PLC y Electroneumática: Automatismos Neumáticos e Hidráulicos Paraninfo por Luis Miguel Cerda Filiu.pdf

PLC y Electroneumática

1. Paraninfo Tecnico en Mantenimiento Hectromecanlco
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Luis Miguel Cerda Filiu
AUTOMATISM OS
,
NEUMATICOS
,
E HIDRAULICOS

3. AUTOMATISM OS
,
NEUMATICOS
,
E HIDRAULICOS

5. Pa ran info Tecnico en Mantenimiento Hectrornecanlco
. .
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Luis Miguel Cerda Filiu
AUTOMATISM OS
,
NEUMATICOS
,
E HIDRAULICOS

6. ISBN: 978-84-9732-455-7
Dep6sito legal
: M-18589-2018
(16.861)
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COPYRIGHT© 2018 Ediciones Paraninfo, SA
1.a edici6n, 2018
Cl Velazquez, 31, 3
.0 Ocha. I 28001 Madrid, ESPANA
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,
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Montytexto
Diseiio de cubierta
Ediciones Nobel
Editora de Adquisiciones
Carmen Lara Carmona
Equipo Tecnico Editorial
Alicia Cervifio Gonzalez
Paola Paz Otero
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electr6nico, qufmico, rnecanico,
electro-6ptico, grabaci6n, fotoco-
pia o cualquier otro, sin la previa
autorizaci6n escrita por parte de la
Editorial.
Producci6n
Nacho Cabal Ramos
Gerente Editorial
Marfa Jose Lopez Raso
© Luis Miguel Cerda Filiu
Automatismos neurnaticos e hidraulicos
Paraninfo

7. 2.1. Introducci6n a la hidraulica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.2. Conceptos fisicos
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2
.2.1. Magnitudes fisicas y conceptos . . . . . . . 36
2.2
.2. Propiedades fisicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.3. Circuitos hidraulicos
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.4. El aceite hidrau
lico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.4.1. Modificaci6n de la temperatura
del aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.5. El grupo hidraulico .
2
.5.1. El tanque o dep6sito hidraulico .
2
.5.2. Filtros .
35 II 2. Hidraulica industrial
1.6. Motores y actuadores neumaticos
. . . . . . . . . . . . . 18
1. 7. Va
l vulas distribuidoras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1. 7 .
1. Caracteristicas constructivas . . . . . . . . . . 20
1
. 7 .2. Representaci6n de las valvulas
distribuidoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.
7.3. Empleo de las valvulas
distribuidoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.7.4. Acciona:rniento de las valvulas
distribuidoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.8. Va
lvulas de presi6n y caudal . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.8.1. Va
lvula antirretorno . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.8
.2. Valvula de escape rapido. . . . . . . . . . . . . 24
1.8
.3. Valvula reguladora de caudal. . . . . . . . . 24
1.8.4. Valvula selectora
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.8
.5. Valvula de simultaneidad . . . . . . . . . . . . 25
1.8
.6. Valvula reguladora de presi6n ........ 26
1
.8.7. Valvula de cierre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7
1.9. P
inzas neumaticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.10. V
entosas.................................... 27
1.10.1. Calcu
lo de ventosas . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Mapa conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Actividades finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2
2
2
5
6
1.3. Producci6n y distribuci6n de aire
compri:rnido ...
.............................. 8
1.3.1. Producci6n de aire compri:rnido ..
..... 8
1.3.2. R
ed de distribuci6n ... ............... 8
1.3
.3. Calculo de la red de distribuci6n . ..... 9
1.3.4
. Humedad en el aire ...... ............ 9
1.3
.5. La unidad de manteni:rniento . ........ 9
1.4. El com pres or ..
.............................. 10
1.4.1. Compresor volumetrico alternativo
de piston ..
.......................... 11
1.4
.2. Compresor volumetrico alternativo
de diafragma .........
............... 11
1.4
.3. Compresor rotativo de paletas . ....... 11
1.4.4. Compresor rotativo de tornillo .
....... 11
1.4
.5. Compresor rotativo roots . ............ 12
1.4.6
. Compresor de ufia . .................. 12
1.4.7. Compresor scroll .
................... 12
1.4
.8. Compresor dinamico radial. .. ........ 12
1.4.9
. Compresor dinamico axial . .......... 12
1.4.10
. Acciona:rniento del compresor . ....... 13
1.4.11. Precaucione
s en el uso
del compresor ........
............... 13
1.5. Cilindros neumaticos .....
................... 14
1.5.1. Simbo
logia ......................... 15
1.5
.2. Calculo de la fuerza
de un cilindro ...
.................... 16
1.5
.3. Calculo del consumo de aire . ........ 17
1.1. Introducci6n a la neumatica .
1.2. Conceptos fisicos .
1.2.1. Magnitudes fisicas .
1.2
.2. Propiedades fisica s .
1.2.3
. Leyes fisicas .
II 1. Neumatica industrial
Agradeci:rnientos
.................................. )Cl
P
resentaci6n XIlI

