Electric Id Ad III

MANUAL DEL ESTUDIANTEINSTRUCCIN TECNICA

CURSO: Electricidad III TEMA: Componentes y Sistemas Electrnicos

DESARROLLO TCNICO MARZO, 2009

DMSE0024-2009C Preparado por JGR

CURSO: ELECTRICIDAD II FSAA - DMSE0024-2004C

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Material del Estudiante

INDICEPagina 3

INDICE DESCRIPCIN DEL CURSOResumen Programa del Curso Objetivos Generales Requisitos 5 5 5 7 7

AGENDA DEL CURSOMDULO 1: COMPONENTES ELECTRNICOSLeccin 1.1: Componentes de Entrada Hoja 1.1.1: Switchs (Interruptores) Hoja 1.1.2: Senders (Emisores) Hoja 1.1.3: Sensor (Sensores)

8 12

14 14 18 21

Leccin 1.2: Componentes de Salida Hoja 1.2.1: Mdulos Principales Hoja 1.2.2: Solenoides Hoja 1.2.3: Rels

38 39 42 43

MDULO 2: CONTROLES ELECTRNICOSLeccin 2.1: Tipos de ECM Hoja 2.1.1: ETPC II Hoja 2.1.2: MAC 14 Hoja 2.1.3: ADEM II Hoja 2.1.4: ADEM III Hoja 2.1.5: VIMS 3.0 Hoja 2.1.6: VIMS 4.0 Hoja 2.1.7: CAT DATA LINK

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48 48 50 51 53 55 57 59

FERREYROS S.A.A. JGR Ago 2004

Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante Indice_Descrip_Agenda.doc

CURSO: ELECTRICIDAD II FSAA - DMSE0024-2004C MDULO 3: SISTEMAS DE MONITOREO

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Leccin 3.1: Sistemas de Monitoreo Leccin 3.2: Sistema de Monitoreo Electrnico Leccin 3.3: Niveles de Alarma Leccin 3.4: Sistema de Monitoreo Computarizado Hoja 3.4.1: Componentes del Sistema Electrnico Hoja 3.4.1.1: Entradas Tipo Interruptor Hoja 3.4.1.2: Entradas Tipo Sensor Hoja 3.4.1.3: Otros Componentes de Entrada Hoja 3.4.2: Modos de Operacin Leccin 3.5: Controles CMS Hoja 3.5.1: Pantalla de Cristal Lquido Hoja 3.5.2: Pantalla de Fluorescente al Vaco Hoja 3.5.3: Niveles de Alarma Leccin 3.6: Sistema de Monitoreo Caterpillar Hoja 3.6.1: Componentes Principales Hoja 3.6.2: Componentes de Entrada Hoja 3.6.3: Componentes de Salida Hoja 3.6.4: Modos de Operacin Leccin 3.7: VIMS

63 65 66 67 69 70 72 73 75 77 77 82 94 96 97 101 105 108 116

ENCUESTA

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DESCRIPCIN DEL CURSO CURSO: ELECTRICIDAD IITiempo de duracin: Numero de Participantes: 5 das (40 horas) 08 Estudiantes

DIRIGIDO A RESUMEN

Este curso a sido diseado para mecnicos y supervisores que trabajan con maquinaria Caterpillar. Este curso introduce a los participantes en los sistemas electrnicos de mquinas y las herramientas de diagnstico necesarias para un apropiado diagnstico y reparacin de los complicados sistemas elctricos / electrnicos instalados en los equipos Caterpillar El curso se desarrollar tanto en el aula como en el taller dependiendo de la disponibilidad. Los estudiantes demostrarn su entendimiento del curso con prcticas y exmenes para monitorear su progreso. los laboratorios sern conducidos para lograr que los estudiantes se familiaricen con lo aprendido y poner en prctica todas las habilidades adquiridas durante la clase. .




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PROGRAMA DEL CURSO

MDULO 1: COMPONENTES ELCTRONICOSLeccin 1.1: Componentes de Entrada Hoja 1.1.1: Switch Hoja 1.1.2: Senders Hoja 1.1.3: Sensores Leccin 1.2: Componentes de Salida Hoja 1.2.1: Mdulos Principales Hoja 1.2.2: Solenoides Hoja 1.2.3: Rels

MDULO 2: CONTROLES ELCTRONICOSLeccin 2.1: Tipos de ECM

MDULO 3: SISTEMAS DE MONITOREOLeccin 3.1: Sistemas de Monitoreo Leccin 3.2: Sistema de Monitoreo Electrnico Leccin 3.3: Niveles de Alarma Leccin 3.4: Sistema de Monitoreo Computarizado Hoja 3.4.1: Componentes del Sistema Electrnico Hoja 3.4.1.1: Entradas Tipo Interruptor Hoja 3.4.1.2: Entradas Tipo Sensor Hoja 3.4.1.3: Otros Componentes de Entrada Hoja 3.4.2: Modos de Operacin Leccin 3.5: Controles CMS Hoja 3.5.1: Pantalla de Cristal Lquido Hoja 3.5.2: Pantalla de Fluorescente al Vaco Hoja 3.5.3: Niveles de Alarma Leccin 3.6: Sistema de Monitoreo Caterpillar Hoja 3.6.1: Componentes Principales Hoja 3.6.2: Componentes de Entrada Hoja 3.6.3: Componentes de Salida Hoja 3.6.4: Modos de Operacin Leccin 3.7: VIMS




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OBJETIVOS GENERALES

Al terminar este curso, los estudiantes tendrn los conocimientos bsicos de electricidad y estar en capacidad de:

Identificaran los componentes electrnicos CAT Explicar los diferentes componentes electrnicos que existen en las mquinas Caterpillar Explicaran el funcionamiento bsico de los diferentes sistemas de monitoreo usados en mquinas Caterpillar Explicar los tres niveles de alarma usados por el Sistema de Monitoreo Caterpillar CMS Identificar y explicar la operacin del Sistema de Monitoreo Electrnico EMS Identificar y explicar el Sistema de Monitoreo Computarizado Identificar y explicar el Sistema de Administracin de Informacin Vital VIMS Demostrar las operaciones de servicio disponibles en el Sistema de Monitoreo Caterpillar CMS

REQUISITOS

Electricidad I y II




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AGENDA DEL CURSOPRIMER DIAMaana Tarde Presentacin Inicial, Expectativas Pre-Test Modulo 1, Componentes Electrnicos Modulo 1, Componentes Electrnicos o Componentes de Entrada o Laboratorios Modulo 1, Componentes Electrnicos o Componentes de Entrada o Laboratorios Modulo 1, Componentes Electrnicos o Componentes de Salida o Laboratorios Modulo 2, Controles Electrnicos o Tipos de ECM o Laboratorios Modulo 2, Controles Electrnicos o Tipos de ECM o Laboratorios Modulo 3, Sistemas de Monitoreo o Sistema de Monitoreo Computarizado o Laboratorios Modulo 3, Sistemas de Monitoreo o Caterpillar Monitoring Systems o Laboratorios Modulo 3, Sistemas de Monitoreo o VIMS o Laboratorios Modulo 3, Sistemas de Monitoreo o Evaluaciones de Sistemas Repaso de objetivos Prueba final Encuesta

SEGUNDO DIA

Maana Tarde

TERCER DIA

Maana Tarde

CUARTO DIA

Maana

Tarde

QUINTO DIA

Maana Tarde



CURSO: ELECTRICIDAD II FSAA - DMSE0024-2004CMATERIAL NECESARIO LITERATURA _ _ _ _ _ _ _ _

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Manual del Estudiante Esquema Elctrico 950G Wheel Loader RENR2140 Operacin y Mantenimiento 950G SEBU7018 Electronic Monitoring Systems (EMS) SENR2945 Caterpillar Monitoring System SENR6717 Computerized Monitoring Systems (CMS) with VFD SENR5247 Computerized Monitoring Systems (CMS) with LCD SENR4942 Electronic Transmisin Control Systems for Medium SENR5922

