o sostenidas antes de desconectar el circuito. Estos fusibles contienen dos elementos en serie ( o paralelo ): (1) un elemento fusible estándar para la protección de cortocircuitos ( 25 a 50 veces la corriente normal) y (2) una disposición contra sobrecarga, o interruptor térmico de hasta cinco veces la corriente nominal que proporciona una característica de retardo de tiempo inverso. La cualidad de tiempo inverso significa que, por ejemplo el circuito será conectado por este ultimo elemento en unos 3 minutos( a 5 veces la corriente nominal), hasta aproximadamente 10 segundos ( a unas 20 veces la corriente nominal), ya que el efecto térmico varia con el cuadrado de corriente. Por tanto un fusible de valor nominal relativamente pequeño puede ser empleado para procurar la protección contra sobrecargas y sin llegar a desconectar el circuito durante los periodos de elevación transitoria de la corriente en el arranque o en
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el frenado. En el caso de cortocircuito, el elemento fusible estándar de acción instantánea interrumpe inmediatamente el circuito para evitar desperfectos.
Otro tipo aparte de fusible que ha sido fabricado, intenta mejorar la capacidad de limitación de corriente de estos dispositivos antes de que la corriente de cortocircuito alcance su máximo o un valor de régimen permanente.
Los fusibles de cartucho comunes poseen cierta capacidad de limitación de la corriente ya que interrumpen el circuito casi instantáneamente antes de que el cortocircuito tenga la oportunidad de existir y fundir o unir los contactos de los disyuntores o relés de máxima. El fusible de potencia limitador de la corriente contiene elementos fusibles de aleación de plata rodeados por cuarzo en polvo.
Por encima de 600V se emplean fusibles especiales de alta tensión que incluyen varios órganos para extinguir el arco que se podría mantener, particularmente a alta tensión, cuando el elemento fusible se vaporiza a causa de la corriente excesiva. Los tipos de fusibles de alta tensión más comunes son: 1 el fusible de desionizacion con ácido bórico liquido, el fusible de expulsión, el fusible de material sólido Combinación del fusible y del relé de sobrecargas Aunque los propios fusibles presentan, naturalmente, la protección de cortocircuitos o de corriente máxima ruptura, su protección contra sobrecargas esta algo limitada por las razones anteriormente citadas. Los relés de máxima están proyectados para funcionar desde el 110 al 250 por ciento de sobrecarga con corrientes máximas de ruptura de hasta 10 veces la corriente nominal. La figura 1-1d muestra el conjunto combinado de fusible y relé de máxima que comprende los sistemas de protección de sobrecargas y cortocircuito. El tiempo de operación del relé de máxima varía inversamente con la corriente de sobrecarga.
FUSIBLES DE EXPULSIÓN
Los fusibles se han producido por cerca de 100 años y hoy en día su uso está muy difundido alrededor del mundo. Estos desempeñan un papel vital en la protección de equipos y redes eléctricas asegurando que los efectos de las fallas que inevitablemente ocurren sean limitados y que la continuidad del suministro eléctrico a los consumidores sea mantenida a un alto nivel. Además, el costo de un fusible es incomparablemente más bajo que el del equipo que protege (p.ej. transformador), por eso el uso de fusibles reduce considerablemente el costo final de energía.
Hay varios tipos de fusibles, según sus características constructivas y los valores nominales y de falla que manejan:
Fusibles tipo K son llamados fusibles con elemento rápido. Tienen relación de velocidad* que varía de 6 para regímenes de 6 amperios y 8 para los de 200 amperios;Fusibles tipo T son fusibles con elemento lento. Su relación de velocidad es, para los mismos regímenes, 10 y 13, respectivamente;
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Fusibles tipo H son llamados fusibles de elemento extrarápido. Las relaciones de velocidad son 4 y 6. Fusibles tipo DUAL son fusibles extralentos, cuya relación de velocidad es de 13 y 20 (para 0.4 y 21 amperios, respectivamente).
*relación de velocidad es la relación entre la corriente de fusión a 0.1 segundos y la de 300 segundos. (Para fusibles de capacidad mayor a 100 amperios, se toma el valor de 600 segundos.)
Los tipos K y T han sido preferidos por el sector eléctrico durante más de 20 años debido a su intercambiabilidad mecánica y eléctrica. Sin embargo, esta longevidad ha sido contrastada con la introducción de los fusibles tipo DUAL SLOW-RAPID ®, los cuales reportan grandes beneficios no sólo a la protección de la red sino también en el máximo provecho de la capacidad de los transformadores de distribución donde son instaladLos fusibles tipo K y T son normalizados según las normas ANSIC 3742 y los fusibles tipo DUAL y tipo H bajo la norma NEMA SG2 - 1986.
Fusible convencional versus fusible Dual
Las conclusiones que se pueden sacar del análisis de las características de transformadores y de fusibles convencionales son sorprendentes: para la protección completa del sistema se requieren 2 fusibles: uno para el transformador y otro para el sistema. La solución es un fusible tipo DUAL, llamado así porque en el mismo elemento se encuentran reunidas la protección contra cortos y sobrecargas, con la ventaja de no subutilizar la capacidad del transformador. El eslabón fusible DUAL presenta la mejor característica tiempo-corriente de todos los fusibles desarrollados hasta hoy. Además de permitir el uso máximo del transformador en su capacidad de sobrecarga, la construcción del fusible DUAL asegura la remoción inmediata del circuito en caso de fallo del transformador o un daño esporádico. Por eso se recomienda el uso de los fusibles duales con el fin de obtener la mejor protección, evitar salidas innecesarias y poder sobrecargar el transformador a su máxima capacidad.
Criterio de elección:
Existen gran diversidad de tamaños, calibre, formas y tipos de fusibles dependiendo de su aplicación y de su fabricante, por tanto, hasta que no sepamos la aplicación exacta que le queramos dar, no lo podremos elegir.
I. max. conductor 0,91 I. fus I. Cal
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Los AM (anteriormente descritos) son de acompañamiento motor, y aguantan varios segundos, de 3 a 5 veces su intensidad nominal.
Ej: motor que consume: 4,7A = fusible de 6A AM.
Los Gg, Gl…: Son para instalaciones interiores.
If Icc If = Intensidad de fusión. Icc = Intensidad de cortocircuito en el punto del aparato de protección.
Interruptor magnetotérmico:
Son dispositivos de protección frente a sobrecargas y cortocircuitos
Un interruptor magnetotérmico, es un dispositivo que permite cortar la corriente tanto cuando se produce una sobrecarga (actuación del térmico o láminas que con la corriente se calientan y separan) ó cuando se produce un cortocircuito (actuación del relé magnético, que tira de los contactos cuando la corriente supera un determinado valor, abriendo el circuito).
Su configuración modular, fijación a perfil DIN, forma de comportamiento frente a sobrecargas y cortocircuitos etc. están normalizadas.
Como interruptor de maniobra manual, realiza también las funciones ordinarias siguientes:
Establecer la corriente. Conducir la corriente. Abrir el circuito de forma manual o automática (sobrecargas y cortocircuitos) Hay interruptores magnetotérmicos que admiten un relé auxiliar que actúan sobre el mecanismo de apertura para realizar otras funciones ( dispositivos de mínima tensión, de emisión de corriente, de corriente diferencial etc). Asegurar el seccionamiento, es decir, garantizar en la apertura que se mantiene un nivel de aislamiento suficiente entre los contactos en tensión y los sin tensión.
Nota: Es aconsejable que en circuitos monofásicos instalemos interruptores magnetotérmicos bipolares (corten fase y neutro simultáneamente), y en los trifásicos tetrapolares. Da más seguridad de protección a receptores, circuitos y usuarios o en caso de reparaciones.
Poder de corte de un magnetotérmico.
El poder de corte de un magnetotérmico deberá ser mayor que la intensidad permanente de cortocircuito del punto “i” de la instalación donde
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vaya colocado (Ipcci), que se corresponde al cortocircuito triplolar simétrico ó fase tierra según sea trifásica ó monofásica la instalación a proteger.
Como ya sabemos calcular dicha corriente de cortocircuito, también sabemos elegir el poder de corte de los magnetotérmicos, que deberá ser superior o igual al valor obtenido.
Tan solo nos queda saber que al igual que sucede con la sección de los conductores, los poderes de corte de los magnetotérmicos están normalizados por la UNE-20.460:
Poder de corte en “KA” normalizados (UNE-20.460)
3 4,5 6 10 22 25 35 50 70 100
Poder de corte del magnetotérmico Ipcci
Curva de respuesta.
La llamada curva de respuesta de un magnetotérmico, en realidad no es una sola, sino dos muy juntas. De las dos que podemos ver en cualquier catálogo de fabricantes, nos quedamos y referiremos siempre a la de la derecha tal y como las vemos representadas en coordenadas cartesianas o rectangulares.
El sentido de las dos curvas, es que en la zona térmica, para cada corriente que circule por el magnetotérmico, habrá un tiempo mínimo en que pueda abrir el térmico (que no es seguro) y tiempo máximo en que si abre. Para ver esto, nos fijamos que en el eje “x” y escogemos el nº 2, que significa que pasa por el magnetotérmico el doble de
la corriente nominal, es decir, 2 x In. (si el magnetotérmico fuese de 10 A, estarían pasando 20 A). Para dicha corriente el térmico abriría en un tiempo mínimo de 70s y máximo de 550 s (según que nos fijemos en la curva de la izquierda o de la derecha).
A la hora de elegir los magnetotérmicos como protección frente a sobrecargas y cortocircuitos, es obvio que no lo puedo hacer por los tiempos mínimos (ya que no siempre actúa) y si deberé calcularlo con los máximos (curva derecha), por ser segura la actuación en ellos.
I/In
t
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La zona de respuesta térmica del magnetotérmico es la curva que aparece doble como hemos explicado y está comprendida entre In e Im2, mientras que la zona de respuesta del relé magnético, es la recta ligeramente inclinada (parte inferior de la curva) comprendida entre las intensidades Im1 e IPR (poder de corte o ruptura del magnetotérmico).
IPR no aparece en la gráfica, pero estaría su valor en la intersección de la recta inclinada (zona magnética) con el eje “x”. La zona vertical de bajada, es la transición entre la respuesta térmica y la magnética del dispositivo, definida por las intensidades Im1 e Im2.
Si hemos entendido las tres zonas, las definiciones de las distintas intensidades que damos a continuación, nos parecerán lógicas:
Intensidad nominal In: Intensidad nominal característica del aparato, y que es mayor o igual que la de cálculo o utilización de la línea que sirve. La recta vertical de IN es asíntota vertical de las curvas de respuesta (se cortan en el infinito). Por lo tanto, el magnetotérmico permanecerá indefinidamente en servicio cuando es recorrida por ella.
Intensidad de no funcionamiento Inf: Es aquella que no provoca la apertura térmica del interruptor en el tiempo convencional de una hora. En los circuitos protegidos por magnetotérmicos, dicha intensidad supone una sobrecarga ligera de un 5% ó un 13% de la In ,según la norma de homologación del automático.
Intensidad de funcionamiento If: Es aquella que provoca la actuación segura del disparo térmico en el tiempo convencional (en magnetotérmicos no regulables hasta 63 A, dicho tiempo convencional es de una hora). Representa una sobrecarga importante que según lar normas de homologación puede estar entre el 25%, 30%, e incluso el 45% de la In.
Nota: Si nos fijamos en la gráfica de la curva de respuesta, para una hora cortamos a la curva izquierda en un valor de corriente que sería el Inf, y a la curva derecha en el If, trazando recta paralela al eje “x” por dicho tiempo.
-Intensidad mínima no segura de disparo magnético Im1: Es aquel valor mínimo de corriente que puede hacer saltar el relé magnético. Está en la recta vertical de bajada de la curva izquierda.
-Intensidad mínima segura de disparo del relé magnético Im2 ( conocida también por IMAG): Es aquella intensidad mínima que provoca el disparo seguro del relé magnético (vertical de bajada de la curva derecha).
-Intensidad de poder de ruptura IPR: Es la mayor que puede cortar el relé magnético sin deteriorarse. Al ser elevada se suele expresar en KA.
Cuando calculamos un magnetotérmico, además de indicar su intensidad nominal “IN” (que soporta en régimen permanente), debemos decir el poder de corte (KA de corriente que puede abrir sin problemas en caso de cortos) y la curva de respuesta. Elegir una curva de respuesta adecuada, nos asegura que el aparato es idóneo para el punto donde vaya colocado, identificando pequeñas corrientes de cortocircuitos como tales, o no provocando, aperturas intempestivas frente a picos de corrientes normales como sucede cuando se arrancan motores.
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Veamos una tabla con las curvas normalizadas por la norma EN-UNE-20.460.
Curvas de respuestas de magnetotérmicos normalizadas
Tipos de curva Im1 Im2 = IMAG IPR
Curva B 3In 5InDe valores normalizados
Curva C 5In 10In Idem.
Curva D-MA 10In 20In Idem.
La curva de respuesta debe elegirse de forma que la intensidad de régimen normal de funcionamiento esté en la zona térmica (a la izquierda de IMAG),mientras que la Ipccf debe estar a la derecha de IMAG. Esto debe ser así para que el relé magnético sólo actúe cuando se produzcan cortocircuitos. Para elegir la intensidad nominal de los magnetotérmicos, se tiene en cuenta la intensidad de cálculo, que debe ser menor o igual que la del interruptor elegido. No hay magnetotérmicos de cualquier valor de corriente, sino de los normalizados expuestos en la siguiente tabla:
Valores de In (A) normalizados para interruptores magnetotérmicos
1 2 3 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80
100 125 160 250 400 630 800 1.250 1.600 2.000 2.500 3.200 -
Los valores sombreados, son los más típicos entre los magnetotérmicos no regulables.
Selectividad con magnetotérmicos.
La selectividad consiste en que cuando se produce una problema de sobrecarga o cortocircuito, salte el interruptor automático más próximo aguas arriba de dicho problema, para que sólo afecte al circuito que sufre la contingencia, y no a otros que funcionan correctamente.
La selectividad se puede establecer dentro de un cuadro (entre el interruptor de cabecera, y los que se derivan de él) o entre cuadros.
Si en nuestra instalación nos encontramos una serie de automáticos camino de un receptor (o grupo de receptores que se alimentan con un mismo circuito ramificado o en anillo), podremos conseguir una selectividad de actuación correcta, si se cumple lo siguiente:
Las curvas de respuesta de los interruptores automáticos no se cruzan.
Las curvas de respuesta que vemos aguas abajo de la corriente están en igual orden que la de los automáticos que se van sucediendo.
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Si esto es así, la desconexión va en orden creciente del final al principio de la instalación.
Existen varias formas de conseguir selectividad:
Selectividad amperimétrica: Se puede conseguir incluso empleando curvas de respuesta iguales, pero con interruptores de distintas IMAG, lo cual es posible cuando las intensidades de cortocircuitos Ipccf de los magnetotérmicos son diferentes.
Selectividad cronométrica: Es posible si utilizamos interruptores equipados con relés magnéticos de tiempo regulable, y consistiría en reglar los tiempos de disparo de dichos relés de forma que aguas arriba al defecto tarden tanto más tiempo en saltar cuanto más alejados estén del lugar del defecto. La diferencia del retardo entre dos seguidos, podría ser de 150 ms.
Selectividad lógica: Posible igualmente si se trata de interruptores automáticos equipados con relés magnéticos, cuyos tiempos de actuación son controlados por un autómata programable encargado de realizar la secuencia según un programa de control.
Recomendaciones de uso de las curvas de respuesta
Curva A: Para la protección de equipos electrónicos.
Curva B: Para instalaciones fundamentalmente de viviendas y cargas resistivas.
Curva C: Para cargas inductivas y motores (salvo que sean de arranque directo y mucha potencia).
Curva D: Para proteger transformadores, baterías de condensadores y receptores con elevadas puntas de corrientes como sucede con las grandes electroválvulas.
Curva MA: Para proteger grandes motores de arranque directo y mucha potencia.
Curva ICP-M: Tienen la Im1 = 5 IN, y la Im2 = 8 IN. Se emplea sobre todo, como interruptor de control de potencia.
- Intensidad de funcionamiento If: Es aquella que provoca la actuación segura del disparo térmico en el tiempo convencional (en magnetotérmicos no regulables hasta 63 A, dicho tiempo convencional es de una hora). Representa una sobrecarga importante que según lar normas de homologación puede estar entre el 25%, 30%, e incluso el 45% de la In.
Nota: Si nos fijamos en la gráfica de la curva de respuesta, para una hora cortamos a la curva izquierda en un valor de corriente que sería el Inf, y a la curva derecha en el If, trazando recta paralela al eje “x” por dicho tiempo.
- Intensidad mínima no segura de disparo magnético Im1: Es aquel valor mínimo de corriente que puede hacer saltar el relé magnético. Está en la recta vertical de bajada de la curva izquierda.
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- Intensidad mínima segura de disparo del relé magnético Im2 ( conocida también por IMAG): Es aquella intensidad mínima que provoca el disparo seguro del relé magnético (vertical de bajada de la curva derecha).
- Intensidad de poder de ruptura IPR: Es la mayor que puede cortar el relé magnético sin deteriorarse. Al ser elevada se suele expresar en KA.
Interruptor diferencial:
Este elemento de protección es el único encargado de proteger a las personal contra los choques eléctricos, protege contra contactos directos e indirectos.
Es un interruptor electromecánico que, gracias a sus dispositivos internos, tiene la capacidad de detectar la diferencia entre la corriente absorbida por un aparato consumidor y la de retorno. Cuando esta diferencia supera un valor (en general 30 o 300 mA), el dispositivo interrumpe el circuito, cortando el suministro de corriente a toda la instalación.
Con el interruptor diferencial podemos interrumpir el suministro de energía eléctrica cuando esta se deriva a una persona en una cantidad superior a 30 mA, evitando que esta corriente aumente y ponga en peligro la vida. Por esta razón es muy recomendable el tenerlo en toda instalación eléctrica, siendo obligatoria en toda instalación nueva.
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Los interruptores diferenciales están provistos de un pulsador, que cuando se aprieta provoca un desequilibrio de corriente de 30 mA, que sirve para un control intermitente de su eficacia. Se recomienda pulsarlos una vez al mes. El interruptor diferencial garantiza la protección contra riesgos de electrocución
Criterio de elección:
Número de polos: 2 P - 4 P Tensión nominal (Vn): 230/400 Vca Tensión nominal de aislamiento (Vi): 500Vca Frecuencia nominal (F): 50/60 Hz Corriente nominal (In) a 30°C: 16A, 25A, 40A, 63A, 80A (versión bipolar) 16A, 25A, 40A, 63A, 100A Corriente diferencial nominal (IDn): 0.01A ÷ 0.5A Tipos : A - AC - S (del tipo A) Potencia de interrupción diferencial (IDm): 1.5KA (tipo A-AC) 0.5KA (tipo S 630 A para In=63 A) - Grado de protección en sus bornes: IP20
Especificaciones de Interruptores diferenciales Monofásicos y Trifásicos
Existen diferenciales de 300 y 500mA para uso industrial. Existen diferenciales de 30mA que actúan instantáneos, dentro de los 20 mseg (1 onda en F = 50 c/s). Existen diferenciales de 30mA para corriente pulsante y contra descargas de tipo atmosférico. Existen diferenciales de 10mA p/hidromasajes.
- Marcado
In Corriente Nominal (A) I Corriente Diferencial de funcionamiento: 0,030 (A) In Corriente Diferencial de no funcionamiento: 0,015 (A)
No saltaIe=Is
Ie>Is
Ie>= + sensivilidad salta
L0L1
ID 16A II 30mA
-Interruptor diferencial mediante bobina.(Toroidal)
Para cuando necesitemos interruptores diferenciales de más de 100 A tenemos que construirlo nosotros utilizando un núcleo toroidal que irá conectado a un relé diferencial y este a un interruptor automático de intensidad nominal y poder
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de corte que necesitemos que pasará de 1 a 0 automáticamente cuando haya alguna derivación y 0 a 1 manualmente para el rearme.
Nucleotoroidal
Relé térmico diferencial guarda motor:
Este elemento es el encargado de proteger (solo a motores) contra sobreintensidades.
Los relés térmicos de biláminas:
Los relés térmicos de biláminas son los aparatos más utilizados para proteger los motores contra las sobrecargas débiles y prolongadas. Se pueden utilizar en corriente alterna o continua. Sus características más habituales son: – tripolares, – compensados, es decir, insensibles a los cambios de la temperatura ambiente,– sensibles a una pérdida de fase (1), por lo que evitan el funcionamiento monofásico del motor, – rearme automático o manual, – graduación en “amperios motor”: visualización directa en el relé de la corriente indicada en la placa de características del motor.
Principio de funcionamiento de los relés térmicos tripolares Los relés térmicos tripolares poseen tres biláminas compuestas cada una por dos metales con coeficientes de dilatación muy diferentes unidos mediante laminación y rodeadas de un bobinado de calentamiento. Cada bobinado de calentamiento está conectado en serie a una fase del motor. La corriente absorbida por el motor calienta los bobinados, haciendo que las biláminas se deformen en mayor o menor grado según la intensidad de dicha corriente. La deformación de las biláminas provoca a su vez el movimiento giratorio de una leva o de un árbol unido al dispositivo de disparo.
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Si la corriente absorbida por el receptor supera el valor de reglaje del relé, las biláminas se deformarán lo bastante como para que la pieza a la que están unidas las partes móviles de los contactos se libere del tope de sujeción. Este movimiento causa la apertura brusca del contacto del relé intercalado en el circuito de la bobina del contactor y el cierre del contacto de señalización. El rearme no será posible hasta que se enfríen las biláminas.
-Compensación de la temperatura ambiente
La curvatura que adoptan las biláminas no sólo se debe al calentamiento que provoca la corriente que circula en las fases, sino también a los cambios de la temperatura ambiente. Este factor ambiental se corrige con una bilámina de compensación sensible únicamente a los cambios de la temperatura ambiente y que está montada en oposición a las biláminas principales. Cuando no hay corriente, la curvatura de las biláminas se debe a la temperatura ambiente. Esta curvatura se corrige con la de la bilámina de compensación, de forma tal que los cambios de la temperatura ambiente no afecten a la posición del tope de sujeción. Por lo tanto, la curvatura causada por la corriente es la única que puede mover el tope provocando el disparo. Los relés térmicos compensados son insensibles a los cambios de la temperatura ambiente, normalmente comprendidos entre –40 ºC y + 60 ºC.
- Reglaje
Los relés se regulan con un pulsador que modifica el recorrido angular que efectúa el extremo de la bilámina de compensación para liberarse del dispositivo de sujeción que mantiene el relé en posición armada. La rueda graduada en amperios permite regular el relé con mucha precisión. La corriente límite de disparo está comprendida entre 1,05 y 1,20 veces el valor indicado.
-Clases de disparo:
Los relés térmicos se utilizan para proteger los motores de las sobrecargas, pero durante la fase de arranque deben permitir que pase la sobrecarga temporal que provoca el pico de corriente, y activarse únicamente si dicho pico, es decir la duración del arranque, resulta excesivamente larga. La duración del arranque normal del motor es distinta para cada aplicación; puede ser de tan sólo unos segundos (arranque en vacío, bajo par resistente de la máquina arrastrada, etc.) o de varias decenas de segundos (máquina arrastrada con mucha inercia), por lo que es necesario contar con relés adaptados a la duración de arranque. La norma IEC 947-4-1-1 responde a esta necesidad definiendo tres tipos de disparo para los relés de protección térmica: • Relés de clase 10 Válidos para todas las aplicaciones corrientes con una duración de arranque inferior a 10 segundos. • Relés de clase 20 Admiten arranques de hasta 20 segundos de duración. • Relés de clase 30
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Para arranques con un máximo de 30 segundos de duración.
Observación importante: en las aplicaciones con un arranque prolongado, conviene comprobar que todos los elementos del arrancador (contactores, aparatos de protección contra los cortocircuitos, cables, etc.) están dimensionados para soportar la corriente de arranque sin calentarse demasiado.
Ic = 110 % IN
Cuando salta el relé térmico hay que rearmarlo para que sus contactos vuelvan a su posición original.
E sq u em a d e fu e rzaE sq u em a d e m an d oC o n m u tab le L ám in as b im eta licas
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Relé térmico para motor monofásico:
La I del conductor tiene que estar dentro de la regulaciónIc=110% de la In que circule por el aparato
12.-Contactor:
Podemos definir un contactor como un aparato mecánico de conexión y desconexión eléctrica, accionado por cualquier forma de energía, menos manual, capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito, incluso las de sobrecarga.
Las energías utilizadas para accionar un contactor pueden ser muy diversas: mecánicas, magnéticas, neumáticas, fluídricas, etc.. Los contactores corrientemente utilizados en la industria son accionados mediante la energía magnética proporcionada por una bobina, y a ellos nos referimos seguidamente.
Un contactor accionado por energía magnética, consta de un núcleo magnético y de una bobina capaz de generar un campo magnético suficientemente grande como para vencer la fuerza de los muelles antagonistas que mantienen separada del núcleo una pieza, también magnética, solidaria al dispositivo encargado de accionar los contactos eléctricos.
Así pues, característica importante de un contactor será la tensión a aplicar a la bobina de accionamiento, así como su intensidad ó potencia. Según sea el fabricante, dispondremos de una extensa gama de tensiones de accionamiento, tanto en continua como en alterna siendo las más comúnmente
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utilizadas, 24, 48, 220, y 380. La intensidad y potencia de la bobina, naturalmente dependen del tamaño del contador.
El tamaño de un contactor, depende de la intensidad que es capaz de establecer, soportar e interrumpir, así como del número de contactos de que dispone (normalmente cuatro). El tamaño del contactor también depende de la tensión máxima de trabajo que puede soportar, pero esta suele ser de 660 V. para los contactores de normal utilización en la industria.
Referente a la intensidad nominal de un contactor, sobre catálogo y según el fabricante, podremos observar contactores dentro de una extensa gama, generalmente comprendida entre 5 A y varios cientos de amperios. Esto equivale a decir que los contactores son capaces de controlar potencias dentro de un amplio margen. Cuando el fabricante establece la corriente característica de un contactor, lo hace para cargas puramente óhmicas y con ella garantiza un determinado número de maniobras, pero si el cosl de la carga que se alimenta a través del contactor es menor que uno, el contactor ve reducida su vida como consecuencia de los efectos destructivos del arco eléctrico, que naturalmente aumentan a medida que disminuye el cosl.
Por lo general, los contactores que utilicemos referirán sus características a las recomendaciones C. E. I (Comité Electrotécnico Internacional), que establecen los siguientes tipos de cargas:
AC-1 Para cargas resistivas o débilmente inductivas cos l = 0,95.
AC-2 Para cargar inductivas (cos l = 0.65) .Arranque e inversión de marcha de motores de anillos rozantes. AC-3 Para cargas fuertemente inductivas (cos l = 0.35 a 0.65). Arranque y desconexión de motores de jaula. AC-4 Para motores de jaula: Arranque, marcha a impulsos y frenado por inversión.
Prácticamente, la casi totalidad de las aplicaciones industriales, tales como máquinas-herramientas, equipos para minas, trenes de laminación, puentes-grúas, etc., precisan de la colaboración de gran número de motores para realizar una determinada operación, siendo conveniente que puedan ser controlados por un único operador situado en un "centro de control", desde donde sea posible observar y supervisar todas las partes de la instalación. Esta clase de trabajo no se puede realizar con interruptores o cualquier otro elemento de gobierno que precise de un mando manual directo, debido a que el operador no tendría tiempo material de accionar los circuitos que correspondiesen de acuerdo con las secuencias de trabajo. Estos y otros problemas similares pueden quedar solventados con el uso de contactores montados según un circuito de marcha-paro que denominaremos "función memoria" y que es base de los automatismos eléctricos.
124
Descripción del contactor.
ARMADURA
ENTREHIERRO
CULATA
CONTACTOS
BOBINA
ESPIRA DE SOMBRA
CARCASA.
La carcasa es el elemento en el cual se fijan todos los componentes conductores del contactor, para lo cual es fabricada en un material no conductor con propiedades como la resistencia al calor, y un alto grado de rigidez. Uno de los más utilizados materiales es la fibra de vidrio pero tiene un inconveniente y es que este material es quebradizo y por lo tanto su manipulación es muy delicada. En caso de quebrarse alguno de los componentes no es recomendable el uso de pegantes.
ELECTROIMAN.
También es denominado circuito electromagnético, y es el elemento motor del contactor. Está compuesto por una serie de elementos cuya finalidad es transformar la energía eléctrica en un campo magnético muy intenso mediante el cual se produce un movimiento mecánico aprovechando las propiedades electromagnéticas de ciertos materiales.
BOBINA.
Consiste en un arrollamiento de alambre de cobre con unas características muy especiales con un gran número de espiras y de sección muy delgada para producir un campo magnético. El flujo magnético produce un par magnético que vence los pares resistentes de los muelles de manera que la armadura se puede juntar con el núcleo estrechamente.
BOBINA ENERGIZADA CON C.A.
Para el caso cuando una bobina se energiza con corriente alterna, se produce una corriente de magnitud muy alta puesto que solo se cuenta con la resistencia del conductor, ya que la reactancia inductiva de la bobina es muy baja debido al gran entrehierro que existe entre la armadura y el núcleo, esta corriente tiene factor de potencia por consiguiente alto, del orden de 0.8 a 0.9 y es llamada corriente de llamada.
Esta corriente elevada produce un campo magnético muy grande capaz de vencer el par ejercido por los muelles o resorte que los mantiene separados y de esta manera se cierra el circuito magnético uniéndose la armadura con el núcleo trayendo como consecuencia el aumento de la reactancia inductiva y así
125
la disminución de hasta aproximadamente diez veces la corriente produciéndose entonces una corriente llamada corriente de mantenimiento con un factor de potencia más bajo pero capaz de mantener el circuito magnético cerrado.
Para que todo este procedimiento tenga éxito las bobinas deben ser dimensionadas para trabajar con las corrientes bajas de mantenimiento pues si no se acciona el mecanismo de cierre del circuito magnético la corriente de llamada circulará un tiempo más grande del previsto pudiendo así deteriorar la bobina.
BOBINA ENERGIZADA CON C.C
En este caso no se presenta el fenómeno anterior puesto que las corrientes de llamada y de mantenimiento son iguales. La única resistencia presente es la resistencia de la bobina misma por lo cual las características y la construcción de estas bobinas son muy especiales.
La bobina puede ser energizada por la fuente de alimentación o por una fuente independiente.
EL NUCLEO.
Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético con el fin de atraer la armadura eficientemente. Está construido de láminas de acero al silicio superpuestas y unidas firmemente unas con otras con el fin de evitar las corrientes parásitas.
El pequeño entrehierro entre la armadura y el núcleo se crea con el fin de eliminar los magnetismos remanentes.
Cuando circula una corriente alterna por la bobina es de suponerse que cuando la corriente pasa por el valor cero, el núcleo se separa de la armadura puesto que el flujo también es cero pero como esto sucede 120 veces en un segundo (si la frecuencia es de 60Hz) por lo cual en realidad no hay una verdadera separación pero esto sin embargo genera vibraciones y un zumbido además del aumento de la corriente de mantenimiento; por esto las bobinas que operan con corriente alterna poseen unos dispositivos llamados espiras de sombra las cuales producen un flujo magnético desfasado con el principal de manera que se obtiene un flujo continuo similar al producido por una corriente continua.
ARMADURA.
Es un elemento móvil muy parecido al núcleo pero no posee espiras de sombra, su función es la de cerrar el circuito magnético ya que en estado de reposo se encuentra separada del núcleo. Este espacio de separación se denomina entrehierro o cota de llamada.
126
Tanto el cierre como la apertura del circuito magnético suceden en un espacio de tiempo muy corto (10 milisegundos aproximadamente), todo debido a las características del muelle, por esto se pueden presentar dos situaciones.
Cuando el par resistente es mayor que el par electromagnético, no se logra atraer la armadura. Si el par resistente es débil no se lograra la separación rápida de la armadura.
Cada una de las acciones de energizar o desenergizar la bobina y por consiguiente la atracción o separación de la armadura, es utilizada para accionar los contactos que obran como interruptores, permitiendo o interrumpiendo el paso de la corriente. Estos contactos están unidos mecánicamente (son solidarios) pero son separados eléctricamente.
CONTACTOS.
El objeto de estos elementos es permitir o interrumpir el paso de la corriente, son elementos conductores, los cuales se accionan tan pronto se energiza o se desenergiza la bobina por lo que se les denomina contactos instantáneos. Esta función la cumplen tanto en el circuito de potencia como en el circuito de mando.
Los contactos están compuestos por tres partes dos de las cuales son fijas y se encuentran ubicadas en la carcaza y una parte móvil que une estas dos y posee un resorte para garantizar el contacto
Las partes que entran en contacto deben tener unas características especiales puesto que al ser accionados bajo carga, se presenta un arco eléctrico el cual es proporcional a la corriente que demanda la carga, estos arcos producen sustancias que deterioran los contactos pues traen como consecuencia la corrosión, también las características mecánicas de estos elementos son muy importantes.
CONTACTOS PRINCIPALES.
Son los encargados de permitir o interrumpir el paso de la corriente en el circuito principal, es decir que actúa sobre la corriente que fluye de la fuente hacia la carga.
Es recomendable estar verificando la separación de estos que permiten que las partes fijas y móviles se junten antes de que el circuito magnético se cierre completamente, esta distancia se le denomina cota de presión. Esta no debe superar el 50%.
En caso de cambio de los contactos se tienen las siguientes recomendaciones
Cambiar todos los contactos y no solamente el dañado. Alinear los contactos respetando la cota inicial de presión. Verificar la presión de cada contacto con el contactor en funcionamiento. Verificar que todos los tornillos y tuercas se encuentren bien apretados.
127
CONTACTOS SECUNDARIOS.
Estos contactos secundarios se encuentran dimensionados para corrientes muy pequeñas porque estos actúan sobre la corriente que alimenta la bobina del contactor o sobre elementos de señalización.
Dado que en ocasiones deben trabajar con los PLC estos contactos deben tener una confiabilidad muy alta.
Gran parte de la versatilidad de los contactores depende del correcto uso y funcionamiento de los contactos auxiliares. Normalmente los contactos auxiliares son:
Contacto normalmente abierto: (NA o NO), llamado también contacto instantáneo de cierre: contacto cuya función es cerrar un circuito, tan pronto se energice la bobina del contactor. En estado de reposo se encuentra abierto. Contacto normalmente cerrado: (NC), llamado también contacto instantáneo de apertura, contacto cuya función es abrir un circuito, tan pronto se energice la bobina del contactor. En estado de reposo se encuentra cerrado.
Designación: KM: contactor para motor; K: Contactor otras cargas.
Funcionamiento del contactor.
Cuando la bobina se energiza genera un campo magnético intenso, de manera que el núcleo atrae a la armadura, con un movimiento muy rápido. Con este movimiento todos los contactos del contactor, principales y auxiliares, cambian inmediatamente y de forma solidaria de estado.
Existen dos consideraciones que debemos tener en cuenta en cuanto a las características de los contactores:
Poder de cierre: Valor de la corriente independientemente de la tensión, que un contactor puede establecer en forma satisfactoria y sin peligro que sus contactos se suelden. Poder de corte: Valor de la corriente que el contactor puede cortar, sin riesgo de daño de los contactos y de los aislantes de la cámara apagachispas. La corriente es más débil en cuanto más grande es la tensión.
128
Para que los contactos vuelvan a su posición anterior es necesario desenergizar la bobina. Durante esta desenergización o desconexión de la bobina (carga inductiva) se producen sobre-tensiones de alta frecuencia, que pueden producir interferencias en los aparatos electrónicos.
Desde del punto de vista del funcionamiento del contactor las bobinas tienen la mayor importancia y en cuanto a las aplicaciones los contactos tienen la mayor importancia.
Clasificacion de los contactores.
Los contactores se pueden clasificar de acuerdo con:
Por su construcción
• . Contactores electromecánicos: Son aquellos ya descritos que funcionan de acuerdo a principios eléctricos, mecánicos y magnéticos. Contactores estáticos o de estado sólido: Estos contactores se construyen a base de tiristores. Estos presentan algunos inconvenientes como:
Su dimensionamiento debe ser muy superior a lo necesario. La potencia disipada es muy grande (30 veces superior). Son muy sensibles a los parásitos internos y tiene una corriente de fuga importante.Su costo es muy superior al de un contactor electromecánico equivalente.
Por el tipo de corriente eléctrica que alimenta la bobina.
Contactores para AC. Contactores para DC.
Por los contactos que tiene.
Contactores principales. Contactores auxiliares.
Por la carga que pueden maniobrar (categoría de empleo). Tiene que ver con la corriente que debe maniobrar el contactor bajo carga.
Categoría de empleo.
Para establecer la categoría de empleo se tiene en cuenta el tipo de carga controlada y las condiciones en las cuales se efectúan los cortes.
Las categorías más usadas en AC son: AC 1: Cargas no inductivas (resistencias, distribución) o débilmente inductivas, cuyo factor de potencia sea por lo menos 0.95. AC2: Se refiere al arranque, al frenado en contracorriente y a la marcha por impulso permanente de los motores de anillos.
129
Al cierre el contactor establece el paso de corrientes de arranque equivalentes a más o menos 2.5 la corriente nominal del motor. A la apertura el contactor debe cortar la intensidad de arranque, con una tensión inferior o igual a la tensión de la red.
AC3: Para el control de motores jaula de ardilla (motores de rotor en cortocircuito) que se apagan a plena marcha.
Al cierre se produce el paso de corrientes de arranque, con intensidades equivalentes a 5 o más veces la corriente nominal del motor. A la apertura corta el paso de corrientes equivalentes a la corriente nominal absorbida por el motor. Es un corte relativamente fácil.
AC4: Se refiere al arranque, al frenado en contracorriente y a la marcha por impulso permanente de los motores de jaula.
Al cierre se produce el paso de la corriente de arranque, con intensidades equivalentes a 5 o más veces la corriente nominal del motor. Su apertura provoca el corte de la corriente nominal a una tensión, tanto mayor como tanto mayor es la velocidad del motor. Esta tensión puede ser igual a la tensión de la red. El corte es severo.
En corriente continua se encuentran cinco categorías de empleo: DC 1, DC2, DC3, DC4 y DC5.
Un mismo contactor dependiendo de la categoría de empleo, puede usarse con diferentes corrientes.Criterios para la elección de un contactor. Para elegir el contactor que más se ajusta a nuestras necesidades, se debe tener en cuenta los siguientes criterios:
Tipo de corriente, tensión de alimentación de la bobina y la frecuencia. Potencia nominal de la carga. Condiciones de servicio: ligera, normal, dura, extrema. Existen maniobras que modifican la corriente de arranque y de corte. Si es para el circuito de potencia o de mando y el número de contactos auxiliares que necesita. Para trabajos silenciosos o con frecuencias de maniobra muy altas es recomendable el uso de contactores estáticos o de estado sólido. Por la categoría de empleo.
La manipulación de una bobina puede estar a una tensión distinta a la del receptor.Todo lo que alimenta a la bobina de los contactores se llama circuito de mando. Todo lo que alimenta al receptor se llama circuito de fuerza.
130
Circuito de fuerzaCircuito de mando
K1
K1
H1
L1
L0L0
L1
S1
Relé auxiliar (KA): Funciona igual que un contactor, pero todos sus contactos son auxiliares, solo se utiliza en la maniobra. Hay que tener en cuenta las siguientes características:
In: Es la intensidad nominal que circula por los contactos principales del contactor.Nº de contactos principales: Se representa con la letra K1, y cuando alimenta a un motor se representa con KM1. Nº de polos: Bipolar, tripular, tetrapolar. Nº de contactos auxiliares: Un contactor bipolar y tetrapolar no trae contactos auxiliares normalmente.
El contactor tripolar tiene un contacto auxiliar (telemecánica trae dos). Si hacen falta mas contactos auxiliares utilizaremos una camara o un bloque de contactos, y si son necesarios más contactos auxiliares se colocaran reles auxiliares en paralelo al contactor.
KA1K1
L0
L1
S1
Identificación de los contactos auxiliares en un contactor o relé auxiliar.
Criterio de elección de un contactor:
- In de los contactos principales. - Nº de contactos principales. - Nº de contactos auxiliares.
- Tensión de la bobina. - Categoría. - Nº de maniobras.
131
13.-Accesorios de maniobra:
Entradas: Sensores, captadores, etc. Pueden ser activos o pasivos.
Las entradas pasivas son aquellas que no necesitan alimentación para funcionar, es decir, solo tienen las bornas de los contactos.
Sea por lógica cableada o programada, lo ideal es tener un solo contacto. En la lógica cableada, si es necesario más de un contacto, utilizaremos un KA.
En lógica programada, ya veremos que lo que hay que hacer es repetir la entrada tantas veces como nº de contactos tengamos.
La referencia de las entradas es normalmente la “S”.
Automatico de escalera4 bornes Interruptor horario
AC3 bornes Detector volumétrico
Celula fotoeléctricaActivas
2 bornasNPN
DC 3 bornasTipos de entradas PNP
4 bornas Célula fotoeléctrica
PulsadoresSelectoresPreostatos
Pasivas TermostatosFinales de carreraInterruptoresP.C.DP.C.C
Entradas pasivas:
132
Todas estas entradas, como se puede ver solo tienen el contacto pero no alimentación.Dependiendo del tipo de entrada puede tener uno o varios contactos abiertos o cerrados o conmutados.
-Pulsador:Es una entrada que se acciona manualmente y cambia la posición de sus contactos (solamente) mientras este accionado o pulsado.
-Final de carrera: Idem. que pulsador pero accionado mecánicamente.
-Interruptor:Es igual que el pulsador con la diferencia de que al ser accionado cambia su contacto de posición aunque dejemos de ejercer presión. Para volver a cambiarlo de posición es necesario volverlo a pulsar.
-Selector: es una entrada que tiene que electricmente tiene un punto de entrada de la corriente y 2, 3 o más puntos de salida los cuales podremos seccionar mediante su palanca giratoria.
-Termostato:Aparatos que abren o cierran circuitos eléctricos, en función de la temperatura que captan. Los termostatos no deben confundirse con los relés térmicos.
De láminas metálicas: Se fundamenta en la acción que ejerce la temperatura en una lámina, compuesta por dos metales con diferentes coeficientes de dilatación (bimetal), que se flexiona (dobla) al elevarse o disminuir la temperatura, hasta llegar a accionar los contactos que tiene.
De tubo capilar: Aprovecha las alteraciones en la presión de un fluido alojado en un tubo muy delgado, al variar la temperatura. Esta variación de presión produce a su vez una modificación en la forma del tubo, hasta accionar los contactos eléctricos que posee.
- Presostato: Son aparatos que abren o cierran un circuito eléctrico al detentar cambios de presión en sistemas neumáticos o hidráulicos.
De membrana: la variación de presión, en un sistema neumático o hidráulico, produce la deformación de una membrana. Esta deformación se transmite a un pistón, el cual a su vez, desplaza los contactos eléctricos que tiene el presostato.
Sistema tubular: Funciona gracias a un tubo ondulado (a manera de fuelle metálico), el cual maniobra los contactos eléctricos del presóstato de acuerdo con las variaciones de presión.
Los presostatos se instalan en las tuberías de conducción de gases o líquidos, o bien en los tanques de almacenamiento de dichos elementos.
133
*Nota: Tanto los presostatos como los termostatos inteligentes necesitan alimentación y se pueden programar para que cuando la sonda alcance una temperatura determinada, su central abra o cierre contactos.
Entradas activas:
Son aquellas que necesitan alimentación, pueden ser de AC o DC. Las de AC pueden ser de 3 o 4 bornes. Todas las entradas activas las representaremos por “KA”.
- Entradas de 4 bornes:
La alimentación es totalmente independiente del contacto, un ejemplo de estas entradas son los interruptores horarios, los automáticos de escalera, etc.
Conexión de una entrada de AC, 4 bornes a un circuito: a) Carga pequeña de AC. b) Carga de mayor intensidad que la del contacto de la entrada. c) Carga de CC.
Carga de gran intensidad
K1
L0L1
PIA
ID
H1
+
-
K1
C
L0
KA1
L1
KA1
A1
A2
K1
A2
A1
BA
A1
A2
K1
A2
A1
KA1
L1
KA1
L0L0
KA1
L1
KA1
A1
A2
H1
Nota: en CC sería igual, pero con alimentación de positivo y negativo.
- Equipo hidronivel:
El equipo hidronivel es una entrada de 4 bornas AC que utilizamos para sacar agua de un pozo automáticamente y para proteger de que la bomba no
134
funcione en vacío que tiene 3 bornes para la alimentación (Común, 230 y 400V) y otros tres para los contactos (conmutado). También tiene otros tres bornes para la conexión de las tres sondas (común, mínimo y máximo). Existen 2 modelos: De pozo o deposito y mixto, de pozo y deposito.
Precaución: las bombas no pueden funcionar en vacío, se queman.
Para el pozo o elegimos los contactos: 1-3, para el deposito los 1-4. Para el equipo mixto tenemos los siguientes contactos: 5 – Com. 6 – Min deposito. 7 – Max deposito. 8 – Min pozo. 9 – Max pozo.
- Entradas de tres bornes:
Las entradas de tres bornes son parecidas a las de 4 bornes con la diferencia de que internamente hay puenteado un borne de alimentación con otro de contacto.
Esto puede ser útil para ciertas instalaciones porque de esta manera se puede simplificar el cableado, aunque para otro tipo de instalaciones puede suponernos una complicación ya que la corriente que salga por el borne de salida será de las mismas características que las de la alimentación obligándonos a utilizar relés auxiliares para adaptarlos a las necesidades de nuestra instalación.
Estas entradas pueden ser de AC o CC, las de CC tienen la particularidad de que necesitan que se respete su polaridad, por tanto existen 2 tipos fundamentalmente: las PNP y las NPN.
135
Estas 2 entradas tienen 2 bornes de alimentación (+ y -) y lo único que las diferencia es la polaridad de su borne de salida, en la PNP es positivo y en la NPN es negativo.
Estos detectores son generalmente: detectores volumétricos, barreras de rayos infrarrojos, detectores de proximidad capacitivos, etc.
Todas las entradas activas funcionan como detectores, cuando detectan cambian de posición los contactos, y cuando deja de detectar los contactos vuelven a su posición de reposo. También existen algunos que traen incorporado un circuito de retardo.
Conexión de una entrada de AC, 3 bornes a un circuito: a) Carga pequeña de AC. b) Carga de mayor intensidad que la del contacto de la entrada. c) Carga de AC.
PNP
-++
- -
++ -
PNP
ID
PIA
+-
K1
Carga de gran intensidad
K1
A B
KA1
PNP
-++
-
C
KA1
L0
L1
Esquema resumen de principales entradas:
L1L1 L0
L0
Conexión 4 bornas AC
L1 L0
L0
Conexión 3 bornas AC
++ --
Conexión 4 bornas DC Conexión 3 bornas DC (PNP)
NP
Conexión 3 bornas DC (NPN)
P
N
NN P
P
Conexión 24 bornas DC
-+
136
Conexionado de una fuente de alimentación:
ID
PIA 1P+N
+-
Nota: el fusible siempre protege el conductor activo, en este caso, el positivo.
Telerruptor, relé de memoria o relé a impulsos:
Este elemento es como un relé que funciona a impulsos, como es evidente tiene sus contactos y su bobina, lo que lo diferencia de los reles convencionales es que sus contactos cambian de posición mediante un impulso en su bobina y no a una alimentación permanente de la misma. Comercialmente los hay con 1 contacto NO, 2 NO o 1 NO y 1 NC.
L0
L1
S1 S2 S3 S4
KA1
KA1
H1
1
0
0
1
NO
KA1
Temporizadores:
Existen dos tipos de temporizares según su maniobra, que son:
-Relé temporizado a la conexión: Este relé, al ser accionado, no cambia la posición de sus contactos hasta pasado un tiempo previamente calibrado. Si en algún momento el temporizador deja de ser accionado este vuelve a su posición de reposo y contaje inicial.
-Relé temporizado a la desconexión: Los contactos de este relé cambian de posición inmediatamente al ser accionados, su temporización la realiza al ser desconectado, de forma que cuando se deja de accionar, sus contactos permanecen el la misma posición hasta pasado un tiempo.
