electrotecnia fecha 04-02-2019

CONTROL LÓGICO PROGRAMABLE PLC

PLC ( Controlador Lógico Programable )

PLC o Controlador Lógico Programable son dispositivos electrónicos muy usados en Automatización Industrial. Un PLC controla la lógica de funcionamiento de maquinas, plantas y procesos industriales, procesan y reciben señales digitales y analógicas y pueden aplicar estrategias de control. Programmable Logic Controller o Controlador lógico programable.

Se trata de un equipo electrónico, que, tal como su mismo nombre lo indica, se ha diseñado para     programar y controlar procesos secuenciales en tiempo real. Por lo general, es posible encontrar este tipo de equipos en ambientes industriales

Las principales características de los PLCs que Logicbus ofrece son:

• Fácil de usar y potentes conjuntos de instrucciones
• Driver de comunicación abierto
• Entorno operativo de fácil uso y gratuito
• Tecnología del núcleo SoC
• Potentes funciones de comunicación

Existen 2 familias de PLC, la versión básica con posibilidades de expandirse, y la versión avanzada cuya frecuencia de estradas es superior, así como número de entradas y salidas a las cuales puede extenderse.

Compuertas Lógicas

Las Compuertas Lógicas son circuitos electrónicos conformados internamente por transistores que se encuentran con arreglos especiales con los que otorgan señales de voltaje como resultado o una salida de forma booleana, están obtenidos por operaciones lógicas binarias (suma, multiplicación). También niegan, afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas. Estas compuertas se pueden aplicar en otras áreas de la ciencia como mecánica, hidráulica o neumática.

Existen diferentes tipos de compuertas y algunas de estas son más complejas, con la posibilidad de ser simuladas por compuertas más sencillas. Todas estas tienen tablas de verdad que explican los comportamientos en los resultados que otorga, dependiendo del valor booleano que tenga en cada una de sus entradas.

Trabajan en dos estado, "1" o "0", los cuales pueden asignarse a la lógica positiva o lógica negativa. El estado 1 tiene un valor de 5v como máximo y el estado 0 tiene un valor de 0v como mínimo y existiendo un umbral entre estos dos estados donde el resultado puede variar sin saber con exactitud la salida que nos entregara. Las lógicas se explican a continuación:

• La lógica positiva es aquella que con una señal en alto se acciona, representando un 1 binario y con una señal en bajo se desactiva. representado un 0 binario.
• La lógica negativa proporciona los resultados inversamente, una señal en alto se representa con un 0 binario y una señal en bajo se representa con un 1 binario.

A continuación vamos a analizar las diferentes operaciones lógicas una por una comenzando por la más simple:

Compuerta AND

Esta compuerta es representada por una multiplicación en el Algebra de Boole. Indica que es necesario que en todas sus entradas se tenga un estado binario 1 para que la salida otorgue un 1 binario. En caso contrario de que falte alguna de sus entradas con este estado o no tenga si quiera una accionada, la salida no podrá cambiar de estado y permanecerá en 0. Esta puede ser simbolizada por dos o más interruptores en serie de los cuales todos deben estar activos para que esta permita el flujo de la corriente.

Compuerta OR

En el Algebra de Boole esta es una suma. Esta compuerta permite que con cualquiera de sus entradas que este en estado binario 1, su salida pasara a un estado 1 también. No es necesario que todas sus entradas estén accionadas para conseguir un estado 1 a la salida pero tampoco causa algún inconveniente. Para lograr un estado 0 a la salida, todas sus entradas deben estar en el mismo valor de 0. Se puede interpretar como dos interruptores en paralelo, que sin importar cual se accione, será posible el paso de la corriente.

Compuerta NOT

En este caso esta compuerta solo tiene una entrada y una salida y esta actúa como un inversor. Para esta situación en la entrada se colocara un 1 y en la salida otorgara un 0 y en el caso contrario esta recibirá un 0 y mostrara un 1. Por lo cual todo lo que llegue a su entrada, será inverso en su salida.

