3. CIRCUITOS NEUMATICOS Y ELECTRONEUMATICOS. ELECTRONEUM ATICOS. 3.1 Desarrollo de circuitos neumáticos: Los elementos básicos de un circuito neumático son: · El generador de aire comprimido, es el dispositivo que comprime el aire de la atmósfera hasta que alcanza la presión de funcionamiento de la instalación. Generalmente se asocia con un tanque donde se almacena el aire para su posterior utilización. Símbolo del compresor Las tuberías y los conductos. Para transportar el aire es necesario utilizar conductores. Los conductores utilizados son tuberías metálicas o de polietileno de presión. Para conectar los tubos nos ayudamos de una regleta de derivación con enchufes rápidos, sobre la que conectamos los tubos para obtener las toma de presión necesaria. Generalmente entre el depósito y el circuito se suele incluir una unidad de mantenimiento que cuenta con un regulador de presión, un filtro y un lubricador de aire. · Los actuadores, como cilindros y motores, que son los encargados de transformar la presión del aire en trabajo útil. · Los elementos de mando y control con el objetivo de controlar la circulación del aire en una dirección u otra. Válvula 3/2: una de sus principales aplicaciones es permitir la circulación de aire hasta un cilindro de simple efecto, así como su evacuación cuando deja de estar activado. ·Válvula 5/2: una de sus principales aplicaciones es controlarlos cilindros de doble efecto. Diseño de circuitos neumáticos. Existen dos maneras de controlar un cilindro, control directo y control indirecto, y nosotros elegiremos el tipo de control según sea nuestra necesidad, aunque cabe destacar que en el control indirecto no hay perdidas depresión y por tanto más exactitud. Control directo.En este tipo de control el pistón esta directamente controlado por la válvula, en el cual existen pérdidas de presión debidas a que la válvula tiene un consumo de aire, lo que ocasiona que el cilindro salga con menor presión a la suministrada inicialmente. Control indirecto.Este tipo de control utiliza una válvula cuyos accionamientos son neumáticos, lo que nos permite controlar la presión y con esto hay mayor exactitud y el vástago del cilindro sale a la presión deseada Cada elemento debe tener una numeración así como cada una de sus conexiones. Por ejemplo: la representación completa de las válvulas puede ser: El programa a utilizar para la fabricación de circuitos neumáticos es festo fluidsim,y por lo tanto se muestran as partes fundamentales a conocer del programa, así como las indicaciones paso a paso para la fabricación de circuitos neumáticos sencillos: Barra de herramientas: Biblioteca: Esta área es donde están los elementos ha utilizar para la construcción de circuitos neumáticos. Zona de trabajo: como el nombre lo indica esta área nos indica nuestra zona de trabajo. Desarrollo de control de un cilindro de simple efecto Seleccionar válvula 3/n vías y un cilindro de simple efecto. Esqu Es quem ema a 1válvula válvula 3/n vías vías y cilindro ndro de de simple efecto efecto Seleccionar tipos de accionamiento para la válvula, esto se consigue dando doble clic sobre la válvula, seleccionando en el menú de la izquierda y de la derecha, los tipos de accionamientos requeridos según sea el caso. Para este caso, se selecciono un accionamiento mecánico (esfuerzo) del tipo push button, para el accionamiento izquierdo, y retorno de muelle, para el accionamiento derecho. Realizada la configuración de la válvula, queda de la siguiente manera: Posteriormente, se da doble clic en la conexión abierta número 3, y en la ventana desplegada en el menú cierre de conexión se selecciona el silenciador En la conexión número 3 siempre se colocará un silenciador. Se selecciona una fuente de aire comprimido del menú de elementos y se procede a conectarla a la conexión número 1 de la válvula, y la conexión número 2 al cilindro de simple efecto, quedando: A la conexión conexión número número 1 siempre siempre irá conectada conectada la fuente de aire comprimido comprimido En la barra de icono