137
Físicamente existen dos grandes grupos, que son:
-Relé temporizado electrónico: Consta de una bobina (realmente la alimentación se produce a un circuito electrónico) y un contacto conmutable.
-Cámara temporizadora:Este elemento de por si solo no es capaz de realizar ninguna función, para poder actuar necesita ir acoplado a un contactor, que una vez acoplado a este, quedará dotado de contactos instantáneos y temporizados.
Si necesitamos dotar de contactos instantáneos a un relé temp. electrónico, tendríamos que colocarle en paralelo a la bobina del temp. la bobina de un relé auxiliar y utilizar los contactos de este como instantáneos.
Contactor con camara temporizadora:
Camara temporizadora
KA1
A Desconexión
A Conexión
Temp. electrónico
K156
55
68
67
KA1
56
55
68
67
KA1
KA1
Temporizador a la desconexón
0
1
1
0
0
1
KA1
NO
NC
tiempo
Temporizador a la conexón
tiempo
0
1
1
0
0
1
KA1
NO
NC
Ejercicio 35:
Instalación de un punto de luz simple que funciona de la siguiente forma: - S1: P.M (NO) - S2: P.P (NO) Al accionar S1 y transcurrido 15s se enciende la lámpara. Al pulsar S2 se para. A) Con relé electrónico a la conexión. B) Con cámara neumática.
A)No tiene contactos instantáneos, tiene 1 conmutable temporizado, por lo tanto tendremos que utilizar un relé (normal) para mantener el estado del mismo.
138
KA2: rele auxiliar para mantener el estado de KA1. KA3: negar S2.
Nota: Los contactos de K1 que se están utilizando en este circuito no son imprescindibles, pero nosotros los utilizaremos para que cuando el temp. haya realizado su función se desconecte alargando así su vida útil.
B)
Ejercicio 36:
Instalación de 24 luminarias que nos va a servir para luminarias de una urbanización que funciona a través de un selector (automático - manual): - Manual: funcionan todas a través de un PP y un PM. - Automático: funciona todas al atardecer y a las 2 de la mañana se apagan las luminarias impares, quedando encendida las pares asta el amanecer.
LEYENDAS1: SELECTOR (NO Y NC) S2: PP (NC) S3: PM (NO) H1: Lámparas impares H2: Lámparas pares
KA1: Interruptor crepuscular KA2: Interruptor horario K1: Contactor impares K2: Contactor pares
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A) Función manual y esquema de mando
S1 S2 S3 S1 K1 K2 K1 0 0 1 1 1 1 1
K1 K2 x K1 x S1K1S3 x S2 x S1K1
S1 S2 S3 S1 K1 K2 0 0 1 0 1 1
K2 K1 x S1K2S3 x S2 x S1K1
KA3 si pone para independizar las maniobras
Ejercicio 37:Instalación de 1 lámpara que funciona desde 2 puntos A y B (si se activa desde una punta y hay que desconectarlo desde el mismo.
LEYENDAS1 = P. Paro S2 = P. Marcha S3 = Interruptor.
S1 S2 S3 H1 0 1 0 1
H1
S3H1S2 x S1H1 Le metemos KA1 porque H1 no tiene contactos
140
Ejercicio 38:
Instalación de 3 motores km1, km2, km3. Los 3 motores funcionan a través de los pulsadores paro y marcha. Cuando accionamos 1 pulsador paro se desconecta todo. M2 ó M3 funcionarán si y solo si están funcionando M1, pero nunca podrán funcionar los 2 a la vez. Si existe 1 anomalía en algunos de los reles térmicos se desconectarán todos los motores. Habrá lámparas de funcionamiento para todos los motores. La lámpara de paro se encenderá cuando los 3 motores estén parados. Y señalización de funcionamiento del relé térmico de las siguientes formas: Al saltar 1 de los reles térmicos se encenderán 1 de las 3 lámparas que indicará el motor que tiene la avería, y al cabo de 10 segundos si no se ha rearmado dicho relé térmico se desconectará automáticamente, conectados a 1 sirena intermitente de forma asíncrona. Hasta que desconectemos el salto térmico.
Se pide:
Esquema de fuerza y de mando.
Leyenda:S1 = Pulsador paro NC. S2 = Pulsador paro NC.S3 = Pulsador paro NC. S4 = Pulsador marcha M1. S5 = Pulsador marcha M2. S6 = Pulsador marcha M3. H1 = Lámpara marcha M1. H2 = Lámpara marcha M2. H3 = Lámpara marcha M3. H4 = Lámpara de parada general. H5 = Lámpara avería M1. H6 = Lámpara avería M2. H7 = Lámpara avería M3. H8 = Sirena. F4 = Relé térmico M1. F5 = Relé térmico M2. F6 = Relé térmico M3. KA1 = Temporizador electrónico 10s (tiempo piloto - sirena). KA2 = Temporizador electrónico 6s (tiempo sirena asíncrona 1). KA3 = Temporizador electrónico 3s (tiempo sirena asíncrona 2). KA4 = Relé auxiliar para F4. KA5 = Relé auxiliar para F5. KA6 = Relé auxiliar para F6.
*Nota: Los relés auxiliares KA4,5,6,7 son necesarios para realizar el automatismo debido a que se necesitan más contactos de quien actúa sobre ellos o tienen contactos abiertos y se necesitan cerrados y viceversa.
141
Esquema de fuerza:
Obtención de ecuaciones canónicas:
KM411000
KM1S4S1 S2 S3
00
F4 F5 F6
0
KM1S4 x F6 x F5 x F4 x S3 x S2 x S1KM1
10
KM2KM30
F6F5F4
0 0
S3S2S1 S5 KM1
0 0 0 1 1KM2
KM3 x KM1 x KM2S5 x F6 x F5 x F4 x S3 x S2 x S1KM2
100
F6F5F4
0 0
S3S2S1 KM1
0 0 0 1 1
S6
KM3
KM2KM3
KM2 x KM1 x KM3S6 x F6 x F5 x F4 x S3 x S2 x S1KM3
142
H1 = KM1 H2 = KM2 H3 = KM3
KM3 x KM2 x KM1H4
KA1 x F4H5
KA1 x F5H6
KA1 x F6H7
KA2 x KA7H8KA1 = F4 + F5 + F6
KA3 x KA7KA2KA2 x KA7KA3
KA4 = F4 KA5 = F5 KA6 = F6 KA7 = KA1
144
14.-Circuitos de fuerza y de mando:
Para la representación eléctrica de los automatismos por lógica cableada podemos diferenciar básicamente dos esquemas independientes para la misma instalación:
-Circuito de fuerza: Circuito encargado de alimentar y proteger a la carga principal mediante los dispositivos de mando y protección además de controlar el funcionamiento de esta carga mediante los “actuadotes de potencia” que suelen ser. Contactores, variadores de velocidad, interruptores automáticos, analizadores de energía, etc.
-Circuito de mando: Circuito cuyo objetivo es controlar el funcionamiento de los actuadores de potencia y por tanto del circuito completo. En este circuito es donde actúan todas las entradas, captadores y actuadores anteriormente descritos para hacer que el circuito actué de una forma determinada en función de unas condiciones tales como la luz exterior, la presencia, la temperatura, la hora, el accionamiento manual de pulsadores y selectores, etc.
Representación gráfica de los principales elementos de automatismos:
KA1KA1
18
17
2828
17
K1
18
K168
67
K1
56
55
K1
12
11
KA1
14
13
KA1
12
11
K1
14
13
K1
H1
X1
X2
KA1
A1
A2KA1
A1
A2
KA1
A1
A2
KA1
A1
A2A2
A1
KA1A2
A1
K1
A2
A1K1
A2
A1K1
A2
A1K1
A2
A1
K1
145
U V W
M13
+
M1
-P1
M12
P2
A1 A2
F1
1
2
F1
5
64
31
2
F1
5
64
31
2 8
7
F1
4
31
2
F1
4
31
2
1 3 5 7
2 4 6 8
ID1
1 3
2 4
ID14
3
S2
2
1
F1
-
+
WVA
L1 L0GF1
5
64
31
2
F1
5
64
31
2 8
7
F1
4
31
2
6
53
42
1
Km1
6
53
42
1
Km1
7
8
3
42
1
Km168
67
K1
56
55
K1
146
SimonVIS
MODULO DE ENTRADAS 24v
CE
SimonVIS
CE
L1
L0 -
+
L1
L0 L0
L1
F1
1
2
F1
1
2 64
3 5
F1
1
2 4
3
F1
96
95 97
98
F1
642
531
F12
1
S1
4
3
S2
U V W
M1
ZYX
3
147
SimonVIS
MODULO DE SALIDAS 230v 10A
CECE
MODULO DE SALIDAS 24v
SimonVIS
CE CE
SimonVIS
MODULO DE CONTROL
SimonVIS
MODULO DE INTERFASE E/S
CE
MODULO DE ENTRADAS 230v
SimonVIS
148
15.-Arrancadores:
En todo lo relacionado con instalaciones de motores debemos tener en cuenta siempre lo indicado en la ITC BT 47, sobre todo en lo referente a factores de corrección para las sobreintensidades en el momento del arranque.
Extracto de ITC BT 47:
SOBREINTENSIDAD DE ARRANQUE.
Los motores deben tener limitada la intensidad absorbida en el arranque, cuando se pudieran producir efectos que perjudicasen a la instalación u ocasionasen perturbaciones inaceptables al funcionamiento de otros receptores o instalaciones. Cuando los motores vayan a ser alimentados por una red de distribución pública, se necesitará la conformidad de la Empresa distribuidora respecto a la utilización de los mismos, cuando se trate de: Motores de gran inercia, motores de arranque lento en carga, motores de arranque o aumentos de carga repetida o frecuente, motores para frenado, motores con inversión de marcha.En general, los motores de potencia superior a 0,75 kilovatios deben estar provistos de reóstatos de arranque o dispositivos equivalentes que no permitan que la relación de corriente entre el período de arranque y el de marcha normal que corresponda a su plena carga, según las características del motor que debe indicar su placa, sea superior a la señalada en el cuadro siguiente:
MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA
Potencia nominal del motor
Constantemáxima de proporcionalidadentre la intensidad de la corriente de arranque y la de plena carga
Potencia nominal del motor
Constantemáxima de proporcionalidadentre la intensidad de la corriente de arranque y de la de plena carga
De 0,75 kW a 1,5 kW
De 1,5 kW a 5,0 kW
De más de 5,0 kW
2,5
2,0
1,5
De 0,75 kW a 1,5 kW
De 1,5 kW a 5,0 kW
De 5,0 kW a 15,0 kW
De más de 15,0 kW
4,5
3,0
2,0
1,5
En los motores de ascensores, grúas y aparatos de elevación en general, tanto de corriente continua como de alterna, se computará como intensidad normal a plena carga, a los efectos de las constantes señaladas en los cuadros anteriores, la necesaria para elevar las cargas fijadas como normales a la
149
velocidad de régimen una vez pasado el período de arranque, multiplicada por el coeficiente 1,3.
No obstante lo expuesto, y en casos particulares, podrán las empresas prescindir de las limitaciones impuestas, cuando las corrientes de arranque no perturben el funcionamiento de sus redes de distribución.
Arranque directo
Se trata del modo de arranque más sencillo en el que el estator se acopla directamente a la red. El motor se basa en sus características naturales para arrancar.
En el momento de la puesta bajo tensión, el motor actúa como un transformador cuyo secundario, formado por la jaula muy poco resistente del rotor, está en cortocircuito. La corriente inducida en el rotor es importante.La corriente primaria y la secundaria son prácticamente proporcionales.
Por tanto, se obtiene una punta de corriente importante en la red: I arranque = 5 a 8 l nominal. El par de arranque medio es: C arranque = 0,5 a 1,5 C nominal.
A pesar de las ventajas que conlleva (sencillez del equipo, elevado par de arranque, arranque rápido, bajo coste), sólo es posible utilizar el arranque directo en los siguientes casos: – La potencia del motor es débil con respecto a la de la red, para limitar las perturbaciones que provoca la corriente solicitada, – La máquina accionada no requiere un aumento progresivo de velocidad y dispone de un dispositivo mecánico (por ejemplo, un reductor) que impide el arranque brusco, – el par de arranque debe ser elevado. Por el contrario, siempre que: – la caída de tensión provocada por la corriente solicitada pueda perturbar el buen funcionamiento de otros aparatos conectados a la misma línea, – la máquina accionada no pueda admitir sacudidas mecánicas, – la seguridad o la comodidad de los usuarios se vea comprometida (por ejemplo, en el caso de las escaleras mecánicas), será imprescindible recurrir a una artimaña para disminuir la corriente solicitada o el par de arranque. En estos casos, el medio más utilizado consiste en arrancar el motor bajo tensión reducida.
Aún así, para asegurarnos de que la instalación cumple con la normativa vigente, debemos consultar la ITC BT 47.
150
LEYENDA
F2=Relé magneto térmico 10AS1=NC, pulsador paroS2=NC pulsador paroS3=NO pulsador marchaS4=NO Pulsador marchaKM1=Contactor III H1=Lámpara de salto del rele térmicoH2=Lámpara de funcionamiento KM1H3=Lámpara de paro
Arranque directo con inversión de giro pasando por paro:
Se consigue cambiando dos fases de alimentación del motor, si cambiamos las tres fases seguimos en el mismo sentido. Si se accionarán los dos contactores a la vez se produciría un cortocircuito, para evitar esto a la alimentación de cada contactor se le ha puesto un contacto NC del contrario, de manera que cuando uno de ellos este accionado, el otro, por mucho que pulsemos, no se podrá accionar hasta que no se pulse el pulsador de parada.
151
Arranque directo con inversión de giro a contramarcha:
Este circuito es como el anterior pero sin la necesidad de pasar por paro. El esquema de fuerza es el mismo pero para hacer la contramarcha necesitaremos pulsadores con contactos dobles, 1 NO y otro NC que desconecta el contactor contrario.
152
Arranque estrella-triángulo:
Sólo es posible utilizar este modo de arranque en motores en los que las dos extremidades de cada uno de los tres devanados estatóricos vuelvan a la placa de bornas. Por otra parte, el bobinado debe realizarse de manera que el acoplamiento en triángulo corresponda con la tensión de la red: por ejemplo, en el caso de una red trifásica de 380 V, es preciso utilizar un motor bobinado a 380 V en triángulo y 660 V en estrella. El principio consiste en arrancar el motor acoplando los devanados en estrella a la tensión de la red, lo que equivale a dividir la tensión nominal del motor en estrella por 3 (en el ejemplo anterior, la tensión de la red 380 V = 660 V / 3). La punta de corriente durante el arranque se divide por 3: Id � 1,5 a 2,6 In
Un motor de 380 V/660 V acoplado en estrella a su tensión nominal de 660 V absorbe una corriente 3 veces menor que si se acopla en triángulo a 380 V. Dado que el acoplamiento en estrella se realiza a 380 V, la corriente se divide nuevamente por 3. Por tanto, se divide por un total de 3. El par de arranque se divide igualmente por 3, ya que es proporcional al cuadrado de la tensión de alimentación: Cd � 0,2 a 0,5 Cn
La velocidad del motor se estabiliza cuando se equilibran el par del motor y el par resistente, normalmente entre el 75 y 85% de la velocidad nominal. En ese momento, los devanados se acoplan en triángulo y el motor rinde según sus características naturales. Un temporizador se encarga de controlar la transición del acoplamiento en estrella al acoplamiento en triángulo. El cierre del contactor de triángulo se produce con un retardo de 30 a 50 milisegundos tras la apertura del contactor de estrella, lo que evita un cortocircuito entre fases al no poder encontrarse ambos cerrados al mismo tiempo.
153
La corriente que recorre los devanados se interrumpe con la apertura del contactor de estrella y se restablece con el cierre del contactor de triángulo. El paso al acoplamiento en triángulo va acompañado de una punta de corriente transitoria, tan breve como importante, debida a la fcem del motor. El arranque estrella-triángulo es apropiado para las máquinas cuyo par resistente es débil o que arrancan en vacío. Dependiendo del régimen transitorio en el momento del acoplamiento en triángulo, puede ser necesario utilizar una variante que limite los fenómenos transitorios cuando se supera cierta potencia: – Temporización de 1 a 2 segundos al paso estrella-triángulo. Esta medida permite disminuir la fcem y, por tanto, la punta de corriente transitoria. Esta variante sólo puede utilizarse en máquinas cuya inercia sea suficiente para evitar una deceleración excesiva durante la temporización.
154
Arranque estrella-triangulo con inversión de giro:
NCNO
2 3
NC
81
NCNO
4
NO
7
NO NC
1 2 3 4 75 6 8
5 6
8
NCNO
7
42 6
31 5
Leyenda
F1,F2,F3 = Fusible tipo aM, I = I nominal del motor.
F4 = Relé térmico: I = 110% de la I nominal del motor.
Km1 = Contactor dirección izquierda, I = I nominal del motor / 3
Km2 = Contactor dirección derecha, I = I nominal del motor / 3Km3 = Contactor triangulo, I = I nominal del motor / 3Km4 = Contactor estrella, I = I nominal del motor / 3
KT5 = Temporizador a la conexión.
Arranque por eliminación de resistencias estatóricas:
El principio consiste en arrancar el motor bajo tensión reducida mediante la inserción de resistencias en serie con los devanados. Una vez estabilizada la velocidad, las resistencias se eliminan y el motor se acopla directamente a la red. Normalmente, se utiliza un temporizador para controlar la operación. Durante este tipo de arranque, el acoplamiento de los devanados del motor no se modifica. Por tanto, no es necesario que las dos extremidades de cada devanado sobresalgan de la placa de bornas. El valor de la resistencia se calcula en base a la punta de corriente que no se debe superar durante el arranque, o al valor mínimo del par de arranque necesario teniendo en cuenta el par resistente de la máquina accionada. Generalmente, los valores de corriente y de par de arranque son: Id = 4,5 In
Cd = 0,75 Cn Durante la fase de aceleración con las resistencias, la tensión que se aplica a las bornas del motor no es constante. Equivale a la tensión de la red menos la caída de tensión que tiene lugar en la resistencia de arranque. La caída de tensión es proporcional a la corriente absorbida por el motor. Dado que la corriente disminuye a medida que se acelera el motor, sucede lo mismo con la caída de tensión de la resistencia. Por tanto, la tensión que se aplica a las bornas del motor es mínima en el momento del arranque y aumenta progresivamente.Dado que el par es proporcional al cuadrado de la tensión de las bornas del motor, aumenta más rápidamente que en el caso del arranque estrella-
155
triángulo, en el que la tensión permanece invariable mientras dura el acoplamiento en estrella. Este tipo de arranque es, por tanto, apropiado para las máquinas cuyo par resistente crece con la velocidad, por ejemplo los ventiladores. Su inconveniente consiste en que la punta de corriente es relativamente importante durante el arranque.Sería posible reducirla mediante el aumento del valor de la resistencia, pero esta medida conllevaría una caída de tensión adicional en las bornas del motor y, por tanto, una considerable reducción del par de arranque. Por el contrario, la eliminación de la resistencia al finalizar el arranque se lleva a cabo sin interrumpir la alimentación del motor y, por tanto, sin fenómenos transitorios.
156
Arranque por eliminación de resistencias estatóricas con inversión de giro:
2NO
3NC
4
NO
1NC
8NO
NC
9NO
NC
15
62
34
78
9
65
IN5
6
31
42
Leyenda
F1,F2,F3 = Fusible tipo aM, I = I nominal del motor.
F4 = Relé térmico: I = 110% de la I nominal del motor.Km1 = Contactor izquierda I = I nominal del motor.Km2 = Contactor derecha I = I nominal del motor.Km3 = Contactor del bloque 1, I= I nominal del motor /2Km4 = Contactor del bloque 2, I = I nominal del motor /2
KT5 = Temporizador a la conexión.
KT6 = Temporizador a la conexión.
Arranque por eliminación de resistencias rotóricas:
Un motor de anillos no puede arrancar en directo (devanados rotóricos cortocircuitados) sin provocar puntas de corriente inadmisibles. Es necesario insertar en el circuito rotórico resistencias que se cortocircuiten progresivamente, al tiempo que se alimenta el estator a toda la tensión de red. El cálculo de la resistencia insertada en cada fase permite determinar con rigor la curva de par-velocidad resultante:
Para un par dado, la velocidad es menor cuanto mayor sea la resistencia. Como resultado, la resistencia debe insertarse por completo en el momento del arranque y la plena velocidad se alcanza cuando la resistencia está completamente cortocircuitada. La corriente absorbida es prácticamente proporcional al par que se suministra. Como máximo, es ligeramente superior a este valor teórico. Por ejemplo, la punta de corriente correspondiente a un par de arranque de 2 Cn es aproximadamente de 2 In. Por tanto, la punta es considerablemente más
157
débil, y el par máximo de arranque más elevado, que en el caso de un motor de jaula, en el que el valor normal se sitúa en torno a 6 In para 1,5 Cn.
El motor de anillos con arranque rotórico se impone, por tanto, en todos los casos en los que las puntas de corriente deben ser débiles y cuando las máquinas deben arrancar a plena carga. Por lo demás, este tipo de arranque es sumamente flexible, ya que resulta fácil adaptar el número y el aspecto de las curvas que representan los tiempos sucesivos a los requisitos mecánicos o eléctricos (par resistente, valor de aceleración, punta máxima de corriente, etc.).
158
Arranque por eliminación de resistencias rotóricas con inversión de giro:
98
NO
NC
NO
NC
6
14
5
32NO
NC
NC
NO
89
67
54
32
1
IN2 4 6
51 3
Leyenda
F1,F2,F3 = Fusible tipo aM, I = I nominal del motor.
F4 = Relé térmico: I = 110% de la I nominal del motor.Km1 = Contactor izquierda I = I nominal del motor.Km2 = Contactor derecha I = I nominal del motor.Km3 = Contactor del bloque 1, I= I rotorico nominal del motor.Km4 = Contactor del bloque 2, I = I rotorico nominal del motor.
KT5 = Temporizador a la conexión.
KT6 = Temporizador a la conexión.
Arranque por autotransformador:
El motor se alimenta a tensión reducida mediante un autotransformador que, una vez finalizado el arranque, queda fuera del circuito. El arranque se lleva a cabo en tres tiempos: – en el primer tiempo, el autotransformador comienza por acoplarse en estrella y, a continuación, el motor se acopla a la red a través de una parte de los devanados del autotransformador. El arranque se lleva a cabo a una tensión reducida que se calcula en función de la relación de transformación.
159
Generalmente, el transformador está dotado de tomas que permiten seleccionar la relación de transformación y, por tanto, el valor más adecuado de la tensión reducida. – antes de pasar al acoplamiento a plena tensión, la estrella se abre. En ese momento, la fracción de bobinado conectada a la red crea una inductancia en serie con el motor. Esta operación se realiza cuando se alcanza la velocidad de equilibro, al final del primer tiempo. – el acoplamiento a plena tensión interviene a partir del segundo tiempo, normalmente muy corto (una fracción de segundo). Las inductancias en serie con el motor se cortocircuitan y, a continuación, el autotransformador queda fuera del circuito.
La corriente y el par de arranque varían en la misma proporción. Se dividen por (U red / U reducida)2 y se obtienen los valores siguientes: Id = 1,7 a 4 In Cd = 0,5 a 0,85 Cn
El arranque se lleva a cabo sin interrupción de corriente en el motor, lo que evita que se produzcan fenómenos transitorios. No obstante, si no se toman ciertas precauciones pueden aparecer fenómenos transitorios de igual naturaleza durante el acoplamiento a plena tensión. De hecho, el valor de la inductancia en serie con el motor tras la apertura de la estrella es importante si se compara con la del motor.
Como consecuencia, se produce una caída de tensión considerable que acarrea una punta de corriente transitoria elevada en el momento del acoplamiento a plena tensión. El circuito magnético del autotransformador incluye un entrehierro que disminuye el valor de la inductancia para paliar este problema. Dicho valor se calcula de modo que, al abrirse la estrella en el segundo tiempo, no haya variación de tensión en las bornas del motor.
El entrehierro aumenta la corriente magnetizante del autotransformador. Dicha corriente aumenta la corriente solicitada en la red durante el primer tiempo del arranque. Este modo de arranque suele utilizarse en los motores con potencia superior a 100 kW. Sin embargo, el precio de los equipos es relativamente alto debido al elevado coste del autotransformador.
160
642
1 3 5
Leyenda
F1,F2,F3 = Fusible tipo aM, I = I nominal del motor.
F4 = Relé térmico: I = 110% de la I nominal del motor.
Km1 = Contactor de línea, I = I nominal del motor.
Km2 = Contactor de línea, I = I nominal del motor.
Km3 = Contactor del bloque, En función de la toma del autotransformado, tiempo de de arranque y Nº de arranques/hora.
KT4 = Temporizador a la conexión.
KT5 = Temporizador a la conexión.
IN
6542 31
NO
6
NC
5
NO NC
6
NO NC
2
NO
3
NC
161
Arranque por autotransformador con inversión de giro:
9
NO NCNO
8
NCNO
9
NC
1
NO
4
6
NC
32
5
NCNO
987432 651
IN
Leyenda
F1,F2,F3 = Fusible tipo aM, I = I nominal del motor.
F4 = Relé térmico: I = 110% de la I nominal del motor.Km1 = Contactor izquierda, I = I nominal del motor.Km2 = Contactor derecha, I = I nominal del motor.
Km3 = Contactor de línea, I = I nominal del motor.
Km4 = Contactor del bloque, En función de la toma del autotransformado, tiempo de de arranque y Nº de arranques/hora.
KT5 = Temporizador a la conexión.
KT6 = Temporizador a la conexión.
5
6
3
4
1
2
Arranque electrónico “soft starter”:
La alimentación del motor durante la puesta en tensión se realiza mediante una subida progresiva de la tensión, lo que posibilita un arranque sin sacudidas y reduce la punta de corriente. Para obtener este resultado, se utiliza un graduador de tiristores montados en oposición de 2 por 2 en cada fase de la red.
La subida progresiva de la tensión de salida puede controlarse por medio de la rampa de aceleración, que depende del valor de la corriente de limitación, o vincularse a ambos parámetros.
Un arrancador ralentizador progresivo como el Altistart 3 es un graduador de 6 tiristores que se utiliza para arrancar y parar de manera controlada los motores trifásicos de jaula. Garantiza:
162
– el control de las características de funcionamiento, principalmente durante los períodos de arranque y parada,– la protección térmica del motor y del arrancador, – la protección mecánica de la máquina accionada, mediante la supresión de las sacudidas de par y la reducción de la corriente solicitada. La corriente (IATS en el ejemplo del lateral) puede regularse de 2 a 5 In, lo que proporciona un par de arranque regulable entre 0,1 y 0,7 del par de arranque en directo.
Permite arrancar todo tipo de motores asíncronos. Puede cortocircuitarse para arrancar por medio de un contactor y mantener al mismo tiempo el dominio del circuito de control. A todo ello hay que añadir la posibilidad de: – deceleración progresiva, – parada frenada.
163
Arranque de un motor monofásico:
LEYENDA
F2=Relé magneto térmico 10AS1=NC, pulsador paroS2=NC pulsador paroS3=NO pulsador marchaS4=NO Pulsador marchaKM1=Contactor III H1=Lámpara de salto del rele térmicoH2=Lámpara de funcionamiento KM1H3=Lámpara de paro
Arranque de un motor monofásico con inversión de giro:
Para la inversión de giro de un motor monofásico es necesario invertir la polaridad de uno de los devanados:
Esquema de mando
LEYENDA
F2=Relé magneto térmico 10AS1=NC, pulsador paroS2=NO, pulsador marchaS3=NO, pulsador marchaKM1=Contactor II KM2=Contactor II
Bobinadoauxiliar
Bobinadoprincipal
F1
ID II16A30mA
K3
PIA II10A
L1L0
K1
F1
K2
Esquema de fuerza con tres contactores bipolares
164
16.- Multitud de maniobras:
Con los automatismos se pueden realizar gran cantidad de diseños de circuitos eléctricos tan complejos como necesitemos. A continuación se muestran una serie de ejemplos de circuitos eléctricos automáticos:
Ejemplo 1:
Instalación de una lámpara que funciona de la siguiente forma, automático y manual. Se seleccionara a través de un selector de dos posiciones: Automática => Mediante interruptor horario Manual => Un P.P y un P.M
14
13
13
1414
13
12
11
12
11
H1
S3
S2
ManualAutomático
KA1
K1
2
NO NC
4
NO NC
1 2 3 4
L0
K1
L1
ID 16A II 30mA
PIA II10A
L1L0
K1
S1
F1
KA1
LEYENDAS1=SelectorS2=Pulsador paro=>NCS3=Pulsador marcha=>NOH1=LámparaID=Interruptor diferencial de 16A IIF1=Magnetotérmico de 10A IIKA1=Interruptor horarioK1=Contactor II
Ejemplo 2:
Idem que el anterior pero sin selector.
5
2
NCNO
3
5
S2
KA2
KA2
14
1313
14
13
1414
1312
11
H1
KA1
S1
KA2
NO NC NO NC
1 2 3 4
L0
K1
L1
ID 16A II 30mA
PIA II10A
L1L0
K1
F1
KA1
LEYENDAS1=Pulsador paro=>NCS2=Pulsador marcha=>NOH1=LámparaID=Interruptor diferencial de 16A IIF1=Magnetotérmico de 10A IIKA1=Interruptor horarioKA2=Rele auxiliarK1=Contactor II
165
Ejemplo 3:Instalación de dos lámparas de las siguientes formas: S1: Activa a H1. S2: Activa a H2 solo si esta activada H1.S3: Desactiva todo lo activado.
F1
K2
PIA II10A
ID 16A II 30mA
H2
13
14
K1
S3
14
13 13
14
K2
42
NCNO
3
S2
K2
K1
14
1313
14
12
11
H1
S1
NO NC
1 2 3 4
L0
L1
ID 16A II 30mA
PIA II10A
L1L0
K1
LEYENDAS1=Pulsador paro=>NCS2=Pulsador marcha=>NOS3=Pulsador marcha=>NOH1=LámparaH2=LámparaID=Interruptor diferencial de 16A IIF1=Magnetotérmico de 10A IIK1=Contactor IIK2=Contactor II
F1
K1
Ejemplo 4:Tenemos dos lámparas: S1 activa a H1, S2 activa a H2 y nunca podrán estar funcionando las dos a la vez. S3 para, si una lámpara funciona la otra no podrá funcionar.
1
K2
12
11
F1
K2
PIA II10A
ID 16A II 30mA
H2
11
12
K1
S3
14
13 13
14
K2
42
NCNO
3
S2
K2
K1
14
1313
14
12
11
H1
S1
NO NC
1 2 3 4
L0
L1
ID 16A II 30mA
PIA II10A
L1L0
K1
LEYENDAS1=Pulsador paro=>NCS2=Pulsador marcha=>NOS3=Pulsador marcha=>NOH1=LámparaH2=LámparaID=Interruptor diferencial de 16A IIF1=Magnetotérmico de 10A IIK1=Contactor IIK2=Contactor II
F1
K1
Ejemplo 5:Idem que el anterior pero si conectamos una lámpara se desconecta la otra.
S3
12
11
F1
K2
PIA II10A
ID 16A II 30mA
H2
11
12
S2
S3
14
13 13
14
K2
42
NCNO
S2
K2
K1
14
1313
14
12
11
H1
S1
NO NC
1 2 3 4
L0
L1
ID 16A II 30mA
PIA II10A
L1L0
K1
LEYENDAS1=Pulsador paro=>NCS2=Pulsador conexión-desconexión=>NO, NCS3=Pulsador conexión-desconexión=>NO, NCH1=LámparaH2=LámparaID=Interruptor diferencial de 16A IIF1=Magnetotérmico de 10A IIK1=Contactor IIK2=Contactor II
F1
K1
166
Ejemplo 6:
Tenemos tres lámparas H1, H2, y H3. S1 activa a H1, S2 activa a H2 y S3 activa a H3. S4 pulsador paro. Condiciones: H3 no funciona si funcionan H1 o H2. H2 funciona si funciona H1.
PIA II10A
K3
F1
H3
ID 16A II 30mA
5 5
3
NO NC
6
65
12
K2
11
12
K2
K3
14
1313
14
S3
K1
11
F1
K2
PIA II10A
ID 16A II 30mA
H2
11
12
K1
S2
14
13 13
14
K2
42
NCNO
S1
K2
K1
14
1313
14
12
11
H1
S4
NO NC
1 2 3 4
L0
L1
ID 16A II 30mA
PIA II10A
L1L0
K1
LEYENDAS1=Pulsador marcha=>NOS2=Pulsador marcha=>NOS3=Pulsador marcha=>NOS4=Pulsador paro=>NCH1=LámparaH2=LámparaH3=LámparaID=Interruptor diferencial de 16A IIF1=Magnetotérmico de 10A IIK1=Contactor IIK2=Contactor II
F1
K1
Ejemplo 7:Instalación de una lámpara que al accionar el marcha tarda 15 segundos en activarse y 15 segundos en desactivarse: No podrá funcionar hasta 15 segundos después.
4
67
68
NCNO
1
KA2
S2
KA2
H1
4
KA1 KA1
LEYENDA
S1=Pulsador marcha=>NOS2=Pulsador Paro=>NCH1=LámparaKA1=Rele con cámara temporizada a la conexiónKA2=Relé temporizado a la desconexión
14
13
2
S1
14
1313
14
56
55
NO NC
1 2 3L1
KA1
L0
Ejemplo 8:
Instalación de un motor trifásico de 3CV 400/230V conectado a una línea de 400/230V.
A- Pulsador paro, pulsador marcha B- Pulsador paro, pulsadores marcha H1= Funcionamiento A H2= Funcionamiento B H3= Lámpara de parada H4 y H5= Funcionamiento de salto térmico, cuando salta el relé térmico funciona la sirena H4 durante 5 segundos y al cabo de este tiempo se pondrá intermitente 3 segundos apagado y 5 encendidos.
167
LEYENDA
F2=Relé magneto térmico 10AS1=NC, pulsador paro AS2=NC, pulsador paro BS3=NO, pulsador marcha AS4=NO, pulsador marcha BKM1=Contactor III KA1=Relé auxiliar 3NO+1NCKA2=Relé auxiliar 3NO+1NCKA3=Relé auxiliar NOKA4=Rele temporizado NO+NCKA5=Relé temporizado NCH1=Lámpara de funcionamiento AH2=Lámpara de funcionamiento BH3=Lámpara de paroH4=Lámpara de salto térmicoH5=Sirena
Esquema de mando
168
PRUEBA 1º UNIDAD DIDÁCTICA 2º. G. S. 18-12-06
Preguntas cortas:
1. Tensión simple y tensión compuesta.
La tensión simple es la diferencia de potencial entre cualquier fase y el neutro; y la tensión compuesta entre fases.
La relación entre ellas es 3 .
2. Realizar la conexión estrella en un motor trifásico. Que ocurre con la tensión del motor y la de la línea.
U V W
X YZ
La tensión que le llega a cada fase del motor es 3 veces más pequeña que la tensión de la
línea.
VF = VL / 3
3. Realizar la conexión triangulo en un motor trifásico. Que ocurre con la tensión del motor y la de la línea.
U V W
YXZ
Que la tensión que le llega a cada fase del motor es la misma que la tensión de la línea. VF = VL
4. Como se conecta un relé térmico en un motor monofásico universal.
Puenteando una de las fases de forma que los tres contactos del relé térmico queden conectados
Bobinado auxiliar
Bobinado principal
L0L1
2 4 6
531
169
5. Como produce el paro del motor el relé térmico.
Cuando hay una sobreintensidad, se cambian de posición únicamente sus contactos auxiliares interfiriendo de esa manera en el mando para detener toda la instalación. Sus contactos principales NUNCA se abren.
6. Numeración de un contacto auxiliar NO y NC.
Para contacto NO (3 – 4) y para contacto NC (1 - 2).
7. Cronograma de un temporizador electrónico a la conexión.
1
0
1
0
1
0
Bobina
No
Nc
8. Cronograma de un temporizador electrónico a la desconexión.
1
0
1
0
1
0
Bobina
No
Nc
9. Diferencia entre un temporizador electrónico a la conexión y una cámara temporizada a la conexión.
Para el temp. electrónico es preciso darle alimentación a su bobina para que empiece la
temporización; en cambio el de cámara se acopla a la parte superior de un contactor y
no necesita alimentación propia.
Además los electrónicos suelen tener un solo contacto conmutado mientras que el de
cámara suele tener 2 independientes (1 abierto y otro cerrado).
170
10. Realizar el esquema de medir la potencia en un circuito trifásico, sin neutro con dos vatímetros. Como se llama este método. Como se calcula la P y la Q.
W
WWatimetro 2
Watimetro 1
L3
L2
L1
Este método es conocido como el método de Aron.
P = W1 + W2
Q = 3 (W1 – W2)
11. Esquema de una instalación de una lámpara de CA que funciona a través de un detector PNP. Aparatos de protección.
-+
L0L1
42
ID 25A 30mA 31
PNP
2
1 3
4
PIA 10A 1P+N
CA
CC
KA1
KA1
12. Ídem anterior pero funciona a través de un detector DC de 4 bornas.
171
4B DC
CC
CA
PIA 10A 1P+N
4
31
2
1 3
ID 25A 30mA
2 4
L1 L0
+ -
13. Ídem anterior pero funciona a través de un detector AC de 3 bornas.
PIA 10A 1P+N
4
31
2
3B AC
1 3
ID 25A30mA
2 4
L1 L0
14. Como se convierte un pulsador NO en un pulsador con varios contactos. Un pulsador NO en un pulsador NC. Y un pulsador NC en NO.
Para convertir un pulsador NO en una pulsador con varios contactos basta con colocarle un relé auxiliar al pulsador y utilizar todos los contactos necesarios del relé auxiliar. Para convertir un NO en un NC se le coloca un relé auxiliar y se utiliza un contacto NC del relé. Para convertir un NC en NO se le coloca un relé auxiliar y se utiliza un contacto NC del relé.
172
15. Línea de 400/230V. Tensión del motor para conectarlo en arranque directo conexión estrella. Ídem triangulo.
Estrella: 400/230V. Triangulo: 692/400V.
16. Si tengo calculado la potencia reactiva de una batería de condensadores, como calculo la capacidad del condensador en un circuito monofásico; tomando la tensión de línea.
Para calcular la capacidad de dicho condensador tan solo deberemos utilizar la siguiente formula:
fU
QC C
·22
17. Ídem trifásico conexión estrella.
Para calcular la capacidad de dicho condensador tan solo deberemos utilizar la siguiente formula:
3·2 L
C
Uf
QC
18. Ídem trifásico conexión triangulo.
Para calcular la capacidad de dicho condensador tan solo deberemos utilizar la siguiente formula:
Uf
QC C
·2
19. Lámpara que funciona a través de un pulsador NC y utilizando un telerruptor.
321
2
NO NC
KA2
13
14
KA1
L0
L1
H1
A2
A1
KA1
S111
12
A1
A2
KA2
14
13
173
20. Realizar el esquema mando, dos motores que funcionan a través de dos interruptores (uno para cada motor), pero no pueden funcionar juntos.
F5F4
2 1
11
12
KM1KM2
12
11
S2
3
4
21
L0
A2
A1
KM1
L1
NCNO NO NC
KM2
A1
A2
4
3
S1
21. Ídem pero para que funcione el segundo tiene que funcionar el primero.
S1
3
4
A2
A1
KM2
NCNONO NC
L1
KM1
A1
A2
L0
1 2
4
3
S2
11
12
KM2 KM1
12
11
12
F4 F5
174
22. Características principales de la conexión triangulo.
FASELINEA UUFASELINEA II 3
Para conectar una conectar una carga trifásica a una línea trifásica; la tensión de fase tiene que ser igual a la tensión compuesta o de línea.
23. Ídem estrella.
FASELINEA UU 3 FASELINEA II
Por tanto; si tenemos una carga trifásica cuya tensión de fase · 3 es la misma que la tensión de la línea a la que conectamos. La conexión de la carga será en estrella.
24. Sea un esquema de mando que activa varios motores. Como pondré en un esquema de mando los contactos de los relés térmicos, para que si me salta uno de un motor me desactive toda la instalación completa. Ídem para que me salte el motor correspondiente.
Para que se detenga la inst. completa se conectarían todos los NC en serie. Si queremos un salto independiente tenemos que conectar el contacto del relé en serie con toda la maniobra que alimenta la bobina de cada contactor.
25. Contesta, si el motor se instala con arranque directo (con su conexión), o en arranque estrella triangulo.
Sea una línea de 380/220 V, y los motores a instalar:
- M1 = 4CV, 230/400V.
- M2 = 3CV, 230/127V.
- M3 = 15CV, 400/230V.
- M4 = 10CV, 230/127V.
- M5 = 2CV, 400/127V.
- M6 = 2CV, 690/400V.
M1 = Estrella.
M2 = Triangulo.
M3 = Estrella, pero necesita algún sistema de arranque para reducir su I de arranque por ser mayor de 5CV.
M4 = No se puede conectar, tensión baja.
M5 = No guarda la relación de 3 , por tanto no existe.
M6 = Triangulo.
175
26. Dibujar la placa de conexión de un motor trifásico asíncrono, realice la conexión estrella y la conexión triangulo.
U V W
X YZ
Estrella.
U V W
YXZ
Triangulo.
Problema:
Tenemos que acometer un cuadro de automatismo que alimenta a dos motores trifásicos usados para regar una parcela. El conductor utilizado es de tensión de aislamiento de 1000 v, aislante RV, bajo tubo subterráneo, temperatura del terreno 55ºC. La longitud del tramo es de 15 m. La línea es de 400/230V. Las características para del primer motor son de 3CV, cos 0.85, rendimiento 0.8, tensión 40/230V. Para el segundo motor es de 10CV, cos 0.75, rendimiento del 85%, tensión del motor 660/400V ó 400/230V(elígela explicando el motivo). Se pide:
Cálculo de la batería de condensadores (tensión de fase y capacidad), en triangulo si queremos elevar el factor de potencia a 0.92. Se tendrá en cuenta el replanteo.
El M2 será de 660/400V porque es necesario para hacer el arranque estrella – triangulo por tener más de 5CV.
W27600,8
736 x 3PM1 W8659
0,85
736 x 10PM2
QM1 = P x tg = 2760 x 0,62 = 1711 VAr. QM2 = 8659 x 0,88 = 7620 VAr.
PT = 11419 W. QT = 9331 VAr. Ahora pasando de rectangular a polar = Cos T = 0,77.
A un cos T de 0,77 le corresponde 9331 VAr. Si queremos elevarlo a 0,92 necesitaremos una Q de: Q = P x Tg (Final)= 11419 x 0,42 = 4795,98 VAr.
= 2 x x f Xc = 1 / x C.
C x x x V3
C x
VQ F
2
C 1
176
µF0,012728314 x 400 x 3
4795,98
x x V3
QC
F
C 12728
Se utilizarán condensadores de 12728 µF y 400 V.
Esquema de fuerza completo, con IGA, y protecciones independientes para cada motor y otra para el mando. Criterio de elección de todos los aparatos utilizados.
2
1 3
4
1
2 4
3 5
6
1
2 4
3 5
6
1
2 4
3 5
6
Mando
1 3 5
642
Km1
642
531
6
53
42
1
F2
5
64
31
2
642
531
YX
WU
Z
V
7
82
1 3
4 6
5
F1
1 3 5 7
2 4 6 8
L1
L2
L3
L0
ID1
F4
F3
Km2 Km3 Km4
F5F6
M2M1
LEYENDA.
ID1 Interruptor diferencial. F1 Interruptor magneto térmico (IGA). F2 Interruptor magneto térmico del motor 1. F3 Interruptor magneto térmico del motor 2. F4 Interruptor magneto térmico de mando. F5 Rele térmico del motor 1.
177
F6 Rele térmico del motor 2. M1 Motor 1.M2 Motor 2.Km1 Contactor de fuerza de M1. Km2 Contactor de línea de M2. Km3 Contactor de conexión triangulo M2. Km4 Contactor de conexión estrella M2.
Criterios de elección de los materiales:
Interruptor diferencial.
I Diferencial I magneto térmico
I Diferencial = Intensidad del interruptor diferencial I magneto térmico = Intensidad del magneto térmico
Magneto térmicos.
I instalación I magneto térmico I conductor
I instalación = Intensidad total de la instalación I magneto térmico = Intensidad del magneto térmico I conductor = Intensidad del conductor
Relé térmico.
I Calculo = 110% In
I Calculo = Intensidad del relé térmico I n = Intensidad total de la instalación
Contactores
I cálculo < In Serán de tipo AC – 4. 230V.
I cálculo = Intensidad que circulará por los contactos principales.
178
Esquemas de mando completos:
1. Instalación de un vagoneta que funciona de la siguiente forma, esta en le punto A, al accionar el pulsador marcha, se pone en funcionamiento hasta el punto B, separa y a los 15 segundos se pone en funcionamiento y al llegar al punto A se para. Señalizaciones de sentidos y salto térmico óptica a los 3 segundos de haber saltado el relé térmico.
FC2 3
4
11107
5
NO NC
KA2
A1
A2
KA1
14
13
11
NO NC
3
NO NC
1
H3
17
28KA3
KA3 A1
A2
98
A2
A1
KA1
FC2
4
3
FC1
14
13
Km2
12
11
Km1
A2
A1
Km2
1
2
KA1
KA2
28
17
L195
96
2
1
S1
F1
4
3
S2
14
13
Km1
Km1
A1
A2
L0
1 2 3 4 65
2
NO NC
8
Km211
12
10
3 1
109
NCNO
4
12
11
4
3
FC1
23
24
23
24
F4
97
98
H2H1
Km2Km1
F1 Relé térmico M1. S1 Pulsador de paro. S2 Pulsador de marcha. FC1 = Final de carrera punto A. FC2 = Final de carrera punto B. Km1 Contactor sentido A - B. Km2 Contactor sentido B - A. H1 Señalización marcha sentido A - B. H2 Señalización marcha sentido B - A. H3 Señalización salto del relé térmico.
179
2. Dibuja el esquema de mando para tres motores, que e deben funcionar de la siguiente forma. El motor 2 no funciona si no esta funcionando el 1, y el motor 3 no funciona si no esta funcionando el 1 y el 2. Cada motor dispone de pulsadores marcha. Solo tenemos un pulsador paro. Si se produce un salto de relé térmico se va toda la maniobra, y quedara encendida la señalización del motor que ha provocado el salto. 1 lámpara de funcionamiento y 1 lámpara de parada.
1010
12
11
Km2
12
11
Km1
98
1312
23
Km3
2434
Km2
33
7
33
Km1
34
1110
5
Km311
12
43
44
Km1
H1 H2
5
987
H5
F3
97
98
H4
F2
97
98
H3
F197
98
24
23
Km2
96
F395
96
F295
96
F195
3
NCNO
6
NCNO
4
5 6
Km1
23
24
S4
4
3
Km3
14
13
Km3
A1
A2
10
A2
A1
Km2
13
14
Km2
3
4
S3S2
S1
4
2
1
2
NO NC
L1
4
3
Km1
A1
A2
Km1
L0
1 2 3
14
13
F1 Rele térmico M1. F2 Rele térmico M2. F3 Rele térmico M3. S1 Pulsador de paro general.S2 Pulsador de marcha M1.S3 Pulsador de marcha M2.S4 Pulsador de marcha M3.Km1 Contactor M1. Km2 Contactor M2. Km3 Contactor M3. H1 Señalización marcha. H2 Señalización paro. H3 Señalización salto del relé térmico de M1. H4 Señalización salto del relé térmico de M2. H5 Señalización salto del relé térmico de M3.