8. 4.1. Circuitos de mando electrico
................. 96
4.2. Elementos de protecci6n electrica . . . . . . . . . . . . 96
4.3. Fuentes de alimentaci6n electrica . . . . . . . . . . . . . 97
4.4. Elementos de conmutaci6n electrica . . . . . . . . . . 97
4.4.1. El contactor
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.4.2. El rele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4.5. El temporizador......................
....... 99
4.6. Elementos de mando electrico . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.6.1. Dispositivos de accionamiento
manual 100
4.6.2. Dispositivos de accionamiento
automatico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.6.3. Sensores de presi6n 105
4
.6.4. Conexi6n electrica de los sensores 105
4.7. Dispositivos de sefializacion 107
4.8. Elementos de medida electrica . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.9. Electrovalvulas 108
4.10. Desarrollo de sistemas electroneumaticos
y electrohidraulicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
II 4. Automatismos de mando electrico 95
3.2. Metodos de resoluci6n de problemas
neumaticos e hidraulicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.2.1. Representaci6n de circuitos . . . . . . . . . . 70
3.2.2. Representaci6n de secuencias
de trabajo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.2.3. Esquemas y tablas..
................. 73
3.3. Metodo intuitivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.4. Metodo de cascada...................
....... 74
3.4.1. Grupos de secuencia
................. 75
3.4.2. Tabla de activaci6n de grupos . . . . . . . . 75
3.4.3. Tabla de activaci6n de secuencia...
... 75
3.4.4. Lfneas de presi6n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.4.5. Dibujo del circuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.4.6. Circuitos con movimientos
simultaneos......................
... 78
3.5. Metodo paso a paso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.5.1. Circuitos con mas de dos grupos . . . . . 79
3.5.2. Circuitos de dos grupos...........
... 82
3.6. El secuenciador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.6.1. Secuenciador con movimientos
repetidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.6.2. Secuenciador con movimientos
simultaneos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Mapa conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Actividades finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
3 .1. Circuitos basicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3.1.1
. Cilindro de simple efecto . . . . . . . . . . . . 64
3.1.2. Cilindro de doble efecto . . . . . . . . . . . . . 65
3.1.3. Funci6n Y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.1.4. Funci6n OR......
................... 66
3
.1.5. Contro l de un cilindro, retroceso
mediante final de carrera
. . . . . . . . . . . . . 6 7
3.1.6
. Vaiven de un cilindro con finales
de carrera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
7
3
.1.7. Control de velocidad ................. 6 7
3
.1.8. Cilindro con retorno temporiza do..... 68
3
.1.9. Control de un cilindro con parada
en un punto de su carrera . . . . . . . . . . . . 69
3.1.10. Contro
l de un motor neumatico
o hidraulico en los dos sentidos
de giro
.............................. 70
3.1.11. P
arada de emergencia . . . . . . . . . . . . . . . . 70
II 3. Desarrollo de sistemas neumaticos
e hi
draulicos 63
2.6. Acumuladore
s hidraulicos.................... 44
2.6
.1. Acumulador de contrapeso ........... 44
2
.6.2. Acumulador de muelle ............... 45
2.6
.3. Acumulador de gas .................. 45
2
.6.4. Acumulador de diafragma ............ 45
2.6
.5. Acumulador de vejiga . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.6.6. Simbo
logfa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.7. B
ombas hidraulicas .......................... 46
2
. 7 .1. B omba de embolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.
7 .2. Bomba de pistones axiales . . . . . . . . . . . 46
2
.7.3. Bomba de pistones radiales . . . . . . . . . . 4 7
2.7.4
. Bomba de engranajes ................ 47
2
.7.5. Bomba de 16 bulos................... 48
2.7
.6. Bomba de paletas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2
.7.7. Simbologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.8. C
ilindros hidraulicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2
.8.1. S imbologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2
.8.2. Dimensiones normalizadas ........... 51
2
.8.3. P andeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2
.8.4. Fijaciones de l os cilindros. . . . . . . . . . . . 53
2.9. Motores y actuadores hidraulicos
............. 53
2
.9.1. Simbologfa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.10. Valvulas hidraulicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.10.1. Valvulas distribu
idoras............... 55
2
.10.2. Centros de valvulas distribuidoras . . . . 56
Mapa conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 8
Actividades finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