HERRAMIENTAS Y EQUIPOS _ _ _ _ _ _ _ _ 4C-8195 Herramienta de Servicio (Control Service Tool) 9U7330 Multmetro digital o equivalente 7X1710 Multmetro Probe Group 8T0900 Pinza amperimtrica AC/DC, o 9U5795 Probador de Corriente AC/DC Analizador de Batera 1278087 Probador de Carga de la Batera 4C4911 Analizador de Arranque y Carga 6V2150



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA-DMSE00020C-2004

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MODULO 1: COMPONENTES ELECTRONICOSEl propsito de este mdulo es introducir al estudiante en los componentes electrnicos que permiten monitorear y controlar los diferentes parmetros de la mquina. Estos componentes pueden variar dependiendo del modelo y serie de la mquina Caterpillar as como del control electrnico de control y el parmetro a monitorear y accionar.

OBJETIVOSAl trmino de este mdulo, el estudiante estar en la capacidad de: 1. Dado un diagrama elctrico identificar los componentes de entrada, salida y los controles electrnicos correspondientes. 2. Explicar la funcin y operacin de los diferentes componentes electrnicos que conforman los sistemas electrnicos de la mquina. 3. Dada una mquina y los manuales de servicio correspondientes identificar y evaluar los diferentes tipos de componentes cubiertos en este mdulo.

FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004

Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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Los sistemas electrnicos Caterpillar operan de forma similar que otros sistemas del Mercado. Asimismo Caterpillar usa una variedad de controles electrnicos, los cuales operan bajo la misma tecnologa. Cada control electrnico requiere de ciertos tipos de dispositivos de entrada que le proporcionen informacin para el control del proceso. Esta informacin es procesada por el control electrnico el cual enva una seal electrnica a varios tipos de dispositivos de salida como solenoides, luces indicadoras, alarmas, etc. Es en este contexto que el tcnico solamente necesita identificar y entender el funcionamiento de los diferentes y variados tipos de controles utilizados en la maquinaria Caterpillar, as como de realizar e interpretar tareas de diagnostico para cada control individualmente.

La figura superior muestra un diagrama de bloques de un Sistema de Monitoreo Caterpillar instalado en algunos camiones de acarreo. El diagrama muestra ejemplos de varios componentes de entrada, salida y controles utilizados por el camin para monitorear el estado de los diferentes sistemas de la maquina.




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Leccin 1: COMPONENTES DE ENTRADA

La mayora de dispositivos de entrada usados en los sistemas electrnicos caterpillar se pueden clasificar como: Switches (Interruptores) Senders (Senders) Sensores El tcnico de servicio debe poder identificar cada uno de estos dispositivos, entender su operacin y saber como utilizar las herramientas de diagnstico para determinar su correcta operacin. Se trataran ejemplos de cada uno de estos componentes en esta leccin.

Hoja 1.1: Switches (Interruptores)

El sistema de Monitoreo Caterpillar usa una gran cantidad de diferentes tipos de interruptores para monitorear las condiciones de la maquina. Todos estos tienen funciones similares y pueden asociarse como dispositivos de dos estados (ON OFF). Esto quiere decir que proporcionan una seal de entrada abierta (open) o una seal de entrada a tierra (grounded) al control electrnico. Este tipo de dispositivo o componente es usado en el antiguo Sistema de Monitoreo Electrnico (EMS) Caterpillar.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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Los nuevos sistemas de monitoreo aun siguen usando muchos de estos componentes con algunos nuevos dispositivos de entrada los mismos que sern detallados mas adelante. Ahora detallaremos algunos tipos de interruptores.

INTERRUPTOR DE PRESION

La figura superior muestra un interruptor (switch) de presin de aceite de motor localizado (para este caso) en el lado derecho del motor. Los contactos del switch de presin estn normalmente abiertos (con el motor apagado). Cuando se enciende el motor y la presin de aceite aumenta al nivel especificado, los contactos se cierran y completan el circuito a tierra. Si la presin de aceite de motor cae por debajo de un nivel especificado los contactos se abrirn, alertando al operador de una condicin de peligro. Los interruptores (switches) utilizados por el Sistema de Monitoreo Caterpillar estn en posicin cerrados cuando operan normalmente. En caso de una rotura del cable la seal recibida por el sistema seria de circuito abierto resultando en un mensaje de advertencia para el operador. Las categoras y niveles de Advertencia se detallaran mas adelante.

INTERRUPTOR DE VERIFICACIN LUCES

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Otro tipo de switch es el de tablero mostrado en la figura superior montado en un panel en la cabina. Este interruptor es utilizado por el operador para seleccionar ciertos modos de operacin de la pantalla del modulo principal del sistema de monitoreo.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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El switch esta momentneamente ENCENDIDO, y los contactos estn normalmente abiertos. Cuando el switch es activado (presionado) el cable de seal provee una conexin a tierra al modulo de control permitiendo al operador acceder al modo seleccionado.

INTERRUPTOR ELECTRNICO DE NIVEL

Otro tipo de switch mostrado arriba es el Electrnico que algunas veces es utilizado para monitorear el nivel de refrigerante del motor. Este switch tiene un diseo y operacin que difiere de los otros tipos de switch de nivel. Este tipo en articular requiere de una alimentacin de +8 DCV proveniente del modulo principal para su operacin. Durante la operacin normal, el nivel de fluido (refrigerante) envuelve el manguito plstico del switch y haciendo que el switch (internamente) suministre una conexin a tierra al modulo principal manteniendo el APAGADO el nivel de alerta. Es importante para la operacin de este tipo de switch que el manguito de plstico se mantenga intacto y libre de daos. Si este fuera daado y expusiese el vstago conductor interior, este no funcionara correctamente. Para poder localizar averas y diagnosticar con eficacia los interruptores y las entradas del interruptor, es importante que el tcnico del servicio entienda los principios bsicos de la seal que enva al control electrnico. La figura inferior muestra un ejemplo tpico de un tipo entrada del interruptor.

VOLTAJE PULLUP (REFERENCIA)

El control electrnico utiliza un voltaje de referencia interno llamado voltaje PULL-UP. El valor del voltaje vara y puede ser de +5V, +8V o +12V inclusive. Aunque el valor es diferente en algunos controles, el concepto es el mismo. Este voltaje est conectado al cable de seal a travs de una resistencia (tpicamente de 2K ohmios).FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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El circuito de la seal de sensado en el control est conectado tpicamente elctricamente en paralelo con la resistencia del dispositivo de entrada. El anlisis elctrico bsico del circuito revela que la cada de voltaje a travs del dispositivo de entrada ser considerada por el circuito de la seal de sensado dentro del control.

La figura superior muestra un diagrama de bloque de un interruptor conectado a la pata del dispositivo de entrada. Cuando el interruptor est en la posicin abierta la resistencia del mismo es infinita. El circuito bsico aparece como un divisor de voltaje. La resistencia a travs del interruptor es tan grande que los +5v del voltaje PULL-UP se pueden medir a travs del interruptor. El circuito de la seal de sensado dentro del control electrnico detecta los +5v tambin porque est en paralelo al interruptor. El control electrnico puede determinar entonces que el interruptor o el cable de entrada est en estado abierto.