180
UNIDAD DIDÁCTICA 3, AUTÓMATA PROGRAMABLE:
181
INDICE UNIDAD DIDÁCTICA 3:
1. Definición y constitución de un autómata programable……………Pag.182
2. Evolución de sistemas cableados a sistemas programados………Pag.184
3. Estructura y características del autómata programable…………...Pag.1863.1 Fuente de alimentación…………………………………………..Pag.186 3.2 Unidad de control de procesos (CPU)………………………….Pag.186 3.3 Memoria……………………………………………………………Pag.187 3.4 Módulos de entradas y salidas…………………………………..Pag.188
4. Equipos de programación de un autómata programable…………..Pag.190
5. Clasificación de autómatas programables…………………………..Pag.192 5.1 Compactos…………………………………………………………Pag.192 5.2 Semicompactos…………………………………………………...Pag.193 5.3 Modulares………………………………………………………….Pag.193
6. Lenguajes de programación…………………………..………………Pag.194
7. Identificación de operandos……………………………………...……Pag.198
8. Programación de operaciones………………………………………..Pag.201
9. Tipos de programación………………………………………………...Pag.203
10. Programas informáticos utilizados: MICROWIN y LOGO………..Pag.204
182
1. Definición y constitución de un autómata programable.
Un autómata programable o PLC (controlador lógico programable) es un equipo electrónico con capacidad de tratamiento de variables analógicas, informaciones digitales, numéricas y alfanuméricas. Diseñado para controlar en tiempo real procesos industriales automatizados. Básicamente está constituido por una unidad de control, memoria y los módulos de entradas y salidas (E/S) encargados de establecer la comunicación del autómata con los circuitos externos.
Los circuitos externos están constituidos por los captadores (detectores, pulsadores, finales de carrera, etc.) que mandan información desde el proceso industrial al autómata, y actuadotes (relés, contactores, etc.) encargados de ejecutar las ordenes de programa.
Autómata programable de S7-200:
Básicamente todos los autómatas están constituido por:
- Fuente de alimentación (internamente todos son de C.C). - CPU. - Memoria RAM. - Memoria EPROM. - Interface de entrada. - Interface de salida. - BUS de conexión. - Módulo de entrada. - Módulo de salida.
Dichos componentes serán descritos en los subapartados del punto 3.
183
- Aspectos externos del autómata:
Todo autómata presenta en su frontal una serie de indicadores y elementos de conexión, que deben ser conocidos por el instalador para su puesta en marcha y mantenimiento. Los elementos más característicos son los siguientes:
- Bornes de alimentación: permiten la conexión de la tensión de alimentación necesaria para la puesta en marcha del autómata, 24 Vcc, 48 Vcc o 230 Vca. En los equipos alimentados a 230 V es necesario conectar el conductor de protección PE (toma de tierra).
- Bornes de entradas y salidas: los elementos de conexión para los captadores/actuadotes se presentan generalmente en forma de borne. Para evitar errores de conexión se encuentran separados físicamente unos de otros.
- Interface de conexión: es un slot, generalmente de tipo informático, que permite conectar el autómata a la consola de programación o a un PC para su programación.
- Ranura de expansión: permite aumentar las posibilidades de expansión del equipo con diferentes módulos de entradas/salidas o de red.
- Indicadores LED: los LEDs están presentes en todos los frontales de los autómatas programables, y generalmente se utilizan para señalizar las siguientes acciones y situaciones de funcionamiento: • Captación de señales de entrada. • Actuación de las salidas. • Ejecución o parada del programa de usuario RUN/STOP. • Errores de memoria. • Errores de ejecución del programa. • Batería baja. • Defectos físicos del hardware del autómata. • En algunos casos del sistema de LEDs es sustituido por una pantalla LCD.
- Alojamiento cartucho EEPROM: permite conectar los cartuchos de memoria no volátil.
- Conector batería: aloja la pila de salvaguardar.
- Fuente de alimentación 24 Vcc: salida de tensión fija a 24 Vcc para alimentar las entradas y captadores de tipo activo.
- Interruptor RUN/STOP: ejecuta o detiene el programa de usuario. Algunos modelos de autómatas disponen de una posición central TERM (Terminal) que permite pasar a los módulos RUN/STOP desde la consola de programación. También es frecuente que este conmutador se presente como llave, de esta forma el programador puede retirarla en cualquier momento para evitar manipulaciones por personas no autorizadas.
- Potenciómetros analógicos: presentes en algunos modelos de autómatas, hacen posibles la variación de valores de temporización y cómputo desde el exterior del equipo sin necesidad de modificar la programación.
184
2. Evolución de los sistemas cableados a los sistemas programados:
Hasta no hace mucho tiempo el control de procesos industriales se venia haciendo de forma cableada por medio de contactores y relés. Al operario que se encontraba a cargo de este tipo de instalaciones, se le exigía tener altos conocimientos técnicos para poder realizarlas y posteriormente mantenerlas. Además cualquier variación en el proceso suponía modificar físicamente gran parte de las conexiones de los montajes, siendo necesario para ello un gran esfuerzo técnico y un mayor desembolso económico.
En la actualidad no se puede entender un proceso complejo de alto nivel desarrollado por técnicas cableadas. El ordenador y los autómatas programables han intervenido de forma considerable para que este tipo de instalaciones se hayan visto sustituidas por otras controladas de forma programada.
El Autómata Programable Industrial (API) nació como solución al control de circuitos complejos de automatización. Por lo tanto se puede decir que un API no es más que un aparato electrónico que sustituye los circuitos auxiliares o de mando de los sistemas automáticos. A él se conectan los captadores (finales de carrera, pulsadores,...) por una parte, y los actuadores (bobinas de contactores, lámparas, peque os receptores,...) por otra.
- La automatización cableada se ha utilizado y se sigue utilizando aunque en la actualidad queda relegada a instalaciones para controlar procesos poco complejos. Sus inconvenientes más relevantes son:
• Requiere grandes dimensiones para las canalizaciones y cuadros. • No permite variaciones con el mismo cableado. • Dificultad de mantenimiento y localización de averías. • Costes elevados de la instalación. • Requiere personal altamente cualificado.
- La automatización programada se utiliza en sistemas muy complejos de grandes dimensiones donde sea necesario hacer frecuentes variaciones en el proceso, sus ventajas más importantes son:
• Posibilidad de introducir modificaciones sin hacer cambios en la instalación, ya que el circuito de mando es un programa.
• Reduce el espacio ocupado por el conjunto de la instalación. • Bajo coste de mantenimiento. • Auto-localización de averías. • Posibilidad de controlar varios procesos con un mismo equipo.
185
Veamos un típico circuito de automatismos. Un arrancador Estrella triangulo. La figura 1 muestra como es la técnica cableada. Por una parte tenemos el circuito de fuerza, que alimenta el motor, y por otra el circuito auxiliar o de mando, que realiza la maniobra de arranque de dicho motor.
La figura 2 muestra como se realiza el mismo montaje de forma programada. El circuito de fuerza es exactamente el mismo que en la técnica cableada. Sin embargo, el de mando será sustituido por un autómata programable, al cual se unen eléctricamente los pulsadores y las bobinas de los contactores. La maniobra de arranque la realizara el programa que previamente se ha transferido al autómata.
186
3. Estructura y características del autómata programable:
Aunque a construcción física y organización interna puede variar de unos autómatas a otros, en todos ellos se pueden encontrar la estructura de la figura adjunta, destacando como dispositivos fundamentales: la Unidad Central de Proceso (CPU) y el módulo o sistema de entradas y salidas. A continuación se describen las características y los aspectos funcionales de cada uno de ellos.
3.1 Fuente de alimentación:
Tiene como misión convertir la corriente alterna de red a corriente continua, para alimentar los circuitos integrados y los componentes electrónicos del autómata, que normalmente trabaja a tensiones de 24 V de corriente continua.
Cuando los captadores pasivos están próximos al autómata, pueden ser conectados directamente a la fuente de alimentación. Los de captadores de tipo activo también pueden ser alimentados por el propio autómata, pero siempre teniendo en cuenta la corriente que consume cada uno de ellos, para evitar una sobrecarga en la fuente de alimentación. En el caso de utilizar gran cantidad de captadores de este tipo, es necesaria una fuente de alimentación externa.
3.2 Unidad de control y proceso (CPU):
La CPU es el cerebro del autómata. Está constituida básicamente por el microprocesador y la memoria. Tiene como misión realizar las siguientes tareas:
• Procesar la información que recibe de los captadores según el programa destinado a controlar el proceso.
• Enviar la información adecuada a los actuadotes a través del módulo de salidas.
• Interpretar el repertorio de instrucciones y órdenes que le envía el programador por medio de la consola u ordenador de programación.
187
• Realizar funciones de vigilancia, como lectura de estados internos (entradas y salidas) y actualización de indicadores.
• Detectar posibles anomalías en el funcionamiento del equipo. El procesador va ejecutando las instrucciones del programa residente en la memoria de forma secuencial, es decir, instrucción tras instrucción, procediéndose a la actualización de entradas/salidas al final de la ejecución.
3.3 Memoria:
En la utilización de sistemas programados se hace necesidad de utilizar elementos que almacenen tanto las instrucciones como los datos temporales que nos indican el estado actual de la instalación. El bit es la unidad de información básica del sistema binario. Un bit puede representar dos valores “1”lógico y “0”lógico. Estos bits se agrupan para formar unidades de información mayores generalmente 8 bits (byte) o 16 bits (word) Para poder acceder a una palabra necesitaremos direcciones que nos indica la posición de la palabra que queremos leer o escribir. Las memorias también son conocidas como Marcas y se representa por la letra “M”.Su función es almacenar las instrucciones del programa, datos, estados internos y estados de entrada/salida.
bits = 0 ó 1 bytte = 8 bits Word = 2 bytte = 16 bits Dword = 2 Word = 4 bytte = 32 bits
bit más significativo del B.0 bit menos significativo del B.0
0.0 bit bits 0.7 bit
ZONA
128 Filas MB0 128 bytte
La capacidad de una memoria viene representada por el número de palabras que es capaz de almacenar. En función del tipo de acceso a los datos de la memoria las podemos clasificar en dos grupos - Memorias de acceso aleatorio:
B0 B1 B2 B3
W0
W1 D0
0
1
Capacidad memoria = A L (columnas filas)
¿1 K? = 1024 bits
1024 = 128 bytte 8
M0.0 bit bytte
Lugar o zona de memoria donde se encuentra.
188
- ROM: Memoria de solo lectura. Solo se puede grabar una sola vez. Es una memoria no volátil. - RAM: Memoria de acceso aleatorio. Es posible almacenar y leer los datos tantas veces como se desee. -EPROM: Similar a la memoria ROM pero permite el borrado y reescritura de la memoria. Tiene dos grupos básicos: UVEPROM, memoria de solo lectura borrable por luz ultravioleta y la memoria EEPROM: memoria solo lectura borrable electrónicamente.
3.4 Módulos de entradas y salidas:
Módulos de entradas:
A este módulo se unen eléctricamente los captadores (interruptores, finales de carrera, pulsadores, detectores, etc).
La información recibida en él, es enviada a la CPU para ser procesada de acuerdo la programación residente.
Como ya vimos en el apartado 13 de la unidad didáctica 2 existen gran cantidad de captadores y conexiones de los mismos, por lo tanto solo recordaremos que existen fundamentalmente dos grupos: -Captadores pasivos: solo tienen contacto, no necesitan alimentación. -Captadores activos: necesitan ser alimentados para actuar.
Captadores pasivos.
Captadores activos.
Por norma general todas las entradas de los autómatas programables son de 24V C.C., aunque como veremos más adelante hay algunos que vienen adaptados para hacerlo con C.A. como es el caso del “LOGO”.
Módulos de salidas:
El modulo de salidas del autómata es el encargado de activar y desactivar los actuadores (bobinas de contactores, lámparas, motores peque os, etc). La información enviada por las entradas a la CPU, una vez procesada, se envía
189
al módulo de salidas para que estas sean activadas y a la vez los actuadores que en ellas están conectados. Según el tipo de proceso a controlar por el autómata, podemos utilizar diferentes módulos de salidas. Existen tres tipos bien diferenciados: - A relés. - A triac. - A transistores.
Módulos de salidas a relés:
Son usados en circuitos de corriente continua y alterna. Están basados en la conmutación mecánica, por la bobina del relé, de un contacto eléctrico normalmente abierto.
Módulos de salidas a Triacs:
Se utilizan en circuitos de corriente continua y corriente alterna que necesiten maniobras de conmutación muy rápidas.
Módulos de salidas a Transistores a colector abierto:
El uso del este tipo de módulos es exclusivo de los circuitos de c.c. Igualmente que en los de Triacs, es utilizado en circuitos que necesiten maniobras de conexión/desconexión muy rápidas.
La forma de conectar los actuadores a los módulos de salidas, dependerá del tipo de módulo utilizado. Estos son algunos ejemplos:
190
*Nota: Para la adaptación de circuitos por motivos diferentes tensiones o diferentes tipos de corriente (C.C. o C.A.) utilizaremos relés auxiliares e incluso fuentes de alimentación en función de nuestra necesidad. (Explicado en UD 2).
4. Equipos de programación de un autómata programable.
Los equipos de programación son los elementos que permiten la comunicación entre el usuario y el autómata.
Las funciones principales de un equipo de programación son:
- Introducir los programas en la memoria. - Editar y modificar programas existentes en la memoria del autómata. - Detectar anomalías en el formato de programación. - Visualizar en tiempo real el estado de entradas y salidas.
En la actualidad los equipos de programación que se utilizan son las consolas de programación y los ordenadores personales.
Para conectar el autómata con el ordenador los fabricantes de autómatas han desarrollado interfaces de interconexión entre ellos, que permiten utilizar el ordenador como instrumento de programación.
Terminal de programación portátil
Terminal de programación compatible PC
191
Cada fabricante suministra consolas de programación. Están constituidas por un teclado, con el que se introducen las instrucciones del programa, y una pantalla de cristal líquido, que permite visualizar y presentar datos. Los periféricos son equipos con posibilidad de conexión al autómata o a la red de comunicación industrial. Su misión es facilitar la labor del usuario en tareas de grabación, presentación en impresión de datos.
Los periféricos se pueden clasificar en 2 grupos:
- Genéricos, que tienen su aplicación en otros campos de la técnica y pueden ser impresoras, presentación e impresión de datos.
- Específicos, que han sido creados exclusivamente para una función determinada en su conexión con el autómata y entre ellos se encuentran los visualizadores, paneles de operación, cartuchos de memoria EEPROM.
Visualizadores y Paneles de Operación.
Estos dispositivos se utilizan para la comunicación hombre-máquina y tienen como misión, entre otras funciones:
- Modificar parámetros del sistema. - Obtener mensajes de alarma. - Visualización del estado del proceso. - Forzar entradas/salidas. - Etc.
Generalmente se utilizan en instalaciones que requieren continuos cambios de estado de las variables y un seguimiento constante del proceso, por operarios sin conocimientos de programación.
Pueden ser de 2 tipos:
- Textuales, que presentan la información en una pantalla de cristal líquido con mensajes en modo texto. Generalmente se les denomina visualizadores. Su uso puede hacerse tanto en la industria, como en instalaciones automáticas de viviendas y edificios.
- Gráficos, que representan el proceso a controlar en una pantalla, también LCD, de forma gráfica. En algunos casos este tipo de pantalla en de tipo táctil, pudiéndose actuar directamente sobre los elementos que aparecen en ella. Este tipo de periférico recibe el nombre de Panel de Operación (OP).
Se utilizan como puestos de supervisión de procesos industriales.
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Textuales Gráficos
El control de menús, mensajes y entrada de parámetros se realiza por un teclado tipo membrana, adaptado a todo tipo de ambientes industriales.
Cartucho EEPROM.
Los cartuchos EEPROM son pequeños módulos enchufables al autómata en un slot específico creado para tal fin.
Las ventajas que presentan respecto a otros medios de grabación son las siguientes:
- Reducido tamaño. - Rapidez de conexión. - Transferencia prácticamente instantánea del programa al autómata en
operaciones de mantenimiento. - Borrado y grabación desde el propio autómata.
Cartucho EEPROM
5. Clasificación de los autómatas programables:
Atendiendo a su modularidad, los autómatas pueden ser clasificados en 3 tipos:
5.1 Compactos:
- Compactos. Son aquellos que contiene todos sus elementos, E/S, CPU, fuente de alimentación, etc., en una misma envolvente.
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Dentro de este grupo cabe destacar, la controladora programable que algunos fabricantes están desarrollando para aplicaciones domésticas y gestión de pequeña maquinaria. Con un teclado básico, 6 u 8 teclas situado directamente en su frontal, es posible realizar todas las tareas de programación y parametrización disponibles de una forma rápida y sencilla. Además presentan la posibilidad de ser conectadas, con el interface adecuado, a un ordenador personal para la edición, grabación e impresión de programas de usuario.
Modelo de autómata de tipo compacto Controladora lógica programable
5.2 Semicompactos:
Son aquellos en los que alguno de sus elementos están fuera de la envolvente principal. Por ejemplo la fuente de alimentación.
5.3 Modulares:
Cada uno de los elementos que lo forman está en una envolvente diferente que se instala sobre un rack común. Las posibilidades de expansión son enormes comparándolas con las de tipo compacto y semicompacto, pero su coste es mucho más elevado.
Autómata modular de tarjetas
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6. Lenguajes de programación:
El lenguaje de programación es el encargado de manejar el juego de instrucciones del autómata para realizar las funciones lógicas y de cálculo de la CPU.
La norma UNE-EN 611131-3 (que concuerda con la IEC 1131-3) define 4 lenguajes de programación para autómatas, 2 en formato texto y 2 en formato gráfico, pudiendo ser combinables y complementarios entre sí.
Algunos fabricantes no cumplen al completo la norma IEC 1131-3 y utilizan su propia nemotécnica, como ocurre con la serie Simatic S7 de Siemens. Debido a la gran implantación que estos autómatas tienen en la industria, se ha considerado necesario estudiar su lenguaje S7-Microwin en esta obra como complemento a la norma.
Antes de ver como se utilizan los diferentes lenguajes de programación, se hace necesario el estudio del direccionamiento de las entradas y salidas en un autómata.
SFC (Norma)
FBD (Norma)
FUB (Siemens)
LD (Norma)
KOP (Siemens)
ST (Norma)
IL (Norma)
AWL (Siemens)
Grafcet
Diagramas funcionales
Lenguaje por contactos
Lenguaje estructurado
Lista de instrucciones
Gráficos
Textuales
LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN
Direccionamiento de variables.
Una variable es un elemento del programa que puede cambiar de estado. Por ejemplo: un contacto puede tener 2 posiciones abierto o cerrado, una bobina puede estar activada o desactivada. Las variables se asocian en las entradas y salidas del autómata y es necesario etiquetarlas para que el programa pueda procesar las señales que éstas generan o reciben.
El direccionamiento de las variables de entradas y salidas consiste en identificar físicamente los diferentes elementos que componen un módulo en el
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autómata programable, es decir indicar el borne de conexión en el que está conectado el captador o el actuador.
Según la norma IEC 1131-3
Los identificadores son:
I – Para las entradas. Q – Para las salidas.
Conociendo el tipo de variable a programar y el lugar que ocupa el autómata obtendremos el Operandos, que como vemos más adelante, es necesario para elaborar cualquier programa de autómatas.
El operando tiene la siguiente estructura:
% X M.N Donde:
% indica que es una variable. X identifica si la variable es de entrada o salida. M es el módulo al que pertenece dicha variable (byte). N lugar que ocupa en el módulo. Por ejemplo:
% I 1.2 indica que es la variable (%) de entrada (I) número 2 situada en el módulo número 1 del autómata.
% Q 2.0 indica que es la variable de salida número 0 situada en el módulo número 2.
Según Simatic S7
Los identificadores son:
E – Para las entradas. A – Para las salidas.
El operando tiene la siguiente estructura:
X M.N Donde:
X identifica si la variable es entrada o salida. M es el módulo (byte) al que pertenece dicha variable. N lugar que ocupa en el módulo.
Se ha de destacar que el direccionamiento de los módulos en un autómata S/-200 es algo diferente al utilizado anteriormente. El número de orden del módulo no corresponde con la posición del puesto del enchufe que acompaña a la cadena de ampliación conectada a la derecha de la CPU, sino que los módulos de un tipo se numeran independientemente de los otros. Es decir, que
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los módulos de salidas no alteran el orden de los módulos de entradas, y viceversa.
Aunque todos los ejemplos de programación vistos en este capítulo son los mismos para los diferentes lenguajes, se ha de tener en cuenta esta característica en el momento de programar físicamente los autómatas.
Lenguajes textuales.
La norma tiene 2 tipos:
- Lenguaje por lista de instrucciones (IL).
También llamado Booleano, está basado en un listado de símbolos nemotécnicos cercanos al lenguaje máquina. Se escribe en forma de texto utilizando caracteres alfanuméricos para definir las líneas de operaciones lógicas.
Es el lenguaje más próximo al juego de instrucciones de la CPU, por lo que generalmente suele ser el más potente y rápido de escribir, aunque también el más complejo.
Un esquema eléctrico basado en lógica cableada, se implementa fácilmente a lista de instrucciones utilizando las abreviaturas nemotécnicas de las funciones y operaciones, para identificar los elementos y sus conexiones.
Actualmente este tipo de lenguaje está siendo desplazado por otros que aprovechan las propiedades gráficas de los ordenadores personales, aportando mayor comodidad y facilidad en la programación.
A cada línea de texto IL se le denomina instrucción y está formada por el operando y el operador. El operando define la función lógica (operación lógica) y el operador el direccionamiento de la variable.
Norma IEC 1131-3 Simatic S/
Operando Operador Operando Operador
LD %I1.0 LD E1.0
Las operaciones IL se escriben en modo texto utilizando una o varias letras mayúsculas.
Equivalencias IL entre la Norma y Simatic S7: Operador según: Modificador Descripción Simatic S7 Norma 1131-
3:LD LD N Inicio de una red de contactos = ST N Escribe el resultado de la red en
una bobina
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S S - Enclava una bobina R R - Desenclava una bobina U AND N Conexión serie O OR N Conexión paralelo - XOR N Conexión por exclusiva NOT NOT - Negación JMP JMP N Salto a una etiqueta CALL - N Llamada de subrutina RET RET N Retorno de subrutina ULD AND () N Asociación serie de grupo de
contactosOLD OR () N Asociación de grupo de contactos
en paralelo
El lenguaje IL permite integrar opcionalmente comentarios en el programa con carácter informativo.
Se pueden insertar a la derecha de cada instrucción, al principio de un programa o antes de una red de contactos.
Según la norma IEC 1131-3 se escriben entre paréntesis y asteriscos.
Por ejemplo: (*Comentario*).
Con la nemotécnica Simatic S7 se escribe después de 2 barras inclinadas //.
Por ejemplo: //Comentario.
En el siguiente programa se muestran comentarios al principio del programa, y en cada línea de instrucción:
Norma IEC 1131-3 Simatic S7
%L1 (*Interruptores en serie*)
LD %I1.0 (*Interruptor 1*) AND %I1.2 (*Interruptor 2*) AND %I1.3 (*Interruptor 3*) ST %Q2.1 (*Lámpara*)
NETWORK 1 //Interruptores en serie
LD E1.1 //Interruptor 1 U E1.2 //Interruptor 2 U E1.3 //Interruptor 3 = A2.1 //Lámpara
Lenguaje de texto estructurado (ST).
Tiene su origen en los lenguajes de alto nivel como Basic, C ó Pascal, siendo su programación similar a estos.
La utilización del ST se sale de los objetivos de este módulo, por lo tanto no será tratado en esta obra.
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Lenguaje FBD.
El plano de funciones lógicas, resulta especialmente cómodo de utilizar, a técnicos habituados a trabajar con circuitos de puertas lógicas, ya que la simbología usada en ambos es equivalente.
Lenguaje Grafcet (SFC):
Es el llamado Gráfico de Orden Etapa Transición. Ha sido especialmente diseñado para resolver problemas de automatismos secuenciales. Las acciones son asociadas a las etapas y las condiciones a cumplir a las transiciones. Este lenguaje resulta enormemente sencillo de interpretar por operarios sin conocimientos de automatismos eléctricos. Muchos de los autómatas que existen en el mercado permiten la programación en GRAFCET, tanto en modo gráfico o como por lista de instrucciones. También podemos utilizarlo para resolver problemas de automatización de forma teórica y posteriormente convertirlo a plano de contactos.
7. Identificación de operandos:
Entradas.
Detectan el estado de los captadores conectados a las entradas del autómata. Se representan como contactos abiertos o cerrados.
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Nemotécnia:
Salidas.
Se encargan de activar los actuadotes desde el módulo de salidas del autómata. Su representación gráfica se realiza por el símbolo de la bobina pudiendo ser directa o negada.
Nemotécnia:
Las salidas pueden tener contactos asociados que se abren o cierran cuando la bobina está activada.
Memorias internas.
También llamadas marcas o bits internos. Tienen un comportamiento similar al de los relés auxiliares en la lógica cableada. Su representación gráfica se realiza con el símbolo de la bobina, tanto en forma directa como negada.
Nemotécnia:
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A las memorias internas se les asocian contactos, abiertos y cerrados, que cambian de estado cuando se activan.
Temporizador.
Los temporizadores generan eventos cuando alcanzan un valor de tiempo predeterminado. Su comportamiento es similar a los utilizados en la lógica cableada.
Nemotécnia:
A los temporizadores se les asocian contactos abiertos y cerrados, que cambian de estado cuando se alcanza el valor de tiempo máximo.
Contador.
Los contadores originan eventos cuando alcanzan un determinado número de sucesos.
Nemotécnia:
201
8. Programación de operaciones:
En este capítulo se estudian las operaciones básicas que realiza un autómata. Todos los ejemplos serán implementados en lista de instrucciones IL, lenguaje a contactos LD y/o funciones lógicas FBD, utilizando las nemotécnia internacional (según la norma IEC 1131-3) y la de los autómatas Simatic S7 de Siemens.
Operación de carga.
Recibe este nombre la operación encargada de iniciar una red de contactos o un segmento del programa.
Si la operación de carga se realiza de forma directa, con un contacto abierto, la instrucción es LD, si lo hace de forma negada, con un contacto cerrado, se escribe LDN.
Nemotécnia:
Operación de escritura.
Recibe este nombre la operación encargada de escribir el resultado de una red de contactos en una bobina.
La escritura directa se representa por ST y la negada por STN. Si la escritura se realiza sobre una bobina de enganche se representa por S y si lo hace sobre una de desenganche por R.
Nemotécnia:
202
Operaciones combinacionales.
Son las que definen las diferentes conexiones entre los contactos de un programa.
- Conexión AND:
Tiene su correspondencia con el circuito eléctrico combinacional de contactos en serie.
El resultado de la operación solamente se escribe en la bobina cuando los operandos de entrada <no negados> se encuentran a <1> y los negados a <0>.
Por ejemplo: la función lógica de una operación AND con 3 operadores no negados es S = A · B · C.
Operando en IL:
Descripción Norma IEC 1131-3 Simatic S7
Conexión serie directa AND U
Conexión serie negada ANDN UN
- Conexión OR:
Tiene su correspondencia con el circuito eléctrico combinacional de contactos en paralelo.
El resultado de la operación se escribe en la bobina cuando cualquiera de los operandos <no negados> está a <1> o cualquiera de los negados está a <0>.
La función lógica de una operación OR con 3 operandos no negados esS = A + B + C.
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Operandos en IL:
Descripción Norma IEC 1131-3 Simatic S7
Conexión paralelo directa
OR O
Conexión paralelo negada
ORN ON
- Agrupaciones de contactos:
Los contactos pueden operar entre sí creando bloques que, a su vez, operan con otros bloques en serie o en paralelo originando agrupaciones de contactos.
Para programar estas agrupaciones la norma IEC 1131-3 establece la utilización de paréntesis y el lenguaje S7 opera con bloques previamente cargados con LD.
Uso de los paréntesis.
• Agrupación AND ( ):
Conecta grupos de contactos con la función serie (AND).
9. Tipos de programación:
Atendiendo a la estructura del programa, se pueden establecer 2 tipos de programación:
Programación lineal.
Consta de una sola rutina, llamada programa principal, que es ejecutada línea a línea de forma cíclica.
Es ideal para pequeños automatismos donde el grado de complejidad es bajo.
Algunas operaciones avanzadas de la programación lineal son los llamados Saltos. Estos permiten omitir una parte del programa que no es necesario ejecutar cuando se cumple una determinada condición, reduciendo el tiempo de ejecución del ciclo.
El tiempo de ejecución de cada instrucción está determinado por el modelo de autómata y el tipo de operación, siendo habitual su medida en µs.
204
Programación estructurada.
Es el tipo aconsejado para automatismos con tareas complejas. Cosiste en seccionar el programa en diferentes rutinas y subrutinas clasificadas de la siguiente forma:
- Programa principal.
Está formado por el núcleo de la aplicación. En él se establecen los saltos a las diferentes subrutinas.
- Subrutinas.
Son pequeños programas, con identidad propia, que son llamados desde el programa principal tantas veces como necesiten ejecutarse. Desde las subrutinas de primer nivel se pueden hacer llamadas a otras subrutinas de niveles diferentes, formando lo que se llama programa de estructura anidad. Las limitaciones referentes a la profundidad del anidado vienen dadas por las características técnicas del autómata.
10. Programas informáticos utilizados:
Micro-Win:
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Indice Pág.
Del Proceso Industrial al Proyecto ........................................................................................................ 2Comenzar con Micro - WIN ...................................................................................................................... 3Elementos de la Ventana ................................................................................................................... 4La Barra de Herramientas ................................................................................................................... 5Estructura del Proyecto ...................................................................................................................... 6Opcione .............................................................................................................................................. 7Crear un Proyecto ................................................................................................................................ 8Insertar una Unidad de Organización del Programa (UOP) .................................................................. 9Ayuda del Sistema ................................................................................................................................ 10Ayuda Contextual ............................................................................................................................... 11Ejercicio: Crear un Proyecto ................................................................................................................. 12
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STEP 7-Micro/WIN
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Del Proceso Industrial al Proyecto
Gestión del Proyecto
Proceso Industrial
STEP 7-Micro/WIN
Hardware
Software
SBR1
OB1
I 1.0 I 1.1 Q4.0
Proceso Industrial Desde un punto de vista a nivel microscópico, un proceso a automatizar puededividirse en un número de secciones y sub-secciones más pequeñas que seinterrelacionan y que dependen las unas de las otras.La primera tarea es, por tanto, dividir todo el proceso de automatización en variastareas.
Hardware y Cada una de esas tareas también define ciertos requisitos hardware y softwareSoftware para su automatización:
• Hardware:
- Número y tipo de entradas y salidas- Número y tipo de módulos- Capacidad y tipo de CPUs- Sistemas de Interfase Hombre - Máquina- Redes
• Software:
- Estructura del Programa- Almacenamiento de datos y su gestión en el proceso de automatización- Datos de configuración- Datos de comunicación- Documentación del Proyecto y del Programa de Usuario.
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Comenzar con Micro - WIN
o
Comenzar con El Escritorio de Windows 95 contiene un icono de Acceso Directo para “STEP 7-Micro - WIN Micro/WIN 32“, aunque también existe una opción en el Menú Inicio en la opción
SIMATIC.Para arrancar el programa se hace como con cualquier otra aplicación Windows95, es decir, haciendo doble-click en el icono del Escritorio o seleccionándolo através del Menú Inicio.
Interfase de Usuario Una vez instalado el software en su PC/PG, la herramienta principal de Micro/WINse encuentra disponible como acceso directo en el escritorio de Windows 95. Alseleccionar el icono se abre la herramienta correspondiente para poder editar elbloque de programa de usuario.
Nota Siempre que sea necesario, se puede obtener ayuda para la ventana activapulsando la tecla de función F1.
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Elementos de la Ventana
Barra de Título
Barra de Menú
Barra de Herramientas
Barra de Estátus
Barra de Navegación
Árbol de Instrucciones
Ventana de Resultados
Barra de Título La Barra de Título contiene el nombre de la ventana y de sus botones de control deventana.
Barra de Menú Contiene todos los menús disponibles en la ventana activa.
Barra de Contiene las opciones de menú más utilizadas en forma de botones con iconos
Herramientas representativos.
Barra de Navegación Contiene los iconos para activar las funciones de programa.
Árbol de Muestra todos los elementos del proyecto y todas las instrucciones disponibles el el
Instrucciones editor del programa (KOP, FUP o AWL).
Ventana de Muestra los mensajes informativos sobre la compilación del programa de usuario.
Resultados
Barra de Estado Muestra el estado actual y otro tipo de información.
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La Barra de Herramientas
Gestión de las Barras de Herramientas en STEP 7-Micro/WIN 32:
Modificar su Apariencia:
• Activar la opción “Mostrar descripción de los botones“ si se quiere una breve descripción de la herramienta que se va a mostrar cuando se posicione el puntero del ratón encima del botón.
• Activar la opción “Mostrar botones planos“ si se quiere mostrar los botones endos o tres dimensiones.
Mover un Botón:
• Seleccionar una barra de herramientas en la lista de la ventana “Categoría“ de la pantalla “Personalizar“ para mostrar todos los botones de esa barra de herramientas.Para mover un botón desde esa barra de herramientas a otra diferente, seleccionar el nombre de la barra de herramientas que contiene el botón y arrastrar con el ratón el botón de la ventana “Botones“ hasta la barra de herramientas del proyecto de STEP 7-Micro/WIN 32 donde se quiera visualizar.
• Para eliminar el botón de la barra de herramientas en STEP 7-Micro/WIN 32, arrastrar con el ratón el icono hasta la ventana "Botones" de la pantalla “Personalizar“.
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Estructura del Proyecto
Un proyecto se compone de cinco componentes principales:
Bloque de Program a El Bloque de Programa contiene el código ejecutable y los comentarios. El códigoejecutable se compone de un programa principal (OB1) y/o de varias subrutinas orutinas de interrupción. El código es compilado y cargado en el PLC. Loscomentarios no son compilados ni cargados en el PLC.
Bloque de Datos El Bloque de Datos contiene datos (valores iniciales, valores y constantes) ycomentarios. Los datos son compilados y cargados en el PLC. Los comentarios noson compilados ni cargados en el PLC.
Bloque de Sistema El Bloque de Sistema contiene la información de la configuración, como parámetrosde comunicaciones, áreas de datos remanentes, filtros de entradas analógicas ydigitales, valores de las salidas al pasar el PLC de RUN a STOP y nivel de accesoal PLC (password). El bloque de sistema se carga en el PLC.
Tabla de Símbolos La Tabla de Símbolos permite utilizar el direccionamiento simbólico. Los símboloshacen que la programación sea más simple y fácil de seguir. El programacompilado que se carga en el PLC convierte todos los símbolos en direccionesabsolutas. La tabla de símbolos no se carga en el PLC.
Tabla de Estados La Tabla de Estados no se encuentra cargado en el PLC. En dicha tabla seintroducen las direcciones que se desean visualizar su estado y las que se deseenmodificar su valor (forzado). Los valores de los temporizadores y contadorespueden visualizarse como bits o palabras. Si se selecciona formato bit, se accede ala salida lógica (ON / OFF). Si se selecciona formato palabra, se accede a la salidanumérica.
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Opciones
Seleccionar la opción de menú Herramientas > Opciones.
Solapas:
"General" Editor Estándar KOP, FUP o AWL
Nemotécnica SIMATIC o International
Modo de Programación SIMATIC o IEC 1131-3
Idioma Inglés, Alemán, Francés, Español o Italiano
“Colores" Aquí se pueden cambiar los colores y tipos de letra de los elementos de la ventana.
“Ajustes Regionales" Aquí se pueden configurar las siguientes opciones:
Sistema de Medida U.S. o Métrico
Formato de Hora 12 o 24 horas
Formato de Fecha (mm/dd/aa) o (dd.mm.aa)
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Crear un Proyecto
Crear un Proyecto Para crear un proyecto nuevo, seleccionar la opción de menú Archivo -> Nuevo ohacer click con el ratón en el icono de la barra de herramientas.
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Fecha: 25/10/01Fichero: Micro_02D.9
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Insertar una Unidad de Programación Lógica (UOP)
Derecho
Insertar un UOP Hacer click en la pantalla de Bloque de Programa con el botón derecho del ratónpara poder insertar nuevas subrutinas o bloques de interrupción.Hacer click en la Tabla de Estados o en la pantalla de Tabla de Simbolos con elbotón derecho del ratón para insertar una nueva tabla.
Abrir una UOP Hacer click en el icono de la unidad de organización de programa (UOP) con elbotón derecho del ratón para abrir, renombrar o borrar la UOP, añadir comentarioso modificar las propiedades de la UOP.
• El Bloque de Organización (OB1) y las Rutinas de Interrupción (INTn) son ejecutadas por el sistema operativo de la CPU. Conforman el interfase entre elsistema operativo y el programa de usuario.
• Las Subrutinas (SBR) contienen programa de usuario. Permiten dividir un programa complejo en pequeñas y manejables secciones.
• Los Bloques de Datos contienen datos de usuario.
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Fecha: 25/10/01Fichero: Micro_02D.10
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Ayuda del Sistema
Acceso Se puede acceder a la ayuda del sistema de maneras diferentes:1. Activándola a través de la opción de menú Ayuda - > Contenido e Indice.
2. Se puede obtener ayuda contextual pulsando la tecla de función F1.
Solapas • "Contenido" - Proporciona ayuda bajo cabeceras en grupos de temas relacionados.
• “Indice" - Proporciona acceso a la información de la ayuda a través de una lista de términos ordenada alfabéticamente
• “Buscar" - Permite buscar ciertas palabras o expresiones en los temas relacionados.
Acceso Rápido Algunas palabras en los textos de ayuda aparecen subrayadas y de color verde. Sise hace click con el botón izquierdo del ratón en uno de estos Accesos Directosaparece ayuda adicional relacionada con ese término.
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Fecha: 25/10/01Fichero: Micro_02D.11
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Ayuda Contextual
F1
Ayuda Contextual La ayuda contextual proporciona una información específica sobre objetosseleccionados, bloques, opciones de menú, diálogos, etc.Se puede hacer Click con el botón izquierdo del ratón en los “Temas de Ayuda"para obtener ayuda general sobre ese tema.
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MICROWINSTEP 7- MicroWINPágina 12
Fecha: 25/10/01Fichero: Micro_02D.12
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Ejercicio: Crear un Proyecto
Recuerde ! Un proyecto contiene todos los bloques y datos relacionados con una tareaautomatizada.
Objetivo Crear un Proyecto.
Cómo Hacerlo 1. Arrancar Micro/WIN.
2. Crear un proyecto nuevo, seleccionando la opción de menú Archivo -> Nuevo.
3. Insertar una nueva Subrutina en el proyecto.
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LOGO Soft Comform:
<< | >>
A través de los menús emergentes (que se abren haciendo clic con el botón derecho del ratón sobre el objeto
correspondiente) se obtiene ayuda acerca de los elementos del interface de programación.
Cuando se inicia el programa aparece el interface de usuario de LOGO!Soft Comfort. La mayor parte de lapantalla la ocupa entonces el área dedicada a la elaboración de esquemas eléctricos. En esta plataforma de
programación se disponen los símbolos y enlaces del programa.
Para no perder la visión de conjunto incluso en el caso de trabajar con programas extensos, en la parte inferior ya la derecha del interface de programación se dispone de unas barras de desplazamiento que permiten mover el
esquema eléctrico en sentido horizontal y vertical.
En la parte superior de la ventana de LOGO!Soft Comfort se encuentra la barra de menús . En la barra de menúsencontrará los distintos comandos para editar y gestionar los programas. Esto incluye también configuraciones y
funciones de transferencia de programas.
Encima del entorno de programación se encuentra la barra de herramientas Estándar . Durante el rearranquecompleto de LOGO!Soft Comfort aparece una barra de herramientas Estándar reducida a las funcionesesenciales. Esta barra permite crear un programa nuevo, abrir un programa ya existente o transferir un programa
de LOGO! a LOGO!Soft Comfort para editarlo.
La barra de herramientas Estándar completa aparece cuando se accede a un programa para su edición en el
entorno de programación.
A través de los botones de esta barra se pueden realizar, entre otras, las siguientes operaciones: crear unprograma nuevo; cargar, guardar o imprimir un programa ya existente; cortar, copiar y pegar objetos de un circuito
o realizar una transferencia de datos desde y hacia LOGO!.
La barra de herramientas Estándar se puede seleccionar y mover con el ratón. Si cierra la barra de herramientas,
ésta permanecerá siempre acoplada a la barra de menús.
Debajo se encuentra la barra de herramientas Herramientas . Mediante los botones de comando dispuestos enésta se puede cambiar a diferentes modos de operación, para elaborar o procesar un programa con rapidez y
sencillez.
La barra de herramientas Herramientas se puede seleccionar y mover con el ratón. Si cierra esta barra de
herramientas, ésta permanecerá siempre acoplada sobre la barra de menús.
En el editor KOP no existe el botón Funciones básicas (GF) ya que aquí las combinaciones lógicas "AND" y "OR"
se realizan conectando los distintos bloques.
Bajo el entorno de programación se encuentra la ventana de información. En esta ventana se muestran los datosy las indicaciones que surgen durante la simulación. En la ventana de información también se representan losmódulos LOGO! recomendados como posibles módulos para su programa a través de la función Herramientas ->
Determinar LOGO! .
De forma predeterminada se abre la ventana de información junto con el programa. Esta ventana se puedeseleccionar y mover con el ratón; también se puede extraer completamente de LOGO!Soft Comfort de forma quese convierta en una ventana independiente. La ventana de información se puede abrir o cerrar mediante Ver ->
Ventana de información o a través de la tecla de método abreviado [F4].
En la parte inferior de la ventana de programación encontrará una barra de estado . Aquí se indica informaciónacerca de la herramienta activa, el estado del programa, el valor de zoom ajustado, la página general del
esquema y el dispositivo LOGO! seleccionado.
<< | >>
Una vez que haya iniciado LOGO!Soft Comfort, puede comenzar inmediatamente a crear un
programa nuevo.
Para ello, haga clic en el botón "Archivo nuevo" de la barra de herramientas Estándar para
crear un programa nuevo.
LOGO!Soft Comfort abrirá el editor FUP (o el editor estándar configurado enHerramientas/Opciones/Editor), donde podrá comenzar a crear un programa en un entorno de
programación vacío.
Para cambiar entre el editor KOP y el editor FUP, haga clic en la flecha pequeña situada a la
derecha del botón "Archivo nuevo".
Para iniciarse en la creación de esquemas con LOGO!Soft Comfort, sólo se necesitan losbotones de ambas barras de herramientas. Para informaciones más detalladas les remitimos
nuevamente a los capítulos posteriores.
Para elegir los botones de comando se posiciona el puntero del ratón sobre el botón deseado yse pulsa la tecla izquierda del ratón. El botón de comando seleccionado aparece entonces
como pulsado.
El primer paso para la elaboración de esquemas consiste en la selección de los bloques defunción necesarios para el circuito que se va a crear. Es indiferente si primero se ubican las
entradas y salidas, las funciones básicas o las funciones especiales.
En la barra de herramientas Herramientas se encuentran, bajo Co, las constantes y los bornesde conexión, es decir, diferentes entradas y salidas y niveles de señal fijos. Bajo GF seencuentran las funciones básicas del álgebra booleano, es decir, los elementos de lógicabinaria más simples. Bajo SF se encuentran los bloques con funciones especiales. También
puede ejecutar los grupos de funciones correspondientes con las teclas de método abreviado .
o Constantes y bornes de conexión
o Funciones especiales
Sólo para el editor FUP:
o Funciones básicas
<< | >>
Haga clic en el botón para el grupo de funciones que contenga el bloque necesario. Alternativamentepuede pulsar la tecla de método abreviado . Debajo del entorno de programación se representarán todos
los bloques de función pertenecientes al grupo de funciones seleccionado.
Editor FUP: ejemplo
Mediante un simple clic con el ratón, podrá posicionar en el entorno la función seleccionada. Laprimera función del grupo está preajustada, las demás funciones se pueden seleccionar con el ratón
antes de posicionarlas.
Editor FUP: ejemplo
Aquí todavía no es necesario alinear los objetos con precisión. Al unir los bloques entre sí y al editar uncomentario sobre el circuito, posiblemente necesite mover de nuevo los bloques por cuestiones deespacio para obtener una representación óptima del programa. Por ello más bien resultaría prematuro
desplazar y alinear los bloques inmediatamente después de haberlos posicionado.
Los números de los bloques no se pueden modificar. En el caso de las funciones básicas y especiales, lanumeración de los bloques se realiza automáticamente en el orden en que los bloques se hayanubicado en la pantalla. En el caso de las constantes y los bornes de conexión , en lugar del número delbloque aparece la designación de borne correspondiente en un LOGO! o una simple designación delbloque. De este modo se pueden asignar otras designaciones de bloque a cada entrada , salida y marca
introduciendo comentarios. Los bloques de señal para High y Low no tienen numeración de bloque.
<< | >>
Si hace clic con el botón derecho del ratón, se abrirá un menú contextual con variasposibilidades de edición para el objeto actual, incluida una ayuda contextual . De este modopodrá acceder rápida y cómodamente a las funciones necesarias. El contenido de los menúscontextuales depende del tipo de objeto que se encuentre debajo del puntero. Como objeto nosólo se entienden los bloques o las líneas de conexión, sino también el entorno de
programación y las barras de herramientas.
Si hacen doble clic en algún bloque de función, se abrirá una ventana donde hay que indicarlas propiedades del bloque. En el caso de los bloques de las funciones especiales y de algunosbloques de las funciones básicas y de las constantes o los bornes de conexión existen también,además de la ficha para comentarios, una o varias fichas para parámetros. En ellas se puedenestablecer los valores o ajustes que deba tomar el bloque de función en su circuito. Si pulsa el
botón de ayuda, obtendrá ayuda sobre los parámetros del bloque correspondiente.
Los bloques de función especiales también se identifican por el hecho de que los valores
actuales de sus parámetros aparecen a la izquierda junto al bloque en letra verde.
<< | >>
Si introduce en el esquema la cantidad máxima de bloques de función que permite la capacidad de
memoria , las funciones que ya no se puedan utilizar aparecerán sombreadas.
En LOGO!Soft Comfort se pueden utilizar, como máximo, tantas funciones como sean realizables enlos dispositivos LOGO! de la versión 0BA3. La preparación de programas adquiere así prioridadabsoluta. Si ha creado un programa, puede consultar en la ventana de información medianteHerramientas -> Determinar LOGO! o a través de la tecla de método abreviado [F2] en qué módulosLOGO! puede ejecutar su programa. Si al introducir su programa se da cuenta de que la capacidadde LOGO! no es suficiente para realizar un circuito, primero intente agotar todas las posibilidadesque LOGO! ofrece respecto a las más diversas funciones. Por ejemplo, puede intentar sustituir losbloques de función que requieren mucha memoria por una estructura de varios bloques de función
que requieran menos memoria.
Si incluso los más diversos intentos de optimización no aportasen el éxito deseado, pueden emplearLOGO!s adicionales de acuerdo con sus necesidades, o bien recortar la funcionalidad de su
aplicación.
En LOGO!Soft Comfort la profundidad de anidamiento está limitada por el programa. Laprofundidad de anidamiento en una ruta de programa asciende como máximo a 58 (56 bloques de
función, una entrada y una salida en la ruta).
Si se excede la profundidad máxima permitida, aparecerá un aviso en la barra de estado .
<< | >>
Para realizar el circuito completamente, es necesario conectar los bloques individuales entre sí. Para
ello, seleccione el botón para la conexión de bloques en la barra de herramientas Herramientas .
Coloque ahora el puntero del ratón sobre el pin de conexión de un bloque y pulse el botón izquierdodel ratón. Con la tecla apretada desplace el puntero a un pin que desee conectar con el primer pin, y
vuelva a soltar la tecla del ratón. LOGO!Soft Comfort empalma entonces los dos pins.
Editor FUP: ejemplo
Editor KOP: ejemplo
Así han creado un enlace entre dos pins de módulo. Procedan también del mismo modo en las otras
uniones.
LOGO!Soft Comfort ofrece otra posibilidad de conectar bloques de función: haciendo clic con el botónderecho del ratón en el pin de entrada de un bloque. Si hace clic en el elemento de menú
del menú contextual, se abrirá una lista de selección con todos los bloques de función conlos que se puede establecer una conexión. Haga clic en el bloque de función con el que desee
establecer una conexión y LOGO!Soft Comfort trazará dicha conexión. Este tipo de conexión es idóneopara establecer conexiones entre bloques de función que se encuentran muy alejados en el interface de
usuario.
Nota acerca del editor KOP:
No olvide conectar las entradas y salidas a la barra de alimentación situada en el margen izquierdo de
la ventana del editor.