9. 182
6.1. Orientaciones para la realizaci6n
de las practicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4
6.2. Medidas de seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4
Neumatica e hidraulica
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Practica 1. Manda directo de un cilindro
de simple efecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Practica 2. Manda directo de un cilindro
de simple efecto mediante valvulas en serie 186
Practica 3. Manda directo de un cilindro
de simple efecto mediante una valvula de
simultaneidad
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
Practica 4. Manda directo de un cilindro
de simple efecto mediante una valvula
selectora
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
Practica 5. Manda directo de un cilindro
de simple efecto con regulacion de velocidad
en avance .
II B. P
racticas de taller
5.12. L
a programacion me diante texto
estructurado 158
5.13. Los diagramas de funcion secuencial.
Grafcet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 8
5.13.1. Los elementos del diagrama 159
5
.13.2. Las etapas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
5
.13.3. Las reglas 160
5.13.4. Las estructuras 160
5.13
.5. Las accione s 160
5.13
.6. Los niveles de diagramas 161
5 .13. 7. La
s macroetapas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
5.13
.8. Division del diag rama 163
5.14. Desarrollo de circuitos con autornata
s
programable
s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
5.15. Re
solucion de s ecuencias de trabajo 167
5 .
15 .1. Con version del g rafico funcional
a diagrama de contactos
. . . . . . . . . . . . . . 16 7
5.16. Ejemplo de aplicacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.16.1. Secuencia de trabajo y datos
de partida
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.16.2
. Grafcet 172
5.16.3. Zelio de Schneider Electric
(len
guaje de contacto s) . . . . . . . . . . . . . . 173
5.16.4. Logo de Siemens (lenguaje
de contacto
s). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
5
.16.5. Logo de Siemens (lenguaje
de bloques de funcione
s) . . . . . . . . . . . . . 17 4
Mapa conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5
Actividades finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
5.1. Los automatismos programado
s 142
5.2. Las ventajas y los inconvenientes 142
5.3. La estructura del automata programable 142
5.3.1. La CPU. 143
5.3
.2. Lafuente de alimentacion. ... . . . . . . . . 143
5.3.3. Los modules de entradas y salidas.
... 143
5.4. Interfaz hombre-maquina (HMI)
.. . . . . . . . . . . . . 145
5 .5. Las comunicaciones industrial es
. . . . . . . . . . . . . . 146
5 .6. Los sistemas SCAD A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
5.7. Los circuitos electricos en los automatas 147
5.8. La programacion de automatas 148
5 .8
.1. Elementos comune s . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
5 .8
.2. Los lenguaje s de programacion. . . . . . . 149
5.8.3. Las sefiales binarias . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
5.8.4. Tipos de logica..
..... . . . . . . . . . . . . . . . 150
5.9. La programacion mediante bloques
funcionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
5.9
.1. Las entradas 151
5.9
.2. Las salidas.............. . . . . . . . . . . . . 151
5.9.3. La funcion OR 151
5.9.4. La funcion NOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
5.9
.5. La funcion AND 152
5.9.6. La funcion NAND.
...... . . . . . . . . . . . . 153
5.9.7. La funcion NOT 153
5.9.8. La resolucion de problemas . . . . . . . . . . 153
5.9
.9. Las ba sculas o biestables SR/RS 155
5.9.10. El temporizador.
........ . . . . . . . . . . . . 155
5.9.11. El contador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
5.9.12. El comparador 156
5. 9 .13. Otras funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
5.10. La programacion mediante diagrama
de contactos.
.................... . . . . . . . . . . . . 156
5.11. La programacion mediante lista
de instrucciones.
................ . . . . . . . . . . . . 157
141 II 5. [I autOmata programable
4.10.1. Desarrollo de circuitos
electroneumaticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
4.10.2. Desarrollo de circuitos
electrohidraulicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4.11. Resolucion de secuencias de trabajo 117
4.11.1. Metodo intuitivo 117
4.11.2. Metodo de cascada . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4.11.3. Metodo paso a paso 129
Mapa conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Actividades finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
LA
Cl6N Y MANTENIMIENTO