Oprimir el botón “play”, para proceder con la simulación, Oprimimos el push button, accionamiento derecho de la válvula Observamos como el vástago del cilindro cambia de posición y sale ya que al accionar el esfuerzo mecánico se permite el flujo de aire hacia el cilindro, de la conexión 1 a la 2 de la válvula y de esta al cilindro. DISEÑO DE CIRCUITOS NEUMATICOS CADA ELEMENTO DEBE TENER UNA NUMERACIÓN ASI COMO CADA UNA DE SUS CONEXIONES CONTROL DIRECTO CONTROL INDIRECTO ESTE TIPO DE CONTROL EL PISTON ESTA DIRECTAMENTE CONTROLADO POR LA VÁLVULA, LO QUE OCASIONA QUE EL CILINDRO SALGA CON MENOR PRESION A LA SUMINISTRADA ANTERIORMENTE CONEXIONES DE TRABAJO LETRA ESTE TIPO DE CONTROL UTILIZA UNA VÁLVULA CON ACCIOANMIENTOS ACCIOANMIENTOS NEUMÁTICOS,, PERMITE CONTROLAR LA NEUMÁTICOS PRESION Y CON ESTO HAY MAYOR EXACTITUD DESCARGA CONEXIONES DE PRESIÓN O DE ALIMENTACIÓN DE ENERGIA LETRA NUMERO NUMERO A, b, c L 2, 4 6,…… 1 P CONEXIONES DE MANDO RETORNO LETRA R, S, T NUMERO 3, 5, 7 LETRA X, Y, Z NUMERO 10,.. A continuación continuación se presentaran presentaran una una serie de ejercicios ejercicios para resolver: resolver: Ejercicios: 1) funcionamiento de un cilindro de simple efecto. Mando neumático desde dos posiciones diferentes (2 válvulas) mediante accionamiento simultáneo (y) de dichas válvulas. Válvulas 3/2 nc de accionamiento manual con retorno por muelle a posición de reposo. Solución: Problema 1) 3.1:1 Circuitos combinatorios (c.c.). Un circuito combinatorio es un arreglo de compuertas lógicas con un conjunto de entradas y salidas, el análisis de un c.c. inicia con un diagrama de circuito lógico y termina con el conjunto de funciones booleanas o una tabla de verdad. Función and (y): La función y produce una señal de salida y cuando están presentes todas las señales de entrada, si falta una de las señales de entrada, no se produce ninguna señal de salida, se puede realizarse en un equipo neumático mediante la conexión en serie de dos válvulas de 3/2 vías o con una válvula de simultaneidad (solo para 2 entradas). Tabla de verdad and (y): Su función algebraica se denomina de la siguiente manera: f = x y Ejemplo fluidsim usando elemento and (y): 1) El punto principal ha reconoceremos conocer es elemento and (y), (y), dentro del programa fluidsim lo de la siguiente manera: 2) Se continuara con la construcción del circuito, utilizando las bases dadas antes. Función or (o): En la función o, se tiene una señal de salida y, si en la entrada está presente al menos una de las posibles señales de entrada x funciona, puede ampliarse a n elementos. Se realiza sencillamente con válvulas selectoras. Su función algebraica se denomina de la siguiente manera = x + y Ejemplo fluidsim usando elemento or(o): 1) El punto principal ha conocer es elemento or (o), dentro del programa fluidsim lo reconoceremos de la siguiente manera: 2) Se continuara con la construcción del circuito: Función NOT: En la función not, la señal de salida y está presente, cuando no están presentes ninguna de las señales de entrada x, esta función puede realizarse con una válvula de 3/2 vías normalmente abierta. Si no se halla presente ninguna señal de entrada x (ningún accionamiento de la válvula), existe la señal de salida y, el aire comprimido fluye a través de la válvula. La función no se designa también como negación. Tabla de verdad not: Su función algebraica se denomina de la siguiente manera: se identifica por el signo - sobre la señal indica la negación o inversión. CIRCUITO COMBINATORIO ES UN ARREGLO DE COMPUERTAS LOGICAS, EL ANÁLISIS DE UN C.C. INICIA CON UN DIAGRAMA DE CIRCUITO LOGICO Y TERMINA CON EL CONJUNTO DE FUNCIONES BOOLEANAS O TABLA DE LA VERDAD ALGEBRA BOOLEANA EL ALGEBRA DE BOOLEANA SOLO OPERA CON DOS NÚEMROS, LAS FUNCIONES BASICAS DE ESTA ALGEBRA SON LAS FUNCIONES, AND, OR, NOT FUNCIÓN FUNC IÓN AND Y FUNC FUNCIÓN IÓN OR O FUNCIÓN FUNCIÓN NOT LA FUNCION (Y) PRODUCE UNA SEÑAL DE SALIDA Y CUANDO ESTAN PRESENTE TODAS LAS SEÑALES DE ENTRADA, SI FALATA UNA DE LAS SEÑALES DE ENTRADA, NO SE PRODUCE NINGUNA