Cuando se traza una línea de conexión desde una salida hasta una entrada, se abre una ventana deindicación con el nombre del pin . Si se suelta la tecla del ratón queda acoplada la línea de conexión a
la entrada que se ha indicado.
LOGO!Soft Comfort también ofrece información breve para ayudarle a crear sus programas. Si coloca elpuntero del ratón sobre un bloque de función y lo mantiene allí durante un breve espacio de tiempo, semostrará el nombre del bloque de función. Asimismo, si coloca el puntero del ratón sobre un pin de
entrada de un bloque de función, se mostrará la designación del pin de entrada.
Para facilitarle la conexión de bloques, cada vez que el puntero del ratón es "capturado" por un PIN,
éste se representa con un recuadro azul.
Para la conexión de bloques de función rigen las siguientes reglas:
Una unión siempre puede crearse sólo entre una entrada de bloque y una salida de bloque.
Una salida puede estar enlazada a varias entradas, pero no una entrada a más de una salida.
Una entrada y una salida no se pueden conectar entre sí en la misma ruta de programa (sin
recursión). Si necesita tal conexión, deberá intercalar una marca o una salida .
En las funciones especiales existen también "pins de conexión" verdes. Éstos no constituyenpins de acoplamiento, sino que sirven para la coordinación de los ajustes de parámetros
adyacentes.
Las entradas/salidas analógicas no se pueden conectar con entradas/salidas binarias.
230
Ejercicio 39:
Representar un autómata programable de C.A. con tres módulos de entrada, uno de 8, otro de 5 y otro de 1. Tendrá 5 módulos de salida de C.A. de 3, 4, 5, 2 y 3 salidas respectivamente. Se pide: 1.-Conexiones del CGMP. 2.- Alimentación al autómata programable. 3.- Utilizando el primer módulo de entradas, realizar las conexiones oportunas para obtener un grado de electrificación básica, en el cual activaremos y desactivaremos los diferentes circuitos con 5 pulsadores. 4.- Idem. pero cada circuito tiene sus salidas en módulos diferentes.
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ata
213 4
C1
1 1
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N
L0L1
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4
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1 243
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C2 1
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431 2
3 421
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K1
1 243
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1
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N
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A3
1
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1
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N
431 221
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1
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231
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I1.2
I1.1
I1.0
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I0.6
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I0.4
I0.3
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Q1.3
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Q3
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C4
A2
A1
K4
L0L1
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l au
tom
ata
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ind
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s):
233
Ejercicio 40:
Ejercicios de iniciación con PLC´s Siemens:
- Ejercicio 1: Activar la salida 0.2, al cerrar un interruptor conectado a la entrada 0.4.
- Ejercicio 2: Activar la salida 0.0 al abrir un interruptor NC conectado a la entrada 1.0.
-Ejercicio 3: Activar la salida 0.0 al cerrar cualquiera de los 2 interruptores conectados a las entradas 0.2 y 0.7
- Ejercicio 4: Activar Q0.3 al cerrar cualquiera de los interruptores NA conectados a I0.0, I0.2 y I0.7
- Ejercicio 5: Activar Q0.0 al cerrar al mismo tiempo, dos interruptores NA, conectados I0.0 e I0.1.
-Ejercicio 6: La salida 0.0 se activará al cerrar un interruptor NA conectado a la entrada 0.3 y al abrir un interruptor NC conectado a la entrada 0.4.
- Ejercicio 7: La salida Q0.0 se activará cuando se cierren 4 interruptores NA conectados a las entradas 1.0, 1.1, 1.2, y 1.3.
-Ejercicio 8: Activar la salida Q1.0 cuando se cierren los interruptores NA conectados a las entradas 0.0 y 0.4, o cuando se cierren los interruptores NA conectados a las entradas 1.0 y 0.4. Se desactivará la salida al abrir un interruptor NC conectado a la entrada 0.2.
- Ejercicio 9: Se activará la salida Q1.1 cuando se cierre un interruptor NA conectado a la entrada I0.1; o cuando se cierren, al mismo tiempo, 2 interruptores NA conectados a las entradas I0.3 y I0.4; o cuando se cierren 2 interruptores conectados a las entradas I1.0 e I1.3.
- Ejercicio 10: Activar la salida Q0.0 en función de la siguiente ecuación: I0.4*I0.2I0.1*I0.0I0.3Q0.0
- Ejercicio 11: Activar una salida con la siguiente combinación de entradas:
I0.3I0.2*I0.1I0.0Q0.1
- Ejercicio 12: Activar la salida Q0.0 con la siguiente combinación de entradas:
I0.3*I0.2I0.1*I0.0Q0.0
- Ejercicio 13: Activar la salida Q0.0 con la siguiente ecuación:
I0.4)(I0.1*I0.5*)I0.3I0.2(*I0.0Q0.0
- Ejercicio 14: Activar una salida con la siguiente ecuación:
I0.4I0.5I0.3*I0.2I0.1*I0.0Q0.0
234
-Ejercicio 15: Activar la salida Q0.0 con la siguiente ecuación:
I0.5*I0.4I0.3*I0.2I0.1*I0.0Q0.0-Ejercicio 16: Al cerrar el interruptor NA conectado a la entrada I0.0, se activará el bit de marca M0.4, al activarse M0.4 activará la salida Q0.0.
-Ejercicio 17: Si cerramos un interruptor NA conectado a la entrada I0.4, se activará la marca interna M0.1. La salida Q0.1 se activará cuando M0.1 esté desactivada.
-Ejercicio 18: La salida Q0.0 se activará al pulsar el pulsador NA conectado a la entrada I1.0, de forma que permanezca activada después de dejar de pulsar. La salida Q0.0 solo se desactivará cuando pulsemos el pulsador NA conectado a la entrada I1.1.
- Ejercicio 1: La salida Q0.0 se activará 5 segundos después de cerrar el interruptor NA conectado a la entrada I1.0. Utilizar un temporizador TON de 1msg (T32).
- Ejercicio 2: Realizar el ejercicio anterior utilizando un temporizador TON de 10msg(T33).
-Ejercicio 3: Realizar el mismo ejercicio anterior utilizando un temporizador TON de 100msg (T37).
- Ejercicio 4: La salida Q0.0 está activada desde el momento en el que el autómata pasa a modo RUN. Diez segundos después de cerrar el interruptor NA conectado a la entrada I0.1, la salida Q0.0 se activará.
- Ejercicio 5: Activar la salida Q0.0 mediante un pulsador NA conectado a la entrada I0.0, de forma que al dejar de pulsar la salida permanezca activada. La salida se desactivará mediante otro pulsador NA conectado a la entrada I0.1. Utilizar las instrucciones “puesta a 1” (S) y “puesta a 0” (R).
- Ejercicio 6: Realizar el programa anterior activando y desactivando al mismo tiempo las 8 primeras salidas (de Q0.0 a Q0.7).
- Ejercicio 7: Realizar el ejercicio 5, pero activando la salida mediante el bit de marca M0.4.
- Ejercicio 8: Realizar un programa que active la salida Q0.4 seis segundos después de cerrar el interruptor NA conectado a la entrada I1.0. Además al cerrarse dicho interruptor, se activará la salida Q0.0, que se desactivará 4 segundos después.
-Ejercicio 9: Seis segundos después de pulsar el pulsador NA conectado a la entrada I0.0 se activará la salida Q0.7. La salida permanecerá activada hasta que pulsemos el pulsador NA conectado a la entrada I0.1. Utilizar el bit M0.0.
235
- Ejercicio 10: Al activar los pulsadores NA conectados a las entradas I0.2 o I0.4 se activará la salida Q1.1. Esta salida se desactivará al activar al mismo tiempo los pulsadores NA conectados a las entradas I1.0 y I1.1. Utilizar el bit marca M1.1.
- Ejercicio 11: Realizar una temporización de 13 segundos para activar la salida Q0.0, al cerrar el interruptor NA conectado a la entrada I0.0. Utilizar 2 temporizadores encadenados, uno de 6 segundos y otro de 7 segundos.
- Ejercicio 12: La salida Q0.0 se activará 5 segundos después de que se cierre el interruptor NA conectado a la entrada I0.2 y se desactivará 3 segundos después de que se abra el mismo interruptor conectado a la misma entrada I0.2.
- Ejercicio 13: La salida Q0.2 se activará después de pulsar el pulsador NA conectado a la entrada I0.0. Dicha salida permanecerá activada durante 3 segundos, después de los cuales se desactivará automáticamente. Utilizar el bit marca M0.5.
- Ejercicio 14: Realizar un intermitente a través de de la salida Q0.2 de forma que esté 3 segundos encendido y 1 segundo apagado. La intermitencia parará al pulsar un pulsador NA conectado a la entrada I0.0
- Ejercicio 15: La salida Q0.0 se activará al contar 6 impulsos dados con el interruptor NA conectado a la entrada I0.2. Se desactivará la salida al cerrar el interruptor NA conectado a la entrada I0.4. - Ejercicio 16: En un aparcamiento de automóviles un pulsador NA, conectado a la entrada I0.0 del PLC, contará los vehículos que entran. Un pulsador NA conectado a la entrada I0.1 realizará el contaje de los vehículos que salen. Cuando el aparcamiento esté lleno, se activará una señal luminosa a través de la salida Q0.0 del PLC. El sistema se reiniciará (puesta a 0) al pulsar un pulsador manual NA conectado a la entrada I0.2 del PLC.
Nota: en la práctica algunos ejercicios necesitarían varios segmentos, pero para más facilidad durante la corrección, cada ejercicio está en un segmento.
34 Ejercicios cortos / PRINCIPAL (OB1)
Bloque: PRINCIPALAutor:Fecha de creación: 08.01.2000 10:17:38 Fecha de modificación: 21.01.2007 17:39:34
Símbolo Tipo var. Tipo de datos Comentario
TEMP
TEMP
TEMP
TEMP
COMENTARIOS DEL PROGRAMA
Título de segmentoNetwork 1
Ejercicio 1:
I0.4 Q0.2
Network 2
Ejercicio 2:
/
I1.0 Q0.0
Network 3
Ejercicio 3:
I0.2 Q0.0
I0.7
Network 4
Ejercicio 4:
I0.0 Q0.3
I0.2
I0.7
1 / 11
34 Ejercicios cortos / PRINCIPAL (OB1)
Network 5
Ejercicio 5:
I0.0 I0.1 Q0.0
Network 6
Ejercicio 6:
/
I0.3 I0.4 Q0.0
Network 7
Ejercicio 7:
I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 Q0.0
Network 8
Ejercicio 8:
/
I0.0 I0.4 I0.2 Q1.0
I1.0 I0.4
Network 9
Ejercicio 9:
I0.1 Q1.1
I0.3 I0.4
I1.0 I1.3
2 / 11
34 Ejercicios cortos / PRINCIPAL (OB1)
Network 10
Ejercicio 10:
I0.3 Q0.0
I0.0 I0.1 I0.4
I0.2
Network 11
Ejercicio 11
/ /
I0.0 I0.2 Q0.1
I0.1 I0.3
Network 12
Ejercicio 12
/
/
I0.0 I0.1 Q0.0
I0.2 I0.3
Network 13
Ejercicio 13
/
I0.0 M0.0 I0.5 I0.1 Q0.0
I0.2 M0.0 I0.4
I0.3
3 / 11
34 Ejercicios cortos / PRINCIPAL (OB1)
Network 14
Ejercicio 14
/
I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 Q0.0
I0.5
I0.4
Network 15
Ejercicio 15
/ /
/
I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 Q0.0
M0.1
I0.4 I0.5 M0.1
Network 16
Ejercicio 16
I0.0 M0.4
M0.4 Q0.0
Network 17
Ejercicio 17
/
I0.4 M0.1
M0.1 Q0.1
4 / 11
34 Ejercicios cortos / PRINCIPAL (OB1)
Network 18
Ejercicio 18 A
S
R
I1.0 Q0.0
1
I1.1 Q0.0
1
Network 19
Ejercicio 18 B
/
I1.1 I1.0 Q0.0
Q0.0
Network 20
Ejercicio 1
TONIN
1 msPT
I1.0 T32
+5000
T32 Q0.0
Network 21
Ejercicio 2
TONIN
10 msPT
I1.0 T33
+500
T33 Q0.0
5 / 11
34 Ejercicios cortos / PRINCIPAL (OB1)
Network 22
Ejercicio 3
TONIN
100 msPT
I1.0 T37
+50
T37 Q0.0
Network 23
Ejercicio 4
S
TONIN
100 msPT
R
SM0.1 Q0.0
1
I0.1 T38
100
T38 Q0.0
1
Título de segmentoNetwork 24
Ejercicio 5
P S
R
I0.0 Q0.0
1
I0.1 Q0.0
1
Network 25
Ejercicio 6
P S
R
I0.0 Q0.0
8
I0.1 Q0.0
8
6 / 11
34 Ejercicios cortos / PRINCIPAL (OB1)
Network 26
Ejercicio 7
P S
R
I0.0 M0.4
1
I0.1 M0.4
1
M0.4 Q0.0
Network 27
Ejercicio 8
TONIN
100 msPT
P TOFIN
100 msPT
I1.0 T38
+60
T39
+40
T38 Q0.4
T39 Q0.0
7 / 11
34 Ejercicios cortos / PRINCIPAL (OB1)
Network 28
Ejercicio 9
S
R
TONIN
100 msPT
I0.0 M0.0
1
I0.1 M0.0
1
M0.0 T38
+60
T38 Q0.7
Network 29
Ejercicio 10
S
R
I0.2 M1.1
1
I0.4
I1.0 I1.1 M1.1
1
M1.1 Q1.1
8 / 11
34 Ejercicios cortos / PRINCIPAL (OB1)
Network 30
Ejercicio 11
TONIN
100 msPT
TONIN
100 msPT
I0.0 T38
+60
T38 T39
+70
T39 Q0.0
Network 31
Ejercicio 12
TONIN
100 msPT
TOFIN
/
100 msPT
I0.2 T38
+50
T39
I0.2 T39 Q0.0 +30
T38
9 / 11
34 Ejercicios cortos / PRINCIPAL (OB1)
Network 32
Ejercicio 13
P TOFIN
100 msPT
I0.0 T38
+30
T38 M0.5
M0.5 Q0.2
Network 33
Ejercicio 14
/ TONIN
100 msPT
P TOFIN
100 msPT
I0.0 T38 T39
+10
T39 T38
+30
T38 Q0.2
Network 34
Ejercicio 15
CTUCU
R
PV
I0.2 C0
I0.4
+6
C0 Q0.0
10 / 11
34 Ejercicios cortos / PRINCIPAL (OB1)
Network 35
Ejercicio 16
CTUDCU
CD
R
PV
I0.0 C1
I1.0
I0.2
+10
C1 Q0.0
11 / 11
247
Ejercicio 41:
Realizar la programación del siguiente guardamotor:
LEYENDA
F4=Relé térmicoS1=NC, pulsador paroS2=NC pulsador paroS3=NO pulsador marchaS4=NO Pulsador marchaKM1=Contactor III H1=Lámpara de salto del rele térmicoH2=Lámpara de funcionamiento KM1H3=Lámpara de paro
Direccinamiento:
I0.0 = Relé térmico. I0.1 = Pulsador paro. I0.2 = Pulsador marcha. Q0.0 = KM1.
Q0.1 = Lámpara de avería. Q0.2 = Lámpara de funcionamiento. Q0.3 = Lámpara de paro.
248
Función SET - RESET:
La función set la utilizaremos cuando necesitemos mantener una salida o una marca interna accionada aunque no se la esté “alimentando”, es decir, como si tuviera enclavamiento propio. Cuando queramos desactivar a la salida, accionaremos el reset.
Podremos observar que debajo del símbolo set y del reset existe un número, en este caso 1. Este número nos indica en nº de salidas correlativas que se van a setear o resetear. Esto puede sernos de utilizada cuando tenemos varias salidas correlativas y queremos que cuando se active el reset, se reseteen todas las demas.
Misión Telerruptor:
Con la misión telerruptor conseguimos activar o desactivar una salida o marca interna mediante un impulso utilizando la función Set – Reset:
Flancos:
Existen dos tipos de flancos, se utiliza cuando solo queremos un impulso en vez de una señal completa. El flanco positivo da este impulso en el mismo momento que recibe la señal, es decir justo en el momento de paso de 0 a 1 y el flanco negativo da el impulso cuando su estado en su entrada pasa de 1 a 0.
Flanco negativo
Flanco negativo
249
Ejercicio 42:
Realizar el esquema de mando y la programación KOP de una vagoneta que funciona de la siguiente forma:
La vagoneta se encontrará en el punto A donde se encuentra FC1 hasta que accionamos a S2, momento el el que empezará a desplazarse hasta el punto B, una vez llegada en el punto B, iniciará automáticamente el retroceso hasta el punto A donde quedará detenida nuevamente hasta que sea accionado S2. Toda la instalación se detendrá si saltará el relé térmico o accionásemos el pulsador de paro general S1.
Esquema de mando:
22
21
KM2
KM1 KM2
24
23
24
23
H1 H2H1
FC2
7
H2
21
22
KM1
8
FC1
14
13
KM2
12
11
KM1
A2
A1
KM2
1
2
KM2
L195
96
2
1
S1
F4
4
3
S2
14
13
KM1
KM1
A1
A2
L0
1 2 3 4 65
2
NO NC
7
FC2 1
2
6
3 1
68
NCNO
4
12
11
4
3
FC1
F4
97
98
250
Programación KOP:
251
Realización de instalaciones por lista de instrucciones:
Para realizar el esquema por lista de instrucciones (AWL) a partir de de uno de lenguaje por contactos (KOP) seguiremos las siguientes instrucciones: Para el comienzo siempre utilizaremos la denominación “LD”, para poner en serie pondremos “A”, en paralelo “O” y cuando el siguiente contacto a representar esté negado pondremos a continuación la letra “N”: “LDN”, “AN”, etc.Cuando queramos poner en serie o paralelo dos LD pondremos “ALD” o “OLD” respectivamente.
252
Para mayor aclaración veremos los siguientes ejemplos:
253
Nota: Cuando realicemos una programación KOP con Micro-Win, este mismo nos permitirá la conversión a AWL picando en “Ver”, “AWL”, e incluso “FUP”.
Ejercicio 43:
Cálculo de sección de una LGA destinada a alimentar un edificio cuya previsión de carga es de 135 Kw. Instalación bajo tubo a una temperatura de 22ºC, longitud de 25m, cos 0,85.
Cálculo por caída de tensión:
222
120mm96400 x 0,5 x 44
100 x 135000 x 25
x Ve% x C
100 x P x LS
C = a 90ºC = 44. La caída de tensión para contadores totalmente centralizados es de 0,5 %. Cálculo por I. max admisible:
A2290,85 x 3 x 400
135000I
Fc 22ºC = 1,0225-90
22-90
25-
-Fc
S
RS
Fc bajo tubo = 0,8.
254
FCT = 0,8 x 1,02 = 0,816 2tabla507,ITC 95mm280,63A
0,816
229
FCT
CalI.CorrI.
Elección definitiva del conductor:
Elegiremos la mayor, de 120mm2 para los conductores de fase y 70mm2 para el conductor neutro con conductores unipolares de Cu, XLPE.
Cálculo de e% real:
0,39%400 x 120 x 44
100 x 135000 x 25
x VS x C
100 x P x LE%
22
Elección del tubo:
Según ITC BT 14 para conductores de fase de 120mm2 y neutro de 70mm2 le corresponde un tubo de 160mm.
Comprobación de sobrecargas:
I. max conductor I. ap. Protección I. Cálc.I. max conductor = 380A x Fc = 380 x 0,816 = 310A. 310 250 229
Aparato de protección de 250A.
Comprobación por cortocircuitos:
Según la CIA suministradora la corriente de cortocircuito máxima en la acometida de nuestra es de 15 KA, lo que quiere decir que el poder de corte de nuestro aparato de protección tendrá que ser superior de 15 KA.
Ejercicio 44:
Cálculo de sección completo de la siguiente instalación:
D.I. = 10 m
C.P.
15 m 15 m10 m
1M 2M 3M15 C.V. 10 C.V. 5 C.V.
20 mámparas, carga en 3 uitos de W cada uno.
25 m 25 m
255
El motor de 5 C.V. es un arranque directo; los demás son de arranques de estrella a triangulo. 1M 400 / 230 V 7,0cos;85,02M 693 / 400 V 89,0cos;85,03M 693 / 400 V 82,0cos;85,0
Cálculo de potencias:
Cálculo de potencia los motores:
P M1: P.util x 736/ = 15 x 736 / 0,85 = 12988 w. PM2: 10 x 736 / 0,85 = 5659 w. PM3: 5 x 736 / 0,85 = 4329 w. QM1: P x tg = 12988 x 1,02 = 13248 VAr. QM2: 5659 x 0,51 = 2886 VAr. QM3: 4329 x 0,7 = 3030 VAr.
Para la potencia según la ITC BT 47 para varios motores es necesario reducir la intensidad en el momento del arranque aplicando un factor de corrección de 1,25 al motor de mayor potencia (M1) y sumarle la potencia del resto de motores de la siguiente forma: PM1 x 1,25 + PM2 + PM3 = 12988 x 1,25 + 5659 + 4329 = 26223 w. Esta potencia no es la potencia real que marcaría el vatímetro, es una potencia ficticia que utilizaremos solo para el cálculo de secciones para sobredimensionar los conductores para absorber el pico de intensidad de arranque, la potencia real se calcularía sin aplicar el factor 1,25.
PM total = 12988 x 1,25 + 5659 + 4329 = 26223 w. QM total = 13248 + 2886 + 3030 = 19164 w. SM total = 32479 VA Cos M total = 0,8
Cálculo de potencia las lámparas:
Las lámparas se conectarán en tres grupos de 14 lámparas cada uno repartidos entre las 3 fases de manera que aguas arriba se vea como una carga trifásica de de 300w considerándose un factor de potencia mínimo de 0,9 según ITC BT 44.
Cálculo de potencia total:PM total = 26223 w. QM total = 19164 VAr. PL total = 300 w. QL total = 145 VAr.
P total = 26523 w. Q total = 19309 w. S total = 32807 VA Cos total = 0,81
256
Cálculo de sección de la DI:
- Cálculo por caída de tensión máxima admisible:
Para la caída de tensión consideraremos que es suministro para un único usuario, por tanto según ITC BT 15 la e% será del1,5%. (Inst. subterránea).
222
6mm1,97400 x 1,5 x 56
100 x 26523 x 10
V x e% x C
100 x P x LS
Elegimos 6mm2 porque es el mínimo para inst. subterráneas.
- Cálculo por intensidad máxima admisible:
47,26A0,81 x 400 x 3
26523
cos x V x 3
PI
Según ITC BT 07, tabla 5 el conductor unipolar de PVC de 6mm2 aguanta 63A pero aplicándole el factor de corrección de 0,8 por ser inst. bajo tubo, su intensidad máxima admisible baja hasta 50,4A siendo esta intensidad superior a la de nuestra previsión.
-Elección de la sección mayor de los pasos anteriores: Se instalará cables unipolares de 6mm2 de sección con aislamiento de PVC.
-Cálculo de la caída de tensión real en la línea con el cable elegido:
0,49%400 x 6 x 56
100 x 26523 x 10
V x S x C
100 x P x Le%
22
Cálculo de sección del tramo CP – Cuadro general de motores:
- Cálculo por caída de tensión máxima admisible:
Según la ITC BT 47 la caída de tensión máxima para los motores es del 5%; teniendo en cuenta que ya ha caído un 0,49% en la DI, nos queda un 4,51% para repartir entre el tramo CP – Cuadro general de motores y el tramo Cuadro general de motores y cada motor. Para este tramo le haremos el cálculo con un 2,51% (Inst. interior).
222
4mm2,91400 x 2,51 x 56
100 x 26223 x 25
V x e% x C
100 x P x LS
Elegimos 4mm2.
- Cálculo por intensidad máxima admisible:
47,31A0,8 x 400 x 3
26223
cos x V x 3
PI
Según ITC BT 19, tabla 1 el conductor unipolar de PVC en inst. bajo tubo en montaje superficial de 16mm2 aguanta 59A.
-Elección de la sección mayor de los pasos anteriores: Se instalará cables unipolares de 16mm2 de sección con aislamiento de PVC.
257
-Cálculo de la caída de tensión real en la línea con el cable elegido:
0,45%400 x 16 x 56
100 x 26223 x 25
V x S x C
100 x P x Le%
22
Cálculo de sección del M1:
- Cálculo por caída de tensión máxima admisible:
Para este tramo: 5% - 0,49 – 0,45 = 4,06% (Inst. interior). 2
221,5mm0,66
400 x 4,06 x 56
100 x 1,25 x 12988 x 15
V x e% x C
100 x P x LS
Elegimos 1,5mm2 porque es el mínimo para inst. interiores.
- Cálculo por intensidad máxima admisible:
33,47A0,7 x 400 x 3
1,25 x 12988
cos x V x 3
PI
Según ITC BT 19, tabla 1 el conductor unipolar de PVC en inst. bajo tubo en montaje superficial de 10mm2 aguanta 44A.
-Elección de la sección mayor de los pasos anteriores: Se instalará cables unipolares de 10mm2 de sección con aislamiento de PVC.
-Cálculo de la caída de tensión real en la línea con el cable elegido:
0,27%400 x 10 x 56
100 x 1,25 x 12988 x 15
V x S x C
100 x P x Le%
22
Cálculo de sección del M2:
- Cálculo por caída de tensión máxima admisible:
Para este tramo: 5% - 0,49 – 0,45 = 4,06% (Inst. interior). 2
221,5mm0,19
400 x 4,06 x 56
100 x 1,25 x 5659 x 10
V x e% x C
100 x P x LS
Elegimos 1,5mm2 porque es el mínimo para inst. interiores.
- Cálculo por intensidad máxima admisible:
11,47A0,89 x 400 x 3
1,25 x 5659
cos x V x 3
PI
Según ITC BT 19, tabla 1 el conductor unipolar de PVC en inst. bajo tubo en montaje superficial de 1,5mm2 aguanta 13,5A.
-Elección de la sección mayor de los pasos anteriores: Se instalará cables unipolares de 1,5mm2 de sección con aislamiento de PVC.
-Cálculo de la caída de tensión real en la línea con el cable elegido:
0,52%400 x 1,5 x 56
100 x 1,25 x 5659 x 10
V x S x C
100 x P x Le%
22
258
Cálculo de sección del M3:
- Cálculo por caída de tensión máxima admisible:
Para este tramo: 5% - 0,49 – 0,45 = 4,06% (Inst. interior). 2
221,5mm0,22
400 x 4,06 x 56
100 x 1,25 x 4329 x 15
V x e% x C
100 x P x LS
Elegimos 1,5mm2 porque es el mínimo para inst. interiores.
- Cálculo por intensidad máxima admisible:
9,52A0,82 x 400 x 3
1,25 x 4329
cos x V x 3
PI
Según ITC BT 19, tabla 1 el conductor unipolar de PVC en inst. bajo tubo en montaje superficial de 1,5mm2 aguanta 13,5A.
-Elección de la sección mayor de los pasos anteriores: Se instalará cables unipolares de 1,5mm2 de sección con aislamiento de PVC.
-Cálculo de la caída de tensión real en la línea con el cable elegido:
0,6%400 x 1,5 x 56
100 x 1,25 x 4329 x 15
V x S x C
100 x P x Le%
22
Cálculo de sección del tramo CP – Cuadro general lámparas:
- Cálculo por caída de tensión máxima admisible:
Para las lámparas la máxima caída de tensión es del 3%; considerando que en la DI ya hemos perdido un 0,49%, todavía nos queda un 2,51% que repartiremos entre este tramo y el tramo del cuadro general de las lámparas hasta el grupo de lámparas. Para este tramo se dejará un 1,31%. Según ITC BT 44 se aplicará un factor de arranque de 1,8 para lámparas de descarga.
222
1,5mm0,11400 x 1,31 x 56
100 x 1,8 x 300 x 25
V x e% x C
100 x P x LS
Elegimos 1,5mm2que es el mínimo para instalaciones interiores.
- Cálculo por intensidad máxima admisible:
0,86A0,9 x 400 x 3
1,8 x 300
cos x V x 3
PI
Según ITC BT 19, tabla 1 el conductor unipolar de PVC en inst. bajo tubo en montaje superficial de 1,5mm2 aguanta 13,5A.
-Elección de la sección mayor de los pasos anteriores: Se instalará cables unipolares de 1,5mm2 de sección con aislamiento de PVC.
-Cálculo de la caída de tensión real en la línea con el cable elegido:
259
0,06%400 x 1,5 x 56
100 x 1,25 x 300 x 25
V x S x C
100 x P x Le%
22
Cálculo de sección de los circuitos monofásicos de las lámparas:
- Cálculo por caída de tensión máxima admisible: Para este tramo: 3% - 0,49 – 0,06 = 2,45% (Inst. interior).
222
1,5mm0,09230 x 2,45 x 56
200 x 1,8 x 100 x 20
V x e% x C
200 x P x LS
Elegimos 1,5mm2 porque es el mínimo para inst. interiores. - Cálculo por intensidad máxima admisible:
0,5A0,9 x 400
1,8 x 100
cos x V x 3
PI
Según ITC BT 19, tabla 1 el conductor unipolar de PVC en inst. bajo tubo en montaje superficial de 1,5mm2 aguanta 13,5A.
-Elección de la sección mayor de los pasos anteriores: Se instalará cables unipolares de 1,5mm2 de sección con aislamiento de PVC.
-Cálculo de la caída de tensión real en la línea con el cable elegido:
0,16%230 x 1,5 x 56
200 x 1,8 x 100 x 20
V x S x C
100 x P x Le%
22
Conexionado de los motores:
Considerando que la línea de alimentación es de 400/230V: -M1: Al superar los 5 CV hay que dotarlo de algún sist. de arranque pero siempre conectado en estrella. -M2: Se le realizará un arranque estrella triangulo.
Circuito de fuerza:
260
Circuito de mando:
-M3: Como su potencia no supera los 5 CV se le hará arranque directo funcionando en triangulo.
Esquema de fuerza:
Se conecta en trianguloVl=V< del receptor
261
Esquema de mando:
LEYENDA
F2=Relé magneto térmico 10AS1=NC, pulsador paroS2=NC pulsador paroS3=NO pulsador marchaS4=NO Pulsador marchaKM1=Contactor III H1=Lámpara de salto del rele térmicoH2=Lámpara de funcionamiento KM1H3=Lámpara de paro
Cálculo de las protecciones del CP:
La alojará 3 magnetotérmicos, uno general para toda la inst., y los otros 2 para los cuadros de motores y de lámparas respectivamente.
Cálculo del PIA general:
Imax. conductor Aparato de protección I de cálculo 50,4 50 47,26
I disparo 1,45 x I max. conductor 50 1,45 x 50,4
Se instalara un interruptor magnetotérmico tetrapolar de In 50A y 10KA de Pdc.
Cálculo del PIA para el cuadro general de motores:
Imax. conductor Aparato de protección I de cálculo 59 50 47,31
I disparo 1,45 x I max. conductor 50 1,45 x 59
Se instalara un interruptor magnetotérmico tetrapolar de In 50A y 10KA de Pdc.
Cálculo del PIA para el cuadro general de lámparas:
Imax. conductor Aparato de protección I de cálculo 13,5 10 0,86
I disparo 1,45 x I max. conductor 10 1,45 x 13,5
262
Se instalara un interruptor magnetotérmico tetrapolar de In 10A y 10KA de Pdc.
Cálculo de protecciones del cuadro de lámparas:
Se instalarán 3 magnetotérmicos unipolares 1p+n de las siguientes características:
Imax. conductor Aparato de protección I de cálculo 13,5 10 0,5
I disparo 1,45 x I max. conductor 10 1,45 x 13,5
Se instalaran 3 interruptores magnetotérmicos 1p+n de In 10A y 10KA de Pdc.
Cálculo de protecciones del cuadro de motores:
Cálculo de protecciones del M1:
Imax. conductor Aparato de protección I de cálculo 44 40 33,47
I disparo 1,45 x I max. conductor 40 1,45 x 44
Se instalara un interruptor magnetotérmico tripolar de In 40A y 10KA de Pdc.
Cálculo de protecciones del M2:
Imax. conductor Aparato de protección I de cálculo 13,5 10 33,47 En este caso no se cumple, por lo que habria que elevar la sección.
Cálculo de protecciones del M3:
Imax. conductor Aparato de protección I de cálculo 13,5 00 9,52
I disparo 1,45 x I max. conductor 10 1,45 x 13,5
Se instalara un interruptor magnetotérmico tripolar de In 10A y 10KA de Pdc.
263
Ejercicio 45:
Tenemos seis bombas que funcionan de la siguiente forma: Si accionamos S1, funcionan las 3 primeras bombas, si accionamos S2 funcionan las tres últimas bombas. Cuando pulsamos S3 o salte algún relé térmico se pararan todas las bombas. Cuando salte algún relé térmico se encenderá la señalización de salto térmico del correspondiente motor. Realizar programación KOP.
264
265
Ejercicio 46:
Tenemos tres pulsadores NO que activan a 2 lámparas con las condiciones siguientes:Con S1 se activa la lámpara A y con S2 la B. Nunca pueden estar encendidas las dos a la vez. El pulsador S3 desactiva las 2. Se pide: -Conexiones al autómata programable. -Programación por lenguaje de contactos y lista de instrucciones utilizando función (Set-Reset).
266
H2H1
SIEMENS
S7 - 200 CPU 224
L0L1
Q0.7Q0.6Q0.5Q0.4Q0.3Q0.2Q0.1Q0.0COM 1
A C1
I0.7I0.6I0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0M1
-+
L0L1
Fte. Alim.
S3
3
4
S2
3
44
3
S1
267
Ejercicio 47:
Ejercicio de repaso: Realizar la programación del siguiente enunciado.
I0.0 - S1 = KM1 – Q0.0 I0.2 – S2 = KM2 – Q0.2. KM1 y KM2 nunca funcionarán a la vez I0.4 = S3: desactiva. I0.5 = F1 (NC) I0.6 = F4 (NC) H1/H2 = Q0.4/Q0.5: Salto térmico.
268
269
Ejercicio 48:
Sean cuatro dependencias de la siguiente vivienda:
S1 activa H1 pero resetea a todas las demás.
270
271
Temporizadores:
Temporizador con retardo a la conexión (TON):
272
Temporizador con retardo a la desconexión (TOF):
Temporizador con retardo a la conexión con memoria (TONR):
Este es un temporizador de funcionamiento similar al TON pero mantiene el contaje en la memoria. Se utiliza para procesos donde es imprescindible que en caso de fallo eléctrico en la red, la máquina o instalación continúen su funcionamiento por donde se habían quedado y no desde el principio como pasaría con un “TON”.
273
Ejercicio 49:
Instalación de un guardamotor que funciona: Al accionar el pulsador marcha el motor funcionará a los 5 segundos. Al accionar el pulsador paro se parará. Existirá señalización de funcionamiento y de salto térmico. La señalización será los tres primeros segundos acústica y después óptica.
274
275
Ejercicio 50:
Realizar la instalación de un alumbrado de baño que funcione de la siguienteAl entrar en el baño y a través de un detector volumétrico de AC de 4 bornas, se enciende de inmediato la lámpara y el extractor, una vez que salga, al minuto y medio se apaga la luz y a los 4 minutos el extractor. Si por casualidad, antes de terminar las temporizaciones entra alguien, empieza todo de nuevo.
276
Ejercicio 51:
Realizar la programación del siguiente garaje domotizado. La instalación comenzará a funcionar cuando un vehiculo se disponga a entrar; para entrar existen 2 métodos dependiendo si es de día o de noche. Cuando es de día, la puerta comenzará a abrirse cuando el vehiculo pase por la barrera fotoeléctrica KA1; y cuando es de noche al activar el receptor del mando a distancia KA4. Una vez que se hayan activado KA1 o KA4 la puerta se abrirá, una vez que se haya abierto, el vehiculo entrará y pasará por KA 2, momento en el que se encenderá el ALDO durante 3 minutos y se cerrará la puerta. Cuando un vehiculo se disponga a salir en primer lugar el conductor encenderá manualmente el ALDO (durante 3 min.) pulsando S1. Cuando el conductor se monte en el vehiculo y pase por KA2 la puerta comenzará a abrirse, cuando la puerta se abra y el vehiculo salga pasando por KA1 la puerta se cerrara nuevamente.
277
Leyenda:
KA3: Célula fotoeléctrica. KA4: Sensor de llave (funcionamiento nocturno). KA1: Barrera fotoeléctrica (funcionamiento diurno). FC1: Final de carrera puerta abierta. FC2: Final de carrera puerta cerrada. S1: Pulsador NO de encendido manual de ALDO.KM1: Contactor de apertura. KM2: Contactor de cierre. H: Aldo.
278
Ejercicio 51 (Función Set – Reset):
279
280
281
Contadores:
Son elementos que utilizaremos cuando queramos activar una salida o marca de memoria interna a partir de una serie de impulsos en su entrada. Existen principalmente dos grupos: el de contaje hacia a adelamte y el de contaje hacia delante y atrás:
Contador hacia delante (CTU):
282
Contador hacia delante y hacia detrás (CTUD):
Dentro del ejercicio 40, que es un conjunto de pequeños ejercicios están el 15 y 16 de que son dos pequeños ejemplos prácticos de estos elementos.
Comparadores:
Los comparadores son elementos de la programación que se basan el principio de funcionamiento del temporizador. Con los temporizadores que ya hemos visto sabemos que hasta que no termine el contaje de temporización no podremos realizar ninguna maniobra, por lo que si necesitamos varios intervalos de tiempo distintos, tendremos que usar varios temporizadores.
Esto no ocurre con la utilización de los contadores, los cuales nos permiten escoger intervalos de tiempo programado de un temporizador, es decir, si tenemos un temporizador programado a 10 segundos con la utilización de
283
comparadores podemos maniobrar contactos en el intervalo de 4 a 6 segundos de la siguiente forma: En primer lugar aclararemos que es imprescindible la utilización de un temporizador para la utilización de contadores:
-Función menor que:
Cuando elijamos este símbolo, en la parte superior siempre pondremos el temporizador sobre el que se pretende actuar, por ejemplo T38 y en la parte inferior indicaremos el tiempo hasta el cual queremos que permanezca activado.
-Función mayor que:
Idem. que el anterior pero este tiempo indica a partir de cunado queremos que se active.
-Función igual que:
Idem. que anteriores pero aquí solo se activara en el instante exacto que la temporización coincida con la que hemos puesto.
Ejercicio 52:
Instalación de una lámpara que funciona de la siguiente forma: Tenemos un pulsador S1 (NO) y una lámpara (H1). Con pulsación larga (>1s) encendemos y con pulsación larga apagamos.
284
Ejercicio 53:
Instalación de una persiana domotizada: Tendremos dos pulsadores (NO) S1 y S2 para la subida y la bajada respectivamente y dos contactores KM1 y KM2 para subida y bajada. Para ambos casos con la pulsación corta la persiana funcionara durante 15s. Con la pulsación larga funcionara mientras estemos pulsando hasta quitar el dedo.Si por un casual la persiana esta subiendo y pulsamos el pulsador de bajada automáticamente se interrumpirá la marcha y comenzara la contramarcha.
285
286
287
Aplicación de subrutinas:
Las subrutinas facilitan la estructuración del programa. Las operaciones utilizadas en el programa principal determinan la ejecución de la subrutina en cuestión. Cuando el programa principal llama a una subrutina para que ésta se ejecute, la subrutina procesa su programa hasta el final. El sistema retorna luego el control al segmento del programa principal desde donde se llamó a la subrutina.
Las subrutinas sirven para estructurar o dividir el programa en bloques más pequeños y, por tanto, más fáciles de gestionar. Esta ventaja se puede aprovechar a la hora de realizar tareas de comprobación y mantenimiento del programa. Los bloques más pequeños facilitan la comprobación y la eliminación de errores tanto en las subrutinas como en el programa entero. La CPU también se puede utilizar más eficientemente, llamando al bloque sólo cuando se necesite, en vez de ejecutar todos los bloques en cada ciclo.
Por último, las subrutinas se pueden transportar si se hace referencia únicamente a sus parámetros y a su memoria local. Para que una subrutina se pueda transportar, se debe evitar la utilización de variables/símbolos globales (direcciones absolutas en las áreas de memoria I, Q, M, SM, AI, AQ, V, T, C, S, AC). Si la subrutina no tiene parámetros de llamada (IN, OUT o IN_OUT), o si utiliza únicamente variables locales en la memoria L, se podrá exportar a e importar de un proyecto diferente.
Para utilizar una subrutina en el programa es preciso realizar tres tareas:
· Crear la subrutina.
· Definir los parámetros (en caso necesario) en la tabla de variables locales de la subrutina.
· Llamar a la subrutina desde la unidad de organización del programa en cuestión (es decir, desde el programa principal o desde una subrutina diferente).
288
Cuando se llama a una subrutina, se almacena toda la pila lógica, poniéndose a “1" el nivel superior de la pila. Sus demás niveles se ponen a “0" y la ejecución se transfiere a la subrutina que se ha llamado. Cuando ésta se termina de ejecutar, se restablece la pila con los valores almacenados al llamar a la subrutina y se retorna a la rutina que ha efectuado la llamada.
Los acumuladores son comunes a las subrutinas y a la rutina de llamada. Los acumuladores no se almacenan ni se restablecen si se utilizan con subrutinas.
Llamar a una subrutina con parámetros
Las subrutinas pueden contener parámetros que hayan sido transferidos. Los parámetros se definen en la tabla de variables locales de la subrutina. Estos parámetros deben tener un nombre simbólico (de 23 caracteres como máximo), un tipo de variable y un tipo de datos. Se pueden transferir 16 parámetros a o desde una subrutina. El campo “Tipo de variable" en la tabla de variables locales define si la variable se transfiere a la subrutina (IN), a y desde la subrutina (IN_OUT), o bien desde la subrutina (OUT). En la tabla siguiente figuran los tipos de parámetros de las subrutinas. Para insertar un registro de parámetro, en el campo “Tipo de variable" sitúe el cursor en el tipo (IN, IN_OUT o OUT) que desea insertar. Pulse el botón derecho del ratón para visualizar un menú emergente que ofrece diversas opciones. Seleccione el comando “Insertar" y luego la opción “Fila inferior". Debajo del registro actual aparecerá un nuevo registro de parámetro.
Tipo de parámetro de llamada Descripción IN Los parámetros se transfieren a la subrutina. Si el parámetro es una dirección directa (por ejemplo, VB10), el valor de la dirección indicada se transfiere a la subrutina. Si el parámetro es una dirección indirecta (por ejemplo, *AC1), el valor de la dirección a la que señala el puntero se transfiere a la subrutina. Si el parámetro es una constante de datos (16#1234) o una dirección (VB100), la constante o el valor de dirección se transfieren a la subrutina.IN_OUT El valor de la dirección del parámetro indicado se transfiere a la subrutina y el valor resultante de la subrutina se devuelve luego a la misma dirección. Para los parámetros de entrada/salida no se pueden utilizar ni constantes (por ejemplo, 16#1234) ni direcciones (por ejemplo, &VB100). OUT El valor resultante de la subrutina se devuelve a la dirección del parámetro indicado. Para los parámetros de salida no se pueden utilizar ni constantes (por ejemplo, 16#1234) ni direcciones (por ejemplo, &VB100). TEMP Cualquier memoria local que no se utilice para la transferencia de parámetros se puede emplear para el almacenamiento temporal dentro de la subrutina.El campo “Tipo de datos" de la tabla de variables locales indica el tamaño y el formato del parámetro. Los tipos de parámetros figuran a continuación:
Tipo de datos del parámetro Descripción
289
Circulación de corriente La circulación de corriente booleana sólo se permite en las entradas binarias (booleanas). Esta declaración le indica a STEP 7-Micro/WIN 32 que este tipo de parámetro de entrada es el resultado de la circulación de la corriente conforme a una combinación de operaciones lógicas con bits. Las entradas booleanas de circulación de corriente deben aparecer en la tabla de variables locales antes de cualquier otro tipo de entrada. Aquí se permite utilizar sólo parámetros de entrada. La entrada de habilitación (EN) y las entradas IN1 en el siguiente ejemplo usan la lógica booleana.BOOL Este tipo de datos se utiliza para entradas y salidas binarias sencillas. En el ejemplo siguiente, IN3 es una entrada booleana. BYTE, WORD, DWORD Estos tipos de datos identifican parámetros de entrada o de salida sin signo compuestos por 1, 2 ó 4 bytes, respectivamente. INT, DINT Estos tipos de datos identifican parámetros de entrada o de salida con signo compuestos por 2 ó 4 bytes, respectivamente. REAL Este tipo de datos identifica un valor en coma flotante IEEE de precisión simple (4 bytes).
Crear subrutinas
Utilice uno de los métodos siguientes para crear una subrutina:
· En el menú Edición, elija los comandos Insertar > Subrutina.
· En al árbol de operaciones, haga clic con el botón derecho del ratón en el icono del bloque del programa y elija el comando Insertar > Subrutina del menú emergente.
· En la ventana del editor de programas, haga clic con el botón derecho del ratón y elija el comando Insertar > Subrutina del menú emergente.
El editor de programas cambiará de la unidad de organización del programa visualizada anteriormente a la nueva subrutina. En el borde inferior del editor de programas aparecerá una nueva ficha correspondiente a la nueva subrutina.
Ahora puede trabajar en la nueva subrutina, o bien retornar a la unidad de organización del programa donde se encontraba previamente:
· Si desea asignar ahora mismo los parámetros de la subrutina, puede definirlos utilizando la tabla de variables locales de la misma. Notas:* Recuerde que cada unidad de organización del programa (UOP) tiene su propia tabla de variables locales. Las variables locales de la subrutina se deben definir en la tabla que aparece cuando está seleccionada la ficha de la misma. Verifique que esté seleccionada la ficha correcta cuando edite la tabla de variables locales. ** El límite máximo de parámetros de entrada/salida en cada llamada a subrutina es de 16. Si intenta cargar un programa que exceda este límite, ocurrirá un error.
290
· Si desea escribir el programa de la subrutina mientras está seleccionada la ficha de la misma, comience a trabajar en la ventana del editor de programas.
· Si desea trabajar en una unidad de organización del programa diferente, haga clic en la ficha de la unidad en cuestión para visualizarla en la ventana del editor de programas.
Para mayor aclaración de la aplicación de las subrutinas veamos el último ejercicio realizado pero utilizando subrutinas.
Ejercicio 53 (subrutinas):
291
292
293
Ejercicio 54:
Instalación del alumbrado de un pasillo que funciona de la siguiente forma: La instalación contará con una célula fotoeléctrica, un detector volumétrico y dos pulsadores (NO). Día: Funciona a través de S1 y S2. Noche: Funciona a través del detector hasta 10 segundos después de dejar de detectar presencia.
294
295
Marcas especiales:
Existen gran multitud de marcas especiales las cuales podremos consultar en el menú de ayuda de Micro-Win, las más comunes son las del byte de marcas 0, especialmente la SM0.0 y la SM0.5 aunque continuación haremos una breve descripción de todas las del bite 0. El byte de marcas 0 (SM0.0 - SM0.7) contiene ocho bits de estado que la CPU S7-200 actualiza al final de cada ciclo. El programa de usuario puede leer el estado de estos bits y decidir cómo reaccionar conforme al valor del bit.
Reloj: READ_RTC:
El S7-200 posee un reloj interno de gran precisión que lo podemos utilizar para realizar maniobras en función de la hora, el día, el año, etc.
Siempre que en un programa queramos realizar programaciones en las que intervengan programaciones horarias lo primero que tendremos que colocar es el reloj:
296
VB100 = Año (0-99). VB101 = Mes (1-12). VB102 = Día (1-31). VB 103 = Hora (0-23).
VB 104 = Minutos (0-59). VB 105 = Segundos (0-59). VB 106 = 00*. VB 107 = Día semana (Domingo=1)
Los “contactos” a poner en el programa son básicamente los mismos que los que vimos con los comparadores, “mayor que”, “menor que” e “igual que”; solo que esta ocasión la letra de dentro será una “B”. En la parte superior del contacto pondremos el VB que necesitemos dependiendo si queremos programar segundos, hora, etc; y abajo el valor numérico.