10. Mando electrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
Practica 25. Mando directo de un cilindro
de simple efecto mediante una electrovalvula .
... 209
Practica 26. Mando indirecto de un cilindro
de simple efecto mediante una electrovalvula .
... 210
Practica 27. Man do indirecto de un cilindro
de doble efecto mediante una electrovalvula
. . . . . . 211
Practica 28. Mando electrico de un cilindro
de doble efecto con movimiento de vaiven 212
Practica 29. Mando electrico de un cilindro
de doble efecto mediante el accionamiento
indistinto desde dos puntos 213
Practica 30. Mando electrico de un cilindro
de doble efecto mediante el accionamiento
simultaneo desde dos puntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Practica 31. Mando electrico de un cilindro
de doble efecto en movimiento de vaiven
continuo con interruptores de posici6n 215
Practica 32. Mando electrico de un cilindro
de doble efecto en movimiento de vaiven
continuo con sensores de proximidad 216
Practica 33. Mando electrico de un cilindro
de doble efecto con retorno temporizado
. . . . . . . . . 217
Practica 34. Mando electrico de un cilindro
de doble efecto con vaiven continuo
temporizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Practica 35. Mando electrico de un cilindro
de doble efecto con parada en cualquier punto
de su canera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Practica 36. Mando electrico de un motor
con giro en ambos sentidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Practica 37. Secuencia (A+ B+) A- B- por
el metodo de cascada con division de grupo
. . . . . . 221
Practica 38. Secuencia (A+ B+) A- B- por
el rnetodo de cascada con un grupo vacfo . . . . . . . . 222
Practica 39. Secuencia A+ (B+ A-) B- por
el metodo paso a paso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
Aut6matas programables
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
Practica 40. Mando mediante PLC de un cilindro
de simple efecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
Practica 41. Mando mediante PLC de un cilindro
de simple efecto con pulsador de avance
y retroceso
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
Practica 42. Mando mediante PLC de un cilindro
de doble efecto con retorno automatico . . . . . . . . . . 226
Practica 43. Mando mediante PLC de un cilindro
de doble efecto mediante el accionamiento
indistinto desde dos puntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Practica 44. Mando mediante PLC de un cilindro
de doble efecto mediante el accionamiento
simultaneo desde dos puntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
Practica 6. Mando directo de un cilindro
de simple efecto con regulaci6n de velocidad
en retroceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Practica 7. Mando directo de un cilindro
de simple efecto con regulaci6n de velocidad
en avance y en retroceso
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Practica 8. Mando directo de un cilindro
de simple efecto con valvula de escape rapido . . . . . 192
Practica 9. Mando indirecto de un cilindro
de simple efecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Practica 10. Mando de un cilindro de simple
efecto con autoalimentaci6n (predominio
de paro) 194
Practica 11. Mando de un cilindro de simple
efecto con autoalimentaci6n (predominio
de marcha) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
Practica 12. Mando directo de un cilindro
de doble efecto mediante una valvula 4/2 . . . . . . . . 196
Practica 13. Mando directo de un cilindro
de doble efecto mediante una valvula 5/2 . . . . . . . . 197
Practica 14. Mando directo de un cilindro
de doble efecto con funci6n de avance
y retroceso
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Practica 15. Mando indirecto de un cilindro
de doble efecto con funci6n de avance
y retroceso
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Practica 16. Mando de un cilindro de doble
efecto con regulaci6n de velocidad en avance . . . . 200
Practica 17. Mando de un cilindro de doble
efecto con regulaci6n de velocidad
en retroceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Practica 18. Mando de un cilindro de doble
efecto con regulaci6n de velocidad en avance
y retroceso
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
Practica 19. Mando de un cilindro de doble
efecto con movimiento de vaiven
. . . . . . . . . . . . . . . . 203
Practica 20. Mando de un cilindro de doble
efecto mediante el accionamiento indistinto
desde dos puntos
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Practica 21. Mando de un cilindro de doble
efecto mediante el accionamiento simultaneo
desde dos puntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Practica 22. Mando de un cilindro de doble
efecto con retorno temporizado . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Practica 23. Mando de un cilindro de doble
efecto con parada en cualquier punto
de su canera
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
Practica 24. Mando de un motor con giro
en ambos sentidos 208
r