VIDEO.

CONDENSADOR:

Un condensador es un componente eléctrico que almacena carga eléctrica en forma de diferencia de potencial para liberarla posteriormente. También se suele llamar capacitor eléctrico. En la siguiente imagen vemos varios tipos diferentes.



 Recuerda que la carga eléctrica es la cantidad de electricidad o potencial.

SÍMBOLO: 

 

UNIDAD DE MEDIDA:

Faradio. Condensador ideal cuya capacidad se expresa en faradios. Se denomina faradio​ o farad​ (símbolo F), en honor a Michael Faraday, a la unidad de capacidad eléctrica del Sistema Internacional de Unidades (SI).

CONSTRUCCIÓN INTERNA:

CARACTERÍSTICAS: 

CARACTERISTICAS DE LOS CONDENSADORES Es el dispositivo que almacena carga eléctrica. En su forma más sencilla, un condensador está formado por dos objetos conductores o placas metálicas (armaduras) paralelas, colocadas a una distancia corta entre si y separadas por una lámina no conductora o dieléctrico.

FUNCIONES: 

Aquí tenemos un ejemplo del funcionamiento de un condensador frente a una corriente alterna. Vemos un generador de corriente alterna que está conectado a un condensador. Debido a la tensión alterna U, el condensador resulta cargado, descargado, vuelto a cargar con polaridad opuesta; una vez más descargado, y así sucesivamente. Con ello circula una corriente cuya variación es senoidal. Pero, la corriente no circula a través del condensador, es decir a través de su dieléctrico que es aislante como hemos dicho, la corriente sólo circula de los bornes del generador a las armaduras del condensador y viceversa, es decir, aunque el circuito realmente no está cerrado el efecto es como si lo estuviera; y siendo éste el efecto, se suele decir que por el circuito circula una corriente eléctrica.

La intensidad de la corriente o, mejor dicho, el valor eficaz de la corriente alterna depende, aparte de la tensión del generador, de la capacidad del condensador y de la frecuencia de la propia corriente alterna. Cuanto mayor es la capacidad y más elevada la frecuencia, con tanta más violencia se desarrolla el proceso continuo de carga y descarga y, en consecuencia, tanto más intensa será la corriente. A pequeñas capacidades y frecuencias circulará sólo una débil corriente.

En lo que respecta a la corriente continua el comportamiento del condensador es diferente. Aquí dí hay una interpretación práctica de la corriente. Frente a la corriente continua el condensador se comporta como un depósito que solamente se abre cuando la presión de alimentación (tensión) varía. Cuando la tensión continua aumenta, la corriente pasa de + hacia el polo -; cuando se estabiliza no hay paso de corriente, y cuando disminuye la tensión, la corriente circula en sentido inverso. El caso de la corriente alterna resulta diferente porque, como se deduce de lo explicado antes, esta corriente con sus cambios de fase carga y descarga sucesivamente al condensador.

Dentro de un circuito electrónico los condensadores se utilizan en los circuitos oscilantes uniendo su función a la que ejercen las inductancias (o bobinados) aprovechando sus condiciones de paso de la corriente alterna y bloqueo de la continua.

APLICACIONES:

• Baterías, por su cualidad de almacenar energía.
• Memorias, por la misma cualidad.
• Filtros.
• Fuentes de alimentación.
• Adaptación de impedancias, haciéndolas resonar a una frecuencia dada con otros componentes.
• Demodular AM, junto con un diodo.
• Osciladores de todos los tipos.
• El flash de las cámaras fotográficas.
• Tubos fluorescentes.
• Compensación del factor de potencia.
• Arranque de motores monofásicos de fase partida.
• Mantener corriente en el circuito y evitar caídas de tensión.