297
Práctica Nº4:
Se realizara la domotización de las siguientes partes de una vivienda:
Persiana:
La instalación constará de 2 pulsadores, uno para la subida y otro para la bajada que funcionarán de la siguiente forma: - Pulsación corta (<1s): la persiana subirá o bajará durante 15s. - Pulsación larga (>1s): la persiana se moverá hasta dejar de pulsar el pulsador La maniobra será exactamente igual para la subida como para la bajada en función del pulsador que se accione con la peculiaridad de que si la persiana está subiendo y pulsamos el pulsador de bajada se iniciará automáticamente la maniobra de contramarcha. Idem para el sentido contrario.
Alumbrado del pasillo:
La instalación estará gobernada por una célula fotoeléctrica que controlará el funcionamiento en función de la luz que reciba: - Durante el día: funcionará manualmente entre 2 pulsadores (misión telerruptor)- Durante la noche: funcionará automáticamente a través de un detector de presencia (PNP) de manera que al detectar a alguien se encienda el alumbrado hasta que deje de detectar permaneciendo encendido con un retardo de 10s.
Alumbrado del jardín:
Tenemos el alumbrado de un jardín compuestos por 30 lámparas divididas en 2 grupos de 15 repartidas en dos contactores. La instalación podrá funcionar en modo automático o manual, para el modo automático la instalación funcionará de acuerdo a los siguientes horarios: - Del 1 de enero al 31 de marzo desde las 19:00 a las 03.30 h.- Del 1 de abril al 30 de septiembre desde las 21:35 a las 04:30 h. - Del 1 de octubre al 31 de diciembre desde las 20:15 a las 03:33 h. Para los fines de semana funcionará desde las 20:17 a las 02:15. El alumbrado permanecerá encendido normal (los 2 grupos de lámparas) hasta sus horas correspondientes, a partir de esas horas se quedará encendido en luz media (solo un grupo) hasta las 07:00. Para el modo manual tenemos un pulsador que mediante la misión telerruptor seleccionará el modo de funcionamiento entre automático y manual y otro pulsador para el modo manual que encienda o apague la instalación (Para el modo manual se encenderán o apagarán los 2 grupos de lámparas).
Riego del jardín:
Tendrá una bomba de riego de 10CV que podremos elegir su modo de funcionamiento entre automático y manual a través de un pulsador. - Automático: funcionará todos los días del año desde las 23:30 a las 01:30 h. - Manual: funcionará a través de otro pulsador misión telerruptor (ON/OF). Si no hay agua en el pozo nunca podrá funcionar.
298
L0L1
PIA
1
P+N
10A
3 4
PIA
1
P+N
10A
431 21
3
24
ID 2
5A
30m
A
43
S7
H1
X1
X2
S5.
23 4
43S
5.1
KM
1A
1
A2
K2
A1
A2
CL
N1 4
98
97
F4
I1.7
I1.6
Sie
me
ns C
PU
224
KM
5A
1
A2
KM
4A
1
A2
Q0.
7Q
0.6
Q0.
5Q
0.4
Q0.
3Q
0.2
Q0.
1Q
0.0
CO
M 1
A2
A1
KM
3
A2
A1
KM
2
A2
A1
K1
S6
43
KA
1
L0L1A
K1
KA
1A
1
A2
CF
Cel
. F.
D1
PN
P
I1.5
I1.4
I1.3
I1.2
I1.1
I1.0
M2
I0.7
I0.6
I0.5
I0.4
I0.3
I0.2
I0.1
I0.0
M1
-+
L0L1
Fte
. de
Alim
.
3 4
S4
3 4
S3
3 4
S2
3 443
S1
Esq
uem
a d
e co
nex
ion
es a
l au
tom
ata
21
312
Práctica Nº 6:
1.- Enunciado completo:
1.1- Botonera:
La alarma contará con un interruptor de llave de conexión-desconexión general de toda la alarma.
Una vez conectada la alarma general podremos seleccionar que partes queremos activar mediante un pulsador NO local por cada zona de ON - OFF. Cada vez que pongamos en OFF una zona se resetearan todas sus salidas de manera que cuando se vuelva a poner en ON se inicie el proceso en el estado de reposo inicial.
Cada zona de la alarma tendrá un pulsador NO de reset local que resetee la señalización de salto local y el corte de la electroválvula.
Cada vez que pongamos en OFF la alarma general se resetearan todas las salidas de manera que cuando se vuelva a poner en ON se inicie el proceso en el estado de reposo inicial.
Para la verificación de las lámparas contaremos con un pulsador prueba lámparas que al pulsarlo se encenderán todas las lámparas hasta dejar de presionar el botón para verificar que no hay ninguna fundida.
1.2.- Señalizaciones:
- Señalización de conexión-desconexión de la alarma general. - Señalización de conexión-desconexión de cada zona. - Señalización de salto de alarma general, que se activará cuando salte cualquier zona. - Señalización de salto local: se encenderá cada vez que haya alguna anomalía en alguna zona. Esta señalización permanecerá encendida aunque haya dejado de existir anomalía hasta que sea pulsado el pulsador de reset local de la zona.
1.3- Zonas y actuación por zonas:
Habrá una sirena que se activará cada vez que salte alguna zona hasta que deje de haber anomalía. La sirena sonará de una forma diferente según el tipo de alarma que haya saltado en los intervalos que se especifican a continuación:
La alarma constará de las siguientes zonas:
- Inundación:Habrá un detector de inundación de 4b DC. que al detectar una fuga de agua cierre la electroválvula NO de agua. Se activará la sirena funcionando 8s y parando 4s.
313
- Gas:Habrá un detector de gas de 4b DC. que al detectar una fuga de gas cierre la electroválvula NO, y hará funcionar la sirena 4s y parando 4s.
- Sabotaje: se realizará mediante los tamper de los detectores volumétricos. Cuando salte se activará la sirena funcionando 15s y parando 5s.
- Intrusión:Se utilizarán detectores volumétricos de 4b DC. Cuando salte se activará la sirena funcionando 20s y parando 10s.
- Incendio:Se realizará mediante detectores de incendio 3b DC (PNP) y se activará la sirena funcionando 50s y parando 10s.
- S.O.S:Será un pulsador de socorro para las personas mayores que contará con un emisor que llevará la persona encima y un receptor de 4b AC. Cuando se active saltará la sirena funcionando 30s y parando 6s.
2.- Leyenda:
S0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave. S1 I0.1 Pulsador NO ON-OFF (Inundación) S2 I0.2 Pulsador NO ON-OFF (Gas) S3 I0.3 Pulsador NO ON-OFF Sabotaje) S4 I0.4 Pulsador NO ON-OFF (Intrusión) S5 I0.5 Pulsador NO ON-OFF (Incendio) S6 I0.6 Pulsador NO ON-OFF (S.O.S) S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas. S8 I1.0 Pulsador NO Reset local (Inundación) S9 I1.1 Pulsador NO Reset local (Gas) S10 I1.2 Pulsador NO Reset local (Sabotaje) S11 I1.3 Pulsador NO Reset local (Intrusión) S12 I1.4 Pulsador NO Reset local (Incendio) S13 I1.5 Pulsador NO Reset local (S.O.S.) D1 I1.6 Grupo de detectores de inundación. D2 I1.7 Grupo de detectores de gas. T I2.0 Grupo de tampers NC. D3 I2.1 Grupo de detectores volumétricos. D4 I2.2 Grupo de detectores de incendio. D5 I2.3 Receptor de S.OS. K1 Q0.0 Electroválvula de agua NO. K2 Q0.1 Electroválvula de gas NO. H1 Q0.2 Señalización de conexión-desconexión de alarma general. H2 Q0.3 Señalización de salto de alarma general. H3 Q0.4 Señalización de salto inundación. H4 Q0.5 Señalización de fuga de gas.
314
H5 Q0.6 Señalización de salto sabotaje. H6 Q0.7 Señalización de salto intrusión. H7 Q1.0 Señalización de salto incendio. H8 Q1.1 Señalización de salto S.O.S. H9 Q1.2 Señalización de conexión zona inundación. H10 Q1.3 Señalización de conexión zona gas. H11 Q1.4 Señalización de conexión zona sabotaje. H12 Q1.5 Señalización de conexión zona intrusión. H13 Q1.6 Señalización de conexión zona incendio. H14 Q1.7 Señalización de conexión zona S.O.S. H15 Q2.0 Sirena.
- Nota: En el esquema de conexiones al autómata solo se representado el contacto de un solo detector por cada entrada. Es probable que en la realidad haga falta más de un contacto debido a habría más de un detector por zona.
Programación / PRINCIPAL (OB1)
Bloque: PRINCIPALAutor:Fecha de creación: 06.02.2007 19:52:57 Fecha de modificación: 11.02.2007 20:24:52
Símbolo Tipo var. Tipo de datos Comentario
TEMP
TEMP
TEMP
TEMP
ALARMA COMPLETA
Network 1
Conexión_desconexión de alarma general
S0 M3.6
Símbolo Dirección ComentarioS0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave.
Network 2
Zona de inundación
Inundación
EN
ON_OFF
Reset
Detector
H_Cone~
H_Salto
Electrov~
Sirena
SM0.0
S1
S8
D1
M4.6
M4.0
K1
M3.0
Símbolo Dirección ComentarioD1 I1.6 Grupo de detectores de inundación.K1 Q0.0 Electrovalvula de agua NO.S1 I0.1 Pulsador NO ON-OFF (Inundación)S8 I1.0 Pulsador NO Reset local (Inundación)
1 / 21
Programación / PRINCIPAL (OB1)
Network 3
Zona de gas
Gas
EN
ON_OFF
Reset
Detector
H_Cone~
H_Salto
Electrov~
Sirena
SM0.0
S2
S9
D2
M4.7
M4.1
K2
M3.1
Símbolo Dirección ComentarioD2 I1.7 Grupo de detectores de gas.K2 Q0.1 Electrovalvula de gas NO.S2 I0.2 Pulsador NO ON-OFF (Gas)S9 I1.1 Pulsador NO Reset local (Gas)
Network 4
Zona de sabotaje
Sabotaje
EN
ON_OFF
Reset
/ Tamper
H_Cone~
H_Salto
Sirena
SM0.0
S3
S10
T
M5.0
M4.2
M3.2
Símbolo Dirección ComentarioS10 I1.2 Pulsador NO Reset local (Sabotaje)S3 I0.3 Pulsador NO ON-OFF Sabotaje)T I2.0 Grupo de tampers NC.
2 / 21
Programación / PRINCIPAL (OB1)
Network 5
Zona de intrusión
Intrusión
EN
ON_OFF
Reset
Detector
H_Cone~
H_Salto
Sirena
SM0.0
S4
S11
D3
M5.1
M4.3
M3.3
Símbolo Dirección ComentarioD3 I2.1 Grupo de detectores volumétricos.S11 I1.3 Pulsador NO Reset local (Intrusión)S4 I0.4 Pulsador NO ON-OFF (Intrusión)
Network 6
Zona de incendio
Incendio
EN
ON_OFF
Reset
Detector
H_Cone~
H_Salto
Sirena
SM0.0
S5
S12
D4
M5.2
M4.4
M3.4
Símbolo Dirección ComentarioD4 I2.2 Grupo de detectores de incendio.S12 I1.4 Pulsador NO Reset local (Incendio)S5 I0.5 Pulsador NO ON-OFF (Incendio)
3 / 21
Programación / PRINCIPAL (OB1)
Network 7
Zona de S.O.S
SOS
EN
ON_OFF
Reset
Detector
H_Cone~
H_Salto
Sirena
SM0.0
S6
S13
D5
M5.3
M4.5
M3.5
Símbolo Dirección ComentarioD5 I2.3 Receptor de S.OS.S13 I1.5 Pulsador NO Reset local (S.O.S.)S6 I0.6 Pulsador NO ON-OFF (S.O.S)
Network 8
Zona sirena
M3.0 H15
M3.1
M3.2
M3.3
M3.4
M3.5
Símbolo Dirección ComentarioH15 Q2.0 Sirena
4 / 21
Programación / PRINCIPAL (OB1)
Network 9
Señalización de alarma general
H3 M3.7
H4
H5
H6
H7
H8
Símbolo Dirección ComentarioH3 Q0.4 Señalización de salto inundación.H4 Q0.5 Señalización de fuga de gas.H5 Q0.6 Señalización de salto sabotaje.H6 Q0.7 Señalización de salto intrusión.H7 Q1.0 Señalización de salto incendio.H8 Q1.1 Señalización de salto S.O.S.
Network 10
Señalización de conexión_desconexión general
M3.6 H1
S7
Símbolo Dirección ComentarioH1 Q0.2 Señalización de conexión-desconexión de alarma general.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
5 / 21
Programación / PRINCIPAL (OB1)
Network 11
Señalización de salto de alarma general.
M3.7 H2
S7
Símbolo Dirección ComentarioH2 Q0.3 Señalización de salto de alarma general.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
Network 12
Señalización de salto inundación.
M4.0 H3
S7
Símbolo Dirección ComentarioH3 Q0.4 Señalización de salto inundación.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
Network 13
Señalización de fuga de gas.
M4.1 H4
S7
Símbolo Dirección ComentarioH4 Q0.5 Señalización de fuga de gas.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
Network 14
Señalización de salto sabotaje.
M4.2 H5
S7
Símbolo Dirección ComentarioH5 Q0.6 Señalización de salto sabotaje.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
6 / 21
Programación / PRINCIPAL (OB1)
Network 15
Señalización de salto intrusión.
M4.3 H6
S7
Símbolo Dirección ComentarioH6 Q0.7 Señalización de salto intrusión.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
Network 16
Señalización de salto incendio.
M4.4 H7
S7
Símbolo Dirección ComentarioH7 Q1.0 Señalización de salto incendio.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
Network 17
Señalización de salto S.O.S.
M4.5 H8
S7
Símbolo Dirección ComentarioH8 Q1.1 Señalización de salto S.O.S.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
Network 18
Señalización de conexión zona inundación.
M4.6 H9
S7
Símbolo Dirección ComentarioH9 Q1.2 Señalización de conexión zona inundación.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
7 / 21
Programación / PRINCIPAL (OB1)
Network 19
Señalización de conexión zona gas.
M4.7 H10
S7
Símbolo Dirección ComentarioH10 Q1.3 Señalización de conexión zona gas.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
Network 20
Señalización de conexión zona sabotaje.
M5.0 H11
S7
Símbolo Dirección ComentarioH11 Q1.4 Señalización de conexión zona sabotaje.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
Network 21
Señalización de conexión zona intrusión.
M5.1 H12
S7
Símbolo Dirección ComentarioH12 Q1.5 Señalización de conexión zona intrusión.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
Network 22
Señalización de conexión zona incendio.
M5.2 H13
S7
Símbolo Dirección ComentarioH13 Q1.6 Señalización de conexión zona incendio.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
8 / 21
Programación / PRINCIPAL (OB1)
Network 23
Señalización de conexión zona S.O.S.
M5.3 H14
S7
Símbolo Dirección ComentarioH14 Q1.7 Señalización de conexión zona S.O.S.S7 I0.7 Pulsador NO Pruebalamparas.
9 / 21
Programación / Inundación (SBR0)
Bloque: InundaciónAutor:Fecha de creación: 08.02.2007 19:58:42 Fecha de modificación: 08.02.2007 22:24:00
Símbolo Tipo var. Tipo de datos Comentario
EN IN BOOL
L0.0 ON_OFF IN BOOL Conexión_desconexión zona inundación
L0.1 Reset IN BOOL Reseteo de señalización de salto y electroválvula
L0.2 Detector IN BOOL Detector de inundación 4b DC.
IN
IN_OUT
L0.3 H_Conexión OUT BOOL Señalización de alarma conectada
L0.4 H_Salto OUT BOOL Señalización de salto de zona de inundación
L0.5 Electroválvula OUT BOOL Electroválvula NO de agua.
L0.6 Sirena OUT BOOL Sirena de inundación
OUT
TEMP
Zona de inundación
Network 1
Conexión_desconexión
P / S
#ON_OFF M0.0 M0.1
1
M0.0 M0.2
Network 2
R
/
M0.2 M0.1
1
S0
Símbolo Dirección ComentarioS0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave.
Network 3
M0.1 M0.0
10 / 21
Programación / Inundación (SBR0)
Network 4
Señalización de zona activa, de salto local y de cierre de elctroválvula
S
S
M0.0 #H_Conexión
#Detector #H_Salto
1
#Electroválvula
1
M0.3
Network 5
Reseteo de señalización y electroválvula
R
/ R
/
#Reset #H_Salto
1
M0.0 #Electroválvula
1
S0
Símbolo Dirección ComentarioS0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave.
Network 6
Temporización de sirena
/ TONIN
100 msPT
<=I
M0.3 T37 T37
120
T37
80
M0.3 #Sirena
11 / 21
Programación / Gas (SBR1)
Bloque: GasAutor:Fecha de creación: 08.02.2007 19:58:42 Fecha de modificación: 09.02.2007 0:25:33
Símbolo Tipo var. Tipo de datos Comentario
EN IN BOOL
L0.0 ON_OFF IN BOOL Conexión_desconexión zona gas
L0.1 Reset IN BOOL Reseteo de señalización de salto y electroválvula
L0.2 Detector IN BOOL Detector de inundación 4b DC.
IN
IN_OUT
L0.3 H_Conexión OUT BOOL Señalización de alarma conectada
L0.4 H_Salto OUT BOOL Señalización de salto de zona de gas
L0.5 Electroválvula OUT BOOL Electroválvula NO de gas
L0.6 Sirena OUT BOOL Sirena de gas
OUT
TEMP
Zona de gas
Network 1
Conexión_desconexión
P / S
#ON_OFF M0.4 M0.5
1
M0.4 M0.6
Network 2
R
/
M0.6 M0.5
1
S0
Símbolo Dirección ComentarioS0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave.
Network 3
M0.5 M0.4
12 / 21
Programación / Gas (SBR1)
Network 4
Señalización de zona activa, de salto local y de cierre de elctroválvula
S
S
M0.4 #H_Conexión
#Detector #H_Salto
1
#Electroválvula
1
M0.7
Network 5
Reseteo de señalización y electroválvula
R
/ R
/
#Reset #H_Salto
1
M0.4 #Electroválvula
1
S0
Símbolo Dirección ComentarioS0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave.
Network 6
Temporización de sirena
/ TONIN
100 msPT
<=I
M0.7 T38 T38
80
T38
40
M0.7 #Sirena
13 / 21
Programación / Sabotaje (SBR2)
Bloque: SabotajeAutor:Fecha de creación: 08.02.2007 19:58:42 Fecha de modificación: 09.02.2007 0:33:06
Símbolo Tipo var. Tipo de datos Comentario
EN IN BOOL
L0.0 ON_OFF IN BOOL Conexión_desconexión zona tamper
L0.1 Reset IN BOOL Reseteo de señalización de salto
L0.2 Tamper IN BOOL Tamper.
IN
IN_OUT
L0.3 H_Conexión OUT BOOL Señalización de alarma conectada
L0.4 H_Salto OUT BOOL Señalización de salto de zona de tamper
L0.5 Sirena OUT BOOL Sirena de tamper
OUT
TEMP
Zona de sabotaje
Network 1
Conexión_desconexión
P / S
#ON_OFF M1.0 M1.1
1
M1.0 M1.2
Network 2
R
/
M1.2 M1.1
1
S0
Símbolo Dirección ComentarioS0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave.
Network 3
M1.1 M1.0
14 / 21
Programación / Sabotaje (SBR2)
Network 4
Señalización de zona activa, de salto local
S
M1.0 #H_Conexión
#Tamper #H_Salto
1
M1.3
Network 5
Reseteo de señalización
R
/
/
#Reset #H_Salto
1
M1.0
S0
Símbolo Dirección ComentarioS0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave.
Network 6
Temporización de sirena
/ TONIN
100 msPT
<=I
M1.3 T39 T39
200
T39
150
M1.3 #Sirena
15 / 21
Programación / Intrusión (SBR3)
Bloque: IntrusiónAutor:Fecha de creación: 08.02.2007 19:58:42 Fecha de modificación: 09.02.2007 0:45:24
Símbolo Tipo var. Tipo de datos Comentario
EN IN BOOL
L0.0 ON_OFF IN BOOL Conexión_desconexión zona intrusión
L0.1 Reset IN BOOL Reseteo de señalización de salto
L0.2 Detector IN BOOL Detector volumétrico 4b DC.
IN
IN_OUT
L0.3 H_Conexión OUT BOOL Señalización de alarma conectada
L0.4 H_Salto OUT BOOL Señalización de salto de zona de intrusión
L0.5 Sirena OUT BOOL Sirena de intrusión
OUT
TEMP
Zona de intrusión
Network 1
Conexión_desconexión
P / S
#ON_OFF M1.4 M1.5
1
M1.4 M1.6
Network 2
R
/
M1.6 M1.5
1
S0
Símbolo Dirección ComentarioS0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave.
Network 3
M1.5 M1.4
16 / 21
Programación / Intrusión (SBR3)
Network 4
Señalización de zona activa, de salto local
S
M1.4 #H_Conexión
#Detector #H_Salto
1
M1.7
Network 5
Reseteo de señalización
R
/
/
#Reset #H_Salto
1
M1.4
S0
Símbolo Dirección ComentarioS0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave.
Network 6
Temporización de sirena
/ TONIN
100 msPT
<=I
M1.7 T40 T40
300
T40
200
M1.7 #Sirena
17 / 21
Programación / Incendio (SBR4)
Bloque: IncendioAutor:Fecha de creación: 08.02.2007 19:58:42 Fecha de modificación: 09.02.2007 1:00:11
Símbolo Tipo var. Tipo de datos Comentario
EN IN BOOL
L0.0 ON_OFF IN BOOL Conexión_desconexión zona incendio
L0.1 Reset IN BOOL Reseteo de señalización de salto
L0.2 Detector IN BOOL Detector iónico 4b DC.
IN
IN_OUT
L0.3 H_Conexión OUT BOOL Señalización de alarma conectada
L0.4 H_Salto OUT BOOL Señalización de salto de zona de incendio
L0.5 Sirena OUT BOOL Sirena de incendio
OUT
TEMP
Zona de incendio
Network 1
Conexión_desconexión
P / S
#ON_OFF M2.0 M2.1
1
M2.0 M2.2
Network 2
R
/
M2.2 M2.1
1
S0
Símbolo Dirección ComentarioS0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave.
Network 3
M2.1 M2.0
18 / 21
Programación / Incendio (SBR4)
Network 4
Señalización de zona activa, de salto local
S
M2.0 #H_Conexión
#Detector #H_Salto
1
M2.3
Network 5
Reseteo de señalización
R
/
/
#Reset #H_Salto
1
M2.0
S0
Símbolo Dirección ComentarioS0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave.
Network 6
Temporización de sirena
/ TONIN
100 msPT
<=I
M2.3 T41 T41
600
T41
500
M2.3 #Sirena
19 / 21
Programación / SOS (SBR5)
Bloque: SOSAutor:Fecha de creación: 08.02.2007 19:58:42 Fecha de modificación: 09.02.2007 1:09:14
Símbolo Tipo var. Tipo de datos Comentario
EN IN BOOL
L0.0 ON_OFF IN BOOL Conexión_desconexión zona S.O.S.
L0.1 Reset IN BOOL Reseteo de señalización de salto
L0.2 Detector IN BOOL Receptor S.O.S. 4b AC.
IN
IN_OUT
L0.3 H_Conexión OUT BOOL Señalización de alarma conectada
L0.4 H_Salto OUT BOOL Señalización de salto de zona de S.O.S
L0.5 Sirena OUT BOOL Sirena de S.O.S
OUT
TEMP
Zona de S.O.S
Network 1
Conexión_desconexión
P / S
#ON_OFF M2.4 M2.5
1
M2.4 M2.6
Network 2
R
/
M2.6 M2.5
1
S0
Símbolo Dirección ComentarioS0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave.
Network 3
M2.5 M2.4
20 / 21
Programación / SOS (SBR5)
Network 4
Señalización de zona activa, de salto local
S
M2.4 #H_Conexión
#Detector #H_Salto
1
M2.7
Network 5
Reseteo de señalización
R
/
/
#Reset #H_Salto
1
M2.4
S0
Símbolo Dirección ComentarioS0 I0.0 Interruptor general de ON_OFF de llave.
Network 6
Temporización de sirena
/ TONIN
100 msPT
<=I
M2.7 T42 T42
360
T42
300
M2.7 #Sirena
21 / 21
338
Ejercicio 55:
Realizar la programación de una instalación de un semáforo peatonal que funciona de la siguiente forma: S1 = Activa o desactiva toda la instalación.
S3
Desact. lo anterior
A. Intermitente
20 s
Act. V. Coche y Rojo peatón
Desact. R. Coche y V. Peatón
Act. R. Coche y V. peatón
Desact. A. Coche3 s
Desact. V. Coche
A. Coche
10 sR. Peaton
V. Coche
S2
339
340
341
Ejercicio 56:
Realizar la programación de una instalación de toque de campana: Al accionar S1 activaremos o desactivaremos toda la instalación. Toda la instalación funcionará exclusivamente durante el curso 06 / 07 todos lo meses excepto los meses de julio y agosto y los fines de semana. Funcionará durante 5s en las siguientes horas: 8:30, 9:30, 10:30, 11:30, 12:00, 12:55, 13:50 y 14:45.
342
343
LOGO SOFT COMFORM:
LOGO es un autómata programable creado y desarrollador “Siemens Automation and Drives” (A&D) práctico y de fácil manejo que a continuación describiremos:
Composición de LOGO:
- Control. - Unidad de operación y visualización.- Fuente de alimentación. - Interfase para módulos de programación y cable de Pc. - Funciones básicas, y especiales. - Reloj temporizador. - Marcas binarias. - Determinadas entradas y salidas.
El logo soluciona cometidos en la técnica de instalaciones en edificios (alumbrado de escalera, luz exterior, persianas, alumbrado de escaparate, controladores de puertas, ventilación, bombas de aguas).
Principales características de LOGO:
• Diversas tensiones: 12VCC, 24VCC, 115/240 V AC/CC para múltiples aplicaciones • Conmutación automática de horario de verano e invierno reduce el mantenimiento.• Protección por contraseña (password) protege su know-how. • 34 funciones integradas no requiere aparatos adicionales como, por ejemplo cuentahoras de servicio. • Posibilidad de combinar hasta 130 funciones, extensas aplicaciones pueden realizarse sin restricciones. • 8 entradas digitales (con 2 entradas analógicas con 12/24 V CC) y 4 salidas digitales incorporadas. • Visualización de textos de aviso, valores reales y de consigna así como modificación directa de los valores en el display (no en las variantes Pure), reemplaza a un display separado. • Remanencia de datos integrada, asegura los valores actuales en caso de falta de alimentación. • Ampliable de manera flexible hasta 24 ED, 16 SA y 8 EA, protege las inversiones realizadas y adecuado para múltiples aplicaciones. • Software LOGO! Soft Comfort V 4 para poder elaborar el programa de forma confortable sobre PC, opera con diferentes sistemas operativos: Windows 95/98, NT 4.0, Me 2000 ó XP, MAC OS X 10.2 con J2SE 1.4.1 y Linux con J2SE 1.4.1.
344
Para aumentar el número de entradas y salidas digitales, cuatro variantes:
• DM8 230R– tensión de alimentación 115/240 V CA/CC – 4 ED 120/230 V CA/CC – 4 SA relé, 5 A por relé • DM8 24– tensión de alimentación 24 V CC – 4 ED 24 V CC – 4 SA transistor 0,3 A • DM8 12/24R– tensión de alimentación 12/24 V CC – 4 ED 12/24 V CC – 4 SA relé, 5 A por relé • DM8 24R– tensión de alimentación 24 V CA/ CC – 4 ED 24 V CA/ CC, PNP o NPN – 4 SA relé, 5 A por relé
Otros autómatas muy similares son por ejemplo: El Zelio, Omrom, etc.
Aclararemos que las salidas de relé puedes funcionar con cargas de corriente alterna y continua y con cualquier tensión, incluso puede actuar sobre algún contacto interno de una alarma u otro dispositivo de control. Generalmente la barrera de potencial L0 viene puenteada en este tipo de autómatas, excepto en el Omron que es necesario hacer el puente físicamente.
Las variables del LOGO con salida de transistor se reconocen por la falta de la letra R en su designación de tipo. Las salidas son a prueba de cortocircuitos y sobrecargas. No es necesario aplicar por separados la tensión de carga por que el LOGO ya la asume la alimentación de la carga.
Las condiciones para las salidas de transistor tienen que tener las siguientes propiedades. La corriente máxima de conmutación es de 0.3 amperios por cada salida.
Programación:
LOGO, a diferencia de otros autómatas como el S7-200, el Simon Vis, etc, permite su programación manual sin necesidad de un ordenador mediante sus teclas y su pantalla.
En la pantalla menú podemos seleccionar entre las siguientes opciones: Program (programación). PC/Card. ( Acedemos a interconexiones con el automata). Stara. (Pasa al modo Run). Dentro de las siguientes opciones aparecen otras formándose el siguiente árbol:
345
Desplazándonos por los cursores podemos elegir la opción deseada pulsando la tecla ok en nuestra elección. Cuando estemos en modo programación esta se hará de derecha a izquierda por lo que es recomendable la realización del circuito con anterioridad. Hemos de definir dos actuaciones complejas sobre los cursores del LOGO esta son:
Pulsación triple:
ESC OK
Mediante esta actuación simultánea tomamos acceso al Menú estando en modo Run, como en el modo inicial en el que se nos dice No program. Pulsar la tecla Ok simultáneamente mediante la pulsación triple se conmuta a LOGO! a la clase de servicio Programación . En esta clase de servicio, se puede introducir un circuito o modificar un circuito ya existente. Para LOGO un circuito constituye un programa. También LOGO soft conoce una pulsación doble:
PROGRAM
Edit Prg: Comenzar programa.
Clear Prg : Yes (borrar) No
Set Clock : Programa Reloj
PC/CARDPC ---- LOGO
LOGO --- CARD CARD --- LOGO
STAR
346
Pulsación doble:
ESC OK
Pulsar la tecla ESC y Ok simultáneamente, mediante la pulsación doble continua LOGO a la clase de servicio parametrización durante la clase de servicio parametrización sigue procesando el programa LOGO! se puede elegir las funciones siguientes: Ajustar la hora (set clock). Modificar parámetros (set param).
Mediante el set param se puede modificar valores de los parámetros marcados con + en la clase de servicio “programación“. Los parámetros marcados con – no se visualizan y tampoco pueden ser modificados, una vez estado dentro de este modo, debemos comenzar a programar para la cual vamos a intentar aclarar las distancias opcionales de este modo.
Entradas y salidas:
- Constantes bornes – CO: Se denomina constantes y bornes a las entradas, salidas y marcas y niveles de tensión fijos.
- Entradas: Se identifican mediante una I . Los números de las entradas I1 I2 I3… corresponden a los números de los bornes de entrada en LOGO.
- Entradas analógicas: En las variantes de LOGO se prevén las entradas I7, I8 que según la programación, pueden utilizarse también como AI1 y AI2 si se emplean las entradas como I7 y I8 la señal aplicada se interpreta como valor analógico. Las funciones especiales que en el lado de entrada solo resulta conveniente enlazar con entradas analógicas se ofrecen en el modo de programación para elegir la señal de entrada únicamente las entradas analógicas AI1 y AI2.
- Entradas Asi: En las variantes de LOGO con conexión de interfase As se prevé así mismo las entradas I a 1….a 4 para la comunicación a través del bus Asi.
- Salidas: Las salidas se identifican mediante una Q. Los números de la salidas (Q1, Q2…..) corresponden a los números de los bornes de salida en LOGO con conexión de interfase As LOGO...B11 se prevén asimismo las salidas Qa1…. Qa4 para la comunicación a través del bus Asi.
-Marcas: Las marcas se identifican mediante una M. Las marcas son salidas virtuales que poseen en su salida el mismo valor que hay aplicado a su
347
entrada. En logo se prevén las 8 marcas M1…M8. Utilizando marcas es posible rebasar en un programa la cantidad máxima de bloques conectados en serie.
- Marca Inicial: La marca M8 activada en el primer ciclo del programa de aplicación y puede utilizarse por lo tanto en su programa como marca inicial. Una vez transcurrido el primer ciclo de la ejecución del programa es respuesta automáticamente. En los demás ciclos puede emplearse la marca M8 para activar, borrar y evaluar igual que las marcas M1 a M7.
Funciones básicas:
La salida de AND sólo toma el estado 1 si todas las entradas tienen el estado 1, es decir, si están cerradas. Si un pin de entrada no está cableado, automáticamente toma el valor '1'.
La salida de AND con evaluación de flancos sólo toma el estado 1 si todas las entradas tienen el estado 1 y si en el ciclo anterior al menos una entrada tuvo el estado 0. La salida permanece activada a 1 durante un ciclo y a continuación debe volver a 0 durante un ciclo como mínimo antes de poder tomar de nuevo el estado 1. Si un pin de entrada de este bloque no está cableado, toma automáticamente el valor '1'.
La salida de NAND (not-AND) sólo toma el estado 0 si todas las entradas tienen el estado 1, es decir, si están cerradas. Si un pin de entrada no está cableado, automáticamente toma el valor '1'.
348
La salida de NAND con evaluación de flancos sólo toma el estado 1 si al menos una entrada tiene el estado 0 y en el ciclo anterior todas las entradas tuvieron el estado 1. La salida permanece activada a 1 durante un ciclo y a continuación debe volver a 0 durante un ciclo como mínimo antes de poder tomar de nuevo el estado 1. Si un pin de entrada de este bloque no está cableado, toma automáticamente el valor '1'.
La salida de OR toma el estado 1 si al menos una entrada tiene el estado 1, es decir, si está cerrada. Si un pin de entrada no está cableado, automáticamente toma el valor '0'.
La salida de NOR (not-OR) sólo toma el estado 1 si todas las entradas tienen el estado 0, es decir, si están desconectadas. Tan pronto como alguna entrada está conectada (estado 1), la salida se contempla como desconectada. Si un pin de entrada no está cableado, automáticamente toma el valor '0'.
La salida de XOR (exclusive-OR) toma el estado 1 si las entradas poseen diferentes estados. Si un pin de entrada no está cableado, automáticamente toma el valor '0'.
La salida toma el estado 1 si la entrada tiene el estado 0, es decir, NOT invierte el estado de la entrada. Si un pin de entrada no está cableado, automáticamente toma el valor '1'. La ventaja de NOT consiste, por ejemplo, en que para LOGO! ya no es necesario ningún contacto normalmente cerrado. Se utiliza un elemento de cierre de bucle cualquiera que se puede transformar en bifurcador mediante NOT.
349
Funciones especiales:
Con el retardo a la conexión, la salida se activa una vez que ha transcurrido un periodo de tiempo parametrizable.
Con el retardo a la desconexión, la salida se pone a cero una vez transcurrido un periodo de tiempo parametrizable.
En el retardo a la conexión/desconexión, la salida se activa una vez transcurrido un tiempo parametrizable y se pone a cero una vez transcurrido también un tiempo parametrizable.
Tras un impulso de entrada transcurre un tiempo parametrizable, después del cual se activa la salida.
Mediante la entrada S se activa la salida Q; mediante la entrada R, la salida Q se pone de nuevo a cero.
La activación y la puesta a cero de la salida se realizan mediante un breve impulso en la entrada, (como un telerruptor).
350
Una señal de entrada genera en la salida una señal de duración parametrizable.
Una señal de entrada genera en la salida una señal de duración parametrizable (reactivable).
La salida se controla mediante una fecha de activación y desactivación parametrizable. Se soporta cualquier combinación posible de días de la semana.
La salida se controla mediante una fecha de activación y desactivación parametrizable.
Dependiendo de la parametrización, se cuenta un valor de contaje interno hacia adelante o hacia atrás a través de un impulso de entrada. Al alcanzar el valor de contaje parametrizado se activa la salida. El sentido de contaje se puede modificar a través de una entrada propia.
Cuando se activa la entrada, transcurre un período de tiempo parametrizable. La salida se activa cuando ha transcurrido este período.
351
En la salida se emite una señal de cadencia con duración del período parametrizable.
La forma del impulso de la salida se puede modificar a través de la relación parametrizable entre impulso y pausa.
En el generador aleatorio, la salida se activa y se desactiva de nuevo dentro de un tiempo parametrizable.
La salida se activa y desactiva en función de dos frecuencias parametrizables.
La salida se activa cuando el valor analógico rebasa un umbral de conexión parametrizable. La salida se desactiva cuando el valor analógico alcanza o se queda por debajo de un umbral de desconexión parametrizable (histéresis).
La salida se activa cuando la diferencia Ax-Ay sobrepasa el valor umbral ajustado.
352
Cuando se produce un impulso de entrada (control por flanco) se inicia un tiempo parametrizable. Una vez transcurrido éste, es repuesta la salida. Quince segundos (si la base de tiempo T está ajustada en minutos) antes de que transcurra el tiempo se produce un aviso previo de desconexión.
Si el estado de la entrada Trg pasa de 0 a 1, comienza a transcurrir el tiempo actual Ta y la salida Q se pone a 1. Cuando Ta alcanza el tiempo TH, la salida Q se pone de nuevo a 0. Tras una caída de red se restablecerá nuevamente el tiempo ya transcurrido. Si el estado de la entrada Trg pasa de 0 a 1 y Trg permanece activada al menos durante el tiempo TL, se activará la función de alumbrado continuo y la salida Q permanecerá activada. Si se activa nuevamente la entrada Trg, TH se pone siempre a cero y la salida Q se desactiva.
Este bloque de función se comporta, dependiendo de la parametrización, como un pulsador o un interruptor.
353
-Ejemplo de conexiones de diferentes tipos de entradas y salidas a LOGO:
H2 X1
X2
H1 X1
X2A2
A1K1
FC1 3
4
S1 3
4
KA 1
PNP
-+
Fte. Al.
Vol. 4B CCCel. Fot.
4
3
KA 1
L0L1
PIA 10A1P+N
4
31
2
1 3
2 4ID 25A 30mA
ESC OKLOGO
Q6Q5Q4Q3Q2Q1
SIEMENS
I6I5I4I3I2I1L0L1
A este autómata se ha conectado al módulo de entradas una célula fotoeléctrica de 3B AC, un detector volumétrico de 4B CC, un detector capacitivo PNP, un pulsador NO y un final de carrera NO. En el módulo de salidas vemos un contactor, una lámpara de señalización y una sirena.
Ejercicio 56:
Realizar las conexiones del CGMP y al LOGO de una vivienda de grado de electrificación básica de manera que con cada entrada se pueda manipular cada circuito.
355
K5 A1
A2
K4 A1
A2
K3 A1
A2
K2 A1
A2
4
3S5
4
3S4
4
3S3
4
3S2
A2
A1K1
S1 3
4
L0L1
PIA 10A1P+N
4
31
2
1 3
2 4ID 25A 30mA
ESC OKLOGO
Q6Q5Q4Q3Q2Q1
SIEMENS
I6I5I4I3I2I1L0L1
Ejercicio 57:
Realizar las conexiones al autómata y la programación del siguiente automatismo (Inversión de giro a contramarcha):
NC.PulsadorF4
NO.PulsadorS1
F4H3
KM2KM1F4H2
KM2KM1H1
KM1 x S2 x KM2)(S3 x F4 x S1KM2
KM2 x S3 x KM1)(S2 x F4 x S1KM1
356
Conexiones al autómata:
X2
X1H3
X2
X1H2KM2
A1
A2
4
3F4 S1 3
4 4
3S3
4
3S2
H1 X1
X2A2
A1
KM1
L0L1
PIA 10A1P+N
4
31
2
1 3
2 4ID 25A 30mA
ESC OKLOGO
Q6Q5Q4Q3Q2Q1
SIEMENS
I6I5I4I3I2I1L0L1
Leyenda / direccionamiento:
F4 = I1 = Relé térmico guardamotor (NC). S1 = I2 = Pulsador paro (NC). S2 = I3 = Pulsador marcha izda. (NO). S3 = I4 = Pulsador marcha derecha (NO). KM1 = Contactor Izda. KM2 = Contactor derecha. H1 = Lámpara de funcionamiento. H2 = Lámpara de parada. H3 = Lámpara de salto térmico.
357
Programación:
358
Ejercicio 58:
Diseñar la programación con S7-200 y LOGO el siguiente ejercicio: Activación y desactivación de un local. Tenemos tres entradas con pulsadores de tal forma que se pueda activar y desactivar la lámpara si y solo si existe presencia. Si por casualidad la lámpara está encendida y no existe presencia en la habitación, dicha lámpara se apagará en 10s.
Programación con S7-200:
359
Programación con LOGO:
Ejercicio 59:
Practicas cortas.
- Esquema nº1:
- Esquema nº2:
360
- Esquema Nº 3:
- Esquema Nº 4:
- Esquema Nº 5:
361
- Esquema Nº 6:
362
PRUEBA 1º UNIDAD DIDACTICA 3
1. Realizar:
1.1. Dibujar un autómata programable (indicando todas las numeraciones de bornes), con sus protecciones independientes de alimentación y salidas, que tiene dos módulos de entradas y tres módulos de salidas de AC (3, 4 y 2 respectivamente). El autómata tiene incluida su fuente de alimentación. Dibujar todos los comunes. Se realizara para que el profesor no tenga problemas a la hora de corregir.
TL0
L1
213 4
Q 2 0
Q 2 1C
Q 0 3C
Q 1 2
Q 1 1
Q 1 0
I 1 0
I 1 1
I 1 2
I 1 3
I 1 4
I 1 5
I 1 6
I 1 7
2M
Q 0 0
Q 0 1
Q 0 2C1M
I 0 7
I 0 6
I 0 5
I 0 4
I 0 3
I 0 2
I 0 1
I 0 0
F1
10A
1P
+ N
431 2
Sim
atic
S7-2
00
Sie
men
s
+-
TL0
L1
13
24
ID1
25A
30m
A
FT
E.
ALI
M.
F2
10A
1P
+ N
363
1.2. Conectar en el autómata anterior las siguientes entradas y salidas.
1.2.1. Una célula fotoeléctrica, un detector volumétrico DC, un detector capacitivo (PNP); en el modulo de entrada nº 1.
1.2.2. Un detector capacitivo (NPN), un control de equipo hidronivel, un detector de infrarrojos (4 bornes DC); en el modulo de entrada nº 2.
1.2.3. Una salida de mayor potencia, una salida trifásica; en el modulo de salida nº 1.
1.2.4. Tres salidas de DC en el modulo 2.
Sal
idas
de
DC
A2
A1
K4
A2
A1
K3
K2A1
A2
K1=
Sal
ida
de m
ayor
pot
enci
a tr
ifási
ca
A2
A1
K1
Alim
. E
quip
o
hid
ron
ivel
KA
3
1413
KA
3K
A21
3 14
KA
2
D. C
apa
citiv
oN
PN
D. C
apa
citiv
oP
NP
D.
Volu
métr
ico
PN
P
14
13
KA
1
KA
1
Cel
ula
fo
toe
léct
rica
D. In
frar
rojo
F2
10A
1P
+ N
FT
E.
AL
IM.
ID1
25A
30m
A4
2
31
L1
L0
T
-+
Sie
men
s
Sim
atic
S7-2
00
213 4
F1 1
0A
1P
+ N
I 0 0
I 0 1
I 0 2
I 0 3
I 0 4
I 0 5
I 0 6
I 0 7
1M C
Q 0 2
Q 0 1
Q 0 0
2M
I 1 7
I 1 6
I 1 5
I 1 4
I 1 3
I 1 2
I 1 1
I 1 0
Q 1 0
Q 1 1
Q 1 2C
Q 0 3C
Q 2 1
Q 2 043
1 2
L1
L0
T
364
2. Realizar la programación KOP, incluyendo la leyenda, y el direccionamiento de los aparatos siguientes:
2.1. Activar Q1.0 cuando se activen los pulsadores conectados a las entradas I0.0 e I0.4 o cuando se activen los conectados en las entradas I0.3 e I1.4 o cuando se activen los conectados en las entradas I1.0 e I1.3. Se desconectará utilizando el pulsador conectado en la I0.5. Todos los contactos son NO.
2.2. Idem. Que el anterior utilizando SET y RESET.
2.3. Realizar la leyenda y programa S.I. (lista de instrucciones, por contacto), de los siguientes circuitos:
2.3.1. Instalación de una lámpara, accionada desde 4 puntos, utilizando pulsadores.
Leyenda:S1, S2, S3, S4 = I0.0 (Todas en paralelo).H1 = Q0.0
365
3. Teoría: 3.1. Memoria. Descripción.
La memoria es la cantidad de datos que es capaz de almacenar nuestro
autómata, se puede expresar en la expresión mínima que es el bite (0 o 1), 8bit
= 1 byte, 8 byte = 1 word, 32 bits = doble palabra.
366
Las memorias también son conocidas como Marcas y se representa por la letra
“M”.
Su función es almacenar las instrucciones del programa, datos, estados
internos y estados de entrada/salida.
- bits = 0 ó 1 - bytte = 8 bits - Word = 2 bytte = 16 bits - Dword = 2 Word = 4 bytte = 32 bits
bit más significativo del B.0 bit menos significativo del B.0
0.0 bit bits 0.7 bit
ZONA
128 Filas MB0
128 bytte
B0 B1 B2 B3
W0
W1 D0
0
1
Capacidad memoria = A L (columnas filas)
¿1 K? = 1024 bits
1024 = 128 bytte 8
M0.0 bit bytte
Lugar o zona de memoria donde se encuentra.
367
3.2. Como se representa la marca 201 en los idiomas de programación. Si un autómata tiene 347 marcas, direccionamiento que tendrá en el idioma Siemens S.I.
201 |8 nº byttes = nº filas Capacidad de memoria que tiene
41 25 1
M201 M24.0 (S.I.)
3.3. Lenguajes de programación:
Textuales:- Lista de instrucciones: AWL(Siemens) / IL(Norma). - Lenguaje estructurado: ST (Norma). Gráficos:- Lenguaje por contactos: KOP (Siemens) / LD (Norma). - Diagramas funcionales: FUP (Siemens) / FBD (Norma). - Grafcet: SFC (Norma).
3.4. Explica como se convierte, a través de la programación, un interruptor en un conmutador.
Se representa un contacto negado y otro sin negar.
3.5. Cuantos contactos de un relé térmico se tendrá que instalar e un autómata, razona la respuesta.
Solo uno, porque si rehacen falta más los puedo repetir tantas veces como quiere incluso negando su estado.
M0.0--------------M0.7
M24.0
368
4. Automatizar el siguiente proceso (S7 200):
Para comenzar el proceso se pulsa el interruptor X0. La vagoneta se desplaza de final de carrera X2 al final de carrera X1, deteniéndose en este punto mientras se abre en este punto la trampilla Y11, permaneciendo abierta durante 5 s. Pasado este tiempo la vagoneta retrocede y se detiene en el final de carrera X2, para abrir la trampilla Y13, durante 3 s se para. Señalizaciones oportunas.
Se pide: - Conexión al autómata y leyenda. - Programación KOP.
F495
96
X1
X2
H4
X1
X2
H3
X1
X2
H2H1
X2
X1
X03
4 4
3X1
A2
A1
Y10
A2
A1
Y12
C
Q00
Q01
Q02
Q03
Q04
Q05
Q06
Q07
TL0L1
2
1 3
4
1M I07
I06
I05
I04
I03
I02
I01
I00
F1 10A1P + N
4
31
2
SimaticS7-200
Siemens
+ -
TL0L1
1 3
2 4
ID1 25A30mA
FTE. ALIM.
F2 10A1P + N
X23
4
Y13
A1
A2
Y11
A1
A2
369
Leyenda:X0 I0.0 Pulsador marcha X2 I0.1 Final de carrera X2 X1 I0.2 Final de carrera X1 F4 I0.3 Relé térmico Y10 Q0.0 Contactor avance Y10 Y12 Q0.1 Contactor Retroceso Y12 Y13 Q0.2 Trampilla Y13 Y11 Q0.3 Trampilla Y11 H1 Q0.4 Lámpara de avance Y10 H2 Q0.5 Lámpara de retroceso Y12 H3 Q0.6 Lámpara de apertura de trampilla Y11 H4 Q0.7 Lámpara de apertura de trampilla Y13
Programación KOP:
370
371
5. Sabiendo las ecuaciones y datos siguientes, realizar el esquema de mando completo para cablearlo, las conexiones en el autómata programable con su programa mediante lenguaje por contactos y su leyenda.
