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MANUAL DE PRÁCTICAS
Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 1 / 26
7. MANUAL DE PRÁCTICAS ...................................................................................................... 2
7.1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO .............................................................................................. 27.1.1 DESCRIPCIÓN ......................................................................................................................................................... 27.1.2 POSIBILIDADES PRÁCTICAS .......................................................................................................................... 3
7.2 DESCRIPCIÓN DE LOS MÓDULOS.................................................................................... 47.2.1 ALI02 FUENTE DE ALIMENTACIÓN PRINCIPAL DOMÉSTICA..................................................... 47.2.2 ALI03 FUENTE DE ALIMENTACIÓN AUXILIAR DOMÉSTICA....................................................... 67.2.3 INT14 DOS INTERRUPTORES UNIPOLARES ............................................................................................ 77.2.4 SEL01 DOS LÁMPARAS PILOTOS .................................................................................................................. 87.2.5 SEN04 SENSOR INDUCTIVO ............................................................................................................................ 97.2.6 SEN14 SENSOR CAPACITIVO ........................................................................................................................ 117.2.7 SEN29 SENSOR INDUCTIVO ........................................................................................................................... 13
7.3 PRÁCTICAS......................................................................................................................... 147.3.1 CONSIDERACIONES PREVIAS Y PRECAUCIONES ............................................................................. 147.3.2 PRÁCTICA 1: VERIFICACIÓN DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN ALI02 ........................... 157.3.3 PRÁCTICA 2: VERIFICACIÓN DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN ALI03 ........................... 177.3.4 PRÁCTICA 3: VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR INDUCTIVO ............ 197.3.5 PRÁCTICA 4: VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR CAPACITIVO ......... 217.3.6 PRÁCTICA 5: VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR INDUCTIVO (II) .... 237.3.7 PRÁCTICA 6: APLICACIÓN REAL DE UN SISTEMA DE DETECCIÓN ....................................... 25
MANUAL DE PRÁCTICAS
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7. MANUAL DE PRÁCTICAS
IMPORTANTE:
Siempre, antes de realizar cualquier montaje o modificación sobre el
mismo, comprobar que el equipo está apagado, esto es, con la llave en posición
OFF y con la seta de seguridad pulsada. Una vez que el montaje esté terminado
se procederá a encender el equipo y no se modificará nada hasta haberlo vuelto
a apagar.
7.1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
7.1.1 DESCRIPCIÓN
El equipo para control de posición básico está compuesto de una serie de
módulos, los cuales serán descritos en el apartado siguiente, para realizar prácticas
con el cometido de aprender el funcionamiento de una estación de control e sensores
de posición.
Figura 1. Vista frontal
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Requiere alimentación alterna monofásica. Cuenta con un interruptor
automático magnetotérmico y diferencial también en la parte posterior del equipo.
Figura 2. Vista trasera
7.1.2 POSIBILIDADES PRÁCTICAS
Este equipo puede utilizarse para realizar prácticas como control de
sensores de posición desde uno o más puntos, comprobar el funcionamiento de un
sensor inductivo de 24 Vdc, un sensor capacitivo y un sensor inductivo de 24 Vac.
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7.2 DESCRIPCIÓN DE LOS MÓDULOS
7.2.1 ALI02 FUENTE DE ALIMENTACIÓN PRINCIPAL DOMÉSTICA
Figura 3. Fuente de Alimentación
El módulo de fuente de alimentación nos permite alimentar al resto de los
módulos.
Cuenta con una salida de tensión en formato de base de red y dos en
formato de tomas de los terminales de línea L, de neutro N y de tierra GND.
Una llave extraíble con dos posiciones (ON y OFF) lleva a cabo la función
de interruptor principal. El profesor de laboratorio encargado puede retirar la llave en
la posición OFF y asegurar que ninguno de los estudiantes puede manipular el
módulo). Cuando el módulo está enchufado a la red, la luz roja de la izquierda (sobre
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el interruptor de parada de emergencia) se enciende independientemente de la
posición de la llave, del interruptor de la parada de emergencia y del estado del
magnetotérmico y del diferencial.
La otra luz roja, situada a la derecha (sobre la llave), se encenderá sólo en
caso de que haya tensión en los terminales de salida (esto es, con toda la protección
activada y el interruptor de emergencia desactivado).