La figura 3.1.10 muestra el mismo circuito con el interruptor en la posicin cerrada. Cuando el interruptor est en la posicin cerrada la resistencia del cable de seal es muy baja (los ohmios casi en cero). Ahora el circuito bsico divisor de voltaje ha cambiado de valor. La resistencia del resistor en el control es perceptiblemente mayor que la resistencia del interruptor cerrado. La resistencia a travs del resistor es tan grande que el voltaje PULL-UP de +5v se puede medir a travs de la resistencia. La cada de voltaje a travs del interruptor cerrado es bsicamente +0v. El circuito de la seal de sensado dentro del control tambin detecta los +0v porque est en paralelo al interruptor. El control electrnico puede determinar entonces que el interruptor o el cable de entrada est en el estado cerrado o puesto en cortocircuito a tierra.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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El voltaje PULL-UP es usado para asegurar que el punto de referencia interno del control para el circuito digital es de 0V o +5v, (bajo o alto valor digital). Puesto que el control proporciona el voltaje PULL-UP, cualquier cada de voltaje originada en el mazo de cables debido una mala conexin o por la longitud del cable no afectara la seal de nivel "alto" en el control de referencia. La cada de voltaje en el mazo de cables puede dar lugar a un voltaje medido en el interruptor por debajo de +5v. Debido a que el control usa el voltaje PULL-UP, el sensor no deber ser la fuente necesaria para generar la seal para la longitud del mazo de cables.

Hoja 1.2: Senders (Sensadores)

Los sistemas de monitoreo Caterpillar utilizan dos diferentes tipos de senders para proporcionar entradas al mdulo de pantalla principal (Main Display Module). Estos estn identificados como: Senders de 0 a 240 ohmios, y Senders de 70 a 800 ohmios

SENDER DE 0 a Estos dispositivos miden un valor especfico de resistencia del sistema el cual corresponde a una condicin especfica del sistema. Un sistema tpico que usa 240 ohmseste tipo de sensador es el de nivel de combustible. La resistencia de salida se mide en el mdulo de pantalla principal (main display module) y correspondiendo a su vez a la profundidad del combustible en el tanque. El mdulo de pantalla principal calcula la resistencia y muestra la salida en uno de los indicadores del mdulo. Este tipo de sensador se puede programar para operar con un indicador, una alerta, o ambos.

SENDER DE 70 a Estos dispositivos miden un valor especfico de resistencia del sistema el cual corresponde a una condicin de especfica del sistema. Un sistema tpico que 800 ohms

usa este tipo de sender es el de temperatura o un sistema similar con los mismos parmetros de funcionamiento. La resistencia de salida se mide en el mdulo de pantalla principal, y el valor corresponde a la temperatura del lquido (aceite, lquido refrigerador, o hidrulico) que esta siendo medido. El mdulo de pantalla principal calcula la resistencia y exhibe la salida en una de los indicadores del modulo. Este sender se puede programar para funcionar con un indicador, una alerta, o con ambos. Estos tambin se utilizan en el antiguo sistema de monitoreo llamado Sistema de Monitoreo Electrnico (EMS) y como dispositivos de entrada directa a los indicadores.



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA-DMSE00020C-2004SENDER DE NIVEL DE COMBUSTIBLE

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La figura muestra un sender de 0 - 240 ohmios usado para medir el nivel de combustible. El sender (flecha) est situado en la tapa del depsito de combustible y mide la profundidad del combustible en el tanque. Dos tipos de senders nivel estn disponibles para el uso en el sistema de monitoreo Caterpillar. Uno tiene una gama interna de resistencia entre 0 y 90 ohmios, y el otro tipo tiene una gama de resistencia entre 33 y 240 ohmios. La profundidad del combustible en el tanque determina la posicin que el flotador viajar para arriba o para abajo en la barra espiral, rotando la barra mientras se mueve. El sender esta unido al ensamble superior de la tapa y se acopla magnticamente a la barra espiral. La resistencia de salida del sender cambia mientras que la barra gira y es medida por el mdulo de pantalla principal o exhibida por el indicador de combustible. Si una falla ocurre en el circuito del sender de nivel de combustible, las causas probables son: Sender Tierra abierta Seal puesta en cortocircuito a +Batera Cable de seal roto

NOTA: El sender resistivo puede ser reparado por separado del conjunto de nivel de combustible.

SENDER RESISTIVO

La figura muestra un sender del tipo resistivo el cul se utiliza para detectar temperaturas en fluidos. La resistencia del sender est tpicamente en el radio de los 70 a 800 ohmios.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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La salida de la resistencia vara con la temperatura del lquido y la seal se enva al mdulo de pantalla principal para mostrarlo en el mdulo de indicadores. La resistencia disminuye tpicamente mientras que la temperatura aumenta. Los terminales del sender dependen del uso de una base de montaje para conectarse a tierra de la mquina para completar el circuito de la seal. Debido a esto es importante tener buen contacto elctrico entre la base del sender y el metal en el que estn montado. El uso cintas de tefln para los propsitos de sellado puede interferir con la conductividad elctrica del empalme. La mayora de los senders utilizan una arandela aislante que mantiene el cable con el terminal central de ponerse en cortocircuito a la cubierta del remitente. Si ocurre una falla en el sender, el mdulo de pantalla principal alertar al operador con una advertencia de categora 2 y registrar una avera en el mdulo. El indicador se mostrar en la gama de alta temperatura. La siguiente informacin de diagnstico ser almacenada en la memoria del modulo. La informacin disponible para el sistema de temperatura del convertidor de torque es: MID 30, CID 177, FMI 04. La causa probable es: El circuito de la seal esta en cortocircuito a tierra

Hoja 1.3: Sensores

Los sensores se utilizan para medir parmetros fsicos como velocidad, temperatura, presin y posicin. Un sensor electrnico convierte un parmetro fsico a una seal electrnica. La seal electrnica es proporcional al parmetro fsico. En sistemas electrnicos Caterpillar, los sensores se utilizan para supervisar los sistemas de la mquina que estn cambiando constantemente. La seal electrnica representa el parmetro medido. La seal se modula de tres maneras. La modulacin de la frecuencia representa el parmetro como un nivel de frecuencia. La modulacin de ancho de pulso (digital) representa el parmetro como un ciclo de carga entre 0 a 100%. y La modulacin anloga representa un parmetro como un nivel voltaico.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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SEALES ELECTRNICASLa comunicacin entre los componentes de entrada y de salida se da a travs de seales electrnicas, las cuales pueden ser dos tipos: Seales Continuas.- Mantienen la misma polaridad en todo momento Seales Alternas.- Las seales alternas cambian de polaridad

SEALES CONTINUAS

Las seales continuas pueden ser de distinta forma. Dentro de las seales continuas podemos diferenciar dos grandes grupos: Seales Anlogas Seales Digitales

SEALES ALTERNAS

Dentro de las seales alternas las ms comunes son las sinusoidales, que tiene forma de onda y son cclicas. Se conoce como frecuencia al nmero de ciclos que se producen en un segundo y se expresan en Hertz (Hz). Debido a esta caracterstica las seales alternas se utilizan para expresar frecuencia. Las seales alternas son anlogas.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc

CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA-DMSE00020C-2004SEALES ANALOGAS

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El voltaje de la seal vara conforme va variando el parmetro. La seal vara suavemente con el tiempo, las variaciones son ocasionadas por el cambio de las condiciones sensadas.