CÓDIGO JIS:

El código JIS (Japan Industrial Standard) es el código utilizado por la industria japonesa para la identificación de condensadores.

El código es alfanumérico (letras y números) y se lee de la siguiente manera:

• El primer número y la primera letra se refiere a la tensión máxima de operación del capacitor. Ver listado abajo.
• Los tres números que siguen indican el valor de la capacidad del capacitor en picofaradios (pF).
• Los dos primeros números son las cifras significativas y el tercero es el multiplicador decimal.

La última letra denota la tolerancia: J = 5%, K = 10%, M = 20%

Para determinar la máxima tensión de operación se utiliza la siguiente nomenclatura:

• 1H = 50 V.
• 2A = 100 V.
• 2T = 150 V.
• 2D = 200 V.
• 2E = 250 V.
• 2G = 400 V.
• 2J = 630 V.

Ejemplo 1: 2E 185 K

2E: 250 V
183: 18 x 103 pF = 18 000 pF
K: tolerancia 10%

El capacitor es de: 18,000 pF +/- 10% con una tensión máxima de 250V

Ejemplo 2: 1H 323 M

1H: 50V.
324: 3 x 104 pF = 30,000 pF
M: tolerancia = 20%

El capacitor es de: 30,000 pF +/- 20% con una tensión máxima de 50V.

CÓDIGO DE COLORES:

Código de los Condensadores

 Los condensadores tienen un código de colores, similar al de las resistencias, para calcular el valor de su capacidad, pero OJO en picofaradios (10^-12 Faradios).



 El primer color, nos dice el valor de la primera cifra de la capacidad, el segundo el de la segunda y el tercero el del factor de multiplicación, que es 10 elevado al número del código del color. 

 El cuarto color nos indica la tolerancia, el porcentaje que puede variar del valor teórico (el sacado de los 3 primeros colores) de su capacidad. Por ejemplo 10%, 20%, etc.

 Si un condensador tiene un valor de 1000pF y una tolerancia del 10%, quiere decir que el valor real puede oscilar entre un 10% mas o un 10% menos. Podría valer entre 900 y 1100 pF, aunque normalmente se ajustan bastante al valor teórico, en este caso 1000pF.

 El quinto color nos indica la tensión de trabajo del condensador, es decir tensión a la que se carga.

 El valor de los colores vienen en un tabla, iguales a los de las resistencias.

 Sabiendo el valor de los colores, veamos un ejemplo:

 ¿Que valor tendría un condensador con los siguientes colores verde-azul-naranja?

 Verde = 5; azul = 6, Naranja = 3; por lo tanto tendrá una capacidad = 56 x 10³ picofaradios = 56000 pF = 56 nF.

 Si te ha quedado alguna duda fíjate en este otro ejemplo:



 Hay otro código que se usa en los condensadores es el llamado código japonés o código 101. Este código lleva 3 números.

 Imagina que ves un condensador como el de la figura, un condensador llamado condensador 104:



 Este condensador lleva el código Japonés. Los 2 primeros dígitos  hay que multiplicarlos por 10 elevado al tercer dígito (llamado multiplicador) para calcular su capacidad, en picofaradios (10^-12 Faradios). En este ejemplo sería 10 x 10⁴ picofaradios = 0.1 microfaradios.

 Este condensador se llamaría condensador cerámico 104.

 También se usa el código de letras, en lugar de banda de colores se imprimen en el propio condensador unas letras y números. Por ejemplo la letra K indica cerámico, pero el resto de letras nos indica la tolerancia. Al final o al principio  aparece un número que es el valor de la capacidad o de la tensión. 

 Por poner un ejemplo, pero hay muchos diferentes, si vemos un condensador marcado con las letras 47J, la J indica tolerancia del 5% y el número 47 quiere decir 47 pF.

 Otro ejemplo 4p7M; el 4p7 indica 4,7pF y la letras M tolerancia 20%.