El interruptor automático diferencial de dos polos (240V/30mA/25A con
test) y el interruptor automático magnetotérmico de dos polos (230/400V-16A/6kA)
se encargan de la seguridad del equipo. Los interruptores están situados en la parte
posterior del panel.
La seta de seguridad se usa cuando necesitamos cortar la alimentación del
circuito de forma inmediata ante una situación de emergencia. Obviamente, se trata
de un contacto NC.
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7.2.2 ALI03 FUENTE DE ALIMENTACIÓN AUXILIAR DOMÉSTICA
Figura 4. Fuente de Alimentación Auxiliar
Este módulo suministra 24 Vac y 24 Vdc para los circuitos de control y
señal. La entrada está hecha por medio de terminales de 230 Vac, donde
conectaremos el módulo ALI02.
Este módulo es absolutamente necesario para obtener una tensión de 24
Vac y 24 Vdc, que nosotros podemos usar en circuitos de control de baja tensión (24
Vac o 24 Vdc frente a 220 Vac) para un uso más simple y seguro.
La relación de transformación, viene dada por:
Rt=V1/V2
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7.2.3 INT14 DOS INTERRUPTORES UNIPOLARES
Figura 5. Interruptores unipolares
Este módulo nos permite modificar el estado de dos circuitos (abierto o
cerrado) mediante interruptores de dos posiciones.
El interruptor SWI1 tiene un terminal de entrada y otro de salida de modo
que se pueda controlar la señal que introduzcamos. Cuando el circuito está abierto el
interruptor no conduce, esto ocurre cuando la parte superior del botón está
presionada. Si presionamos el interruptor y cambiamos el estado, el circuito se
cerrará y conducirá. El interruptor SWI2 funciona exactamente igual que el SWI1.
Los terminales de entrada y salida son intercambiables, es decir, ambos
pueden actuar como entrada o salida.
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7.2.4 SEL01 DOS LÁMPARAS PILOTOS
Figura 6. Lámparas
Este módulo consta de lámparas (una roja y otra amarilla) que pueden ser
alimentadas a 24 Vac o 24 Vdc. El módulo se utilizará para avisar que los sensores
han detectado algo.
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7.2.5 SEN04 SENSOR INDUCTIVO
Figura 7. Sensor Inductivo
Este módulo consta de un sensor inductivo que opera a una tensión de 24 Vdc.
Este sensor nos permite detectar cualquier material metálico a una determinada
distancia, ya que produce un cambio en su campo magnético. Puede trabajar en
condiciones adversas con fluidos corrosivos, aceites, etc.
Una corriente I, que circula a través de un hilo conductor, genera un campo
magnético que está asociado a ella.
Los sensores de proximidad inductivos contienen un devanado interno. Cuando
una corriente circula por el mismo, un campo magnético es generado. Cuando un
metal es acercado al campo magnético generado por el sensor de proximidad, éste es
detectado.
La bobina, o devanado, del sensor inductivo induce corrientes de Foucault en el
material a detectar. Estas, a su vez, generan un campo magnético que se opone al de
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la bobina del sensor, causando una reducción en la inductancia de la misma. Esta
reducción en la inductancia de la bobina interna del sensor, trae asociada una
disminución en la impedancia de esta.
XL=2pfL
XL = Reactancia inductiva. Medida en O (ohmios)
f = Frecuencia. Medida en Hz (Hercios)
L = Inductancia. Medida en H (Henrios)
La inductancia, es un valor intrínseco de las bobinas, o inductores, que depende
del diámetro de las espiras y el número de ellas.
La distancia de sensado de un sensor inductivo está basada en un objeto
estándar de hierro. Este valor variará sensiblemente si se quiere detectar otros tipos
de metales, siendo el hierro el material que mejor detectan este tipo de sensores.
Este sensor tiene una configuración NA, que activará la salida cuando el metal
a detectar ingrese en la zona de detección.
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7.2.6 SEN14 SENSOR CAPACITIVO
Figura 8. Sensor Capacitivo
Este módulo consta de un sensor capacitivo que opera a una tensión de 24 V en
continua.
Los sensores capacitivos son un tipo de sensor eléctrico y reaccionan ante
metales y no metales que al aproximarse a la superficie activa sobrepasan una
determinada capacidad. La distancia de conexión respecto a un determinado material
es tanto mayor cuanto más elevada sea su constante dieléctrica. Estos sensores se
emplean para la identificación de objetos, para funciones contadoras y para toda clase
de controles de nivel de carga de materiales sólidos o líquidos.