SEALES DIGITALES

El voltaje oscila entre dos valores fijos (alto y bajo), no tiene posiciones intermedias. Dentro de este tipo de seales se tienen dos grupos: DE FRECUENCIA

La relacin entre el tiempo de voltaje en alta con el voltaje en baja se mantiene constante y lo que vara es el nmero de ciclos que se repite en un segundo (Hz).FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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DE ANCHO DE PULSO MODULADO (PWM)

La frecuencia se mantiene constante, lo que vara es la proporcin del tiempo que permanece la seal en alta con respecto al tiempo que permanece la seal en baja. Esta proporcin se representa en porcentaje (%) y se le conoce como "ciclo de carga" (duty cycle)

TIPOS DE SENSORESEsta seccin discutir los siguientes tipos de sensores de entrada: Sensores de frecuencia, Sensores analgicos, Sensores digitales, y Combinacin de sensores digitales ha analgicos.

SENSORES DE FRECUENCIA

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Los sistemas de control electrnico utilizan varios tipos de componentes para medir velocidades. Los dos tipos ms comunes de sensores son: (1) Magnticos y (2) Efecto-Hall.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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El tipo de sensor usado es determinado por la ingeniera de diseo. En un sistema donde las bajas velocidades no son crticas, un detector magntico (magnetic pickup) es utilizado. En sistemas donde la medicin a bajas velocidades es esencial, un sensor tipo Efecto-Hall sera utilizado. Un ejemplo de un sistema que usa un sensor de velocidad magntico del tipo pickup seria el de velocidad del motor el mismo que se presentara en un tacmetro. Velocidades por debajo de 600 RPM no son crticas, entonces, medir las RPM con el fin de sincronizar un motor electrnico requiere mediciones de velocidad cercanas a las 0 RPM. En este caso particular, un sensor tipo Efecto-Hall sera utilizado.

SENSOR DE FRECUENCIA DETECTOR MAGNETICO (MAGNETIC PICKUP)

Un sensor magntico de frecuencia del tipo pasivo convierte el movimiento mecnico a un voltaje alterno. Un detector magntico (magnetic pickup) tpico consiste en una bobina, un ncleo, un imn y una cubierta. El sensor produce un campo magntico que, cuando es alterado por el paso de un diente del engranaje, genera un voltaje alterno en la bobina. El voltaje alterno es proporcional a la velocidad. La frecuencia de la seal AC es exactamente proporcional a la velocidad (RPM). Un detector magntico (magnetic pickup) se puede comprobar en operacin esttica y dinmica. Con el sensor desconectado del mazo elctrico de la mquina, se mide la resistencia de la bobina (medida entre los pernos A y B) la misma que debe reflejar aproximadamente 100 - 200 ohmios. Algunos pickups magnticos pueden medir hasta 1200 ohmios. El valor de la resistencia difiere entre los tipos de sensores, pero una medida infinita de la resistencia indicara una bobina abierta, mientras que una lectura en cero indicara una bobina en cortocircuito. Los sensores magnticos requieren de una cierta distancia entre el extremo del sensor y los dientes del engranaje, para funcionar correctamente. Tpicamente cuando el sensor es instalado, este se gira introducindolo hasta que haga contacto con la cresta de un diente del engranaje y despus gira parcialmente una vuelta en sentido contrario antes de fijar su posicin con una tuerca de fijacin. Una seal dbil puede indicar que el sensor esta demasiado alejado del engranaje. Es importante comprobar las especificaciones al instalar estos sensores para asegurar un espaciamiento apropiado.



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA-DMSE00020C-2004SENSOR DE FRECUENCIA EFECTO HALL

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Algunos sistemas electrnicos Caterpillar utilizan un sensor de Efecto Hall para detectar campos magnticos. El control electrnico de la transmisin y el sistema de inyeccin electrnico utilizan este tipo de sensor para proporcionar seales de pulso para determinar la velocidad de salida de la transmisin y la sincronizacin del motor. Ambos tipos de sensores tiene una "clula hall" situada en una punta deslizante en el extremo del sensor. Cuando un diente del engranaje pasa por la "clula hall" el cambio en el campo magntico produce una pequea seal que es enviada a un amplificador en el sensor. La electrnica interna del sensor procesa la entrada y enva pulsos amplificados de onda cuadrada al control electrnico. Construccin tpica de un sensor de Efecto Hall. El elemento de deteccin se establece en la punta deslizante y es extremadamente exacto porque su amplitud y fase de salida no depende de la velocidad. Opera a 0 RPM en un amplio rango de temperatura. El dibujo superior muestra algunos de los componentes principales de un sensor de Efecto Hall. La seal de un sensor de velocidad de Efecto Hall sigue directamente los puntos altos y bajos del engranaje que est midiendo. La seal ser alta (generalmente +10v) cuando el diente est cerca del detector o bajo (+0v) cuando un diente no est delante de l. Si hay un patrn en el engranaje la seal detectada representar ese patrn. Un engranaje de velocidad tendr a veces un patrn y el control electrnico puede determinar velocidad y la direccin del engranaje. Los dispositivos de Efecto Hall se disean para mejorar los resultados cuando existe una escasa o nula luz o distancia al diente. Al instalar un sensor de Efecto Hall de velocidad la punta deslizante esta completamente extendida y el sensor se gira hacia adentro hasta que entre en contacto con la cresta de un diente del engranaje. La punta deslizante entrara dentro del sensor al momento del apriete final, ajustando la luz con el diente.



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA-DMSE00020C-2004SENSOR DE VELOCIDAD DE SALIDA DE LA TRANSMISION (TOS)

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El sensor de velocidad de salida de la transmisin es tpicamente un dispositivo de Efecto Hall. La seal de salida de onda cuadrada est generalmente en el perno "C" del conector. Este sensor requiere generalmente de +10v en el perno de "suministro A" para alimentar el circuito electrnico interno. Los +10v son provistos por el control de monitoreo de la seal y es llamada generalmente la fuente de suministro. Diagnosticar y localizar averas en un sensor de Efecto Hall es difcil debido al tipo de conector usado en los sistemas electrnicos Caterpillar. El conector es un tipo MS (especificacin militar) el cual impide el uso de las puntas de prueba 7X1710 para evaluar el sensor dinmicamente. En algunas mquinas el mazo de cables puede tener un conector cerca del sensor de velocidad en donde las puntas de prueba puedan ser utilizadas. Un procedimiento recomendado para comprobar este sensor es el uso de la funcin de diagnstico interna del sistema para determinar si el control est recibiendo la seal de entrada correcta de velocidad. Muchas veces las puntas de prueba se pueden utilizar en el conector de entrada de seal situado en el control para determinar si la seal est presente. Si no, retire el sensor de la mquina y compruebe visualmente la extremidad auto ajustable para saber si hay dao. Si la utilidad del sensor no puede ser determinada, substituya el sensor. Es importante que la punta deslizante en el sensor este completamente extendida y sta entre en contacto con la cresta o pico de un diente del engranaje cuando el sensor este instalado. Si la cabeza no esta completamente extendida, la luz puede no ser la suficiente. Si la cabeza no entra en contacto con la cresta o pico del diente en el momento de la instalacin, puede ser destruida. NOTA: En algunos casos donde la velocidad de salida de la transmisin no se utiliza para los propsitos de control y no es crtica para la operacin de la mquina un sensor de velocidad del tipo PICKUP puede ser utilizado. Esto sera determinado por el diseo del sistema de control. APUNTES



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA-DMSE00020C-2004SENSOR DE VELOCIDAD Y SINCRONIZACIO N

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Los sensores de velocidad en un motor de controlado electrnicamente miden la velocidad y la sincronizacin del mismo. La velocidad del engranaje es detectada midiendo el cambio del campo magntico cuando un diente del engranaje pasa por l. La sincronizacin del motor corresponde a un borde o muesca en el diente. La figura superior muestra dos diferentes tipos de sensores de sincronizacin de velocidad. Sus caractersticas operacionales son iguales. Los sensores de sincronizacin se disean especficamente para la sincronizacin de los motores con inyeccin electrnica. Por ello es importante que el control electrnico conozca el tiempo exacto en el que el engranaje pasa delante de la punta deslizante.