Material:S1: pulsador paro NC; S2: pulsador marcha NO; F4: Relé térmico NC; KA1: relé temporizado a 8 s, con resolución de 10ms (para programación T36). KOP. (Direccionamiento).
372
KM2H3
KM2H2
F4H1
KM1 x KM3) x (KA1 x S1 x F4KM3
KM2)(KM1 xS1 x F4KA1
KM2)(KM1 xS1 x F4KM2
KA1 x KM3 x KM1)(S2 x S1 x F4KM1
Esquema demando completo:
5
8
1
98
13
14
KM2 KM2
12
11F4
98
97
KA1
12
11
A2
A1
KA1
KM3
12
11
95
96
F4
4321 5 6
13
14
A2
A1KM1
L1
L0
NO NC
S1
2
1
13
14
S2KM1
KM2KM1
24
23
KM2A1
A2
14
13 13
14
A2
A1
K3
13
14
KA1KM3
11
12
KM1
2
3
4 9
NCNO
6
NCNO
X2
X1
H1 H2
X1
X2
H3
X1
X2
7
5
NCNO
373
Conexiones al autómata programable:
S11
2
A2
A1
KM3
F2 10A1P + N
FTE. ALIM.
ID1 25A30mA
42
31
L1 L0 T
-+
Siemens
SimaticS7-200
2
1 3
4
F1 10A1P + N
I00
I01
I02
I03
I04
I05
I06
I07
1M
4
31
2
L1 L0 T
Q07
Q06
Q05
Q04
Q03
Q02
Q01
Q00C
KM2
A1
A2
KM1
A1
A2
4
3S2
X1
X2
H1 H2
X2
X1
H3
X2
X1
96
95F4
Leyenda:
F4 I0.0 Relé térmico S1 I0.1 Pulsador paro NC. S2 I0.2 Pulsador marcha NO. KM1 Q0.0 Contactor estrella. KM2 Q0.1 Contactor línea. KM3 Q0.2 Contactor triangulo H1 Q0.3 Lámpara de salto térmico. H2 Q0.4 Lámpara de funcionamiento H3 Q0.5 Lámpara de parada. KA1 T36 Temporizador
Programación KOP:
374
375
376
UNIDAD DIDÁCTICA 4, AUTOMATIZACIÓN DE VIV. Y EDIFICIOS:
377
INDICE UNIDAD DIDÁCTICA 4:
1. Sistemas De gestión de la energía………………………………….…...Pag.378 2. Sistemas de gestión de la seguridad..…………………………………...Pag.380 3. Sistema de gestión del confort……...…………………………………....Pag.381 4. Sistema de gestión de las comunicaciones……………………………..Pag.3825. Especificaciones funcionales de una instalación automatizada………Pag.383
378
1 Sistemas de gestión de la energía:
Son los encargados de racionalizar y controlar el consumo energético en función de diferentes criterios.
Las principales áreas son: gestión de la calefacción, el control de carga y el control de la iluminación.
1.1 Tarifa nocturna:
La tarifa contratada, contempla dos conceptos: uno por potencia contratada de valor fijo y otro de energía consumida, que depende del consumo efectuado.
La tarifa más común es la tarifa 2.0. Al contratar la tarifa nocturna es necesaria la instalación de un contrato de doble tarifa.
1.2 Sistema de calefacción eléctrico:
La principal ventaja es un sistema que tiene fácil instalación. Podemos diferenciar tres tipos:
Calefacción directa: El calor se suministra al ambiente en el mismo momento en que se produce. Calefacción por acumulación: Están concebidos para que el ciclo de carga y de descarga, no coincide con el tiempo y un aprovechamiento eficaz de la tarifa nocturna. Podemos diferenciar dos sistemas: Acumulación estática. Acumulación dinámica. Calefacción mixta: Son sistemas que utiliza constantemente sistema de calefacción directa y por acumulación.
1.3 Gestión de la calefacción:
El sistema de calefacción afecta a todo el sistema de control de la instalación.
1.3.1 Modos de funcionamiento:
Hay dos tipos de modo de funcionamiento: Manual: El usuario debe de ser capaz de controlar la calefacción directamente, cuando lo desee o variando la temperatura deseada mediante termostato o similar. Automática: Permite una gestión eficaz del sistema de calefacción
1.3.2 Temperatura de funcionamiento:
Para la gestión de la calefacción de estos sistemas es común la definición de tres temperaturas de funcionamiento:
379
Temperatura de confort: Modo de funcionamiento normal en presencia de la persona.
Temperatura de economía: Modo de funcionamiento en ausencia de la persona.
Temperatura antihelada: Temperatura de seguridad, sirve para evitar la posibilidad de deterioro de la instalación debido a las bajas temperaturas.
1.4 Gestión de los sistemas de acumulación:
La gestión de los sistemas de acumulación debe comprender la gestión eficaz tanto en la carga como en la descarga.
La regulación de la carga: Se puede realizar tanto manual como automático y se realiza mediante termostato.
La regulación de la descarga: Se realiza por automático de ambiente que controla una compuerta de salida del flujo del aire.
1.5 Control de carga:
La gestión de carga debe controlar la puesta en marcha de diferentes equipos en esta franja horaria para un mejor aprovechamiento de la tarifa nocturna. Hay dos tipos de funciones:
Desconexión de la carga en caso de sobrecarga eléctrica: Puede realizarse mediante contactores economizadores o racinalizadores. Las principales características son: Corriente del circuito prioritario, Corriente de los circuitos no prioritarios, Niveles de corriente reguladoras, Entrada de desconexión manual de los circuitos no prioritarios, Número de circuitos no prioritarios que controla.
Conexión y desconexión selectiva de cargas: Las cargas pueden estar alimentadas a través de tomas de corriente. Algunas de las opciones que disponemos para el control de la carga son:
Modo de funcionamiento normal.
Modo de funcionamiento automático.
1.6 Control de la iluminación:
La gestión de iluminación en una instalación automatizada contempla infinidad de soluciones que permite tanto una mejor gestión energética como un mayor bienestar del usuario de la instalación:
Encendido y apagado manual: Normal, Encendidos locales y manuales, Regulación de la intensidad luminosa.
380
Encendidos y apagados programados: Programación horaria, Limitación del tiempo de encendido, Control en función de la luminosidad, Control por detección de presencia, Nivel de iluminosidad constante.
2 Sistema de gestión de la seguridad:
La gestión de la seguridad se debe contemplar desde dos puntos de vista: la seguridad da les personas y la seguridad del patrimonio.
Un sistema de seguridad debe contemplar diferentes funciones que aseguran las tres áreas básicas de la seguridad: la prevención, la alarma y la reacción.
Esto permite definir diferentes sistemas de alarma:
2.1 Control de accesos y sistema de alarma antiintrución:
Un sistema de alarma se de dividir en zonas concéntricas, donde el nivel interior es le de mayor seguridad.
Esto permite definir diferentes sistemas de vigilancia:
Vigilancia perimetral.
Vigilancia periférica.
Vigilancia volumétrica.
Control de accesos.
Vigilancia de objetos.
Vigilancia de agresión.
2.2 Alarmas técnicas:
Permite la detección de situaciones anómalas en el funcionamiento de una instalación. Las alarmas técnicas se centran en algunas de las siguientes situaciones: Alarmas de incendio, Alarma de fuga de gas y Alarma de fuga de agua.
2.3 Alarmas médicas:
381
Deben permitir la asistencia y el control sobre personas delicadas de salud o personas de tercera edad.
3 Sistemas de gestión del confort:
En este sistema englobamos aquellas acciones automatizadas que en general producen mayor bienestar o comodidad.
Hay algunas aplicaciones relacionadas con los sistemas de gestión de confort:
Accionamiento de persianas y toldos.
Sistema de riego automático.
Gestión de la iluminación.
Control de cargas.
Regulación de la temperatura.
3.1 Elementos auxiliares utilizados en el sistema de gestión:
Existe una serie de dispositivos orientados a aumentar la comodidad de un usuario. Estos elementos pueden ser:
Pulsadores con funciones múltiples: Existen sistemas de pulsadores que realizan funciones según la acción realizada sobre ellos, hay varios tipos de pulsadores: Pulsador simple, Pulsación prolongada, Doble pulsación y Diferente entre flanco de bajadas y el flanco de subida.
Mando a distancia: Son dispositivos que permite la transmisión de órdenes a través de un dispositivo móvil.
Mando telefónico.
Relojes horarios.
3.2 Accionamiento automático de persianas y toldos:
Este accionamiento implica la utilización de sistemas motorizados.
Hay diferentes modos de funcionamiento:
Modo manual: Mediante pulsadores se debe permitir la subida y bajada de las persianas o toldos.
Modo automático: Se puede prever la subida - bajada de persianas o toldos de forma automática.
382
3.3 Sistema de riesgo automático:
El sistema de riesgo se encarga de controlar las válvulas que gobiernan el paso de agua.
El sistema de riesgo debe definir algunos de los siguientes modos de funcionamiento:
Manual: La activación del sistema produce la secuencia completa de riego programada.
Automático: El funcionamiento automático del sistema de gestión de riego puede gestionarse en función de las siguientes variaciones: Horaria y Humedad.
3.4 Sistema de gestión de iluminación:
Es un sistema de gestión que permite justificar la relación entre las diferentes áreas de gestión.
Hay varios tipos de sistemas:
Regulación de la luminosidad: Permite la variación de la intensidad luminosa de la iluminación en función de los deseos de usuarios.
Gestión de la luminosidad constante: Permite mantener una estancia interior un nivel de luminosidad determinado de forma automática.
4 Sistema de gestión de las comunicaciones:
El sistema de gestión de las comunicaciones cebe permitir el intercambio de información entre las personas y entre las personas y los equipos.
4.1 Comunicaciones internas:
Las comunicaciones internas permiten la transmisión y el intercambio de información dentro de la propia instalación.
Los sistemas de gestión de comunicación en el interior de un edificio:
Circuito cerrado de TV (CCTV).
Sistemas avanzados de videoportería.
Sistema de gestión a distancia.
Sistema de intercomunicación de telefonía.
Sistema de comunicación de datos.
383
4.2 Comunicaciones externas:
Las comunicaciones externas permiten la transmisión, recepción o el intercambio de información de la instalación con el exterior.
Los sistemas de gestión de comunicación en el interior de un edificio:
Control remoto del sistema vía telefónica.
Transmisión de alarmas.
Centralita telefónica.
Sistema de recepción y distribución de la señal de TV.
5 Especificaciones funcionales de una instalación automatizada:
Las especificaciones funcionales son una relación estructurada de las características de la instalación de forma cuantificada.
384
UNIDAD DIDÁCTICA 5, CONFIGURACIÓN DE INST. POR (PLC):
385
INDICE UNIDAD DIDÁCTICA 5:
1. Sistema de automatización en los edificios…..…………………….…...Pag.386 1.1 Principios de automatización en los edificios.……...………….Pag.386 1.2 Sistemas técnicos de gestión de edificios…………….………..Pag.390 1.3 Topologías de red…………………………………………………Pag.390 1.4 Sistemas de automatización de edificios……………………….Pag.391 1.5 Principales sistemas comerciales de automatización………...Pag.391 1.6 ITC – 51…………………………………...……………………….Pag.392
2. Dispositivos y componentes comunes de las instalaciones…………...Pag.396 2.1 Elementos de soporte físico……………………………………..Pag.396 2.2 Reguladores y controladores…………………………………….Pag.398 2.3 Sistemas de medida………………………………………………Pag.398 2.4 Principales sistemas de detección………………………………Pag.400 2.5 Actuadores…………………………………………………………Pag.403
386
1. Sistemas de automatización en los edificios:
1.1. Principios de automatización de edificios:
Cada vez más en los edificios nuevos de viviendas y en el sector terciario se instalan sistemas de automatización para las tareas de mando y control. La continua evolución de la tecnología ha permitido introducir el concepto de vivienda o edificio inteligente.
1.1.1.- Características generales
- Flexibilidad: Debe posibilitar la adaptación de la instalación a las necesidades futuras. La ampliación o modificación de la instalación no conlleve problemas o costes adicionales.
- Modular: Para evitar que el malfuncionamiento de una parte de la instalación afecte a toda ella, es necesario un sistema modular.
- Facilidad de utilización: Para que un sistema sea aceptado por el usuario, el interfaz del usuario debe ser fácil de utilizar.
- Integral: Debe ser capaz de implicar a diferentes componentes o equipos pertenecientes a diferentes áreas de la gestión del edificio.
1.1.2.- Terminología
Los Sistemas de Automatización, Gestión de Energía y Seguridad para las Viviendas y Edificios son aquellos sistemas capaces de recoger información proveniente de unas entradas (captadores), procesarla y emitir ordenes a unos actuadotes o salidas. Estos sistemas pueden tener la posibilidad de acceder a redes exteriores de comunicación.
- Nodo: Cada una de las unidades del sistema capaces de recibir y procesar información comunicando. - Actuador: Dispositivo encargado de realizar el control de algún elemento del sistema como electroválvulas, señalizaciones, motores…. - Dispositivos de entrada: Dispositivo que envía información al nodo. - Sistemas centralizados: Todos sus componentes se unen a un nodo central que dispone de funciones de control y mando - Sistemas descentralizados: Todos sus componentes comparten la misma línea de comunicación disponiendo cada uno de ellos de funciones de control y mando.
1.1.3.- Sistemas cableados y sistemas procesados
A la hora de diseñar una instalación hay dos formas fundamentales de hacerla que son mediante tecnología cableada y automatizada.
- En la tecnología cableada cada automatismo se realiza mediante la interrelación de sus componentes y módulos específicos. Tiene
387
limitaciones técnicas en instalaciones complejas con alto grado de automatización. Sus inconvenientes frente a la automatización son:
- Poca flexibilidad frente a las modificaciones. - La identificación y reparación de las averías es compleja. - Las funciones de control complejas son difíciles de implementar. - El espacio ocupado es grande.
- En los sistemas programados el corazón del sistema siempre es un elemento con capacidad de procesamiento. Los principales sistemas programados son el autómata programable y el ordenador. Frente a un sistema de cableado sus ventajas son:
- Menor tiempo en la elaboración de proyectos nuevos y en su puesta en funcionamiento.
- Posibilidad de realizar modificaciones de forma sencilla. - El espacio ocupado es mínimo. - El coste en mano de obra y mantenimiento es más baja
1.1.4.- Sistemas de control.
Existen dos formas básicas de realizar el control de un proceso automatizado:
El sistema de control en lazo abierto ejecuta las ordenes de salida en función de las consignas de entrada sin tener en cuenta la evolución de salida, es decir, las señales de mando son independientes de la salida.
388
En un sistema de control en lazo cerrado el controlador se encarga de recibir las consignas del entorno y ejecutarlas, el proceso se desarrolla según las condiciones establecidas.
1.1.5.- Tipos de señales
- Las señales digitales: son aquellas señales que solo pueden tener un valor determinado, la señal digital por excelencia es la binaria que puede tener dos variables “0” o “1”
- Las señales analógicas: son aquellas señales continuas que pueden tomar cualquier valor en un margen determinado de funcionamiento. Por excedencia es la señal senoidal, que puede tomar cualquier valor entre su (V.min) y su (V.max) actuando fundamentalmente sobre aparatos “Dimmer”.
1.1.6.- Convertidores de señal
En las instalaciones automatizadas podemos encontrarnos tanto señales digitales como analógicas. La mayoría de la información a tratar es de naturaleza analógica, por tanto, para poder tratar la información que viene de los sensores analógicos es necesaria la conversión de la señal. Esta acción la realiza el convertidor analógico a digital (ADC). También hay casos en los que es necesario transformar una señal digital en analógica y para ello se utilizan convertidores de digital a analógico.
1.1.7.- Sensores y actuadotes.
Para el control automático debemos utilizar elementos que aporten información de la magnitud que queremos controlar (sensores). En todo sistema de control lo que se desea es actuar con el exterior para modificar el estado actual del sistema. Los actuadotes se encargan de transformar la naturaleza de la señal de salida.
389
1.1.8.- Memorias.
En la utilización de sistemas programados se hace necesidad de utilizar elementos que almacenen tanto las instrucciones como los datos temporales que nos indican el estado actual de la instalación. El bit es la unidad de información básica del sistema binario. Un bit puede representar dos valores “1”lógico y “0”lógico. Estos bits se agrupan para formar unidades de información mayores generalmente 8 bits (byte) o 16 bits (word) Para poder acceder a una palabra necesitaremos direcciones que nos indica la posición de la palabra que queremos leer o escribir. La capacidad de una memoria viene representada por el número de palabras que es capaz de almacenar. En función del tipo de acceso a los datos de la memoria las podemos clasificar en dos grupos - Memorias de acceso aleatorio:- ROM: Memoria de solo lectura. Solo se puede grabar una sola vez. Es una memoria no volátil. - RAM: Memoria de acceso aleatorio. Es posible almacenar y leer los datos tantas veces como se desee. -EPROM: Similar a la memoria ROM pero permite el borrado y reescritura de la memoria. Tiene dos grupos básicos: UVEPROM, memoria de solo lectura borrable por luz ultravioleta y la memoria EEPROM: memoria solo lectura borrable electrónicamente.
1.1.9.- SAI
Los problemas en el suministro de la energía eléctrica puede ocasionar la perdida de información en sistemas programados que utilizan memoria. El SAI suministra corriente eléctrica cuando se produce algún fallo en el suministro de energía eléctrica. Los principales tipos de SAI son:
- SAI OF-Line: Actúa cuando la señal de la red desaparece por completo o baja por debajo de un nivel.
- SAI ON-Line: Están continuamente actuando. - SAI ON-Line de Doble conversión: Su funcionamiento no depende
de la línea de entrada.
Los problemas más comunes en la red eléctrica son los siguientes: Picos de tensión, sobretensiones, subidas y bajadas en la red, cortes y microcortes.
1.10.- Sistemas autónomos de alimentación
En las instalaciones donde no se puede permitir un corte prolongando de la alimentación es necesaria la instalación de sistemas alternativos al suministro eléctrico como grupos electrógenos. La instalación conjunta con el SAI permite que durante la puesta en marcha del grupo electrógeno no falte energía.
390
1.2. Sistemas técnicos de gestión de edificios.
1.2.1.- Sistemas de gestión de la energía.
Estos sistemas son los encargados de racionalizar y controlar el consumo energético en función de diferentes criterios como pueden se: Detección de presencia, aprovechamiento de la tarifa nocturna, puesta en marcha de la calefacción en función horaria, etc…
1.2.2.- Sistemas de gestión de la seguridad.
Se encargan de la seguridad patrimonial y de la personal y comprenden sistemas tales como: Antiintrusión, detectores de fuego y humo, de fuga de gas y agua y sistemas de alarma de salud.
1.2.3.- Sistemas de gestión de confort:
Engloban aquellas acciones que en general producen mayor confort al usuario de la instalación: Sistema de riego, accionamiento automático de toldos y persianas, iluminación automática, etc…
1.2.4.- Sistemas de gestión de las comunicaciones
Deben permitir el intercambio de información entre las personas y entre las personas y los equipos, ya estén estos dentro o fuera del edificio: Centralitas de telefonía, control remoto de los sistemas del edificio.
1.3. Topología de red
La topología de red utilizada en un sistema define la forma de interconexión de todos los elementos que forman la red. Las principales topologías de red utilizadas son:
391
1.3.1.- Protocolos de comunicación
Los sistemas de automatización están formados por un conjunto de componentes que intercambian información entre si. El conjunto de normas que afectan a estos componentes se llama protocolo de comunicaciones.
1.4. Sistemas de automatización
1.4.1.- Sistema modular centralizado.
Los componentes que forman el sistema están intercomunicados con el controlador principal mediante módulos de entrada y de salida. Estos módulos pueden estar junto al controlador o dispersos por la instalación, en este último caso podemos hablar de un sistema modular descentralizado.
1.4.2.- Sistema de bus descentralizado.
No es necesaria la utilización de un modulo de control especifico, ya que cada componente incorpora su propio procesador. La instalación de estos sistemas es muy sencilla y tiene un cableado mínimo.
1.4.3.- Sistema de bus centralizado.
Los componentes envían información al controlador principal, que interpreta y procesa la información recibida de los sensores y captadores y una vez analizada actúan los elementos actuadotes. Su principal ventaja es la disminución de la complejidad del cableado.
1.5. Principales sistemas comerciales de automatización de edificios.
1.5.1.-Sistemas cableados
Estos sistemas tienen modulos independientes que permiten la gestión y automatización de tareas concretas. Su inconveniente es que a medida que aumenta el número de módulos, aumenta la complejidad del sistema debido al cableado.
1.5.2.- Sistemas basados en autómatas programables.
El autómata programable o “PLC” es un dispositivo programable que sustituye a los sistemas cableados. En función del estado y de la evolución de los elementos de entrada, se produce un cambio de estado y de la evolución de las salidas.
392
1.5.3.- El sistema SIMON VIS
Es un sistema para el control de instalaciones de tamaño mediano y pequeño.Su estructura básica es como la de una red en estrella. Podemos hablar de instalaciones centralizadas y descentralizadas. La programación del sistema se realiza mediante un PC.
1.5.4.- Sistema AMIGO
Este sistema tiene las siguientes características: - ES un sistema modular y no necesita una unidad central de
control.- La comunicación se realiza mediante bus de datos. - La programación se hace de forma local sobre los propios
módulos del sistema.
Esta compuesto por cuatro módulos diferentes, lo que conlleva a la sencillez de la instalación.
1.5.5.- Sistema bus a dos hilos. Sistema EIB.
El estándar EIB (bus de instalación Europeo) se extiende a cualquier tipo y tamaño de edificio. Su configuración es modular y descentralizada en la que todos sus componentes se conectan a un solo cable (bus) que recorre todo el edificio. Se ahorra mucho en cableado.
1.5.6.- Sistemas por corrientes portadoras.
Utilizan la red de distribución de la energía para la interconexión de los componentes. Cada componente tiene su propio programa de control y su interfaz para adaptarse a la línea. Es un sistema de control distribuido. La principal ventaja es la facilidad de instalación y ampliación, no necesitan fuente de alimentación, ya que están conectados a la propia red.
1.6. Instrucción técnica complementaria del Reglamento de Baja Tensión ITC-BT- 51
El objeto de esta instrucción es establecer los requisitos específicos de una instalación automatizada. Comprende a todas las instalaciones con fines automatizados.
ITC-BT-51
Instalaciones de sistemas de automatización, gestión técnica de la energía y seguridad para viviendas y edificios.
1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN.
393
Esta Instrucción establece los requisitos específicos de la instalación de los sistemas de automatización, gestión técnica de la energía y seguridad para viviendas y edificios, también conocidos como sistemas domóticos. El campo de aplicación comprende las instalaciones de aquellos sistemas que realizan una función de automatización para diversos fines, como gestión de la energía, control y accionamiento de receptores de forma centralizada o remota, sistemas de emergencia y seguridad en edificios, entre otros, con excepción de aquellos sistemas independientes e instalados como tales, que puedan ser considerados en su conjunto como aparatos, por ejemplo, los sistemas automáticos de elevación de puertas, persianas, toldos, cierres comerciales, sistemas de regulación de climatización, redes privadas independientes para transmisión de datos exclusivamente y otros aparatos, que tienen requisitos específicos recogidos en las Directivas europeas aplicables conforme a lo establecido en el artículo 6 del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión. Quedan excluidas también las instalaciones de redes comunes de telecomunicaciones en el interior de los edificios y la instalación de equipos y sistemas de telecomunicaciones a los que se refiere el Reglamento de Infraestructura Común de Telecomunicaciones (I.C.T.), aprobado por el R.D. 279/1999.Igualmente están excluidos los sistemas de seguridad reglamentados por el Ministerio del Interior y Sistemas de Protección contra Incendios, reglamentados por el Ministerio de Fomento (NBE-CPI) y el Ministerio de Industria y Energía (RIPCI). No obstante, a las instalaciones excluidas anteriormente, cuando formen parte de un sistema más complejo de automatización, gestión de la energía o seguridad de viviendas o edificios, se les aplicarán los requisitos de la presente Instrucción además los requisitos específicos reglamentarios correspondientes.
2. TERMINOLOGÍA.
Sistemas de Automatización, Gestión de la Energía y Seguridad para Viviendas y Edificios: Son aquellos sistemas centralizados o descentralizados, capaces de recoger información proveniente de unos entradas (sensores o mandos), procesarla y emitir ordenes a unos actuadores o salidas, con el objeto de conseguir confort, gestión de la energía o la protección de personas animales y bienes. Estos sistemas pueden tener la posibilidad de accesos a redes exteriores de comunicación, información o servicios, como por ejemplo, red telefónica conmutada, servicios INTERNET, etc. Nodo:Cada una de las unidades del sistema capaces de recibir y procesar información comunicando, cuando proceda con otras unidades o nodos, dentro del mismo sistema. Actuador:Es el dispositivo encargado de realizar el control de algún elemento del Sistema, como por ejemplo, electroválvulas (suministro de agua, gas, etc.), motores (persianas, puertas, etc.), sirenas de alarma, reguladores de luz, etc. Dispositivo de entrada:Sensor, mando a distancia, teclado u otro dispositivo que envía información al nodo.
394
Los elementos definidos anteriormente pueden ser independientes o estar combinados en una o varias unidades distribuidas. Sistemas centralizados:Sistema en el cual todos los componentes se unen a un nodo central que dispone de funciones de control y mando. Sistema descentralizado:Sistema en que todos sus componentes comparten la misma línea de comunicación, disponiendo cada uno de ellos de funciones de control y mando.
3. TIPOS DE SISTEMAS.
Los sistemas de Automatización, Gestión de la energía y Seguridad considerados en la presente instrucción, se clasifican en los siguientes grupos: Sistemas que usan en todo o en parte señales que se acoplan y transmiten por la instalación eléctrica de Baja Tensión, tales como sistemas de corrientes portadoras.Sistemas que usan en todo o en parte señales transmitidas por cables específicos para dicha función, tales como cables de pares trenzados, paralelo, coaxial, fibra óptica.Sistemas que usan señales radiadas, tales como ondas de infrarrojo, radiofrecuencia, ultrasonidos, o sistemas que se conectan a la red de telecomunicaciones.Un sistema domótico puede combinar varios de los sistemas anteriores, debiendo cumplir los requisitos aplicables en cada parte del sistema. La topología de la instalación puede ser de distintos tipos, tales como, anillo, árbol, bus o lineal, estrella o combinaciones de éstas.
4. REQUISITOS GENERALES DE LA INSTALACIÓN.
Todos los nodos, actuadores y dispositivos de entrada deben cumplir, una vez instalados, los requisitos de Seguridad y Compatibilidad Electromagnética que le sean de aplicación, conforme a lo establecido en la legislación nacional que desarrolla la Directiva de Baja Tensión (73/23/CEE) y la Directiva de Compatibilidad Electromagnética (89/336/CEE). En el caso de que estén incorporados en otros aparatos se atendrán, en lo que sea aplicable, a lo requisitos establecidos para el producto o productos en los que vayan a ser integrados. Todos los nodos, actuadores y dispositivos de entrada que se instalen en el sistema, deberán incorporar instrucciones o referencias a las condiciones de instalación y uso que deban cumplirse para garantizar la seguridad y compatibilidad electromagnética de la instalación, como por ejemplo, tipos de cable a utilizar, aislamiento mínimo, apantallamientos, filtros y otras informaciones relevantes para realizar la instalación. En el caso de que no se requieran condiciones especiales de instalación, esta circunstancia deberá indicarse expresamente en las instrucciones. Dichas instrucciones se incorporarán en el proyecto o memoria técnica de diseño, según lo establecido en la ITC-BT-04. Toda instalación nueva, modificada o ampliada de un sistema de automatización, gestión de la energía y seguridad deberá realizarse conforme a
395
lo establecido en la presente Instrucción y lo especificado en las instrucciones del fabricante, anteriormente citadas. En lo relativo a la Compatibilidad Electromagnética, las emisiones voluntarias de señal, conducidas o radiadas, producidas por las instalaciones domóticas para su funcionamiento, serán conformes a las normas armonizadas aplicables y, en ausencia de tales normas, las señales voluntarias emitidas en ningún caso superarán los niveles de inmunidad establecidos en las normas aplicables a los aparatos que se prevea puedan ser instalados en el entorno del sistema, según el ambiente electromagnético previsto. Cuando el sistema domótico esté alimentado por muy baja tensión o la interconexión entre nodos y dispositivos de entrada este realizada en muy baja tensión, las instalaciones e interconexiones entre dichos elementos seguirán lo indicado en la ITC-BT-36. Para el resto de los casos, se seguirán los requisitos de instalación aplicables a las tensiones ordinarias.
5. CONDICIONES PARTICULARES DE INSTALACIÓN.
Además de las condiciones generales establecidas en el apartado anterior, se establecen los siguientes requisitos particulares.
5.1. Requisitos para sistemas que usan señales que se acoplan y transmiten por la instalación eléctrica de baja tensión.Los nodos que inyectan en la instalación de baja tensión señales de 3 kHz hasta 148,5 kHz cumplirán lo establecido en la norma UNE-EN 50.065 -1 en lo relativo a compatibilidad electromagnética. Para el resto de frecuencias se aplicará la norma armonizada en vigor y en su defecto se aplicará lo establecido en el apartado 4.
5.2. Requisitos para sistemas que usan señales transmitidas por cables específicos para dicha función.Sin perjuicio de los requisitos que los fabricantes de nodos, actuadores o dispositivos de entrada establezcan para la instalación, cuando el circuito que transmite la señal transcurra por la misma canalización que otro de baja tensión, el nivel de aislamiento de los cables del circuito de señal será equivalente a la de los cables del circuito de baja tensión adyacente, bien en un único o en varios aislamientos. Los cables coaxiales y los pares trenzados usados en la instalación deberán cumplir con las normas de la serie EN 61.196 y CEI 60.189 -2.
5.3. Requisitos para sistemas que usan señales radiadas.Adicionalmente, los emisores de los sistemas que usan señales de radiofrecuencia o señales de telecomunicación, deberán cumplir la legislación nacional vigente del "Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias de Ordenación de las Telecomunicaciones".
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2. DISPOSITIVOS Y COMPONENTES COMUNES DE LAS INSTALACIONES:
2.1. Elementos de soporte físico:
En las instalaciones eléctricas encontramos dos tipos de señales: a) señal de potencia: encargada de suministrar la energía necesaria
para poner en funcionamiento los dispositivos que se desean controlar (motores, etc.).
b) señales de control: transmiten la información del estado del sistema. Los cableados que se utilizan en una instalación son dos: cableado de potencia y el cableado de datos.
2.1.1 Cableado de potencia o alimentación:
Es el encargado de distribuir la energía eléctrica a los diferentes elementos de la instalación.
La instalación del cableado de potencia debe cumplir en todo momento las disposiciones establecidas por el REBT. Características de los conductores de potencia: deben de ser de cobre, rígidos, con un aislamiento de PVC de 750 V y flexibles, con un aislamiento de PVC de 440 V. La identificación de los conductores: azul claro: neutro, negro o marrón: línea monofásica, negro marrón y gris: para cada una de las fases trifásicas y rayas amarillas y verdes: cable de protección. Secciones mínimas:
Sección mínima Circuitos 1,5 mm2 Circuitos de alumbrado 1,5 mm2 Circuito de alimentación 4 mm2 Circuito de alimentación lavadora 6 mm2 Circuito de alimentación cocina 6 mm2 Circuito de alimentación aparatos
Los conductores deben alojarse en tubos de protectores de diámetro adecuado en función de la sección de los conductores.
Sección Tubo de protección Calibre máximo PIA 1,5 mm2 16 mm 10 A 2,5 mm2 20 mm 16 A 4 mm2 20 mm 29 A 6 mm2 25 mm 32 A
2.1.2 Cableado de datos:
Las principales diferencias entre éstas y la señal de potencia son dos:
Las señal de datos suelen ser de muy baja tensión, frente al los 230 V CA de la red eléctrica.
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La frecuencia de la señal de datos es muy superior a la frecuencia de la red eléctrica (50 Hz).
Los principales medios de transmisión utilizados como transporte de datos son:
2.1.2.1 Pares metálicos:
Los pares metálicos están formados por agrupación de conductores metálicos, estos son útiles para transmitir señales de control de baja frecuencia y pequeña tensión. El principal inconveniente e su reducido banda de ancha.
Los principales cables de este tipo son: Cable trenzado sin apantallar UTP. Cable trenzado con apantallamiento STP. FTP.
2.1.2.2 Cable coaxial:
Está formado por un conductor que se encuentra por un material aislantea su vez se encuentra rodeado por una conductor cilíndrico que normalmente es una malla de tejido conductor y está protegido por una capa de plástico. Hay dos tipos de cable coaxial: Cable coaxial de banda base. Cable coaxial de banda ancha.
2.1.2.3 Fibra óptica:
Permite la transmisión de luz en lugar de corriente eléctrica. El medio de transmisión se fabrica a base de una fibra de vidrio llamada núcleo.
La fibra óptica presenta tres grandes ventajas frente a los cables de cobre:Inmunidad frente a las interferencias electromagnéticas. Un mayor ancho de banda. Una menor atenuancia.
2.1.2.4 Corriente portadora:
Se puede utilizar como soporte para la transmisión de información Si se utilizan los equipos receptores y transmisores adecuados.
2.1.2.5 Ondas electromagnéticas:
Se pueden utilizar adecuadamente para la transmisión de información utilizando las técnicas adecuadas.
Los sistemas de transmisión más comunes son: Ondas infrarrojas y Ondas radioeléctricas.
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2.2 Reguladores y Controladores:
Es un sistema de control que en función de las órdenes recibidas por el usuario controle los órganos de salida o actuadores del sistema.
Hay dos alternativas para gestionar una instalación: La gestión técnica individual y el sistema de gestión integrado.
2.2.1 Tipos de señales del controlador:
El controlador toma decisiones en función de la programación establecida sobre la base de las señales de entrada. Hay dos tipos:
Consignas del usuario: Son introducidas directamente por el operador de la instalación. Información del sistema: Que el controlador disponga de información de las magnitudes que desea controlar. En respuesta a la aplicación, un controlador proporciona dos tipo de información de salida: Señal de salida y Señal de información.
2.2.2 Sistema de control centralizado y distribuido:
Existen dos tipos de controlar una instalación:
Sistema de control centralizado: la realiza un único controlador. Sistema de control distribuido: el control de la instalación no lo realiza un controlador específico.
2.2.3 Tipos de controladores:
Viendo la técnica utilizada por el controlador, hay dos tipos:
Controles digitales: Es la capacidad de cálculo de los microprocesadores que llevan incorporado. Controladores analógicos: Son utilizados en los sistemas de gestión de procesos continuos. Hay tres tipos de controlador: Controlador proporcional (P). Controlador integrado (I). Controlador derivativo (D).
2.3 Sistema de medida:
El sistema de medida adecuado para medir. Está formado por:
Sensor: Es el elemento que es capaz de transformar la naturaleza de la magnitud que se desea controlar. Acondicionamiento de la señal: Debe sufrir un proceso de acondicionamiento adecuado. Etapa de salida: Permite adaptar la señal al nivel requerido para la carga exterior.
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2.3.1 Clasificación de los sensores:
Los sensores se pueden clasificar en:
Según el tipo de la señal de salida:Sensores analógicos o continuos. Sensores digitales o discretos. Según el aporte de energía:
Sensores modulares.
Sensores generadores. Según la magnitud de medida:
Sensor de temperatura:
Sensores de luminosidad: Sensores de humedad (hidrógeno): Sensor de presión:
2.3.2 Sensor de Temperatura:
Este sensor mide la temperatura, hay diferentes sensores:
RTD: Se basan en la variación de la resistencia de un conductor cuando varía la temperatura. Termistoria: Son elementos semiconductores. Termopares: Se basa en el efecto Peltier Pirómetro: Se basa en el efecto piroeléctrico.
2.3.3 Sensores de luminosidad:
Son dispositivos que detectan la intensidad luminosa incidente.
Hay varios tipos: LDR ( Light Dependent Resistor) Fototransistores y fotodiodo.
2.3.4 Sensores de humedad (hidrógeno):
Detecta la cantidad de humedad que hay en un sitio. Tipos de sensores: Hidrógeno resistivo Sensor de humedad capacitiva Sensor de agua
2.3.5 Sensor de presión:
Son dispositivos que proporcionan una señal que depende de la fuerza aplicada a su superficie.
2.3.6 Detectores de posición y proximidad:
Detecta la posición de los objetos respecto a nuestro sensor. Destacamos los siguientes:
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Finales de carrera. Sensores de proximidad inductivos. Sensores de proximidad capacitivos. Sensores de proximidad óptica.
2.3.7 Sensores para la detección de gases:
Miden la concentración de partículas de gas en el ambiente.
Hay varios tipos de sensores: Sensores piroeléctricos. Sensores de gas de estado sólido Sensores de gas por conductividad térmica.
2.4 Principal sistema de detección utilizados en la automatización de edificio:
Los sistemas de medidas basados en sensores con salida en forma de señal eléctrica, los denominados detectores.
Los principales tipos de salidas de los sistemas analógicos son4 – 20 mA y 0 – 20 mA si la salida es de forma corrienta y 0 – 10 V o 0 –15 V si la salida es en forma de tensión.
2.4.1 Termostato:
Definición:
Son sensores de temperatura todo/nada, diseñado para el control automático de la temperatura en la aplicaciones de calefacción o refrigeración.
Aplicación:
Es el control de la conexión y desconexión de sistema de calefacción o refrigeración.
2.4.2 Sondas de temperatura:
Definición:
Son sistemas de medida que proporcionan una salida en forma de tensión variable con la temperatura.
Aplicación:
Gestión de la calefacción que controla la temperatura mediante diferentes variables.
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2.4.3 Detector pasivo de infrarrojos:
Definición:
Son sistemas pasivos, que reciben radiaciones infrarrojas emitidas por los cuerpos.
Aplicación:
Son adecuados para la gestión de instalaciones de iluminación, climatización y vigilancia.
2.4.4 Barrera de infrarrojos:
Definición:
Son sistemas me emiten radiación. Existen tres tipo de detectores:
Sistema de barrera.
Sistema réflex.
Sistema réflex polarización.
Aplicación:
Son utilizados en sistemas de vigilancia para la detención de intrusión.
2.4.5 Detector de ultrasonidos:
Definición:
Es un detector de movimiento basado en la emisión de ondas ultrasónicas
Aplicación:
Es la vigilancia volumétrica, con alcances típicos de 10 m
2.4.6 Sensor de microondas:
Definición:
Es un detector de movimiento basado en la emisión de ondas electromagnéticas.
Aplicación:
Detecta la detección de movimiento hasta 50 m.
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2.4.7 Detector crepuscular:
Definición:
Detecta el grado de luminosidad ambiente.
2.4.8 Fotocélula:
Definición:
Proporcionan una salida de tensión que se proporcional a la cantidad de luz indecente.
Aplicación:
Es la de mantener el nivel de iluminación constante.
2.4.9 Detectores de gases:
Definición:
Permite la detección de concentración de gas en el ambiente.
Aplicación:
Es la detección de fugas de gas en sistemas de alarmas técnicas.
2.4.10 Detectores de incendio:
Definición:
En la detección de las principales magnitudes asociadas al fuego.
Los principales sensores son:
Sensor sísmico.
Detector óptico de gases visibles.
Detector óptico de llamas.
Detector de monóxido de carbono.
Detector pireléctrico.
Detector termovelocimetrico.
2.4.11 Anemómetro:
Definición:
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Son dispositivos utilizados para la medida de la velocidad del aire.
2.4.12 Detector Sísmico:
Definición:
Son capaces de convertir variaciones del movimiento del cuerpo al que está sujeto en variaciones de tensión eléctrica.
2.4.13 Detectores electromecánicos:
Definición:
Son detectores que ofrecen una salida libre tensión.
Aplicación:
Es la detección de aperturas de cierre de ventanas.
2.4.14 Contactos magnéticos:
No necesitan contactos físicos para su correcto funcionamiento.
Aplicación:
Se utiliza para la detección de la apertura de puertas y ventanas.
2.4.15 Otros:
Detectores microfónicos.
Detectores de rotura de cristales.
Interruptor de control de nivel.
Sensores de lluvia.
2.5 Actuadores:
Se encarga de transformar la naturaleza de la señal de salida.
Los principales actuadores:
Actuadores eléctricos.
Actuadores electromecánicos.
Actuadores electrohidráulicos y electroneumáticos.
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UNIDAD DIDÁCTICA 6, SIMON VIS:
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INDICE UNIDAD DIDÁCTICA 6:
1. Descripción del sistema…………………………………………………...Pag.406 1.1 Componentes básicos……………………………………………Pag.406 1.2 Programación del sistema…………………………………….…Pag.406
2. Componentes del sistema………………………………………………...Pag.406 2.1 Módulo de control………………………………………………....Pag.406 2.2 Módulo de alimentación……………………………………….…Pag.407 2.3 Módulos de entradas…………………………………………….Pag. 407 2.4 Módulos de salidas……………………………….………………Pag.407 2.5 Módulos dimmer…………………………………………………..Pag.407 2.6 Módulos de temporizadores……………………………………..Pag.408
2.7 Módulos de modem........................................................……..Pag.408 2.8 Módulos de baterías……………………………………………...Pag.408 2.9 Mando y receptor de infrarrojos…………………………………Pag.408 2.10 Detector pasivo de infrarrojos (PIR)…………………………...Pag.408 2.11 Detector crepuscular…………………………………………….Pag.408
3. Instalación del sistema…………………………………………………….Pag.409 3.1 Conductores……………………………………………………….Pag.409 3.2 Módulo de control…………………………………………………Pag.409 3.3 Elementos de entrada…………………………………………….Pag.410 3.4 Módulos de salida…………………………………………...……Pag.411
3.5 Módulo de temporizadores………………………………………Pag.412 3.6 Módulos de módem…………………………………………..…..Pag.412 3.7 Módulo de baterías……………………………………………….Pag.412 3.8 Fuente de alimentación…………………………………………..Pag.412 3.9 Panel de distribución……………………………………………..Pag.413
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MONTAJES Y PUESTA EN SERVICIO DE INSTALACIONES DE SIMON VIS:
1 Descripción del sistema
El sistema SIMON VIS ha sido desarrollado como un sistema de control para instalaciones de tamaño medio y pequeño, que permite el control de la iluminación y climatización, vigilancia, seguridad, gestión energético y control vía teléfono de todos los componentes de la instalación.
El sistema está basado en la tecnología de los autómatas programables.
1.1 Componentes básicos
Los componentes básicos necesarios para el sistema SIMON VIS son módulo de alimentación de 24 V CC, son:
Módulo de control: Es el encargado de almacenar y ejecutar el programa de control de la instalación.
Módulo de entrada: son sensores, pulsadores etc. Módulo de salidas: son lámparas, motores etc.
Además, el sistema dispone de los siguientes elementos y módulos opcionales que proporcionan gran versatilidad y funcionalidades a la instalación:
Módulos de temporizadores. Módulos de módem. Módulos de dimmer. Módulos de baterías. Detectores pasivos de infrarrojos (PIR). Mandos y receptores de infrarrojos. Sensores crepusculares.
1.2 Programación del sistema
El sistema SIMON VIS es un sistema programado, su funcionamiento se determina a través de un programa de control.
Este programa de control se realiza mediante un ordenador PC y el software de programación Term Vis.
2 Componentes de sistema
Ahora vamos a explicar uno a uno los distintos módulos que tiene el sistema SIMON VIS:
2.1 Módulo de control
El módulo de control es la unidad encargada de almacenar y ejecutar el programa de control del sistema, el módulo dispone de una interfaz con ocho puertos de entrada y dieciséis puertos de salida capaces de gobernar 128 señales de entrada y 128 de salida.
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Además dispone de puertos para la conexión del módulo módem, el módulo de temporizadores u el módulo de batería.
2.2 Módulo de alimentación
Los módulos deben de ser alimentados con una tensión continua de 24 V CC. El sistema dispone de dos módulos de alimentación diferentes que cumplen la misma condición.
2.3 Módulos de entradas
Los módulos de entrada son los encargados de consultar los estados de los sensores. Hay dos tipos de módulos de entradas:
Módulo de entradas de 230 V CA: dispone de 8 entradas con neutro común. Las entradas son activadas por conexión a 230 V CA.
Módulos de entradas de 24 V CC: Se utiliza para recoger señales de interruptores o sensores de muy baja presión de elementos que dispongan de contactos.
La utilización de los módulos de 24 V CC presenta las siguientes ventajas: Cableado de sección inferior al operar a 24 V CC, menos volumen del cuadro de distribución y mayor seguridad al utilizar una tensión baja.
2.4 Módulos de salidas
El sistema dispone de diferentes módulos de salida.
Módulo de salida de 24 V CC: Dispone de 8 salidas de transistor tipo PNP, carga máxima 500 mA, especialmente indicadas para la activación y desactivación de cargas de muy pequeña potencia entra 12 y 48 V CC.
Módulos de salidas de 230 V: Se utiliza para la conexión de 8 cargas de 230 V CA. Las salidad es de tipo réle, agrupados en dos grupos de 4 salidas cada uno, soportando cada grupo una carga máxima de 10 A.
Módulo de salidas 400 V CA: Activa 8 salidas para un máximo de carga 230 V CA, 10 A individual sobre cada salida, permitiendo conectar motores, calefacción y otras cargas monofásicas o trifásicas.
Módulos de salidas 1-10 V: Se utiliza para controlar reactancia electrónicas de alta frecuencia que controlan las lámparas fluorescentes.
El módulo de salida se controla a través del mo0dulo de control mediante una línea de datos serie (0- DATA).
2.5 Módulo de dimmer
El sistema SIMON VIS dispone de un módulo especifico que permite regular la intensidad de salida para realizar la función dimmer. Este módulo dispone de dos tipos de versiones:
Módulo de dimmer 350 LR: Se utiliza para regular la intensidad de la luz en resistencias óhmicas hasta 350 w, para la iluminación por lámparas halógenas hasta 300 VA. La carga básica en ambos casos es de 40 w.
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Módulo de dimmer 350 CR: Para regular lámparas incandescentes y halógenas con transformador electrónico.
2.6 Módulos de temporizadores
El módulo de temporizadores proporciona una interfaz que permite modificar y consultar el estado de los 128 programadores semanales sin tener conectado el PC al módulo de control.
2.7 Módulo de módem
El módulo módem se utiliza para trasmitir una alarma desde el sistema SIMON VIS a un número de teléfono exterior, tambien permite verificar por vía telefónica el estado del sistema SIMON VIS.
Es posible a través de l teléfono, pedir el estado de todas las entradas y salidas del módulo de control.
2.8 Módulos de baterías
El módulo de baterías tiene función doble:
Permite alargar el tiempo de almacenamiento de los tipos de programados en el módulo de temporizadores y mantienen la alimentación de reloj del tiempo real del módulo de control cuando hay un corte del sistema de alimentación de la red eléctrica.
Permite la conexión automática de una fuente de alimentación externa en caso de que se desee que entre en servicio al producirse un fallo de la alimentación normal.
2.9 Mando y receptor de infrarrojos
El sistema de recepción de infrarrojo está formado por dos elementos: un receptor de infrarrojo fijo y un mando a distancia portatil.
El mando a distancia dispone de 8 botones que pueden controlar hasta 16 canales mediante un botón auxiliar de selección.
2.10 Detector pasivo de infrarrojos (PIR)
El detector pasivo de infrarrojos (PIR) es un sensor pasivo de infrarrojo para la detección de movimiento para uso en interiores, idóneo para el control automático en instalaciones de climatización, iluminación y vigilancia.
2.11 Detector crepuscular
El detector crepuscular es un elemento que permite detectar el valor de luminosidad ambiente. El contacto del detector se abre o se cierra en función del valor de luz fijada.
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3 Instalación del sistema
Para realizar la instalación del SIMON VIS es necesario seguir una serie de indicaciones que permite el desarrollo de la instalación de forma segura y fiable.