Los sensores capacitivos están especialmente diseñados para lograr detectar
materiales aislantes tales como el plástico, el papel y la madera. .
Es importante tener en cuenta que los sensores capacitivos funcionan de
manera inversa a los inductivos, es decir, que a medida que el objetivo se va a
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acercando al sensor las oscilaciones del mismo aumentan hasta que llega a un límite
que activa el circuito. Constituye un capacitor cuya capacitancia varía según la
distancia dada por la ecuación:
C = eA/d
C = Capacidad. Medida en F (Faradios)
e = Permitividad para el aire es 8,9 pF/m
A = Área. Medida en m2
d = Distancia en m
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7.2.7 SEN29 SENSOR INDUCTIVO
Figura 9. Sensor Inductivo
Este módulo consta de un sensor inductivo que opera a una tensión de 24 Vac.
Tiene el mismo funcionamiento que el sensor inductivo explicado anteriormente
(SEN04), la principal diferencia es que este sensor funciona con tensión alterna en
vez de tensión continua.
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7.3 PRÁCTICAS
7.3.1 CONSIDERACIONES PREVIAS Y PRECAUCIONES
Antes de cambiar la configuración de cualquier montaje será necesario
desconectar la alimentación pulsando la seta de seguridad del módulo de fuente de
alimentación principal (ALI02). También puede cortarse la alimentación girando la
llave del módulo de fuente de alimentación principal (ALI02) hasta su posición OFF;
este método es el que utilizará exclusivamente el profesor responsable, guardando
dicha llave cuando no se vaya a realizar ninguna práctica para evitar un uso
irresponsable sin su consentimiento.
Comprobar que el interruptor automático magnetotérmico diferencial
situado en la parte posterior se encuentra en posición ON para que la alimentación del
módulo esté activa.
Comprobar que el filamento del fusible de la parte trasera del equipo no
está fundido. En caso de estarlo, sustituir por un fusible nuevo de 0.5A.
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7.3.2 PRÁCTICA 1: VERIFICACIÓN DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓNALI02
7.3.2.1 Objetivo
El objetivo de la practica es verificar el correcto funcionamiento de la
fuente de alimentación ALI02. Para ello se medirá el valor del voltaje entre los
terminales del conector monofásico usando un multímetro.
7.3.2.2 Material Requerido
1 Unidad ALI02
7.3.2.3 Procedimiento
1. En primer lugar conecte el equipo a la red eléctrica. La luz roja izquierda se
iluminará.
2. Sitúe la llave extraible en la posición ON.
3. En este momento, con todas las protecciones de seguridad activadas y los
interruptores de seguridad desactivados existe voltaje en los terminales de salida.
4. Mida el voltaje usando un multímetro con el control en la posición AC. Después
identifique la salida de fase o la salida de neutro midiéndolas en la fuente de
potencia con un multímetro.
IMPORTANTE: Cómo medir la salida de ‘Fase’ con un multímetro:• Tierra – Fase à Tenemos tensión• Tierra – Neutro à No tiene tensión
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5. Debemos tener una medición en la pantalla del multímetro de aproximadamente
230V.
6. En este momento podemos presionar la seta de seguridad, esto se usa cuando la
fuente de potencia del circuito necesita ser interrumpida de forma inmediata.
Podemos medir el voltaje con un multímetro. Ahora no existe voltaje entre los
terminales de salida.
IMPORTANTE: Recordar que lo que se debe conectar para llevarcorriente a tierra es la fase, no el neutro.
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7.3.3 PRÁCTICA 2: VERIFICACIÓN DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓNALI03
7.3.3.1 Objetivo
El objetivo de la practica es verificar el correcto funcionamiento de la
fuente de alimentación ALI03. Para ello se medirá el valor del voltaje entre los
terminales del conector monofásico usando un multímetro.
7.3.3.2 Material Requerido
1 Unidad ALI03
7.3.3.3 Procedimiento
1. En primer lugar conecte el equipo a la red eléctrica. La luz roja izquierda se
iluminará.
2. Sitúe la llave extraible en la posición ON.
3. En este momento, con todas las protecciones de seguridad activadas y los
interruptores de seguridad desactivados existe voltaje en los terminales de salida.
4. Mida el voltaje usando un multímetro con el control en la posición AC. Después
identifique la borna roja y la borna negra de 220 V potencia con un multímetro.