 Hay tantas formas diferentes que no merece la pena aprenderse este código de letras.

circuitos impresos

CIRCUITOS IMPRESOS 

Los circuitos impresos, o placa de circuito impreso (PCB), es un módulo autónomo de componentes electrónicos interconectados.  Se encuentran en dispositivos como beepers comunes, o buscapersonas, y radios a sofisticados sistemas de radar y de computadora.

La fabricación circuitos impresos comenzó a mediados de 1936 según se cree a manos de Paul Eisler.  Se dice que fue quien diseño uno de los primeros prototipos pcb para una radio. Estados Unidos pocos años después con fines militares apertura la primera fábrica pcb de muchas para la elaboración de radios.

FUNCIONES:

En electrónica, “placa de circuito impreso”, es la superficie constituida por caminos, pistas o buses de material conductor laminadas sobre una base no conductora. El circuito impreso se utiliza para conectar eléctricamente a través de las pistas conductoras, y sostener mecánicamente, por medio de la base, un conjunto de componentes electrónicos. Las pistas son generalmente de cobre mientras que la base se fabrica generalmente de resinas de fibra de vidrio reforzada, Pertinax, cerámica, plástico, teflón o polímeros como la baquelita.

También se fabrican de celuloide con pistas de pintura conductora cuando se requiere que sean flexibles para conectar partes con movimiento entre sí, evitando los problemas del cambio de estructura cristalina del cobre que hace quebradizos los conductores de cables y placas.

Tipos de circuitos impresos

Hay tres tipos principales de prototipos pcb: de un solo lado, de doble cara y de varias capas.Las placas de un solo lado tienen los componentes en un lado del sustrato. Cuando el número de componentes se convierte en demasiado para una tarjeta de un solo lado, se puede utilizar una tarjeta de doble cara.

Las conexiones eléctricas entre los circuitos de cada lado se realizan perforando agujeros a través del sustrato en lugares apropiados y colocando el interior de los agujeros con un material conductor.

El tercer tipo, un tablero multicapa, tiene un sustrato formado por capas de circuitos impresos separados por capas de aislamiento. Los componentes en la superficie se conectan a través de orificios chapados perforados hasta la capa de circuito apropiada. Esto simplifica grandemente el patrón del circuito.

La fabricación circuitos impresos es la industria que provee la base para esta era moderna. Sin ella ningún logro conocido hoy en día se habría alcanzado.

 Tipos:

– Simple cara: Cara de componentes y cara de pistas. 

– Doble cara: Pistas por ambas caras (se siguen usando las denominaciones anteriores). 

– Multicapa: de 4 a 32 capas, se forman como un sandwich de capas de cobre sobre fibra aislante.

Elaboración del circuito impreso:

Un circuito impreso es una placa de material aislante (plástico, baquelita, vidrio, etc.), provista de unas pistas o caminos de cobre que sirven para interconectar los diversos componentes que constituyen el circuito en cuestión.

Para la elaboración de un circuito impreso hay que seguir los siguientes pasos:

Diseño (dibujo) en papel milimetrado

En primer lugar, se procede a realizar el diseño (dibujo) en papel milimetrado del circuito en cuestión, teniendo en cuenta el tamaño de los componentes, su distribución, distancia entre patillas (pines) y disposición de las mismas, sobre todo cuando se trata de elementos con tres o más terminales, tales como transistores o circuitos integrados. Es aconsejable, asimismo, realizar un dibujo de la vista de componentes, tal y como quedarán distribuidos en la placa. Seguidamente se calcará este diseño original sobre papel vegetal, utilizando para ello un rotulador permanente (preferentemente negro) y procurando que todas las conexiones (pistas) sean correctas.

Este diseño del circuito impreso se puede realizar también por medios informáticos, utilizando para ello herramientas (software) desarrolladas para ello.