SEÑAL DE SALIDA. EN LA FUNCIÓN O SE TIENE UNA SEÑAL DE SALIDA Y, SI EN LA ENTRADA ESTA PRESENTE ALMENOS UNAS DE LAS POSIBLES DE LAS SEÑALES DE ENTRADA X FUNCIONA. EN LA FUNCIÓN NOT LA FUNCIÓN Y DE SALIDA ESTA PRESENTE, CUANDONO ESTAN PRESENTES NINGUNA DE LAS SEÑALES DE ENTRADA X. 3.1.2 circuitos secuenciales: El fin de este es mantener el orden en el que deben ejecutarse varias acciones de una automatización, asignando a los actuadores finales (cilindros neumáticos) una letra mayúscula. Así mismo, se utiliza un signo + si el vástago del cilindro está extendido y un signo – si el vástago está retraído. MÉTODO DE CASCADA: Es un método no intuitivo de desarrollar circuitos neumáticos a partir de una secuencia dada. El método consiste en separar la secuencia en grupos donde, no se repita ninguna letra de la secuencia, con el fin de utilizar el menor número de válvulas de alimentación y tener un orden estructurado al desarrollar dicho circuito.es nombrada así debido a que sus válvulas de presión (4/2 ó 5/2) se conectan en serie. A continuación continuación se describen los pasos necesarios necesarios para resolver una secuencia de operaciones que involucra actuadores neumáticos o electro neumáticos: 1) Analizar el problema y establecer el número de actuadores referenciándolos con letras a cada uno, es decir, para el primer actuador se referenciaría con la letra „A‟, para el segundo con la letra „B‟, y así sucesivamente y a su vez identificar los sensores; para estos se usa la letra „S‟, y para diferenciarlos, difere nciarlos, se enumeran de manera consecutiva, „S0‟ para el primer sensor, „S1‟ para el segundo y así sucesivamente 2) Determinar la secuencia correcta a diseñar teniendo en cuenta que para el desplazamiento hacia afuera de los actuadores se simboliza con el signo (+), y para el retorno de los actuadores se simboliza con el signo (-). 3) Dividir la secuencia en grupos teniendo en cuenta que: un grupo no puede contener más de un movimiento del mismo actuador , no se puede tener A+ y Aen el mismo grupo y además, cada grupo debe contener la mayor cantidad de movimientos de actuadores posible. 4) Identificar cuáles son los sensores que hacen los cambios de grupos y al mismo tiempo generan el primer movimiento del grupo simbolizado con una flecha por debajo con la referencia del sensor correspondiente, y también identificar que sensores generan los movimientos internos del grupo simbolizados con una flecha por arriba con la referencia del sensor adecuado. 5) Establecer el número n úmero de válvulas de memoria (5/2) ( 5/2) que se necesitan nece sitan para generar los grupos obtenidos con la siguiente fórmula: Nv: es el número de válvulas Ng. es el número de grupos 6) Ya teniendo el número de válvulas de memoria y los cambios de movimiento se crea el esquema general de funcionamiento del circuito. EJEMPLO: CIRCUITOS SECUENCIALES EL FIN DE ESTE ES MANTENER EL ORDEN ENE L QUE DEBEN EJECUTARSE VARIAS ACCIONES DE UNA AUTOMATIZACION, ASIGNANDO A LOS ACTUADORES FINALES (CILINDROS NEUMATICOS) UNA LETRA MAYUSCULA. ASI MISMO, SE UTILIZA UN SIGNO- SI EL VASTAGO DEL CILINDRO ESTA EXTENDIDO Y UN SIGNO – SI EL VASTAGO ESTA RETRAIDO. METODO DE CASCADA ES UN METODO NO INTUITIVO DE DESARROLLAR CIRCUITOS NEUMATICOS A PARTIR DE UNA SECUENCIA DADA, CONSISTE EN SEPARAR LA SECUENCIA EN GRUPOS, DONDE NO SE REPITA NINGUNA LETRA DE LA SECUENCIA CON EL FIN DE UTILIZAR EL MENOR NUMERO DE VALVULAS DE ALIMENZTACIÓN ALIMENZTACI ÓN Y TENR UN ORDEN ESTRUCTURADO AL DESARROLAR METODO PASO A PASO ESTE METODO CONSITE EN OBTENER TANTOS GRUPOS COMO MOVIENTOS SE TENGA DENTRO DE UNA SECUENCIA, OFRECE UN MENOR TIEMPO DE RESPUESTA, PERO TIENE LA DSVENTAJA DE USAR UN MAYOR NÚMERO DE VALVULAS DE MEMORIA EN COMPARACION COMPARAC ION AL METODO DE CASCADA, Y NO SE PUEDE USAR CUANDO SE TENGAN DOS MOVIMIENTOS YA QUE CADA SALIDA DEBE BORRAR LA ANTERIOR Y SE BLOQUERIAN. VALVULAS VALVULAS SUS VALVULAS DE PRESIÓN 4/2 5/2 SE CONECTAN EN SERIE LOS MOVIMIENTOS SON GENERADOS POR UNA VALVULA 3/2 DE MEMORIA ALIMENTADA DIRECTAMENTE