3.1 Conductores
Los módulos de entrada y salida se conecta al módulo de control a través de la línea de datos formado una red de estrella. Cada módulo de entradas y salidas se conecta mediante el terminal de comunicación (0-DATA).
La longitud de los cables de datos no deben sobrepasar los 100 mm, recomendando la utilización de cable de tipo 2 x 2 x 0,6 mm2 y 2 x 2 x 0,8 mm2,en ambos casos se utilizarán un par trenzados de cobre con aislamiento de PVC.
Se recomienda el uso de la siguiente codificación por colores:
24 V CC: rojo en par rojo/negro. 0 V CC: negro en par azul/negro o par rojo/negro. Línea de datos: azul en par azul/negro.
El cable de unión de los elementos de entradas y los módulos de entradas 24 V CC se realiza con un conductor de sección mínima de 0,6 mm2, con una longitud máxima de 100 m. Para la conexión de estos elementos a un módulo de entrada de 230 V CA se utiliza un conductor de sección 0,75 mm2.
Los conductores de salida se diseñarán en función al circuito de salida al que pertenezcan, respetando ña normativa vigente.
3.2 Módulo de control
Al módulo de control van conectado los diferentes módulos que forman el sistema mediante los diferentes puertos de entrada y salida que dispone:
Módulo de entrada: Se conecta mediante el bus de comunicaciones de datos de terminales 0-DATA. En total puede conectarse 8 módulos de entradas diferentes.
Módulo de salida: Se conecta al intefaz de salida del modulo de control mediante el bus de comunicaciones de datos de terminales 0-DATA. En total pueden conectarse 16 módulos de entradas diferentes.
Módulos de temporizador y módem: Se conecta al modulo de control mediante el interfaz bidireccional RS-485. El bus esta formado por dos hilos a los que se pueden conectar en derivación en dos módulos simultáneamente.
Módulo de batería: Se conecta mediante los terminales “bat +” y “bat”
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3.3 Elementos de entrada
Los diferentes elementos de entrada se conectan al sistema a través de los correspondientes módulos de entradas del SIMON VIS y estos son los tipos que hay:
3.3.1 Pulsadores
Se pueden encontrar tres funciones diferentes para cada pulsador: P. Corta, P. Larga y P. muy larga. Si se utiliza pulsadores con led de indicación, tendremos las siguientes ventajas en función de la configuración utilizada: Función piloto directa, Función piloto inversa y Función piloto luminoso.
3.3.2 Detectores
Los detectores se utilizan para realizar funciones de control.
3.3.3 Detector pasivo de infrarrojos
Detector pasivo de infrarrojos se utiliza para el control automático de instalaciones de iluminación, climatización y vigilancia.
Los detectores se conecta directamente a un módulo de entrada de 24 V CC utilizando para la conexión cable de sección comprendida entre 0,5 mm2 y 1,5 mm2, el sensor es capaz de detectar una distancia de hasta 8 m.
3.3.4 Detector crepuscular
El detector crepuscular es un dispositivo diseñado para montaje en superficies, que permite detectar el valor de luminosidad del lugar en el que está instalado
3.3.5 Mando y receptor de infrarrojo
El sistema consta de uno o mas receptores fijos (receptores de infrarrojos) y uno o mas emisores móviles (mando a distancia).
El receptor se conecta al módulo de control a través de los terminales 0-DATA como si fuera un módulo normal de entrada.
Es posible conectar hasta 6 conectores de IR en serie, cada un receptor IR se monta en caja universal de mecanismo.
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3.4 Módulos de salida
Los módulos de salida se conectan al módulo de control mediante trenzados, a través de los terminales de salidas de comunicación
Serie 0-DATA y la fuente de alimentación de los módulos se realiza a partir de la fuente de alimentación de 24 V.
3.4.1 Módulos de salida 230 V CA
El módulo de salida de 230 V CA dispone de 8 salidas de relé divididas en 2 grupos de 4 salidas por grupos.
Para la alimentación de carga hay que tener en cuenta las siguientes consideraciones:
Carga máxima por relé: 10 A. Carga máxima por cada grupo de 4 relé: 10 A. Carga máxima del módulo: 2 x 10 A.
3.4.2 Módulos de salidas 24 V CC
La conexión del módulo de salidas de 24 V CC es similar al módulo de salida de 230 V CA. Para la conexión del módulo de salida se 24 V CC dispone de 8 salidas de transistor tipo PNP, con una intensidad de salida de 500 mA.
La tensión de trabajo se puede variar en margen de 12 a 48 voltios dependiendo de la fuente de alimentación exterior conectada.
A su salida se puede conectar dispositivos tales como lámparas de señalización, dispositivos de aviso acústico, electroválvulas, motores de persianas etc.
3.4.3 Módulo de salida 400 V CA
El módulo de salida V CA activa 8 salidas para un máximo de carga 230 V CA y 10 A individualmente sobre cada salida y permite conectar cargas trifásicas.
3.4.4 Módulo de salida 1-10 V
Módulo de salida 1 –10 V dispone de una salida que realiza la función encendido/apagado y una salida que realiza funciones analógicas. La conexión se realiza mediante el módulo de control a través de los terminales 0-DATA, aunque también puede funcionar de forma automática. La sección de los conductores debe ser de 1,5 a 2,5 mm2
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3.4.5 Módulo de dimmer
El módulo dimmer admite diferentes formas de instalación, aunque las dos principales son las siguientes:
utilización dos salidas para su control: una salida de 230 V CA para el activado/desactivado de la iluminación y una salida de 24 V CC para el control de la intensidad luminosa.
Utilizado una única salida para el control: La misma salida se utiliza para el activado/desactivado de la iluminación y para el control de la intensidad luminosa.
3.5 Módulos temporizadores
El módulo de control y el módulo de temporizadores se comunican entre sí a través de la interfaz RS-485 mediante una conexión bilifilar.
El módulo puede iniciar y modificar el reloj del tiempo real, los datos se trasmiten al módulo de control, donde son almacenados en la RAM.
3.6 Módulo de módem
El módulo de control y el módulo de módem se comunica entre sí a través de le interfaz RS-485 mediante una conexión bifilar.
La interfaz RS-485 permite la conexión simultánea de varios dispositivos de forma paralela.
3.7 Módulo de baterías
El módulo de batería permite alargar el tiempo de almacenaje de los tempos programados.
3.8 Fuente de alimentación
Todos los componentes del sistema SIMON VIS tiene que ser alimentados con una fuente de tensión establecida de 24 V CC, con un máximo de 5% de fluctuancia, mediante un transformador de seguridad, debe tener la capacidad suficiente para alimentar a todos los módulos.
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3.9 Planes de distribución
A la hora de planificar el montaje del distribución debemos tener en cuenta las siguientes consideraciones:
Separación adecuada de los cables de baja (230 V CA) y muy baja tensión (24 V CC y datos).
Se recomienda que la instalación de los componentes, se coloquen en la parte superior para facilitar la distancia de calor generado al exterior.
Nivel 1: Módulo de control, módulo de temporizadores y módulo de módem.
Nivel 2: Módulo de E/S de 24 V CC
Nivel 3: Módulos de alimentación, módulo de E/S de 230 V CA, diferenciales, magnetotermicos, etc
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UNIDAD DIDÁCTICA 7, SISTEMA AMIGO:
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INDICE UNIDAD DIDÁCTICA 7:
1. Principales características de sistema AMIGO………………………....Pag.419 2. Componentes del sistema AMIGO………….…………………………...Pag.420 3. Configuración de los módulos del sistema…..………………………….Pag.423 4. Instalación del sistema AMIGO…………………………………………...Pag.424 5. Aplicaciones……………………………………………………...…………Pag.424
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CONFIGURACIÓN Y PUESTA EN SERVICIO DE SISTEMA AMIGO:
Introducción general
Amigo es un sistema domótico descentralizado, formado por una serie de módulos (de entradas/salidas) que permanecen en comunicación a través de un bus de control, así como de una fuente de alimentación específica del sistema. A cada uno de esto módulos se conectan sensores y actuadores de tipo universal. Al realizar la configuración de los módulos se relacionan las diferentes entradas con las salidas a las que se quieran asociar. De este modo la señal detectada en una entrada procedente del sensor conectado a ella, efectúa una señal de respuesta que hace actuar al actuador conectado a la salida asociada.
Protocolo de comunicaciones
Utiliza el protocolo Batibus.
Tipología de viviendas
Este sistema es más indicado para viviendas en construcción ya que necesita un cableado dedicado y un bus.
Descripción
El sistema Amigo se fundamenta en la colocación de una fuente de alimentación en el cuadro eléctrico de la vivienda y de un cableado de dos hilos (bus) por toda la vivienda, al cual se conectan los módulos de entrada/salida disponibles en la instalación. A cada uno de esto módulos se conectan sensores y actuadores de tipo universal.
Los módulos se configuran mediante pulsadores (la configuración se mantiene incluso con ausencia de tensión sin necesidad de baterías). Cada módulo puede realizar cualquier aplicación, pudiendo ser configurado en 5 modos diferentes para adaptarse a cada tipo de aplicación.
La configuración de la instalación puede realizarse progresivamente (módulo a módulo o aplicación a aplicación) y comprobar inmediatamente el resultado. Además, se pueden configurar los módulos antes o después de ser instalados en la vivienda. Siempre es posible reconfigurarlos si la instalación evoluciona o se modifican las necesidades del usuario.
Tipos de módulos:
· Módulo 8610: con 2 entradas y 2 salidas, para instalación en cajas de empalmes. Modos de funcionamiento:
- Inversor.
- Pulsador.
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- Persianas.- General.
- Local.
Descripción
· Módulo 8615: con 6 entradas y un interfaz para sensor de infrarrojos, para instalación en cajas de empalmes. Modos de funcionamiento:
- General.
- Local.
· Módulo 8620: con 2 entradas y 2 salidas, para instalación en carril DIN. Modos de funcionamiento:
- Inversor.
- Pulsador.
- Persianas.
- General (sin enclavamiento).
- General (con enclavamiento).
· Módulo 8600: módulo de alimentación.
Según se ha descrito, los sensores y actuadores instalados en este sistema pueden ser cualquiera del mercado que maniobre con señales de 230 Vca.
Las señales de control emitidas por los sensores son detectadas en las entradas de los módulos y posteriormente son transmitidas a través del bus a las salidas de los módulos configurados como respuesta a estas entradas. Se pueden conectar termostatos, programadores, racionalizadores, transmisores/receptores telefónicos para el control telefónico, etc.
Todas las funciones pueden activarse, opcionalmente, a través de un mando a distancia de infrarrojos.
Las órdenes dirigidas a los módulos pueden realizarse a nivel individual, por zonas o general y de forma manual, automática y programada.
Central de gestión
No necesita ninguna central de gestión. Topología En este sistema se conectan los módulos en forma de bus.
419
Capacidad del sistema
Su capacidad es alta ya que puede conectarse un número elevado de módulos Amigo en una misma instalación, siendo posible la ampliabilidad del sistema mediante la conexión al bus de nuevos módulos.
Medios de transmisión
Como medio de transmisión utiliza un bus para conectar los diferentes módulos y el cableado tradicional de la vivienda (red eléctrica) para alimentar los sensores y actuadores conectados a los módulos. Los sensores y actuadores van unidos a los módulos mediante un cableado dedicado.
Interfaz de usuario
El usuario utiliza básicamente los distintos actuadores instalados en el sistema (pulsadores, termostatos, etc.) conectados a los módulos Amigo. Además, el usuario puede activar algunas funciones mediante mandos a distancia por infrarrojos y a través de un teléfono exterior a la vivienda.
Aplicaciones
La concepción del sistema Amigo permite considerarlo como un soporte idóneo para la implementación de cualquier aplicación domótica habitual, dado que permite utilizar sensores y actuadores de tipo universal, conectados a los ya descritos módulos de entrada/salida.
Por este motivo, no se relacionan aquí las posibles aplicaciones de la forma habitualmente utilizada en las fichas de sistemas domóticos.
Instalación
Se realiza un precableado (del bus) paralelo a la instalación eléctrica tradicional por todo el perímetro de la vivienda. Posteriormente, se van añadiendo módulos Amigo en función del número de aplicaciones seleccionadas y la fuente de alimentación en el cuadro eléctrico. Se conectan los elementos sensores y actuadores a las entradas y salidas adecuadas de los módulos instalados y se realiza la configuración de éstos.
1. Las principales características del sistema AMIGO
El sistema AMIGO es un sistema modular descentralizado, ya que el control de la instalación lo realiza cada uno de los módulos que compone la instalación. Este sistema presenta las siguientes características:
Es un sistema que no necesita una unidad central de control.
El número de módulos del sistema AMIGO es muy reducido.
La comunicación se realiza mediante una línea de comunicación.
420
Una vez realizado el precableado de datos, el proceso de automatización puede realizarse paulatinamente.
El mal funcionamiento de una parte de la instalación no afecta al reto del sistema.
1.1 Elementos básicos
El sistema AMIGO está formado por módulos de entradas y salidas de 230 V CA.
En función de la forma de instalación de los módulos podemos clasificarlos en dos tipos:
Módulos por montaje carril DIN:
Diseñado para su montaje en cuadro eléctrico: 2S/2E-C
Módulos para montaje en caja de empalme:
Permiten el montaje del modulo mas cerca de los emisores y receptores
conectados a él: 2S/2E y 6E7IR
1.2 Principio de funcionamiento
La alimentación de los diferentes módulos se realiza mediante la utilización de un modulo de alimentación de corriente continua que se instala en el cuadro de distribución de la vivienda o edificio.
1.3 Programación
La programación se realiza mediante los pulsadores del propio dispositivo.
El sistema AMIGO se caracteriza por los módulos de funcionamiento que se pueden seleccionar, de los siguientes módulos de funcionamiento:
Modo simple: Modo inversor, Modo mantenido, Modo persiana. Modos generales: Modo general normal, Modo general con enclavamiento, Modo general sin enclavamiento. Modo local.
2 Componentes del sistema amigo
El sistema amigo solo se dispone de cuatro módulos: que a continuación vamos a definir.
421
2.1 Módulo de alimentación ALM-D
El modulo de alimentación dispone de una entrada a 220 V CA y una salida a 15,5 V CC que suministra hasta 150 mA, lo que permite alimentar aproximadamente 75 módulos, está diseñado para montajes sobre carril simétrico DIN. Para la alimentación de los diferentes módulos se utiliza la propia línea de comunicación.
La distancia máxima entre el módulo de alimentación y el módulo es de 230 m, la regleta de conexión del modulo permite conectar hilos de una sección de 1,5 mm2.
2.2 Módulo 2S/2E
El módulo 2S/2E, dispone de 2 entradas y 2 salidas y está diseñado para su instalación en cajas de empalmes.
Los módulos de funciomamiento establecidos para el módulo 2S/2E son:
Modo inversor, Modo pulsador, Modo persiana, Modo general y Modo local.
Las características técnicas:
Alimentación por módulos, Salidas, Entradas.
Descripción de los mandos del módulo 2S/2E:Los módulos 2S/2E dispone de una serie de pulsadores (Pulsador de configuración y Pulsadores de salida) y de una serie de pilotos luminosos (Pilotos de modo, Pilotos de salida y Pilotos de entrada).
2.3 Módulo 2S/2E-C
El módulo 2S/2E-C dispone de dos entradas y dos salidas, el módulo está diseñado para montaje sobre carril DIN. Las entradas captan las señales de 230 V CA y las salidas de 230 V CA (16A). Los módulos de funcionamiento establecidos para el módulo 2S/2E-C son:
Modo inversor, Modo pulsador, Modo persianas, Modo general sin enclavamiento y Modo general con enclavamiento.
Descripción de los mandos del módulo 2S/2E-C:Los módulos 2S/2E-C dispone de una serie de pulsadores (Pulsador de configuración (C), Pulsadores de salida (BP1 y BP2) y Comutadores de control de entrada (ON, N, OFF) ) y de una serie de pilotos luminosos (Pilotos de modo, Pilotos de salida ( S1 y S2) y Pilotos de entrada (E) ).
2.4 Módulo 6E/IR
El módulo 6E/IR dispone de 6 entradas 230 V CA y una interfaz para sensores de infrarrojos, el módulo está diseñado para la instalación en cajas de empalme.
422
Las entradas captan las señales de 230 V CA y las salidas de 230 V CA. La conexión del sensor de infrarrojo se realiza mediante tres terminales: IR+ (azul) Alimentación positiva al sensor. IR- (negro) Alimentación negativa al sensor. IR (marrón) Línea de comunicación. Los módulos de funcionamiento establecidos para el módulo 6S/IR son:
Modo general y Modo local.
Las características técnicas:
Alimentación por módulos y Entradas.
Descripción de los mandos del módulo 6S/IR:Los módulos 6S/IR dispone de una serie de pulsadores (Pulsador de configuración (C), Pulsadores de selección (Sel nº) y Pulsador de validación) y de una serie de pilotos luminosos (Pilotos de modo de funcionamiento, Pilotos de número de entrada y Pilotos de entrada (E) ).
2.5 Sistema de infrarrojos
El sistema AMIGO reconoce el envío de órdenes a través de mando a distancia. El sistema dispone de un sensor de infrarrojo propio y dos emisores móviles diferentes que es el sensor IR.
La conexión al modulo se realiza mediante un cable de tres conductores de una longitud máxima de 10 m, se utilizan los siguientes colores:
Azul: Alimentación positiva.
Negro: Alimentación negativa.
Marrón: línea de información.
Emisores móviles de IR son los siguientes:
Emisor portátil de IR y Emisor mural de IR.
Configuración de los emisores:
La configuración de los emisores se realiza mediante conmutadores situados debajo de las teclas. Hay dos tipos de códigos: Grupo y Dirección.
3 Configuración de los módulos del sistema AMIGO
423
La configuración de la instalación puede realizarse progresivamente y controlar de forma inmediata el funcionamiento de la instalación.
Recordar que cada módulo está diseñado para realizar solo algunos de los mandos posibles:
2S/2E 2S/2E-C 6E/IR
MODOINVERSOR
X X
MODOMANTENIMIENTO
X X
MODOPERSIANA
X X
MODO GENERAL X X
SINENCLAVAMIENTO
X
CONENCLAVAMIENTO
X
MODO LOCAL X X
MODOEXPLOTACIÓN X X X
3.1. Modo de explotación
El modo explotación es el funcionamiento normal de los módulos una vez configurado los siguientes modos de funcionamiento.
Para eliminar la configuración se debe realizar su puesta en cero, hay que mantener pulsado simultáneamente durante 5 segundos los botones C y 2
3.2 Mandos simples
Los mandos simples es posible controlar el estado de una salida desde diferentes entradas.
Hay varios tipos de modos para el mando simple:
Modo inversor: Cada activación de la entrada la salida cambie de estado.
Modo mantenido: La salida permanece actuada mientras lo está la entrada.
424
Modo persiana: Es necesario controlar de forma simultánea dos entradas y dos salidas. Cada entrada tiene asignada una función doble: Pulsación corta de una entrada y Pulsación larga de una entrada.
3.3 Mandos generales normales
El mando general normal permite el control de una o varias salidas desde la misma entrada.
3.4 Mandos generales especiales
El mando general especial fuerza las salidas implicadas a un estado determinado previamente establecidos.
Hay dos mandos generales especiales:
Mando general con enclavamiento: Envía una orden de bloqueo a todas las salidas configuradas con el mando, dejándolas activadas o desactivadas de forma permanente.
Mando general sin enclavamiento: Envía una orden forzando el estado de las salidas configuradas.
3.5 Modo local
El modo local permite activar una entrada sin tener necesidad de cerrar el contacto seco del captador conectado a dicha entrada. Este modo es muy útil durante la configuración de los módulos ya que permite variar el estado de la entrada sin actuar físicamente el sensor.
4 Instalación del sistema AMIGO (Ver por el libro)
4.1 Conductores
4.2 Cuadro eléctrico
4.3 Elementos operativos
4.4 Elementos de protección
5 Aplicaciones
5.1 Control de iluminación
El sistema de control de iluminación se encarga de controlar el estado de los puntos de luz de la instalación.
425
5.2 Sistema de control de la calefacción
El sistema de control de la calefacción permite controlar un radiador eléctrico mediante termostatos.
5.3 Control de persianas y toldos
Para un sistema de control de persiana sólo es necesario un módulo 2E/2S, de forma que se pueda controlar de forma local la subida y bajada de persiana.
5.4 Niveles de aplicación
En el apartado de aplicación se detallan los diferentes niveles de aplicación de una aplicación automatizada completa para una vivienda. Tipos de niveles de aplicación:
Nivel de aplicación básico. Nivel de aplicación estándar. Nivel de aplicación enriquecida.
427
UNIDAD DIDÁCTICA 8, SISTEMA EIBE:
Manual del sistema
ABB Electrocomponentes
ABB i-bus® EIB
Pág. I
ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
ÍNDICE
1. EDIFICIOS INTELIGENTES. CARACTERÍSTICAS....................................................... 1
2. SISTEMA EIB................................................................................................................... 4
3. ASOCIACION EIBA......................................................................................................... 6
4. EL SISTEMA DE ABB ELECTROCOMPONENTES ABB i-bus®EIB............................. 8
5. DIFERENCIAS ENTRE UNA INST. CONVENCIONAL Y UNA INST. EIB................ 10
6. TRANSMISION DE LA INFORMACION EN EL BUS.................................................. 11
6.1. EL TELEGRAMA............................................................................................. 11
6.1.1. Introducción........................................................................................ 11
6.1.2. Estructura del telegrama...................................................................... 11
6.1.3. "Palabra" del telegrama ....................................................................... 12
6.1.4. Velocidad de transmisión del telegrama .............................................. 12
6.1.5. Control del telegrama .......................................................................... 13
6.1.6. Dirección de origen del telegrama ....................................................... 14
6.1.7. Dirección de destino del telegrama...................................................... 14
6.1.8. Información útil del telegrama............................................................. 15
6.1.9. Comprobación del telegrama............................................................... 16
6.1.10. Recibo de telegrama .......................................................................... 18
6.1.11. Estructura del bit ............................................................................... 18
6.1.12. Acceso de un telegrama al bus........................................................... 19
6.1.13. Telegrama según modelo de referencia OSI....................................... 21
6.1.14. Tarea de los diferentes niveles........................................................... 22
6.2. TRANSMISION DE LA INFORMACION EN EL BUS ................................... 23
7. TOPOLOGIA DEL SISTEMA EIB ................................................................................. 24
7.1. LA LINEA ........................................................................................................ 25
7.2. EL AREA.......................................................................................................... 28
7.3. EL SISTEMA TOTAL ...................................................................................... 29
8. PRODUCTOS DEL SISTEMA EIB ................................................................................ 31
8.1. CABLE BUS..................................................................................................... 31
8.2. BUS PARA PERFIL DIN.................................................................................. 33
8.3. FUENTE DE ALIMENTACION....................................................................... 34
8.4. FILTRO ............................................................................................................ 35
8.5. CONECTOR ..................................................................................................... 36
8.6. ACOPLADOR .................................................................................................. 37
8.7. ACOPLADOR AL BUS.................................................................................... 39
Pág. II
ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
8.7.1. Controlador del acoplador al bus ......................................................... 41
8.7.2. Módulo de transmisión del acoplador al bus ........................................ 42
8.8. MECANISMOS DEL SISTEMA ABB i-bus®EIB............................................. 44
9. EL PROGRAMA E.T.S. (EIB TOOL SOFTWARE)........................................................ 46
10. PUESTA EN MARCHA................................................................................................ 48
10.1. DIRECCION FISICA...................................................................................... 48
10.2. DIRECCION DE GRUPO............................................................................... 49
10.3. ADJUDICACION DE LAS DIRECCIONES FISICAS AL MODELO............ 50
10.4. ADJUDICACION DE LA FUNCION DEL PRODUCTO............................... 51
11. VENTAJAS, UTILIDADES Y FUNCIONES DEL SISTEMA ABB i-bus®EIB ............ 52
11.1. FUNCIONES CON EL SISTEMA ABB i-bus®EIB......................................... 53
11.1.1. Control de la iluminación .................................................................. 53
11.1.2. Control de las persianas..................................................................... 54
11.1.3. Integración de funciones.................................................................... 55
11.1.4. Gestión de carga................................................................................ 56
11.1.5. Visualización .................................................................................... 58
11.1.6. La comunicación con otros sistemas.................................................. 59
Pág. 1
ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
1. EDIFICIOS INTELIGENTES. CARACTERISTICAS
En general, en todos los cursos domóticos siempre se ha pretendido definir al edificio inteligente, sin
embargo bajo el prisma de ABB Electrocomponentes los edificios no son inteligentes.
Un edificio es una serie de estructuras de hormigón armado y de acero. Lo más próximo que puede estar a
la inteligencia son los sistemas que en el mismo están instalados. Por tratar de concretar y delimitar de una
manera sencilla el concepto inteligente se puede decir que es aquel capaz de realizar funciones lógicas. Es
decir, que las funciones que se realizan puedan venir dadas por una serie de condiciones establecidas. Estas
funciones obedecerían a órdenes del tipo:
{ "Si son más de las 7 y en la habitación hace menos de 18°, enciéndase la calefacción". "Si alguien
abre la ventana, cierra el radiador de esta habitación".
{ " Enciéndete luz si hay gente." "Apágate luz si hay luz suficiente del exterior".
Las características que deben reunir los sistemas inteligentes, se pueden agrupar en dos grandes grupos:
-FLEXIBLES:
{ Deben permitir ampliaciones posteriores.
{ Deben permitir la modificación de las funciones previamente programadas, sin necesidad de un
cableado nuevo.
Pág. 2
ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
Este tipo de flexibilidad sólo es posible de conseguir por medio de sistemas que permitan una
programación independiente del modo de cableado. La solución más extendida en todos los sistemas ha
sido recurrir a separar el medio de transmisión de información (Bus), de los elementos que gobiernan las
cargas.
- INTEGRACION
Los sistemas inteligentes deberán permitir soportar el integrar las diferentes funciones que se desean
gobernar, así como permitir el mantenimiento, gestión y control de las funciones que soporta. Además la
integración debe de incluir al cableado, con el fin de que no haya una gran maraña de conductores, cada
uno de ellos transportando una información diferente.
Las funciones que generalmente soportan los sistemas inteligentes, se pueden englobar dentro de cuatro
tipos:
La función de gestión: optimización del contrato de las compañías eléctricas, optimización del
funcionamiento de la climatización y la optimización del grupo electrógeno.
Función confort: regulación automática de la temperatura ambiental, gobierno descentralizado o
centralizado. Mando a distancia de la iluminación, persianas o cualquier otro elemento que se desee.
Función de seguridad: detección automática de presencia, alarma anti-intrusión, alarma contra
incendios, alarma anti-gas,..., etc.
Función de comunicación: deberá permitir el conectarnos con el sistema a distancia, de tal forma
que se pueda conocer el estado de funcionamiento de las diversas cargas que se controlan. Recepción a
distancia de información de las alarmas que hayan saltado.
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
+Optimización del contrato de las Cias. eléctricas+Optimización del funcionamiento de la climatización+Optimización del grupo electrógeno.
GESTION
+Regulación automática de la temperatura ambiental.+Gobierno descentralizado o centralizado.+Mando a distancia de la iluminación
CONFORT
+Detección automática.+Alarma antiintrusión.+Alarma contraincendios.
SEGURIDAD
Control del edificio
+Lectura a distancia del estado de funcionamiento+Recepción a distancia de información de alarmas
COMUNICACIÓN
Pág. 4
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2. SISTEMA EIB
El sistema EIB ha sido desarrollado dentro del contexto de la Unión Europea con el fin de hacer frente a las
posibles importaciones de producto domótico proveniente del mercado americano y del mercado japonés,
donde estos sistemas han sido desarrollados en el tiempo, anticipándose a Europa.
El sistema EIB realiza la transmisión de señales por medio de un cable Bus, el cual constituye el medio de
comunicación para todos los componentes del sistema. Todos los componentes del sistema, tienen la
posibilidad de intercambiar datos e información a través de este par trenzado.
Como primera consecuencia de esto, se entresaca la fácil instalación del cableado y una reducción
importante, en la cantidad de conductores que se utilizan en la instalación eléctrica. Esto da como resultado,
una reducción de las posibilidades de fuego y una reducción importante en el tiempo de la instalación.
El programa E.T.S. (EIB Tool Software) ha sido diseñado para hacer frente a las necesidades de la
Ingeniería en los edificios, proporcionando una ayuda efectiva a arquitectos y aparejadores, así como a las
mismas Ingenierías.
Medir Regular Avisar
Controlar Encender Vigilar
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
El sistema EIB por sus posibilidades encuentra su máxima utilidad en los edificios industriales, ya que
permite controlar todas las funciones, tanto de una manera descentralizada como de una manera
centralizada, permitiendo realizar operaciones lógicas y condicionales.
Pág. 6
ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
3. ASOCIACION EIBA
Cuando hablamos del sistema EIB surgen algunas cuestiones tales como:
¿Qué es el EIB? o ¿Qué es EIBA?,
¿Para quién está pensado el sistema EIB?
¿Qué ventajas ofrece el sistema EIB?
¿Qué posibilidades tiene el sistema EIB? y
¿Cómo funciona el sistema EIB?
La Asociación EIBA corresponde, a las siglas de European Installation Bus Association, que significa
Asociación de la Instalación del Bus Europeo. Esta Asociación fue fundada en 1990 bajo la ley belga por
un número de compañías europeas líderes en el sector eléctrico, incluyendo a Busch-Jaeger Elektro y ABB
Stotz Kontakt, esta Asociación tiene sus oficinas centrales en Bruselas. Uno de los objetivos de la
Asociación EIBA, es promocionar el sistema de instalación inteligente EIB, como un sistema único dentro
del mercado europeo. El signo visible de la Asociación y la compatibilidad de los productos del sistema es
la marca EIB. Todos los miembros de esta Asociación tienen la posibilidad de desarrollar, producir y
distribuir productos de alta calidad, compatibles con el sistema EIB.
En estos momentos constituyen la Asociación EIBA más de 100 compañías.
Pág. 7
ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
Con el fin de garantizar la compatibilidad del sistema, a pesar del gran número de fabricantes que
constituyen la Asociación y del gran número de funciones que se pueden soportar, la Asociación centra sus
esfuerzos fundamentalmente en:
{ Garantizar la marca EIB como signo de calidad.
{ Definir los test y requisitos de calidad que deben de cumplir los productos.
{ Dar soporte para la preparación de normas a nivel nacional e internacional.
{ Elaborar los requisitos necesarios para la certificación de los centros de formación.
Todos los estamentos del sector eléctrico, constructores, distribuidores, ingenierías, fabricantes, usuarios,
asociaciones y centros de formación, pueden por tanto observar que el uso de un único sistema que tiene
como principales ventajas su gran número de aplicaciones, posibilidades y número de participantes en este
sistema pueden beneficiarse y compartir los beneficios procedentes del éxito en el uso de los sistemas
inteligentes en los edificios.
La instalación Bus EIB y la cooperación entre todas las partes involucradas, así como un concepto
uniforme en la formación, garantizará una obtención rápida de importantes cuotas de mercado y el éxito en
el mismo..
Pág. 8
ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
4. EL SISTEMA DE ABB ELECTROCOMPONENTES ABB I-bus® EIB
El sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus®EIB, tiene su origen en el deseo del grupo de crear
un único sistema, que represente a todos los fabricantes integrados en el grupo ABB.
Por tanto, siguiendo esta filosofía, los productos del sistema ABB i-bus®EIB están desarrollados, de
acuerdo a la experiencia y características en los productos convencionales de los fabricantes. Así, ABB
Stotz Kontakt desarrolla los productos para perfil DIN del sistema EIB, Busch-Jaeger Elektro desarrolla los
productos para cajas de empotrar y para falsos techos, en tanto que ABB Elettro-Condutture desarrolla los
productos, que tienen un mayor enfoque en instalaciones hoteleras.
Las principales ventajas que ofrece el sistema de ABB Electrcomponentes, el ABB i-bus®EIB, están
situadas en un ahorro de los crecientes costes de energía y de los costes de funcionamiento.
De una manera sencilla, el sistema permite optimizar el uso de energía: "La luz solamente se enciende
donde se necesita". "Las habitaciones solamente se calientan cuando están ocupadas."
Por medio de utilizar adecuadamente la energía, se puede realizar una menor contratación de la potencia,
beneficiándose por tanto, de un pago menor en la factura.
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
Los costes de funcionamiento pueden ser reducidos a través de un continuo seguimiento de los datos de
funcionamiento, mientras que paralelamente aumenta la efectividad de la instalación. De esta manera, los
costes de mantenimiento, también disminuirán.
Los cambios de uso pueden ser implementados de una manera rápida y de una manera sencilla, cuando una
habitación, una planta o todo el edificio entero va a ser utilizado de una manera diferente. Esto requiere una
gran cantidad de recableado, sin embargo con el sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus®EIB,
esto puede ser llevado al mínimo estricto.
En este concepto de ahorro de energía, el sistema puede controlar: el aire acondicionado, la iluminación, los
sistemas de ventilación, la calefacción, la seguridad de la instalación (anti-incendios, anti-inundación), las
persianas y la gestión de carga, además de permitir la visualización de todos los estados de funcionamiento
que controla el sistema.
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5. DIFERENCIAS ENTRE UNA INSTALACION CONVENCIONAL Y UNA INSTALACION EIB
Supongamos que deseamos controlar la calefacción, dos ventanas y dos lámparas y realizar un sistema de
intrusión por medio de sensores de luminosidad, detectores de movimiento, programadores horarios,
reguladores, pulsadores, sensores de temperatura.
Realizando esto por medio de una instalación convencional, observamos que existe un gran número de
cableado que deben de conectar lo que es el elemento de control, regulador, termostato, sensor de luz,
detector de movimientos, etc. con las cargas que queremos controlar (lámparas, persianas, etc.) en tanto que
con el sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus®EIB, basta con conectar todos los aparatos al
Bus y la información discurre por el mismo, dando lugar a una reducción en el cableado y a una fácil
instalación del mismo.
Instalación convencional Instalación con ABB i-bus®EIB
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6. TRANSMISION DE LA INFORMACION EN EL BUS
6.1. EL TELEGRAMA
6.1.1. Introducción
Cuando se produce una acción (p.e. se acciona el pulsador), el mecanismo envía un telegrama al bus,
pudiendo ocurrir los siguientes supuestos:
Si el bus no está ocupado durante el tiempo t1 como mínimo, comienza el proceso de emisión. Una vez
emitido el telegrama, el mecanismo comprueba durante el tiempo t2 si la recepción es correcta, y todos los
mecanismos a los que va dirigido, envían simultaneamente un acuse de recibo.
Si la recepción del telegrama es incorrecta, el envío del mismo se vuelve a repetir; este proceso puede darse
hasta tres veces.
Si el telegrama manda un mensaje diciendo que el bus está ocupado, el producto que envía el telegrama
espera durante un momento y lo transmite de nuevo.
Finalmente, si el mecanismo que envía el telegrama no recibe acceso al bus, interrumpe su transmisión.
6.1.2. Estructura del telegrama
El telegrama se compone de informaciones relativas a los mecanismos que se van a comunicar y de
información útil con la que se comunica la acción. La información completa se envía agrupada en
"palabras" de 8 bit cada una.
Telegrama t2t1 Recibo
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
6.1.3. "Palabra" del telegrama
Cada 8 bit de datos (=1 byte) se agrupan formando "palabras" para la transmisión. La "palabra" comienza
con el bit inicial ST (Start-bit). Después de los 8 bits de datos D0 - D7, sigue el bit de paridad P (Parity-bit).
Este completa la suma de los bit de datos hasta la paridad par. La "palabra" se cierra con el bit de parada SP
(Stop-bit), y una vez pasado el tiempo de 2 bit sigue la próxima "palabra".
6.1.4. Velocidad de transmisión del telegrama
El telegrama se emite con una velocidad de 9,6 Kbit/s; es decir, 1 bit ocupa el bus durante 1/9600 s ó 104
µs. La "palabra" se compone de 11 bit. Con la pausa para la "palabra" siguiente, resultan tiempos de 13 bit;
o sea 1,35 ms.
Una información ocupa el bus durante 20 - 40 ms. Este tiempo incluye el tiempo t1 para el chequeo de que
el bus esté libre, y el tiempo t2 necesario para recibir el acuse de recibo.
D2D1D0 D3 D4 D5 D6 D7 P SP STST Pausa
1,35 ms
D2D1D0 D3 D4 D5 D6 D7 P SP STST
"Palabra"
Parity - bit = Bit adicional que se añade al bloque de datos a transmitir a fin de verificar o detecta
errores en la transmisión.
Pausa
"Palabra"
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6.1.5. Control del telegrama
Si un mecanismo al que va dirigido un telegrama da un acuse de recibo negativo, en la repetición del envío
se añade el bit de repetición =0; con ésto se evita que los mecanismos que ya han ejecutado la orden, la
ejecuten nuevamente. La prioridad de transmisión se activa cuando varios mecanismos comienzan a emitir
simultáneamente.
1 0 W 1 P P 0 0 Prioridad de transmisión
0 0 Funciones de sistema (prioridad máxima)
1 0 Funciones de alarma
0 1 Prioridad de servicio elevada (manual)
1 1 Prioridad de servicio baja (automático)
0 Repetición
Control Dirección de
origen
Dirección de
destino
Contador
rooting
Longitud Información útil Comprobación
8 bit 16 16+1 3 hasta 16*8 8 bit4
Telegrama t2t1 Recibo
20 - 40 ms
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6.1.6. Dirección de origen del telegrama
La dirección de origen es la dirección física del mecanismo emisor.
Esta, se compone de 16 bit, de los cuales, 4 definen el area en la que se encuentra el mecanismo, otros 4 la
línea y los últimos 8 definen el propio mecanismo.
6.1.7. Dirección de destino del telegrama
La dirección de destino es la dirección física del mecanismo receptor. Esta dirección física contiene 17 bit;
si el bit 17 es igual a 0, el telegrama se dirige exclusivamente a 1 mecanismo, mientras que si es igual a 1,
el telegrama se dirige a todos los mecanismos que deben escucharlo.
Control Dirección de
destino
Contador
rooting
Longitud Información útil Comprobación
8 bit 16 16+1 3 hasta 16*8 8 bit4
Dirección deorigen
L L L L
Línea MecanismoArea
AAA A M M M M M M M M
Pág. 15
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6.1.8. Información útil del telegrama
En la mayoría de los telegramas, se transmite solo una orden de 1 bit.
En la orden "escribir", en el último bit de la derecha, se coloca un 1 o un 0, para conexión o desconexión
respectivamente. La información útil tiene aquí 2 Byte (Byte 0-1) de longitud.
Con la orden "leer", se solicita del mecanismo al que se envía el telegrama, un acuse de recibo de su estado;
similar a la orden "escribir", la contestación puede tener la longitud de 1 bit o puede utilizar hasta 13 Byte
(Byte 2-15).
Control
Contador
rooting
Longitud Información útil Comprobación
8 bit 16 16+1 3 hasta 16*8 8 bit4
Dirección dedestino
Dircción de
origen
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
6.1.9. Comprobación del telegrama
El telegrama posee también un campo de comprobación, en el cual nos confirma, si este ha llegado
correctamente a su punto de destino.
Control Dirección de
destino
Contador
rooting
Comprobación
8 bit 16 16+1 3 hasta 16*8 8 bit4
Dirección de
origenInformación
útilLongitud
L L L L
0 0 0 1
0 0 0 1
0 0 0 1
1 1 1 1
Longitud
Escribir
Leer
Contestación corta
Contestación larga
0 0 B B B B
0 0 1 0
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 10
0 0 0 0 0 1
Orden Parámetros
Byte 15Byte 2Byte 1Byte 0
xxxxxx
xxx x
x x x x x x
X = No es utilizadoC = Contestación
C C C C C C
C C C C C C C C C C C C C C C C
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Esta parte del telegrama comprueba, si el resto de palabras que lo constituyen están bien construidas o no.
Para la comprobación de la correcta longitud de la palabra, la suma de bit de datos D7 - D0, debe ser tal
que asigne a Pz el valor 0. A esto se denomina comprobación por paridad par.
Para la comprobación de la correcta situación de los bit-s dentro de cada una de las palabras del telegrama,
la suma de todos los bit de datos D7, debe ser tal que asigne a S7 el valor 1. Esto se denomina
comprobación impar.
> = 0D6D7 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Pz
> = 0D6D7 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Pz
= 0D6D7 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Pz
> = 0S6S7 S5 S4 S3 S2 S1 S0 Pz
=1 = 1
>
> > > >> > >>
Control
Contador
rooting
Longitud Información útil
8 bit 16 16+1 3 hasta 16*8 8 bit4
Dircción de
origen
Dirección de
destino
Comprobación
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6.1.10 Recibo de telegrama
Mediante la comprobación del telegrama, el mecanismo receptor puede verificar la correcta recepción del
mismo y enviar el acuse de recibo correspondiente.
Ante un acuse de recibo de recepción incorrecta, el telegrama se repite hasta tres veces.
Ante un acuse de recibo con bus ocupado, el componente emisor espera un tiempo t1 y envía de nuevo el
telegrama.
Si el mecanismo emisor recibe un acuse de recibo correcto, da por finalizada la emisión.
N N 0 0 B B 0 0
0 0 0 0 1 1 0 0 Recepción incorrecta
1 1 0 0 0 0 0 0 Bus ocupado
1 1 0 0 1 1 0 0 Recepción correcta
6.1.11. Estructura del bit
El bit adopta los estados lógicos 0 y 1.
Si varios mecanismos emiten simultáneamente, entonces se obtiene el estado lógico "0", dando lugar a la
colisión entre telegramas.
Telegrama t2t1 Recibo
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6.1.12. Acceso de un telegrama al bus
Todos los mecanismos que están conectados al bus están en un estado de escucha, lo cual implica que
cuando se envía un telegrama, todos los elementos escuchan el mismo, sin embargo solamente actúa aquel
para el que está destinado.
En el caso de que varios mecanismos deseen enviar un telegrama al mismo tiempo, se envía primero aquel
que tiene mayor prioridad. Esta prioridad se le puede dar vía programación (E.T.S.) o bien viene dada por
la función específica que realiza. El resto de los mecanismos que deseaban enviar el telegrama, una vez se
ha recepcionado este primer telegrama priorizado, lo envían de acuerdo con su prioridad.
Este esquema de funcionamiento se puede observar en la siguiente página, donde se representa el
tratamiento del envío de telegramas, en el sistema EIB.
Lógica
Flujo decorriente
1 0
- Durante el estado lógico "1" no fluye corriente.
- Durante el estado lógico "0" fluye corriente.
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Existe una petición de envío procediéndose a una escucha en el bus. En el caso de que el bus esté libre se
procede a su envío de recepción. En el caso de que exista una conexión con otro telegrama, se procede a la
interrogación del mismo y comenzaría el proceso con una petición de envío, con el fin de que el mismo sea
lo más rápido posible. En el caso de que no exista colisión, se produce un envío del telegrama sin ningún
problema.
Modo de acceso al bus
Petic ión de envío
Escucha de l bus
Bus libre
Envía y escucha
Col isión
Envío de l te legrama rea l i zado
Envío de la informa c ióninterrum p ida m ás urgente
no
s i
no
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6.1.13. Telegrama según modelo de referencia OSI
La comunicación, transmisión y comprobación de datos en el sistema de ABB Electrocomponentes, el
ABB i-bus®EIB, está de acuerdo con la norma DIN ISO 7498.
Nº Nivel Función
7 Nivel de aplicación Tratamiento de las funciones de
comumicación Orientado
6 Nivel de presentación Descripción de datos al usuario
5 Nivel de reunión Control de las comunicaciones
4 Nivel de transporte Control de transporte, control de flujo,
formación de bloques, confirmación
3 Nivel de red Conexión de la red, direccionamiento a
otras redes
Orientado
2 Nivel de conexión de datos Comprobación de la transmisión,
procedimiento de acceso CSMACA
al transporte
1 Nivel físico Nivel de tensión, corriente, impedancia,
interface
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6.1.14 Tarea de los diferente niveles
Nivel de
transporte
Nivel de
enlace
Nivel
físico
Nivel
físico
Nivel de
enlace
Nivel de
transporte
Información
útil
Demanda
de datos T
Demanda
datos t
Recibo
Ejecución
de datos t
Ejecución
de datos T
Comprobación del bit
Resolución de la colisión
Establecimiento/
Extinción de la comunicación
Control de flujo
Recibo
Confirmación
datos t
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6.2. TRANSMISION DE LA INFORMACION EN EL BUS
La información entre dos mecanismos conectados al bus se realiza mediante la transmisión del telegrama;
dicha información se transmite de forma simétrica al par de hilos que constituyen el cable bus. El
mecanismo se controla mediante la diferencia de tensión en los dos hilos.
Las posibles perturbaciones actúan sobre los dos hilos del bus con la misma polaridad, por lo que no
producen interferencias en la transmisión de la señal.
El mecanismo se conecta al bus a través de un elemento transformador de señal, por lo que éste aumenta
aún más la resistencia de las posibles perturbaciones que puedan existir en el bus.
+ Cable
- Cable
M
M = Mecanismo
M
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7. TOPOLOGIA DEL SISTEMA EIB
El bus necesita para trabajar un par trenzado; el cable standard utilizado generalmente contiene dos pares,
uno es dedicado a la transmisión de la señal, mientras que el segundo puede ser utilizado para servicios
complementarios de alimentación.
La instalación del bus se puede realizar de la manera que deseemos: en línea, en árbol o en estrella. La
única opción no permitida es cerrando la instalación, es decir, no permite crear una instalación en anillo.
El sistema EIB es un sistema que trabaja a 24 V., por lo que necesita la instalación de una fuente de
alimentación que nos transforme los 230 V. en 24 V.; estos 24 V. se pasan por un filtro, que permite que la
alimentación y la transmisión de información sea lo más limpia posible. Asimismo, se coloca también un
conector que nos permite pasar del bus para perfil DIN al cable bus.
Linea Estrella
Arbol¡ En anillono permitido!
1 2 3
4 5
6
7
89
10
111213
14
15
16
17
18 1920
¡EN ANILLOCERRADO NOPERMITIDO!
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7.1. LA LINEA
La mínima unidad que compone una instalación del sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-
bus®EIB, se denomina línea. Esta línea puede tener una longitud máxima de 1.000 mts.; tal como se aprecia
en la figura, la señal disminuye fuertemente en tanto en cuanto la longitud del cable es mayor, ya que los
mecanismos conectados al bus y el mismo bus actúan a modo de amortiguador de señal.
Filtro
Conector
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Us = Señal emitida por un mecanismo
Ue = Señal recibida después de 700 m en 64 mecanismos
La distancia máxima entre mecanismos EIB debe ser de 700 mts., puesto que si existe colisión entre
telegramas, ésta es la distancia máxima a la que actúa el algoritmo CSMACA.
La distancia entre la fuente de alimentación y un mecanismo EIB es de 350 mts como máximo, con el fin
de que no se pierda tensión debido a la longitud de la línea; es decir, el mecanismo envía una semionda
negativa que se compensa con la semionda positiva que envía la fuente de alimentación. Para que dicha
semionda positiva pueda llegar a su destino, la distancia entre la fuente de alimentación y el mecanismo, no
debe exceder de los 350m.
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Práctico
En cada línea se pueden colocar hasta 64 mecanismos. El número exacto de mecanismos, dependerá de la
capacidad de la fuente de alimentación y de los productos existentes, ya que los acopladores de línea y los
repetidores también son mecanismos del bus.
El sistema permite dos segmentos de bus conectados a través de repetidores; la capacidad de conexión de la
línea se puede por tanto doblar. Para cada uno de estos segmentos se necesita una fuente de alimentación
adicional, donde la distancia entre éstas debe ser de 200 m como mínimo.
En principio una línea puede tener hasta 4 segmentos de línea conectados a través de repetidores, por lo
que, la capacidad de la línea se puede ampliar hasta 256 mecanismos.
pasiva
activat
+ 5 V
- 5 V
Teórico
104 us
9.600 bit/s
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Los repetidores solamente pueden ser conectados en paralelo, sin embargo, se recomienda en un primer
paso realizar la instalación sin uso de repetidores. Los repetidores solamente se permiten para instalaciones
muy largas.