La figura superior muestra una rueda y un sensor de sincronizacin. Como cada diente del engranaje pasa por la clula o punta, el elemento de deteccin enva una pequea seal a un amplificador. La seccin electrnica interna promedia la seal y enva otra seal a un comparador. Si la seal est por debajo del promedio (luz) la seal de salida ser baja, si la seal est por sobre el promedio (diente cerca de la clula) la seal de salida ser alta. El circuito dentro del sensor de sincronizacin esta diseado especficamente para los estndares que el mdulo de control electrnico del motor pueda determinar la posicin exacta del tren de engranaje en el motor.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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En el sistema de la Unidad de Inyeccin Electrnica (EUI) un diente patrn nico del engranaje da la referencia de la sincronizacin permitiendo que el control electrnico determine la posicin del cigeal, la direccin de la rotacin y las RPM. Como un borde del diente se acerca a la clula o punta Hall esta genera una seal. La seal ser ALTA durante el tiempo que el diente est bajo la punta deslizante y pasar a BAJO cuando una luz entre dientes este presente. El control electrnico cuenta cada pulso y determina la velocidad, memorizada el patrn de los pulsos (patrn nico del diente) y compara este patrn con un estndar diseado para determinar la posicin del cigeal y la direccin de rotacin. La figura muestra una seal tpica de tiempo de sincronizacin generando una seal de salida digital que es determinado por el diente patrn en el engranaje. Un sensor de sincronizacin es algo diferente que uno de Efecto Hall porque el aumento del tiempo exacto de la seal se programa en el mdulo de control electrnico del motor (ECM) para permitir que la seal sea utilizada para la funcin crtica de sincronizacin.

La figura superior muestra dos sensores de sincronizacin de velocidad usados en algunos motores EUI ms recientes tales como los 3406E y los 3456. Los sensores nuevos son del tipo PICKUP magntico y se utilizan siempre en pares.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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Un sensor se disea especficamente para el funcionamiento ptimo a velocidades del motor ms lentas durante el giro en vaco y en el arranque por ejemplo. El otro sensor se disea para el funcionamiento ptimo a velocidades normales de funcionamiento del motor. El montaje de ambos sensores es diferente para evitar puedan ser intercambiados.

La figura muestra los sensores de sincronizacin de velocidad (flechas) del motor EUI Caterpillar 3456. Los sensores estn montados perpendicularmente a la cara del engranaje de sincronizacin. Los sensores son llamados menudo de ALTA y BAJA o SUPERIOR e INFERIOR, refirindose al rango de operacin para el que se disean. Aunque los sensores tienen un aceptable rango de operacin, el ECM usara la seal del sensor adicional como respaldo en caso de falla de uno de ellos. Estos sensores pueden ser evaluados de la misma forma que el PICKUP magnticos antes mencionados. APUNTES



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA-DMSE00020C-2004SENSORES DIGITALES

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Los Sensores Digitales en sistemas electrnicos Caterpillar utilizan un mtodo llamado Modulacin de Ancho de Pulso (PWM) para proporcionar la entrada electrnica variable necesaria en algunos controles. Los requisitos de uso determinarn la seleccin de cada dispositivo. Los Sensores Digitales se utilizan para medir una variedad de aplicaciones, tales como posicin, velocidad, fuerza, presin, etc. Para exponer sobre los sensores digitales PWM, un detector de temperatura del PWM ser utilizado. Todos los sensores PWM realizan la mismo funcin bsica. Note el tamao fsico de un PWM. Es importante que el participante pueda identificar los diferentes tipos de sensores electrnicos. En la mayora de los casos, un sensor digital ser ms grande que un sensor anlogo porque el sensor digital contiene los componentes electrnicos dentro del cuerpo del sensor. De ser posible el esquema elctrico de la mquina puede ser revisado. Muchos controles indican la tierra para los sensores que son utilizados. La tierra de un sensor digital, tpicamente pin B, ser conectada con la lnea de retorno del control digital. Tambin, la mayora de los controles proporcionarn una fuente para alimentar la seccin electrnica del sensor. El ECM de motor tiene ambos tipos de fuentes para sensores anlogos y digitales. APUNTES




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La figura muestra un sensor digital de temperatura. El smbolo ISO indica que este tipo sensor se puede utilizar para supervisar varias condiciones de la mquina (hidrulica, tren de potencia, lquido refrigerante, etc.). La caracterstica ms importante en el grfico es sobre que representa el smbolo esquemtico en s. Este mismo tipo de smbolo se puede utilizar para otros tipos de sensores. La informacin contenida dentro de la representacin esquemtica ayuda al tcnico a determinar qu tipo de sensor se est utilizando. La informacin siguiente se puede mostrar dentro del smbolo: SUMINISTRO (SUPLY): Es el voltaje de entrada requerido para la operacin del sensor puede ser enumerado en muchas formas, por ejemplo: B+, +B, +Batera = voltaje de fuente al sensor que est siendo provisto por las bateras de la mquina. +8 = indica que el sensor est recibiendo un potencial de voltaje de 8 voltios. Los +8 se utiliza como ejemplo. Algunos controles proporcionan otros niveles voltaicos. V+ = el voltaje de fuente al sensor est proviniendo de una fuente que no son las bateras de la mquina. El tcnico necesitara seguir la lnea de suministro del sensor al control electrnico para determinar voltaje de fuente del sensor. TIERRA: El uso del trmino "tierra" dentro del smbolo esquemtico debe ser considerado por el tcnico. Los Sensores Digitales (generalmente) se conectan a la tierra del chasis de la mquina, lo ms prximo al sensor. Es tambin el medio de identificar que tipo de sensor es utilizado. Algunos sensores digitales se conectan a la tierra por la lnea digital de retorno que esta conectada al ECM. SEAL: El trmino "seal" identifica el terminal de salida del sensor. El cable de seal provee la informacin del parmetro al mdulo de control electrnico para procesar. APUNTES

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La figura muestra los componentes internos de un sensor digital de temperatura. Los componentes principales son: Una fuente de voltaje de entrada al sensor regulada por un control electrnico. Un oscilador proporciona la frecuencia portadora de la seal. En este uso particular el oscilador interno provee una frecuencia portadora de aproximadamente 5kHz. Un termistor (sensor) sensa el parmetro supervisado y proporciona una entrada resistiva para un amplificador. Un amplificador controla la base de un transistor que genera una salida del ciclo medida en porcentaje de tiempo en que el transistor esta ENCENDIDO (ON) contra APAGADO (OFF).

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Localizacin de Fallas en Sensores Digitales. El mecnico debe utilizar la informacin de diagnstico del sistema electrnico proporcionada por los diferentes controles electrnicos. Si un mecnico sospecha (basado en la informacin de diagnstico) que un sensor digital es culpable de la falla, l puede verificar rpidamente si el sensor o el cableado del mismo es el culpable de la falla. Usando un multmetro Digital, unas puntas de prueba y el mdulo apropiado del manual de servicio, el voltaje CC de salida en el cable de seal puede ser medido y ser comparado con la especificacin del manual. Si existe seal, pero no dentro de lo especificado, el sensor debe ser substituido. Si no hay seal, ser necesario verificar si existe voltaje de fuente y si el circuito a tierra es bueno. Si ambos estn dentro de lo especificado, el sensor debe ser substituido. Si cualquier medida no est dentro de lo especificado, ser necesario continuar evaluando el circuito. Adicionalmente, usando un 9U7330 (FLUKE 87) o un multmetro digital Caterpillar 146-4080 Digital la operatividad de un sensor PWM puede ser determinada. El multmetro de Digital tiene la capacidad para medir voltaje de C.C., frecuencia y el ciclo de carga. Usando la punta de prueba 7X1710 y los terminales del multmetro digital conectados entre el cable de seal (pin C) y tierra (pin B) en el conector del sensor, el mecnico puede analizar rpidamente la condicin del sensor.