11. A.17. Pinzas neumaticas 23
7
A.18. Ventosas y vacio 2
37
A.19. Elementos de protecci6n electrica 23
7
A.20. Elementos de conmutaci6n electrica
. . . . . . . 238
A.21. Accionamiento en dispositivos
manuales
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
A.22. Sensores y dispositivos de detecci6n . . . . . . 238
A.23. Dispositivos de sefializacion . . . . . . . . . . . . . . 240
Anexo B. Diagramas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
B.1. Diagrama de presi6n-fuerza 241
B.2. Diagrama de consumo de aire
. . . . . . . . . . . . . 241
23
7 A.16. Otros motores .
A.10. Valvulas 234
A.11. Valvulas distribuidoras 235
A.12. Cilindros de simple efecto
. . . . . . . . . . . . . . . . 235
A.13. Cilindros de doble efecto 236
A.14. Motores y actuadores rotativos
neumaticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
A.15. Motores y actuadores rotativos
hidraulicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6
~
c:
-
~
"' c,
rJ)
Q)
c:
0
'
(3
'i.j
w
@
Anexo A. Simbologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
A.1. Elementos de alimentaci6n 232
A.2. Filtros 232
A.3. Bombas hidraulicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
A.4. Medicion en fluidos 233
A.5. Accionamiento manual en las valvulas 233
A.6. Accionamiento mecanico
en las valvulas 233
A. 7. Accionamiento por presi6n
en las val vulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
A.8. Accionamiento electrico en las valvulas ... 234
A.9. Accionamiento servopilotado
en las valvulas 234 •
II Anexos 231
Practica 45. Mando mediante PLC
de un cilindro de doble efecto con movimiento
de vaiven continuo 229
Practica 46. Mando mediante PLC de un cilindro
de doble efecto con retorno temporizado
. . . . . . . . . 230
LAC16N Y MANTENIMIENTO