Preparación de la placa

Realizado el diseño, se procede a la preparación de la placa virgen, incluyendo las siguientes operaciones:

• Cortado de la placa, adecuando su tamaño al del diseño realizado, utilizando para ello la herramienta adecuada (sierra metálica, cizalla, lima fina, etc.).
• Limpieza de la superficie de cobre.

Dibujo de las pistas sobre la placa

Se puede hacer por varios procedimientos, el mas sencillo o artesanal es el siguiente:

Se coloca el papel vegetal sobre la placa, prestando atención a la posición en la que se emplaza, mediante un granete, se marcan levemente los puntos donde irán colocados los terminales de los componente (soldaduras). Una vez realizada esta operación. se retira el papel vegetal y se dibujan las pistas y los puntos de los terminales, procurando que no queden poros en la tinta depositada. Se han de emplear, rotuladores permanentespreferentemente de color negro.

Grabado (atacado) de la placa:  El objeto de este procedimiento es el de eliminar el cobre no necesario de la placa, de forma que solamente permanezca en los lugares donde ha de existir conexión eléctrica entre los distintos componentes. Se puede realizar en un recipiente o bandeja de plástico donde se pondrá una parte de ácido clorhídrico, dos de agua oxigenada y tres de agua del grifo. También se puede utilizar cloruro férrico disuelto en agua. Una vez que la placa se ha introducido en la disolución, al cabo de unos pocos minutos ésta absorberá parte del cobre de la misma, excepto de las pistas. Se ha de prestar especial cuidado en la manipulación de estos compuestos químicos, pues pueden ocasionar quemaduras graves en la piel.

Limpieza y taladrado de la placa: Al acabar el proceso anterior se limpiará la placa con agua, se eliminara con alcohol el trazo del rotulador y se secará. A continuación se procederá a taladrar, con una broca del diámetro adecuado, en los lugares donde vayan a ir insertados los componentes.

Inserción de los componentes y soldadura: Una vez realizados los taladros, se pasa a insertar los componentes y regletas de conexión en los lugares adecuados para posteriormente soldarlos a la placa. Para ello se utiliza como ayuda el dibujo de la vista de componentes realizada previamente.

Características: 

• Soporte: Baquelita o Fibra de vidrio 
• Pistas y nodos (o pads): Cobre de 35μm de espesor. 
• Taladros: Sujección de componentes de inserción y mecanizado de la placa
 • Máscara de soldadura (verde): Protege las zonas que no deben soldarse.
 • Serigrafía (blanco): Nos indica la referencia de los componentes en la placa.


EJEMPLO: 
construcción interna de un pc 

videos: 

Rele termico

EL RELE TERMICO

Los relés térmicos son los aparatos más utilizados para proteger los motores contra las sobrecargas débiles y prolongadas. Se pueden utilizar en corriente alterna o continua. Este dispositivo de protección garantiza:

• optimizar la durabilidad de los motores, impidiendo que funcionen en condiciones de calentamiento anómalas.
• la continuidad de explotación de las máquinas o las instalaciones evitando paradas imprevistas.
• volver a arrancar después de un disparo con la mayor rapidez y las mejores condiciones de seguridad posibles para los equipos y las personas.

SÍMBOLO: 

PARTES DEL RELE TÉRMICO: 

CARACTERISTICAS: 

Los relés termicos son los aparatos mas utilizados para proteger los motores contra las sobrecargas débiles y prolongadas de ,manera indicrecta, es decir por calentamiento del motor a través de su consumo. Sus características mas habituales son:

• Tripolares. Motores trifásicos.
• Compensados. Insensibles a cambios de temperatura
• Rearme automático o manual.
• Visualización de la graduación en amperios.

TIPOS DE RELES TERMICOS: 

1. Tripolares: Usados para cualquier tipo de fase (monofásico, bifásico y trifásico)
2. Compesado: Son los que no se ven afectados por la temperatura del ambiente en donde se desempeñan.
3. Diferencial: Estos detectan el corte de alguna de las fases o si existe desequilibrio entre las mismas.