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Las siguientes mediciones seran tpicas para un sensor de temperatura PWM con el sensor conectado al control y el interruptor principal encendido: Pin A al Pin B = Voltaje de fuente Pin C al Pin B = De 0.7 - 6.9 DCV, en la escala de voltaje CC Pin C al Pin B = 4.5 - 5.5 kilociclos, en la escala de frecuencia Pin C al Pin B= 5% - 95%, en la escala ciclo de carga % El voltaje CC puede variar entre los diferentes tipos de sensores PWM, pero la frecuencia debe siempre estar dentro de lo especificado en el sensor, y el ciclo de carga debe siempre ser mayor a 0% (generalmente entre 5% - 10 %) en baja y hasta 95% en el alta (pero nunca en 100%).

SENSORES ANALOGICOS

Los sensores anlogos se diferencian de otros tipos de sensores no solamente por la manera en que funcionan, sino tambin por la manera en la cual se prueban. En un esquema elctrico el smbolo del sensor analgico luce igual que un smbolo de un sensor digital. La informacin que distingue un dispositivo anlogo de otros tipos est en la nomenclatura que describe el voltaje de fuente del sensor y la tierra del sensor. Un sensor analgico ser identificado generalmente con una indicacin del voltaje en el pin A de por ejemplo, +5V. El nmero indica el voltaje de la fuente de alimentacin del sensor que es recibido del control electrnico (este es regulado). La tierra del sensor en el pin B ser identificada por la nomenclatura "retorno analgico" o "retorno". Esto indica que el sensor est conectado a tierra a travs del control electrnico y no unido directamente a la tierra del chasis. La definicin de una seal anloga es: Una seal que vara suavemente en un cierto tiempo, y en proporcin con el parmetro medido. Una salida anloga del sensor representa solamente un voltaje C.C. en proporcin con el parmetro medido, generalmente entre 0 y 5 voltios. El sensor se puede tambin identificar por su tamao ms pequeo. El sensor contiene solamente una porcin de los componentes electrnicos necesarios para generar una seal anloga, los componentes restantes est situado en el control electrnico. El sensor se puede tambin identificar por su tamao ms pequeo. El sensor contiene solamente una porcin de los componentes electrnicos necesitados para exhibir una seal anloga, los componentes restantes est situado en el control electrnico. Los sensores analgicos se utilizan comnmente en aplicaciones de motor donde la configuracin de los sensores en relacin con el ECM del motor se mantenga constante. La mayora de los sensores analgicos se conectan a tierra por medio del retorno analgico del mismo hacia el ECM que los est monitoreando.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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La figura muestra los componentes internos de un sensor de temperatura analgico tpico. Los componentes internos principales son (1) un termistor para medir temperatura y (2) un dispositivo de amplificacin OP (amplificador operacional) para proporcionar una seal de salida que pueda variar de 0.2 a 4.8 DCV que es proporcional a la temperatura. Localizacin de Fallas en Sensores Analgico. El tcnico debe utilizar la informacin de diagnstico del sistema electrnico proporcionada por los diferentes controles. Si un tcnico sospecha (basado en la informacin de diagnstico) que un sensor analgico es el culpable de la falla, l puede verificar rpidamente si el sensor o el cableado es el causante de la avera. Usando un multmetro de Digital, las puntas de prueba 7X1710 y el mdulo apropiado del manual de servicio, se puede medir el voltaje CC de la seal de salida en el cable y comparar con la especificacin del manual. Si no hay seal presente, ser necesario determinar si hay voltaje de fuente y s el circuito a tierra esta bien. Si ambos estn dentro de lo especificado, el sensor debe ser substituido. Si cualquier medida no est dentro de lo especificado, ser necesario continuar localizando la falla. Las siguientes mediciones sern tpicas para un sensor analgico de temperatura con el sensor conectado al control y el interruptor principal encendido: Pin A al Pin B: Alimentacin regulada de 5.0 VDC del control electrnico Pin C al Pin B: 1.99 - 4.46 DCV del sensor La seal de voltaje en el pin C ser diferente para cada tipo sensor que sea utilizado. La salida es proporcional al parmetro medido (temperatura, presin, etc.). Los tcnicos deben consultar el mdulo de servicio apropiado para las especificaciones individuales de cada sensor. APUNTES



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA-DMSE00020C-2004SENSORES ANALOGICOS DIGITALES

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El sensor tipo Analgico - Digital es un dispositivo que incorpora electrnica anloga y digital. El uso de este sensor es determinado por el control electrnico especfico que est procesando la informacin. La figura muestra un sensor A-D de presin tpico. Se mide la presin usando la seccin anloga y la seal se enva a un convertidor donde se procesa y se convierte (PWM) en una salida digital que se enva al control electrnico.

La figura muestra dos secciones de un sensor A-D tpico. La seccin analgica mide el parmetro (presin) y enva una seal a la seccin digital (convertidor). La salida de la seccin digital es una seal PWM tal cual es procesado por el control electrnico y despus enviado a un dispositivo de salida, que puede ser una lmpara o un indicador, etc. El smbolo esquemtico no identifica el sensor como A-D. La informacin contenida dentro del smbolo se refiere a la salida del sensor. En este ejemplo, la salida es una seal PWM digital. El smbolo de la representacin grfica se utiliza para identificar el sistema que es monitoreado. En este ejemplo, el sistema es "presin de aire del freno.




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Localizando averas sensores analgicos de Digital. El tcnico debe localizar averas este tipo dispositivo usando el mismo procedimiento que para un sensor digital (PWM) antes mencionado. Es la salida del sensor lo que determina la utilidad del componente.

SENSOR ULTRASONICO

Algunas mquinas Caterpillar se equipan con un sensor ultrasnico de nivel. Este tipo de sensor se utiliza en sistemas de combustible y substituye a los antiguos tipos de sensores que utilizaban una resistencia variable dentro del depsito de combustible. El sensor ultrasnico reacciona al nivel del combustible en el tanque. El sensor emite una seal ultrasnica que viaje por un tubo gua en el tanque. La seal se refleja de un disco de metal en el fondo de un flotador en el combustible y retornan de nuevo al sensor. El sensor mide la cantidad de tiempo que toma para que la seal deje el sensor, refleja en el disco, y vuelve al sensor. El sensor tiene cuatro contactos. El estado abierto o conectado a tierra del contacto tres en el conector le indica al control electrnico si el sensor esta instalado en un tanque profundo o un tanque bajo. Los procedimientos de localizacin de averas para el sensor ultrasnico sern iguales que los usados para otros sensores PWM. El sensor ultrasnico no se puede probar fuera de la mquina. Debe estar instalado en el depsito de combustible a ser probado.

APUNTES




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RESUMEN Resumiendo los tipos de sensores tenemos lo siguiente




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Leccin 2: COMPONENTES DE SALIDA

Los dispositivos de salida se utilizan para notificar al operador del estado de los sistemas de la mquina. Los productos Caterpillar usan numerosos dispositivos de salida, como por ejemplo: mdulos de pantalla, lmpara y alarmar de aviso, velocmetros, tacmetros, lmparas de carga til, indicadores de velocidad de la transmisin, solenoides, etc.