IMPORTANTE: Cómo medir la salida de ‘Fase’ con un multímetro:• Tierra – Fase à Tenemos tensión• Tierra – Neutro à No tiene tensión
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5. Debemos tener una medición en la pantalla del multímetro de 230V.
6. Mida el voltaje usando un multímetro con el control en la posición AC. Después
identifique la borna roja y la borna negra de 24 Vac con un multímetro.
7. Debemos tener una medición en la pantalla del multímetro de 24V.
8. Mida el voltaje usando un multímetro con el control en la posición DC. Después
identifique la borna roja y la borna negra de 24 Vdc potencia con un multímetro.
9. Debemos tener una medición en la pantalla del multímetro de 24V.
10. En este momento podemos presionar la seta de seguridad, esto se usa cuando la
fuente de potencia del circuito necesita ser interrumpida de forma inmediata.
Podemos medir el voltaje con un multímetro. Ahora no existe voltaje entre los
terminales de salida.
IMPORTANTE: Recordar que lo que se debe conectar para llevarcorriente a tierra es la fase, no el neutro.
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7.3.4 PRÁCTICA 3: VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DELSENSOR INDUCTIVO
7.3.4.1 Objetivo
El objetivo de la practica es verificar el correcto funcionamiento del sensor
inductivo SEN04. Para saber si funciona correctamente, lo conectaremos a una de las
lámparas. Se iluminará cuando detecte.
7.3.4.2 Material Requerido
1 Unidad ALI02
1 Unidad ALI03
1 Unidad SEL01
1 Unidad SEN04
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7.3.4.3 Ensamblaje de módulos
7.3.4.4 Procedimiento de detección de metal con SEN04
Montar el circuito mostrado en la figura correspondiente, pasando un objeto
metálico sobre el área de detección del SEN04 se iluminará la lámpara.
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7.3.5 PRÁCTICA 4: VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DELSENSOR CAPACITIVO
7.3.5.1 Objetivo
El objetivo de la practica es verificar el correcto funcionamiento del sensor
capacitivo SEN14. Para comprobar que funciona correctamente lo conectaremos a
una de las lámparas. Se iluminará cuando detecte.
7.3.5.2 Material Requerido
1 Unidad ALI02
1 Unidad ALI03
1 Unidad SEL01
1 Unidad SEN14
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7.3.5.3 Ensamblaje de módulos
7.3.5.4 Procedimiento de detección de metal con SEN14
Montar el circuito mostrado en la figura correspondiente, pasando un objeto
sobre el área de detección del SEN14 podremos observar como se ilumina una luz en
el sensor, que indica que está detectando presencia de algo en ese momento.
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7.3.6 PRÁCTICA 5: VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DELSENSOR INDUCTIVO (II)
7.3.6.1 Objetivo
El objetivo de la practica es verificar el correcto funcionamiento del sensor
inductivo SEN29. Para comprobar que funciona correctamente lo conectaremos a una
de las lámparas. Se iluminará cuando detecte.
7.3.6.2 Material Requerido
1 Unidad ALI02
1 Unidad ALI03
1 Unidad SEL01
1 Unidad SEN29
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Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 24 / 26
7.3.6.3 Ensamblaje de módulos
7.3.6.4 Procedimiento de detección de metal con SEN29
Montar el circuito mostrado en la figura correspondiente, pasando un objeto
metálico sobre el área de detección del SEN29 se iluminará la lámpara.
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Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 25 / 26
7.3.7 PRÁCTICA 6: APLICACIÓN REAL DE UN SISTEMA DEDETECCIÓN
7.3.7.1 Objetivo
El objetivo de la práctica es simular una situación de la vida real de un
sistema de detección con el sensor inductivo SEN04. Cuando se detecta algún objeto
metálico se ilumina la lámpara amarilla.
7.1.1.1 Material Requerido
1 Unidad ALI02
1 Unidad ALI03
1 Unidad INT14
1 Unidad SEL01
1 Unidad SEN04
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Ref. equipo: AD15B Fecha: Febrero 2011 Pg: 26 / 26
7.3.7.2 Ensamblaje de módulos
7.3.7.3 Procedimiento de la aplicación real
Montar el circuito mostrado en la figura correspondiente, cerramos el circuito INT14
y pasando un objeto metálico sobre el área de detección del SEN04 se iluminará la
lámpara.