FUNCIONES: 

• Optimizar la durabilidad de los motores, impidiendo que funcionen en condiciones de calentamiento anómalas.
• La continuidad de explotación de las máquinas o las instalaciones evitando paradas imprevistas.
• Volver a arrancar después de un disparo con la mayor rapidez y las mejores condiciones de seguridad posibles para los equipos y las personas.

APLICACIONES:

Los relés térmicos son los aparatos más utilizados para proteger los motores contra las sobrecargas débiles y prolongadas. Se pueden utilizar en corriente alterna o continua.

• Optimizar la durabilidad de los motores, impidiendo que funcionen en condiciones de calentamiento anómalas.
• La continuidad de explotación de las máquinas o las instalaciones evitando paradas imprevistas.
• Volver a arrancar después de un disparo con la mayor rapidez y las mejores condiciones de seguridad posibles para los equipos y las personas.

VÍDEO:

EL CONTACTOR

 SÍMBOLO

CONTACTOR

PARTES DEL CONTACTOR

carcasa

contactos

bobina 

resorte

martillo

cable

contactos electricos

electroimán

chaveta

chaveta de la parte móvil 

muelle o resorte de retorno 

culata

amortiguador

base del contactor

bornes de contactos de fuerza 

bornes de contactos de mandos 

bornes de contactos 

TIPOS DE  CONTACTORES

-Contactores electromagnéticos. 

-Contactores electromecánicos. 

-Contactores neumáticos. 

-Contactores hidráulicos. 

CARACTERÍSTICAS DEL CONTACTOR ELECTROMAGNÉTICO 

- Contactos principales. Son los destinados a abrir y cerrar el circuito de potencia. Están abiertos en reposo.

- Contactos auxiliares. Son los encargados de abrir y cerrar el circuito de mando. Están acoplados mecánicamente a los contactos principales y pueden ser abiertos o cerrados.

- Bobina. Elemento que produce una fuerza de atracción (FA) al ser atravesado por una corriente eléctrica. Su tensión de alimentación puede ser de 12, 24 y 220V de corriente alterna, siendo la de 220V la más usual.

- Armadura. Parte móvil del contactor. Desplaza los contactos principales y auxiliares por la acción (FA) de la bobina.

- Núcleo. Parte fija por la que se cierra el flujo magnético producido por la bobina.

- Resorte. Es un muelle encargado de devolver los contactos a su posición de reposo una vez cesa la fuerza FA.

FUNCIONES DEL CONTACTOR 

A los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurando el establecimiento y cortes de las corrientes principales y según el número de vías de paso de corriente, será bipolar, tripolar, tetrapolar, etc. realizándose las maniobras simultáneamente en todas las vías.

Los contactos auxiliares son de dos clases abiertos y cerrados. Estos forman parte del circuito auxiliar del contactor y aseguran las autoalimentaciones , los mandos, enclavamientos de contactos y señalizaciones en los equipos de automatismo.

Cuando la bobina del contactor queda excitada por la circulación de la corriente, mueve el núcleo en su interior y arrastra los contactor principales y auxiliares, estableciendo a través de los polos el circuito entre la red y el receptor. Este arrastre o desplazamiento puede ser:

- Por rotación, pivote sobre su eje.

- Por traslación, deslizándose paralelamente a las partes fijas.

- Combinación de movimientos, rotación y traslación.

APLICACIONES DEL CONTACTOR

Las aplicaciones de los contactores, en función de la categoría de servicio, son:

Categoría de servicio	Aplicaciones
AC1	Cargas puramente resistivas para calefacción eléctrica,...
AC2	Motores asíncronos para mezcladoras, centrífugas,...
AC3	Motores asíncronos para aparatos de aire acondicionado, compresores, ventiladores,...
AC4	Motores asíncronos para grúas, ascensores,...

PARTES DEL CONTACTOR