Hoja 2.1: Mdulos PrincipalesMODULO PANTALLA PRINCIPAL DE

Las mquinas Caterpillar utilizan diferentes tipos de mdulos de pantalla para proveer del operador y al tcnico de servicio la informacin requerida. Dos ejemplos de estos mdulos son: Mdulo de pantalla del Sistema de Monitoreo Caterpillar, y Mdulo de pantalla del Sistema de Administracin de Informacin Vital (VIMS).

La figura superior muestra el mdulo de pantalla principal del sistema de monitoreo Caterpillar instalado en el tablero de un cargador de ruedas. rea de visualizacin en el mdulo proporciona informacin digital y de texto.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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La informacin disponible en la pantalla depende de los los modos de operacin especficos de la maquina que estn programados. Estos mdulos tambin utilizan indicadores de alertas para notificar al operador de las condiciones anormales de la mquina.

La figura superior muestra el centro de mensajes del mdulo principal para el VIMS instalado en un camin de acarreo. El centro de mensajes provee al operador o al tcnico de servicio con informacin digital en texto de todos los parmetros medidos de la mquina adems de proporcionar la informacin de advertencia y una funcin de indicador (instrumento) universal para todas las mediciones. Esta funcin particular permite que el operador o el tcnico seleccione un parmetro especfico o supervise un parmetro problemtico que no ha excedido su lmite permisible.

DATA-LINK DE LA PANTALLA

El Data-Link de la pantalla es un mazo de cables elctrico de seis cables que conecta el mdulo de pantalla principal con los otros componentes de salida de pantalla, el mdulo de medidores / indicadores, el mdulo de tacmetro / velocmetro, y el mdulo de centro de mensajes.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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Puesto que cada uno de estos mdulos de salida contiene microprocesadores, deben comunicarse uno con otro en un formato digital de datos. No se debe confundir el data-link de la pantalla con el CAT Data-Link que interconecta varios mdulos de control electrnico.

INDICADORES DE ALERTA

El tipo de indicadores de alertas vara entre los diferentes sistemas de monitoreo usados en productos Caterpillar. El sistema de monitoreo usado en mquinas anteriores consista en un LCD rojo "que destellaba" para alertar al operador de una condicin anormal. El sistema de monitoreo Caterpillar contina utilizando el mismo tipo de indicador, mientras que el VIMS utiliza una lmpara. La figura superior muestra el indicador alerta (flecha) como lmpara interna instalada en el mdulo principal del centro de mensajes del VIMS. La localizacin o el tipo de dispositivo usado no es importante. La funcin primaria de los indicadores de alerta es llamar la atencin de los operadores advirtindoles sobre una condicin de anormal del sistema.

LAMPARA ALARMA ACCION

/ DE

La lmpara y la alarma de accin son tambin parte de los sistemas de monitoreo instalados en los productos Caterpillar. La lmpara de la accin se asocia al indicador de alerta para notificar al operador de una advertencia de categora 2. La alarma de accin tambin se asocia al indicador y a la lmpara de alerta para notificar al operador de una advertencia de categora 3. La figura superior muestra una lmpara tpica de accin (flecha) instalada en la consola de un tractor de orugas grande equipado con el sistema de monitoreo Caterpillar. La alarma de accin se localiza tpicamente detrs del asiento del operador o en el interior de un panel fuera de la vista.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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Otros Componentes De Salida. Dependiendo del tipo de mquina y de los sistemas instalados, otros tipos de componentes de salida pueden ser utilizados. Los camiones de acarreo ms grandes utilizan las lmparas de carga til que son encendidas automticamente por un control electrnico para notificar al operador del cargador que el peso de carga del camin se ha alcanzado. Tambin, las mquinas equipadas con VIMS utilizan una lmpara de servicio (situada en el exterior de la mquina) para notificar a personal de servicio que la mquina tiene una avera o una condicin activa.

Hoja 2.2: Solenoides

Muchos controles electrnicos Caterpillar pueden operar solenoides para realizar una funcin de control. Algunos ejemplos son: cambiar de velocidad a la transmisin, encender el motor, proporcionar la lubricacin, etc. Los solenoides son dispositivos electrnicos que funcionan sobre el principio que cuando una corriente elctrica pasa a travs de una bobina conductora, un campo magntico es producido. El campo magntico se puede utilizar para realizar trabajo mecnico. El tipo de solenoide que se utilice ser determinado por la tarea que este deba realizar.

La figura superior muestra una foto de las vlvulas solenoide usadas para cambiar la marcha y velocidad en una transmisin. Cuando se energiza un solenoide la bobina crea un campo magntico que mueva un carrete interno. Cuando el carrete se mueve el aceite es redireccionado.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc


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Algunos solenoides de este tipo son actuados con una seal de +24vdc mientras que otros se actan con un voltaje modulado que d lugar a un voltaje medido entre +8vdc y +12vdc.

Hoja 2.3: Rels

La figura superior es un diagrama bsico de un rel. Un rel tambin funciona bajo el principio de un electroimn. En un rel el electroimn se utiliza para cerrar o para abrir los contactos de un interruptor. Los rels se utilizan ms comnmente para aumentar las capacidades de corriente de un interruptor mecnico o digital. Cuando la bobina del rel se energiza el campo magntico acta sobre los contactos del interruptor. Los contactos del interruptor estn conectados con los postes del rel. Los postes del rel pueden fabricarse para conducir altas cargas de corriente tales como en el arrancador u otros solenoides grandes. La bobina del rel requiere una corriente ms baja y asla el circuito de baja con el de alto corriente.

La figura superior es un diagrama bsico de un circuito de arranque. El circuito del arrancador es un ejemplo de un circuito controlado por un rel. El interruptor de encendido se utiliza para energizar el rel de arranque y este a su ves energiza el solenoide del arrancador. Esto hace que los contactos en el rel de arranque soporten la carga de corriente ms alta requerida por el arrancador.FERREYROS S.A.A. ERI / MGR Jun2004 Desarrollo Tcnico Electricidad III Material del Estudiante - MODULO 1.doc

CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA-DMSE00020C-2004ANOTACIONES

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CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA - DMSE0024-2004C

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Material del Estudiante Mdulo 2

MODULO 2: CONTROLES ELECTRNICOSEsta leccin describe los mdulos de control electrnicos ms empleados en mquinas Caterpillar. Los Mdulos de Control Electrnicos (ECM) son sofisticadas computadoras, contienen fuentes de poder, unidad de procesamiento central, memoria, entradas y se comunican con otros controles de forma bi-direccinal

OBJETIVOSAl trmino de este mdulo, el estudiante estar en capacidad de: 1. 2. Describir los diferentes mdulos. Establecer diferencias y similitudes entre los mdulos.

FERREYROS S.A.A. Carlos Giese Ago04



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LECCIN 2.1: TIPOS DE ECMEl trmino ECM significa Electronic Control Module, es decir , Mdulo Electrnico de Control.

EPTC II

Las siglas significan Electronically Programmable Transmission Control II. Es usado para controlar la transmisin de equipos antiguos, como camiones OHT de la serie B y 777D antiguos. Este se comunica con el control del motor para obtener el acople de embragues de forma suave. Esto se logra al reducir la velocidad del motor momentneamente mientras que un solenoide de embrague se energiza Este control tiene entradas de datos tipo interruptor, que pueden ser usadas para acceder a modos de servicio, para realizar funciones establecidas, recuperar y borrar informacin de servicio. Estos son llamados normalmente SERVICE y CLEAR. El modo de uso de estos interruptores es similar entre controles, mientras que los modos de servicio son distintos dependiendo de cada control, por lo que siempre ser necesario referirse al manual de servicio para su uso correcto.