7.2. El AREA
Con la ayuda de acopladores de línea, se pueden conectar hasta 15 líneas para formar un área EIB. Por
medio de estos acopladores de línea, dos mecanismos en diferentes líneas tienen ahora la posibilidad de
intercambiar mensajes a través de la línea principal. Esta línea principal a su vez tampoco puede exceder
los 1.000 mts.; la máxima distancia entre dos mecanismos es de 700 mts. y entre la fuente de alimentación
y un mecanismo de 350 mts.
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7.3. EL SISTEMA TOTAL
Con la ayuda de acopladores de área se pueden unir hasta 15 de éstas, dando lugar al sistema completo.
Ahora dos mecanismos EIB en diferentes áreas, tienen la posibilidad de intercambiar mensajes a través del
acoplador de línea y el acoplador de área. Las restricciones impuestas en los dos apartados anteriores se
mantienen igualmente.
1
15
AL
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El modo de instalación de las líneas, áreas o línea principal, será siempre la misma: se necesitará una fuente
de alimentación para alimentar la línea correspondiente (línea de mecanismos, línea principal o línea de
área), un filtro que nos depure esta alimentación de 24 V., y un conector que nos pase la alimentación del
bus de perfil DIN al bus cable; a continuación se colocarán acopladores de línea, acopladores de área, o
nada, según corresponda, y finalmente se "colgarán" de cada una de las líneas, tanto sensores como
actuadores hasta llegar como mucho a un máximo de 64 mecanismos.
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8. PRODUCTOS DEL SISTEMA EIB
8.1. CABLE BUS
El cable Bus, se trata de un par trenzado de 0,8 de diámetro con un doble apantallamiento; un
apantallamiento plástico y un apantallamiento metálico. Asimismo, incluye un hilo separado con el fin de
separar este apantallamiento metálico del aislante exterior plástico.
La principal característica de este cable bus es que permite la instalación del bus junto a la red eléctrica de
230 V. Además:
{ Es recomendable que el cable bus se encuentre instalado junto al de 230 V para evitar posibles
interferencias.
{ El bus, nunca debe ser instalado junto a otro cable que no esté protegido.
{ Debe existir una distancia adecuada entre el bus y el sistema de pararrayos.
{ Todo cable bus debe estar marcado por la etiqueta EIB o BUS.
El esquema eléctrico que se muestra a continuación, nos da tanto las resistencias lineales como las
capacidades del cable bus.
Hilo
Pantalla metálica
Apantalamiento plástico
Tipo: PYCYM 2 x 2 x 0,8Tipo: (I-Y(ST))Y 2 x 2 x 0,8
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Los valores tanto resistenciales como capacitivos para el cable bus "PYCYM 2*2*0.8" son de 72 Ohm/km
y 0,12 µF/km (para 800 Hz) respectivamente. Esto supone un tiempo de retraso de: tr = 72 Ohm * 0.12 ? F
= 9 µs/km. Si a esto añadimos el retraso existente al final del cable (Ua) debido a la subida no instantánea
de la señal, tenemos que por ejemplo el tiempo de retraso (tv) en un conductor de 700 m es de 10 ? s
aproximadamente.
Tanto el empalme de los diferentes conductores que forman el bus como la unión de dicho cable con todos
los mecanismos EIB, se realiza por medio de conectores para elementos bus. Este tipo de conexiones se
realiza de forma automática (sin ningún tipo de tornillos), por lo que para una mayor comodidad a la hora
de trabajar con este tipo de sistemas de conexión, el bus ha de ser un cable rígido.
El hecho de que el cable bus sea un par trenzado doble del cual sólo se va a usar dos hilos, implica la
posibilidad de tener un par de reserva para posibles usos adicionales de la transmisión de información.
Ue
Uz
Ua
Ua
Uz
Ue
Nivel deconexión
tvt
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8.2. BUS PARA PERFIL DIN
El Bus para perfil DIN se utiliza para conectar los mecanismos EIB de perfil DIN, como por ejemplo la
fuente de alimentación, el filtro... etc. al bus.
Este Bus para perfil DIN se coloca en el perfil por medio de una tira autoadhesiva, quedándose fijo en él.
Una vez que los mecanismos han sido colocados en el perfil DIN, la conexión con el bus se asegura por
medio de contactos a presión integrada.
La longitud del Bus para perfil DIN está adaptada a diversas anchuras de acuerdo con las normas de las
cajas de distribución. Estas longitudes no deben ser cambiadas (por ejemplo cortándolas), ya que entonces
las distancias requeridas entre el final de la pista y el borde de el Bus para perfil DIN no se cumplirían y se
podrían producir problemas de interferencias.
Con objeto de proteger el Bus para perfil DIN de la suciedad así como de un posible contacto con el cable
de 230 V, dicho perfil debe ser cubierto con la Tapa para perfil DIN.
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8.3. FUENTE DE ALIMENTACION
Tal y como ya se ha comentado anteriormente en el tema de la Topología, cada línea tiene su propia
alimentación de corriente para sus mecanismos.
Con el fin de prevenir descargas estáticas en el bus, la fuente de alimentación está equipada con resistencias
de alto poder de separación entre la parte del bus y la parte de la red de 230 V.
La fuente de alimentación tiene regulaciones de tensión y de corriente, y por ello, es resistente a los
cortocircuitos.
Por motivos funcionales, la fuente de alimentación debe de ser conectada a tierra. El conductor de tierra por
tanto, debe de ser conectado a la fuente de alimentación. Esta conexión debe ser marcada con el cable de
doble color verde/amarillo.
La fuente de alimentación salva microcortes de la red que no excedan de los 100 milisegundos, evitando
así la reinicialización de todo el sistema.
Los leds en el mecanismo indican el modo de operación en la red eléctrica:
{ Verde: la fuente de alimentación está conectada a los 230 V.
{ Rojo: la fuente de alimentación está en sobrecarga debido a un cortocircuito entre los cables bus.
{ Amarillo: un voltaje exterior superior a los 30 V. ha sido aplicado en el lado del Bus.
Las características eléctricas son:
{ Tensión de entrada: 230V. + 10%/-15%
{ Tensión de salida: 29 V. ± 1 V. corriente continua.
{ Corriente nominal de salida: 320 mA. corriente continua.
{ Máxima corriente de salida: 500 mA. corriente continua.
{ Corriente de cortocircuito: máximo 1,5 A.
Los mecanismos toman del bus una potencia constante, y están preparados para funciones hasta un mínimo
de 21 V. La absorción de potencia supone 150 mW aproximadamente, aunque algunos aparatos finales
(p.e. con LED´s) pueden llegar a consumir hasta 200 mW.
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Existe otra fuente de alimentación que lleva el filtro incorporado y cuya tensión nominal de salida es de
640 mA. corriente continua, con lo que debido al consumo de los mecanismos EIB, permite conectar más
aparatos a esta fuente de alimentación.
8.4. FILTRO
La fuente de alimentación está conectada al bus de instalación através de un filtro; el filtro puede ser visto
de forma independiente como un elemento más, o simplemente como una parte de la fuente de
alimentación. Por tanto, solamente está disponible para perfil DIN.
Las funciones que realiza son:
{ Separar el bus de la fuente de alimentación.
{ Desacoplar los telegramas, es decir, la información intercambiada entre mecanismos situados a cada
lado de la fuente de alimentación.
{ Incluir un botón de Reset para la desconexión de la línea bus y el reseteo de los mecanismos
conectados a ella. Esta función se indica por medio de un LED.
Conexion de la red de 230 V
Conexión de tierra
Bus para perfil DIN
LED indicadores
5;5 Polos
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Tal y como ya se ha comentado, una de las funciones que realiza el filtro es la de desacoplar los telegramas.
La fuente de alimentación transmite de forma contínua; esto hace que la resistencia del filtro sea de bajo
valor óhmico. Sin embargo, la información transmitida mediante el telegrama se realiza de forma alterna;
para una tensión alterna el filtro posee un elevado valor óhmico, lo que posibilita el desacople de los
telegramas.
Las características eléctricas del filtro son:
{ Tensión nominal: 30 V.
{ Corriente nominal: 0,5 A.
{ Intensidad máxima: 1,5 A.
8.5. CONECTOR
Este tipo de conector permite la conexión entre el Bus para perfil DIN y el cable bus.
Consiste en dos contactos integrados para perfil DIN y unas terminales para el cable bus (al menos dos
conexiones por polaridad).
Este conector además permite la conexión entre los diferentes Buses para perfil DIN existentes en una
misma caja de distribución.
Led indicador de reset
Interruptor de reset
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8.6. ACOPLADOR
Los acopladores, mecanismos para ser instalados en perfil DIN, permiten la unión entre las diferentes líneas
entre sí así como la de las diferentes áreas.
La línea primaria se conecta a los bornes sin ningún tipo de tornillo, mientras que la línea secundaria se
lleva al Bus para perfil DIN. La alimentación de corriente se toma de la línea secundaria.
Las funciones principales que desarrolla un acoplador son:
Salida para el cable bus
Linea primar
Linea secundaria
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{ Acoplamiento entre líneas.
{ Separación galvánica entre la línea principal y la línea.
{ Amplificación de la señal, tanto la que proviene del exterior como la que va a ser enviada al exterior.
{ Contiene una tabla de filtros que impiden el paso de telegramas que no deben ser enviados a otras
líneas o áreas, de tal forma que evitan un excesivo número de mensajes en el bus. Este filtrado se
realiza durante la parametrización del mecanismo. Solo se envían aquellos telegramas sí están
contenidos en esta tabla.
El acoplador puede funcionar bien como:
{ Acoplador de área: une un área con la línea principal.
{ Acoplador de línea: une la línea principal con una línea.
{ Amplificador: amplía hasta un máximo de 64 mecanismos y 1.000 mts. de conducción adicional.
Estas diferentes funciones se pueden seleccionar a través de la base de datos del producto de NIESSEN
instalada en el E.T.S. Mediante la asignación de la dirección física, el acoplador se parametriza como
acoplador de areas, de líneas o amplificador de línea. Por ejemplo, la dirección 1.1.0, determina el
acoplador como acoplador de líneas en el area 1 y línea 1.
La tabla adjunta muestra como en función de los valores que tenga la dirección física, el acoplador adopta
un funcionamiento u otro.
A L M ACOPLADOR COMO EN
>0 =0 =0 Areas Acoplador de areas Línea de areas. Línea principal
>0 >0 =0 Líneas Acoplador de líneas Línea principal secundaria
>0 >0 >0 Amplificador Amplificador Prolongación de una línea
A = Area
L = Línea
M = Mecanismo
Resumen de las aplicaciones del acoplador de línea
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8.7. ACOPLADOR AL BUS
El acoplador al bus es la parte inteligente de los mecanismos EIB; está constituido por el Módulo de
Transmisión (MT) y el Controlador del Enlace Bus (CEB), siendo su función la de recibir y transmitir
telegramas.
Linea 12
Linea 2
Linea 1
Linea principal
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El acoplador al bus recibe telegramas de la instalación, los descodifica y manda la información a la unidad
de aplicación (actuador o sensor).
Cuando la unidad de aplicación desea enviar una información al bus, el acoplador al bus recibe esta
información, la codifica y la transmite al bus direccionándola hacia un mecanismo.
El acoplador al bus y la unidad de aplicación intercambian información por medio de un interface físico
externo que en el caso de los sensores del sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus®EIB, se
pueden ver como un conector de 10 pins.
El acoplador al bus es un mecanismo multifuncional. Solamente una vez que ha recibido los parámetros de
la información de la función que va a realizar, este mecanismo se autoprepara para dicha función.
Los datos de parametrización son cargados cuando se produce la puesta en marcha de la instalación por
medio del EIB Tool Software.
Téngase en cuenta que el acoplador al bus no se programa por medio de un lenguaje de programación, sino
que el mismo se parametriza.
El acoplador al bus está unido a la instalación bus y por tanto, está constantemente a la escucha de los
telegramas con el fin de no perder información de lo que sucede en el bus.
El acoplador al bus cíclicamente chequea el conector de 10 pins de los sensores con el fin de localizar
cambios en la señal. Si algo ocurre, es decir se produce un cambio, se transmite un telegrama a la
instalación bus.
Después de haber recibido un telegrama, el acoplador al bus envía un acuse de recepción correcta al
mecanismo emisor.
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
8.7.1. Controlador del acoplador al bus
El Controlador del Enlace Bus (CEB) está compuesto por:
{ el microprocesador (µP).
{ la memoria ROM (no volátil), en la cual el software específico del sistema viene ya grabado por el
propio fabricante.
{ la memoria RAM (volátil), en la que el microprocesador almacena el estado actual del mecanismo.
{ la memoria EEPROM (eléctricamente programable y no volátil); las funciones concretas a realizar
por el mecanismo, se incorporan mediante la parametrización a esta memoria.
AB
IA
DF
Producto EIB
AB = Acoplador al BusIA = Interface de Aplicación
DF = Dispositivo final
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
8.7.2. Módulo de transmisión del acoplador al bus
El módulo de transmisión del acoplador al bus está compuesto por un transformador, cuya reactancia
inductiva es de bajo valor óhmico para la alimentación de corriente (tensión contínua).
La reactancia capacitiva del condensador es de elevado valor óhmico para la alimentación, no así para el
telegrama (tensión alterna), cuyo valor óhmico es bajo. Esto posibilita por una parte el que la alimentación
esté disponible en los extremos del condensador, y por otra, el que el condensador pueda actúar como una
unión conductora y así pueda cerrar el circuito del lado primario para el caso de emisión o recepción de los
telegramas.
ROM RAM
CEBMT
µ P
IA
EEPROM
Acoplador al bus
MT = Módulo de TransmisiónCEB = Controlador del Enlace Bus
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
Cuando el módulo de transmisión funciona como emisor, el transformador traslada el telegrama sobre el
lado primario y lo superpone con la alimentación.
Cuando el módulo funciona como receptor, el transformador traslada el telegrama sobre el lado secundario;
existe por tanto una separación entre la alimentación y el telegrama.
El módulo de transmisión, además de separar o mezclar la alimentación con el telegrama, tiene las
siguientes características:
{ Protección contra la inversión de polaridad, producida por errores en la conexión.
{ Vigilancia de la temperatura.
{ Producción de 5 V estabilizados para la alimentación del propio mecanismo.
{ Reset (puesta a cero) del microprocesador con <4,5 V.
{ Salvamento de los datos existentes en la memoria RAM para <18 V.
{ Gestión (Driver/Lógica) de emisión/recepción en la transmisión de información.
ElectrónicaInterface de
aplicación
CE B IA
Acoplador al bus
M T
MT = Módulo de TransmisiónC E B = Contro lador del Enlace Bus
Lado pr imario
Lado secundario (Información)
MT = Módulo de Transmisión
CEB = Cont ro lador del Enlace Bus
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
8.8 MECANISMOS DEL SISTEMA DE ABB ELECTROCOMPONENTES ABB I-bus® EIB
Los mecanismos del sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus®EIB, se dividen en sensores y
actuadores.
Los sensores son los elementos del sistema EIB que tienen como misión percibir cambios de estado y
trasmitir la información con una estructura de telegrama a los actuadores. Como ejemplos de sensores se
pueden enunciar:
{ Programadores.
{ Sensores de luz.
{ Detectores de movimiento.
{ Sensores de contacto de ventana.
{ Sensores de temperatura.
{ Sensores de regulación.
Los actuadores reciben los telegramas procedentes de los sensores y los convierten en acciones
determinadas, como por ejemplo subir una ventana, regular una luz...etc. Como ejemplos de actuadores, se
pueden enunciar:
Driver Lógica
<18 V
<4,5 V
Polaridad Tempera.
Salvar
24 V
5 V
Reset
0 V
RecibirEmitirPermitir
CEBMT
Acoplador al bus
5 V24 V
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
{ Actuadores de persianas.
{ Actuadores de iluminación.
{ Actuadores de calefacción.
Para mas información de estos mecanismos ver al Manual Técnico de productos.
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
9. EL PROGRAMA E.T.S. (EIB TOOL SOFTWARE)
El E.T.S. se trata de un programa para la planificación, diseño y puesta en marcha para la instalación EIB.
Este programa está pensado especialmente para el colectivo de arquitectos e ingenieros, además del
colectivo de instaladores.
La distribución de este programa se realiza por medio de la Asociación EIBA.
El E.T.S. permite realizar el registro de todos los datos relativos al proyecto; permite asimismo crear el
diseño de la instalación, incluyendo todos los mecanismos de los productos que se necesitan,
Pág. 47
ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
independientemente que estos productos sean del EIB o de cualquier otro tipo de producto. Finalmente, este
programa permite también la puesta en marcha de toda la instalación.
Los requisitos que debe cumplir un PC para poder trabajar con el E.T.S. deben ser principalmente los que
vienen especificados por el sistema operativo Microsoft Windows. Se ha de tener en cuenta que el E.T.S.
está basado en un gran número de bases de datos relacionales, y por tanto realiza frecuentes usos del disco
duro del computador.
El E.T.S. usa diferentes colores en sus menús y pantallas, esto requiere por un lado una gran capacidad de
almacenaje, pero como contrapartida asegura una gran claridad en la visión y una facilidad de uso.
Por tanto, para obtener óptimos resultados con el E.T.S. bajo Windows, se debe de elegir un disco duro
rápido y un buen equipo gráfico. Como el programa no necesita la presencia de un coprocesador aritmético,
se pueden obtener buenos resultados con un PC cuyo microprocesador sea un 486 SX.
Requisitos mínimos
{ PC compatible con microprocesador 386 DX, a 25 MHz.
{4 megabytes de memoria RAM.
{200 megabytes de disco duro.
{40 megabytes de espacio libre (mínimo).
{ 1 unidad de disco de 1.44 megabytes.
{Tarjeta gráfica VGA.
{Monitor color de 14'.
{Ratón.
{Un puerto de salida en serie libre (además del puerto para el ratón).
{Impresora o plotter.
Pág. 48
ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
10. PUESTA EN MARCHA
10.1. DIRECCION FISICA
Durante la fase de planificación, el programa E.T.S. va adjudicando una dirección física a todos aquellos
productos que hemos ido señalando.
Esta dirección física tiene como objetivo solamente la identificación de cada uno de los elementos
conectados al bus. Asimismo, se utiliza solamente con fines de diagnóstico en el sentido de saber si el
mecanismo está bien programado o no.
Todos los mecanismos que están unidos al bus tienen su propia y explícita dirección física.
De una manera vulgar se podría asociar la dirección física con el bautizo de una persona.
La información que viene en esta dirección física es la siguiente:
{ Area en el que está el mecanismo.
{ Línea en la que se encuentra el mecanismo dentro de dicha área.
{ Número del mecanismo existente dentro de dicha línea.
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10.2. DIRECCION DE GRUPO
Los sensores y actuadores para que funcionen conjuntamente se unen a través de lo que se denomina la
dirección de grupo. Esta dirección de grupo se trata del mismo código que envía el sensor y a continuación
escucha el actuador, y que funciona según los parámetros introducidos por la anterior fase de diseño.
La dirección de grupo es completamente independiente de la dirección física.
De una manera vulgar se podría decir que la dirección de grupo es la profesión que realiza un mecanismo
EIB.
AA 1
AL12
AL1
AA 15
A F C
C F A
C F AC F A
Línea principal
A
A
Líne
ade
área
s
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10.3. ADJUDICACION DE LAS DIRECCIONES FISICAS AL MODELO
Para la adjudicación de las direcciones físicas al modelo, se conecta primero el ordenador al bus por medio
de un interface RS 232 y a continuación se procede de la siguiente manera:
{ Se pulsa el botón del acoplador al bus.
{ El led se enciende.
{ El programa E.T.S. adjudica la dirección física a este acoplador al bus a través del PC.
{ Una vez finalizado el proceso, el led se apaga.
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10.4. ADJUDICACION DE LA FUNCION DEL PRODUCTO
Para la adjudicación de la función del producto, el programa E.T.S. realiza la carga del programa de
funcionamiento automáticamente, sin necesidad de pulsar el led en algún mecanismo de la instalación.
Para la adjudicación de la función del producto, por tanto, tendremos siempre un producto bus, un
acoplador al bus, más un software de aplicación que nos dará como resultado un sensor o un actuador.
ETS
Producto bus Acoplador al bus Sensor o Actuador
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11. VENTAJAS, UTILIDADES Y FUNCIONES DEL SISTEMA ABB i-bus®EIB
El sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus®EIB, ofrece una amplia gama de aplicaciones
orientadas a la solución de problemas en lugares como por ejemplo, viviendas unifamiliares, colegios,
bancos, hoteles, así como edificios destinados a la industria y locales comerciales.
La instalación del sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus®EIB, alcanza posibilidades no
soñadas. Su automatización, ratio de inteligencia, depende fundamentalmente de la inventiva e imaginación
del usuario o diseñador.
Las ventajas principales que residen en el sistema ABB i-bus®EIB están en:
{ Rapidez de instalación, con el consiguiente ahorro de mano de obra.
{ Facilidad de ampliación, dando lugar a posibles diferentes fases de instalación.
{ Gran flexibilidad, que le permite adaptarse a los cambios en la distribución del edificio.
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{ Sistema descentralizado, permitiendo la operación de todos los mecanismos de manera
independiente.
{ Máxima calidad de los productos fabricados bajo la normativa EIB.
{ Compatibilidad del sistema con productos de otros fabricantes.
11.1. FUNCIONES CON EL SISTEMA DE NIESSEN EL ABB i-bus®EIB
11.1.1. Control de la iluminación
Desde las viviendas a los grandes centros comerciales o edificios de oficinas, todas las posibles áreas del
control de la iluminación pueden ser cubiertas por medio del sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB
i-bus®EIB.
En estas áreas la luz puede ser encendida, regulada o controlada, por medio de infrarrojos, sensores de
luminosidad o dependiendo de la presencia, localmente o desde un puesto central.
Los consumos de energía se reducen, y los costes de funcionamiento disminuyen. Las condiciones de
iluminación pueden adecuarse a las necesidades individuales de una manera óptima y conveniente.
Además la instalación se vuelve más transparente, ya que el sistema ABB i-bus®EIB permite un control
central del encendido y de la supervisión sin necesidad de un cableado adicional.
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En el caso de modificaciones en el uso de las habitaciones, las luces pueden adaptarse de una manera
simple y flexible sin necesidad de intervenir en el cableado existente.
Los mecanismos pueden ser reconfigurados de acuerdo a las nuevas exigencias, como por ejemplo, para
tener un nuevo efecto en la iluminación, nuevos tipos de encendido con los pulsadores, reguladores,
detectores de luminosidad... etc., que son asignados a nuevos circuitos de iluminación.
Especialmente en el caso de los edificios de oficinas, recintos feriales, bancos, escuelas, hoteles,
gimanasios... etc., se demanda más a menudo una rápida y simple modificación de la distribución en planta.
Hasta este momento, los cambios en habitaciones y en las condiciones de funcionamiento han estado
asociados con importantes esfuerzos y altos costes para la modificación de las instalaciones.
11.1.2. Control de las persianas
El sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus®EIB, es sin embargo capaz de mucho más. Puede
por ejemplo controlar persianas y celosías en edificios, y por tanto ofrecer todas las ventajas hasta ahora
enumeradas dentro del apartado del control de la iluminación; es dicir, muy confortable, con gran
efectividad, seguridad y flexibilidad.
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
De la gran cantidad de posibilidades flexibles y ventajas que existen en este campo a continuación se
describen dos:
{ Durante los temporales, las persianas y los toldos montados en el exterior del edificio, ya no corren
más peligro. El sistema ABB i-bus EIB detecta las condiciones del tiempo por medio de sensores
inteligentes y reacciona adecuadamente. Con el fin de proteger la instalación, las persianas y los
toldos se suben automáticamente.
{ Por otro lado durante la fuerte lluvia, pueden ser bajados con el fin de proteger las cristaleras o
ventanas de las gotas de la lluvia.
11.1.3. Integración de funciones
El sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus®EIB, es capaz de controlar la iluminación, las
persianas, los toldos, así como la calefacción, el aire acondicionado y los sistemas de ventilación, de forma
independiente e igualmente de una manera integradora, permitiendo cualquier combinación de las
funciones anteriormente mencionadas.
Esto constituye una de las más decisivas ventajas del sistema ABB i-bus®EIB comparando con otros
sistemas que solo ofrecen soluciones parciales. Todas las funciones pueden ser interrelacionadas para
formar un único sistema integrado.
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
Esto significa que todas las funciones que se deseen controlar pueden ser intercomunicadas, los sensores
tienen la posibilidad de ser utilizados de múltiples maneras y los datos más importantes pueden ser
intercambiados.
11.1.4. Gestión de carga
El sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus®EIB, reúne todos los requisitos necesarios para un
manejo lógico de la energía eléctrica, no solamente desde el punto de vista financiero y del entorno, sino
tambien contemplando aspectos tales como el de la seguridad.
El concepto de la gestión de carga resume los puntos más importantes que deben tenerse en cuenta para
alcanzar una optimización en el ahorro energético. Por medio de la gestión de carga, el consumo energético
de los elementos eléctricos se reparte en el tiempo, en los que generalmente el consumo de energía es bajo.
De esta manera los picos de consumo que se puedan producir, se trasladan a momentos en los que no los
hay .
Esta extensión del uso de la energía eléctrica en el tiempo hace que la capacidad disponible durante los
picos de carga sea superflua, y se refleja por tanto en un mayor ahorro en la factura de la electricidad.
Renunciando a la disponibilidad de esta capacidad adicional durante los tiempos de picos de carga, además
se contribuye al respeto del medio ambiente.
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
Durante muchos años han sido instalados en pabellones industriales o en oficinas generales, mecanismos
para la monitorización de los picos de energía controlados por microprocesadores; las ordenes de
desconexión generadas por estos mecanismos, eran convertidas por medio de contactores convencionales.
En algunas zonas se han colocado en las viviendas transmisores de cambio de cargas.
Además es posible decodificar las señales de la electricidad de la compañia eléctrica por el ususario, y
convertir esta señal por medio de transmisores, con el fin de que los mecanismos funcionen de una manera
dependiente.
Como tales elementos requieren una gran cantidad de cables, la integración de pequeños mecanismos se
abandona a menudo como consecuencia de la baja relación beneficio - coste.
Cuando la gestión de carga se usa bajo el sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus ®EIB, el coste
del cableado desde el mecanismo de monitorización a los diferentes elementos de la instalación, puede ser
minimizado por establecer la necesaria unión con el cable bus.
De esta manera los pequeños consumidores de carga pueden ser incorporados al sistema de gestión de
carga.
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
Hay que tener en cuenta además que el sistema ABB i-bus ®EIB puede ser reprogramado fácilmente, ya que
las modificaciones son sencillas de realizar, lo cual es especialmente útil durante el periodo de
optimización que generalmente tiene una duración de un mes después de acabada la instalación.
Una ventaja adicional en la instalación con este sistema, es que permite la visualización del funcionamiento
operacional de todos los mecanismos conectados al bus.
12.1.5. Visualización
En edificios residenciales y en oficinas generales se necesita a menudo grabar, indicar y visualizar el modo
de funcionamiento de las diferentes zonas. Esto no se limita solo al interior, sino también al exterior del
edificio.
En este contexto a menudo se requiere la transparencia del funcionamiento de la instalación o la
supervisión del exterior del edificio.
El sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus ®EIB, ofrece la necesaria multifuncionalidad. Esto se
lleva a cabo por la posibilidad de que todos los mecanismos de visualización, indicación, funcionamiento,
pueden recivir datos así como transmitir ordenes e información a través del bus. Por medio del mismo cable
bus, además del control de la iluminación, de las persianas, o de la optimización del consumo de la energía,
se pueden transmitir datos para su visualización o controlar mecanismos situados en el otro lado de la
instalación. Por ejemplo para indicar:
{ Puertas o ventanas abiertas.
{ Movimientos dentro o fuera del edificio .
{ Mensajes provenientes de los sistemas de climatización o ventilación.
{ Mensajes de alarma de los ascensores.
{ Alarmas técnicas.
{ Etc.
Las conexiones dentro de un mismo sistema da como resultado una minimización del número de cables y
de los esfuerzos de instalación alcanzando una mayor transparencia e importantes ahorros energéticos.
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
12.1.6. La comunicación con otros sistemas
El sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus ®EIB, tiende sus hilos, para que exista una conexión
fácil con otros sistemas tanto de una manera interna como de una manera externa.
Los interfaces entre el sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus ®EIB, y el resto de sistemas de
automatización es además de útil, de una gran importancia para el caso de grandes y complejos edificios.
Por medio de interfaces, el sistema ABB i-bus ®EIB puede transmitir ordenes de encendido para controlar
habitaciones, o puede recibir señales de control procedentes de niveles jerárquicos superiores.
Los interfaces garantizan la comodidad, cuando por ejemplo, el sistema ABB i-bus EIB se instala en una
vivienda y se desea controlar los sistemas de comunicación o la instalación de sonido o video.
InterfacesTelecomunicacionesservicios
Trazoelectrónica
AmbulanciaServicio médico
Guarda de seguridadAyuda técnicaPolicía
Lectura de medidas- Gas- Agua- Electricidad
Servicio al clientey mantenimiento
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ABB Electrocomponentes, S.A. Manual Técnico del sistema ABB I-bus®EIB
El sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus ®EIB, continúa aumentando las posibilidades de
funcionamiento y comodidad; esto también se aplica a la transmisión de datos. Por medio de interfaces
conectados a los servicios de telecomunicación, la información puede ser transmitida; por ejemplo, ordenes
de encendido, modos de encendido, señales de lectura... etc.
Por medio de la red de telecomunicaciónes, se puede establecer la comunicación con las oficinas centrales
de diferentes compañias de servicios.
Los interfaces telefónicos pueden ser usados para el envío de mensajes al teléfono que se ha programado,
dependiendo del evento que los sensores del ABB i-bus ®EIB han detectado.
El sistema de ABB Electrocomponentes, el ABB i-bus ®EIB, es por tanto un sistema que evoluciona
constantemente con el fin de ser cada vez más compatible con otros sistemas, flexible, fácil de instalar,
razonable en costos, en el cual su instalación pueda abarcar desde una instalación simple con aplicaciones
limitadas (p.e. una vivienda) hasta grandes edificios.
El concepto del sistema (incluyendo la fase de proyecto, cableado, montaje, instalación, puesta en marcha y
mantenimiento de los mecanismos del bus) ha sido diseñado para que cumpla cualquier requisito futuro.
UNIDAD DIDÁCTICA 9, INST. POR CORRIENTES PORTADORAS:
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Página 1 DOMÓTICAOndas Portadoras
3. ONDAS PORTADORAS.
Los sistemas llamados “por corrientes portadoras” utilizan como soporte para la
transmisión de los datos la línea eléctrica ya existente, pudiendo controlar
diversas funciones, como la iluminación, la calefacción, el riego, etc.
La red eléctrica consiste en una onda sinusoidal de baja frecuencia,
generalmente 50 Hz ( ó 60 Hz). La filosofía de las corrientes portadoras se basa
en el empleo de emisores, que conectados a la red, inyectan una señal de baja
potencia y de frecuencia superior a los 50 Hz, que se superpone a la senoide
original de la red (ver Figura). Estos aparatos emisores son capaces de enviar
una señal codificada a uno o varios elementos receptores conectados también a
la red, de forma que en dicho mensaje va también incluida la orden a ejecutar por
el aparato receptor. Cuando un aparato receptor detecta un mensaje dirigido a él,
éste ejecutará la orden correspondiente.
La principal ventaja de esta técnica es que el medio de transmisión es gratuito en
el sentido de que ya se dispone de el en una vivienda. Además existen diversos
elementos de entrada y de salida fáciles de implementar.
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Página 2 DOMÓTICAOndas Portadoras
Las principales aplicaciones de este método son las habituales en los sistemas
domóticos: Emisión de órdenes mediante mandos a distancia a elementos
dispersos por la instalación (p. ej. Iluminación, regulación de luminosidad,
calefacción/ventilación, motores de persianas y puertas,...), centralización de
señales (conocer en un módulo central cómo se encuentra el estado de los
distintos contactos repartidos por la instalación) y emisión de órdenes con acuse
de recibo por parte del receptor para confirmar la ejecución del comando.
La normativa para esta técnica de ondas portadoras surgió en Estados Unidos en
1966 para legislar el funcionamiento de unos intercomunicadores a través de la
red. Allí, está tecnología se denominó PLCC (Power Line Carrier
Communication).
El CENELEC tiene una norma (Pr. EN50065) donde se especifican las bandas de
frecuencia y los niveles de las señales, y también el espectro de emisión.
Un elemento de gran importancia en las instalaciones que utilizan corrientes
portadoras son los filtros de corrientes portadoras, que deben colocarse en las
instalaciones que no dispongan de transformador propio. La principal función de
los filtros es evitar que la emisión de corrientes portadoras se propague a la red
eléctrica general. Además disminuyen el efecto de la variación de impedancia de
la línea, eliminan posibles ruidos y permite la coexistencia de varios sistemas de
corrientes portadoras, de manera que no interfieran entre sí. Estos filtros,
correctamente dimensionados, se suelen instalar sobre el neutro de la línea.
Para conseguir una perfecta y segura transmisión de las señales a través de la
red es necesario eliminar o disminuir las perturbaciones producidas por fuentes
activas de perturbación (aparatos eléctricos que no disponen de supresión de
interferencias, o intercomunicadores con frecuencia portadora que emiten en la
misma frecuencia) o por fuentes pasivas de perturbación (electrodomésticos
como lavadoras, secadoras, lavavajillas, televisores, vídeos, copiadoras, etc. que
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Página 3 DOMÓTICAOndas Portadoras
actúan como condensadores conectados en paralelo con la red, y que atenúan y
reducen las señales.
Para transmitir las señales entre varias fases se emplean acopladores de fases, o
bien circuitos en estrella o en triángulo de los aparatos trifásicos. En la figura se
observa un ejemplo de filtrado y acoplamiento de fases en una instalación por
corrientes portadoras.
En instalaciones de gran longitud de la red eléctrica o con un gran número de
componentes, hay que asegurarse de que la potencia de emisión sea suficiente y
que se intente minimizar el atenuamiento de tensión de la señal. Para ello es
necesario generalmente emplear amplificadores conectados trifásicamente
detrás del transformador de la instalación.
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Página 4 DOMÓTICAOndas Portadoras
EJEMPLOS DE SISTEMAS POR CORRIENTES PORTADORAS.
Existen una gran variedad de sistemas comercializados que se basan en el
empleo de ondas portadoras. Entre ellos se encuentran, por ejemplo:
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Página 5 DOMÓTICAOndas Portadoras
SISTEMA EIB PL (LÍNEA DE FUERZA EIB POWER LINE)
Mediante el sistema EIB PowerLine es posible la transmisión de telegramas de
información a través de la línea de alimentación de 230/400 V entre los
conductores de fase y neutro.
Este sistema es compatible con los componentes EIB y sus correspondientes
herramientas.
EIB PowerLine sigue las reglas del estándar CENELEC EN 50065, transmitiendo
frecuencias de 105,6 KHz y de 115,2 KHz. Como la frecuencia media es 110 KHz
este sistema es conocido como “PL 110”.
La Línea de Fuerza EIB PowerLine transmite mediante Modulación por Variación
de Frecuencia Distribuida (SFSK: Spread Frequency Shift Keying), superponiendo
a la tensión de red una frecuencia de 105,6 KHz cuando se emite un “0”, y una
frecuencia de 115,2 KHz cuando se emite un “1”, siendo la velocidad de
transferencia de 1200 bit/s.
Esta señal es recibida por las Unidades de Acoplamiento a la Línea (NCU: Net
Coupling Unit), convertida a un valor digital mediante un conversor A/D y esta
señal digital es comparada con unos patrones de frecuencia de referencia, de
forma que se distingue con una probabilidad determinada si el bit es un “0”, un “1”
o tiene un valor indefinido (ninguno de los dos).
Para la sincronización en el tiempo del flujo de bits de los telegramas en los
emisores y en los receptores se toma el paso por cero de la señal sinusoidal de
alimentación de 230/400 V a 50 Hz ±0,5 Hz. En un periodo de esta senoide se
emiten 24 bits, de forma que los aparatos se sincronizan cada 12 bits.
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Página 6 DOMÓTICAOndas Portadoras
Para que la información se transmita a través de las tres fases se puede emplear:
• Un acoplamiento de fase pasivo (en instalaciones no muy grandes), aunque
es recomendable utilizar un acoplador de fases para garantizar el
acoplamiento entre los tres conductores, o bien:
• Un repetidor (sobre todo en instalaciones grandes), para acoplar al mayor
nivel de transmisión posible en cada conductor. No se pueden utilizar
simultáneamente un acoplador de fase y un repetidor en una misma
instalación.
Los telegramas emitidos constan de:
• Una secuencia de preparación de 4 bits, para ajustar la sensibilidad de
recepción de los receptores.
• Un campo de preámbulo de 16 bits, para iniciar la transmisión y controlar el
acceso al bus.
• El telegrama propiamente dicho. Con cada byte enviado se añaden 4 bits para
la detección y corrección de errores.
• Identificación del sistema (ID), que se transmite en 8 bits más 4 bits
adicionales de comprobación de datos. Este número (del 0 al 254, siendo el 0
una emisión a todos los aparatos) permite que existan distintas instalaciones
EIB PowerLine sin que haya interacción entre las mismas y que los
telegramas lleguen al receptor de la instalación correspondiente al que va
destinado.
Una vez recibido el telegrama en el aparato receptor, éste envía un telegrama de
acuse de recibo al emisor consistente en:
• Una secuencia de preparación de 4 bits.
• Un campo de preámbulo de 16 bits.
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Página 7 DOMÓTICAOndas Portadoras
• Un telegrama de confirmación de 8 bits más 4 bits para la corrección de
errores, indicando dos posibilidades: Transmisión con éxito (mensaje ACK) o
Transmisión no realizada con éxito (mensaje NACK).
El telegrama de acuse de recibo sólo puede ser enviado por uno de los aparatos
receptores de la dirección de grupo correspondiente. Este aparato, que debe ser
el actuador más lejano, se designa como “portavoz de grupo” mediante el
correspondiente identificador en el software ETS2.
Si no se recibe un mensaje de confirmación ACK, el emisor volverá a transmitir el
telegrama una vez más. En el caso de utilizar un repetidor en la instalación, éste
se encarga de enviar un mensaje de no confirmación NACK al sensor emisor en
caso de que detecte que el receptor no ha transmitido el mensaje ACK.
En una instalación de Línea de Fuerza EIB PL se pueden diseñar un máximo de 8
zonas, con 16 líneas cada una y 256 aparatos por línea.
Estas Líneas de Fuerza EIB PL (PowerLine) pueden coexistir con líneas
habituales de Par Trenzado EIB TP (Twisted Pair), acoplándose a ellas a través
de Acopladores al Medio.
Las zonas que tengan señales de Línea de Fuerza deben separarse de la línea
principal de suministro eléctrico empleando filtros de bloqueo de banda (“band-
stop”).
Si se diseña más de un área de Línea de Fuerza EIB PL, éstas deben estar
conectadas a una línea de datos a través de Acopladores de Área para
intercambiar información entre ellas. Además cada área empleará un filtro “band-
stop” para separarse de la red eléctrica.
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Página 8 DOMÓTICAOndas Portadoras
Los distintos componentes que se pueden emplear en una instalación de Línea
de Fuerza EIB PL son:
• Unidad de Acoplamiento a la Línea (NCU): para acoplar Líneas de Fuerza a
EIB TP. Existen tres modelos: para montaje empotrado, para montaje
superficial y para montaje en carril DIN.
• Acoplador de Fases: acoplamiento pasivo capacitivo para pequeñas
instalaciones sin repetidor.
• Repetidor: proporciona acoplamiento activo entre fases y repite telegramas.
• Filtro “band-stop” (de bloqueo de banda): para cada conductor de fase.
• Acoplador al Medio (Media Coupler): permite el acoplamiento entre
instalaciones EIB TP y EIB PL.
• Acoplador de Áreas EIB PL: para acoplar distintas áreas estructuradas EIB PL
mediante una línea de datos alimentada con 24 V.
• Cable de Red: estándar 230/400 V, siempre que no sea apantallado y que la
pantalla esté conectada a tierra.
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Página 9 DOMÓTICAOndas Portadoras
SISTEMA DELTA DORE.
Los aparatos de la empresa francesa Delta Dore utilizan la modulación FSK
(Frequencies Shift Keying), que es una variante de la modulación en frecuencia
que mejora la relación señal-ruido en comparación con la modulación de
amplitud.
Los mensajes enviados son transmitidos en 0,5 segundos y la velocidad de
transferencia es de 1200 baudios. Cada mensaje emitido contiene tres tipos de
información:
- La parte de dirección de destino, para indicar el receptor al que va dirigido (de
entre los 243 posibles).
- La parte de datos, para indicar la consigna (abrir/cerrar relé).
- La parte de código, para distinguir los distintos reemisores.
El sistema se basa en distintos elementos, que pueden apreciarse en la figura:
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Página 10 DOMÓTICAOndas Portadoras
a) Codificadores: reciben las órdenes de entrada y las codifican para que puedan
ser enviadas por los emisores. Entre los codificadores se encuentran:
• ECP 32: permite la gestión y codificación de 1 a 243 direcciones.
• TERMINAL DE VALIDACIÓN: Realiza la gestión de la calefacción para
un conjunto de hasta 238 habitaciones. Se pueden conectar hasta 4
economizadores. También puede controlar la iluminación, riego, etc.
• MFCP (Multi-Función para Corrientes Portadoras): Permite realizar
cuatro tipos de utilización (seleccionables mediante 3 conmutadores):
Modo mando de 4 órdenes, Modo reemisor para amplificar señales,
Modo centralización de defectos para centralizar en aparatos CD16 el
estado de varios contactos de la instalación y Modo telemando de 4
órdenes con acuse de recibo.
b) Emisores: transmiten los datos de entrada como información en la red
eléctrica. Los más habituales son:
• A1CP, con amplificador.
• ECP4, con amplificador y entrada directa de 4 contactos.
c) Receptores: conectados en la red eléctrica, son los que reciben y ejecutan las
órdenes enviadas por los emisores.
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Página 11 DOMÓTICAOndas Portadoras
SISTEMA BUSXH TIMAC X-10 (NETZBUS X-10)
Este sistema permite la conexión de hasta 256 receptores. El procedimiento de
emisión de los datagramas se basa en la modulación de código de impulsos
(PCM). El emisor envían órdenes de mando en forma de impulsos de duración de
1 milisegundo, solamente durante un breve tiempo a continuación del paso por
cero de la señal sinusoidal de forma
que se intenten reducir las posibles
perturbaciones. En los sistemas
trifásicos estos impulsos se
transmiten en cada una de las
fases tras su paso por cero. Así es
posible llegar a todos los aparatos
distribuidos en la red trifásica.
Los receptores reciben las órdenes de conmutación, conexión o control mediante
dos datagramas. El datagrama 1 activa la dirección del aparato deseado (1 a 16)
indicado por su código domiciliario (letras de la A a la P). El datagrama 2 activa la
función correspondiente (p. ej.: conectado, desconectado, todos los dimmer
conectados, todo desconectado, etc.). Cada uno de estos datagramas tarda 220
milisegundos en ser emitido y consta de 11 bits, donde cada uno significa una
cosa:
- 2 bits para el código inicial.
- 4 bits para el código domiciliario.
- 4 bits para el código de aparatos/funciones.
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Página 12 DOMÓTICAOndas Portadoras
- 1 bit para la identificación de aparatos/funciones.
Por seguridad todos los datagramas se envían dos veces, por lo que los
datagramas de dirección y de función tendrán una duración de emisión de 880
milisegundos (casi 1 segundo hasta que se realiza la acción correspondiente).
Los aparatos de control disponen de una rueda con 16 posiciones (letras de la A
a la P) para asignarle el código domiciliario. Los receptores, además de esta
rueda, disponen de otra para asignarles la codificación numérica (números del 1
al 16).
En cada circuito de señales Timac puede conectarse solamente un amplificador.
Este amplificador detecta la emisión de los datagramas, de manera que cuando
éste es repetido, lo emite ya amplificado a las tres fases tras el paso por cero de
cada una de ellas. De esta forma es posible prescindir del uso de un acoplador
de fases.
Pueden emitirse señales desde un puesto centralizado a distintas zonas
distribuidas a través de la línea principal de red, pero habrá que conectar filtros
(bloqueos de la frecuencia de la portadora) a la entrada de cada zona distribuida
(si es que no existe un transformador).
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Página 13 DOMÓTICAOndas Portadoras
También se pueden conectar entre sí circuitos de señales descentralizados
mediante la técnica del acoplamiento de fases. Este acoplamiento puede ser de
dos tipos:
- Doble: cuando todos los circuitos de señales deban intercomunicarse en
ambos sentidos se emplean acopladores de sistemas unidos por un
conductor de datos de dos hilos no apantallado. Sólo se puede usar un
amplificador, que debe conectarse en una posición centralizada.
- Simple: habitualmente, cuando sólo es necesario transmitir desde un punto
central (en un solo sentido).
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Página 14 DOMÓTICAOndas Portadoras
SISTEMA HOME SYSTEMS
Este sistema utiliza el protocolo de transmisión X-10, muy usado en la
automatización de viviendas en Estados Unidos.
Con este protocolo se envían señales de control mediante ráfagas de pulsos a
una frecuencia de 120 KHz.
Cada comando X-10 consiste en 11 ciclos de red, es decir, 220 milisegundos. En
primer lugar se envían el código de casa y el número de módulo que se quiere
direccionar. A continuación se transmite el código de la función que se ha de
realizar. Entre otras funciones se destacan:
ON: el módulo direccionado se activa.
OFF: el módulo direccionado se desactiva.
Todo ON: Todos los módulos de luces se activan.
Todo OFF: Todos los módulos de luces se desactivan.
Reducción: Disminución de la intensidad luminosa.
Brillo: Incremento de la intensidad luminosa.
Código extendido: Transmisión de función adicional hasta 256 códigos.
Datos extendidos: Transmisión de bytes adicionales.
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Página 15 DOMÓTICAOndas Portadoras
Existen una gran variedad de series y productos compatibles con X-10, entre los
que se pueden citar:
- Mastervoice: es un sistema de control integral del hogar accionado por voz
con cuatro modos operativos: timmers (hasta 64 temporizadores
programables independientes), manual (teclado), situación (activación de
alarmas) y voz.
- Mini Controlador MC460: Desarrolla 6 funciones: ON, OFF, Brillo, Regulación,
Todo ON y Todo OFF.
- Sistema de control remoto: controla hasta 8 grupos/aparatos remotamente.
- Maxi Controlador: con su teclado permite el control manual de 16 grupos de
luces o aparatos. Incrementa y disminuye la intensidad luminosa.
- Interfaz PC: permite controlar eventos X-10 desde el ordenador. Se programa
desde el PC disponiendo de funciones de temporización y macros.
- Módulo universal: Controlador para apertura/cierre de dispositivos de bajo
voltaje.
- Mando a distancia: permite controlar el apagado y encendido de aparatos a
distancia mediante un transmisor de señales de RF que son convertidas a
señales X-10 por un receptor.
- Control telefónico: con código de seguridad de tres dígitos. Permite controlar
telefónicamente hasta 10 elementos X-10. Con el teclado también realiza
apagado/encendido y regulación.
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- Existen otra serie de elementos como por ejemplo Sirenas remotas, Detector
de movimientos, Sensores de rotura de ventanas y módulos portalámparas.
OTROS SISTEMAS DE ONDAS PORTADORAS
• CEBus EIA/IS-60 (Consumer Electronics Bus): Desarrollado en 1992
específicamente para el hogar. Transmisión a través de la red eléctrica, par
trenzado, cable coaxial, RF o infrarrojos. Velocidad de transferencia de 10
Kbps.
• LonWorks: Desarrollado en 1990 por Echelon Corp. Medios de transmisión:
red eléctrica, par trenzado, cable coaxial, RF o infrarrojos.
• Sistema NOBO: permite la conexión/desconexión programada de un máximo
de 12 señales.
• Sistema Microkey: dispone de un mando telefónico para la
conexión/desconexión verbal o mediante pulsadores de hasta 4 sistemas
independientes. También existe un módulo de alarmas técnicas.