Este control se encarga de hacer todas las decisiones del sistema de transmisin. Mediante conectores se une el arns de cables a las entradas (inputs) y salidas (outputs) del control. El conector A (2) tiene 37 contactos y el conector B (1) tiene 10. La pantalla (display) (3) muestra informacin de diagnstico para la ubicacin y solucin de problemas.




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Debido al gran nmero de modelos en donde es usado el EPTC II, tenemos aplicaciones diferentes: Para camiones de obra (OHT) y tractores. Para mototraillas. Los EPTC II son iguales en apariencia, pero diferentes por dentro, con nmero de parte distintos. El EPTC II registra continuamente las condiciones del equipo necesarias para realizar cambios de marcha. Diversos componentes sensan las condiciones del equipo y envan seales elctricas, que son comparadas con informacin de la memoria, para hacer cambios. Despus de decidir la marcha correcta, se activa el componente respectivo (solenoide).

NOTAS:



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA - DMSE0024-2004C MAC 14

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Estas iniciales significan Multiple Application Control, de 14 contactos para datos de entrada. Esto es porque tiene distintas aplicaciones, para varios equipos distintos. El nmero de parte es el mismo, lo que cambia es la programacin del Control. No tiene un mdulo de personalidad removible. En la figura tenemos el usado en una motoniveladora 24H. Otra diferencia es que no lleva pantallas u otro indicador visible del estado de la transmisin. La informacin se puede ver por el CMS, que recibe datos del MAC, a travs del CAT DATA LINK.

En la vista siguiente tenemos un esquema del sistema electrnico del tren de potencia de camin 793C, y el esquema elctrico del sistema de frenos para camiones serie C



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA - DMSE0024-2004C ADEM II

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Las iniciales significan Advanced Digitall Engine Managment II, y es un mdulo para el control de motores diesel MEUI y HEUI. Se encarga de controlar la sincronizacin y velocidad del motor por medio del control de la inyeccin de combustible. Los motores que usan estos mdulos estn diseados para control electrnico. La bomba de inyeccin, lneas de combustible e inyectores usados en motores mecnicos han sido reemplazados con unidades inyectoras en cada cilindro. Un solenoide en cada inyector controla la cantidad de combustible que es entregada por el inyector. El ECM enva una seal a cada solenoide para dar un control completo del motor.

Para hacer esto necesita varios datos de entrada, como presin de refuerzo, posicin de los cilindros, temperaturas, posicin del acelerador, y velocidad del motor. Registra ms datos de entrada para funciones adicionales de este ECM, como son el control del funcionamiento en fro, alarmas, y pruebas con ET. Los mdulos ADEM II tienen nmero de parte distintos, dependiendo de si se usan para sistemas MEUI o HEUI

NOTAS:




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Como todo ECM, necesita ingreso de informacin, parmetros para comparacin y salidas. En este caso, estos parmetros estn almacenados en un circuito removible, llamada Mdulo de Personalidad. La finalidad es poder controlar la potencia y mapa de torque del motor. Para determinar la velocidad de salida del motor, adems del dato de posicin del acelerador, tambin es necesaria informacin respecto a cdigos de diagnstico y eventos (que pueden activar derateos).

NOTAS:



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA - DMSE0024-2004C ADEM III

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Este mdulo se introdujo en todos los motores electrnicos de servicio pesado para camin de carretera en 1999, debido a la necesidad de mejorar el desempeo, confiabilidad, reducir emisiones y cubrir necesidades futuras de clientes para nuevas funciones o tecnologas. Con este ECM se logra que motores de servicio medio y pesado usen un mismo ECM. Su uso se ha hecho extensivo a otros equipos Caterpillar. Cumple las mismas funciones que un mdulo ADEM II, pero existen diferencias significativas, por lo que no son intercambiables: Capacidad y velocidad de procesamiento mejores. Lenguajes de programacin distintos. Todos los sensores del sistema ADEM III son pasivos. (Toda la electrnica se ha trasladao al ECM). Sensado de velocidad/sincronizacin doble. Mayor nmero de contactos, tanto de ingreso (inputs) como de salida (outputs) Enfriamiento por aire. Conexin para Data Link J1939 estndar.

Ambos controles son diferentes en apariencia.



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA - DMSE0024-2004CSistema Motor :

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Sistema de Maquina

NOTAS:



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA - DMSE0024-2004C VIMS 3.0

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Las iniciales significan Vital Information Managment System (Sistema de Administracin de Informacin Vital). El mdulo VIMS es el corazn de este sistema, es el que toma las decisiones, dependiendo de seales de ingreso (inputs), que las recibe de otros mdulos o sensores propios de este sistema. La estructura base depende de 4 partes: Mdulo Principal Seales de entrada Seales de Salida, Centro de Mensajes e Indicadores Data Link

El VIMS 3.0 usa los mdulos de interfase para recibir seales de interruptores y sensores ubicados alrededor de la mquina y dos salidas de voltaje para solenoides. Adems, se comunica a travs del CAT Data Link con los otros controles electrnicos del equipo, dando al personal de operacin y servicio informacin sobre los sistemas del equipo. Algunos de los controles que se pueden instalar son: ECM del control del motor Control de Implementos electro-hidrulicos EPTC II ARC



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA - DMSE0024-2004CMdulos de Interfase

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El mdulo principal puede recibir hasta 8 mdulos de interfase. Este nmero depender del software de configuracin. Cada interfase trabaja del mismo modo, pero tendr su propio cdigo MID. Las interfases reciben seales de entrada de sensores y switches, y envan una seal de salida al mdulo principal, usando el Cat Data Link. El mdulo principal procesa la informacin y la enva a los indicadores correspondientes. Esto reduce la cantidad de cableado necesario. Las interfases tambin tienen 2 salidas para solenoides y 2 salidas de voltaje regulado usadas para energizar sensores. VIMS en Cargador 994D

Vims en Cargador 992G



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA - DMSE0024-2004C VIMS 4.0

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Este controlador es una versin de hardware ms moderna que la usada con VIMS 3.0. Este cumple las mismas funciones que la versin anterior, pero no usa los mdulos de interfase: los sensores van directo al conector principal, lo mismo que las salidas para los solenoides. Tanto VIMS 3.0 como 4.0 llevan una batera de litio de 3 voltios, que permite retener informacin cuando se corta la energa del mdulo principal. La nica informacin que se queda son los grupos de software: source code y configuration file. VIMS 3.0, en Camiones Serie C

VIMS 4.0, en Camiones Serie C



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA - DMSE0024-2004CVIMS 3.0 Diagrama Tpico

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VIMS 4.0 Diagrama Tpico



CURSO: ELECTRICIDAD III FSAA - DMSE0024-2004C CAT Data Link

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El CAT Data Link es el lazo de comunicacin entre el ECM, EPTC II, el Caterpillar Monitoring System, ET Service Tool o programas de PC u otro sistema basado en procesadores Este sistema permite que varios sistemas en el equipo se comuniquen entre ellos por medio de una conexin de 2 cables. Se pueden conectar hasta 10 sistemas en el equipo. El CAT Data Link es usado para programar, detectar y solucionar problemas en los mdulos usando el Caterpillar ET, a travs del Service Tool Conector. Este conector es el punto de acceso comn para todos los ECM del equipo. Los 2 cables usados estn retorcidos para reducir interferencias por frecuencias de radio. Los sistemas tpicos conectados por el CAT Data Link son: ECM Mdulos VIMS ET Service Tool Mdulo de Control de la Transmisin El ECM se comunica con el Caterpillar Monitoring System (CMS) o el Vital Information Management System (VIMS), para compartir informacin, como velocidad del motor, presin de aceite del motor, temperatura del refrigerante, restriccin en filtros o fallas en el sistema electrnico.



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Electric Id Ad III