13. Tambien d
eseo mostrar mi agradecimiento a D. Pascual Blanco Milla por sus orientaciones y sus aportaciones , que me
han servido de guia
.
Asimismo t
iene toda mi gratitud el equipo de Ediciones Paraninfo , puesto que , sin su confianza , esfuerzo y dedicaci6n,
esta obra nunc
a hubiese podido ser llevada a cabo.
Por supues
to, no quiero perder la oportunidad de agradecer a mi familia su apoyo y su comprensi6n .
• Siemens
.
• Omron.
El desarrollo d
e este libro ha sido posible gracias a la aportaci6n prestada por personas y empresas que han contribuido a
enriquecerlo c
on informaci6n, material grafico y otros contenidos , que, de esta manera , han hecho posible que sea una he-
rramienta de a
prendizaje amena y util tanto para estudiantes como para personas que desean tener una vision mas concreta
en este campo
, el de la tecnologia de la transmisi6n de energia mediante ftuidos.
Deseo mos
trar mi agradecimiento a :
• ABB.
• Bosch R
exroth.
• Circutor
.
• Danfoss
.
• Schneid
er Electric.

15. De esta manera, la exposicion de los contenidos teoricos
se plantea con una serie de ejercicios y montajes practices
para realizar en el taller, en los cuales se deben aplicar los
esquemas basicos
, de modo que el alumno adquiera las
destrezas necesarias para su desarrollo profesional. Ademas,
al final de cada unidad, se incluye un mapa conceptual para
el repaso y la fijacion de los conceptos clave estudiados y
actividades finales de tres tipos: de cornprobacion, con las
que el alumno verifica que ha adquirido los conocimientos
teorico
s necesarios; de aplicacion , donde se plantean di ver-
sos tipos de problemas a los que el alumno debe aportar una
solucion, generalmente mediante un esquema electrico en
el que se aplica la teoria y la base practica adquirida; y
, por
ultimo, de ampliacion, donde el alumno debe recurrir a
fuentes externas
, generalmente catalogos o paginas web de
fabricantes, para resolver un problema.
A continuacion, se resumen los contenidos de cada una
de las unidades:
• Unidad 1. En ella se estudia la tecnolog
fa de la neu-
matica industrial y se describen los fe 6menos fisi-
cos que intervienen. Asi, se tratan con idos que van
desde la generacion de all. - pn o hasta los di-
ferentes tipos de ctuadores
, pasando por los dife-
rentes ti pos de valvulas, su constitucion, modo de
trabajo y empleo.
• Unidad 2. En ella se ofrece una vision general sobre
la hidraulica industrial y se detallan los fenomenos fi­
sicos que intervienen. Se estudian el aceite hidraulico
como el fluido transmisor de la fuerza y los diferen-
tes sistemas de bombeo para distribuir el aceite entre
todos los elementos que intervienen en la instalacion.
Ademas
, se enumeran los tipos de actuadores y las
valvulas propias de este sistema.
planos
, diagramas explicativos , esquemas de montaje y
detalles de conexionado
, asf como con actividades resuel-
tas que ofrecen una metodologia de trabajo atractiva
, y
cuya finalidad es agilizar la dinamica de clase y favorecer
la atencion de los alumnos.
El objetivo de la obra es servir de guia tanto al alumno
como al profesor que imparta el modulo. Por ello, se ha
tenido en cuenta la secuenciacion de contenidos y objetivos
del mencionado Ciclo Formativo, asi como los resultados
de aprendizaje y los criterios de evaluacion.
Asimismo
, se han combinado tanto los aspectos teori-
cos como los practices
, ya que se trata de un modulo pro-
fesional con una gran carga lectiva
, que es esencialmente
practica. Por ello
, gran parte de la accion formativa se
centra en la realizacion de una serie de montajes practices
y la teorfa necesaria para entenderlos y asimilarlos.
La obra se encuentra totalmente actualizada y en conso-
nancia con las guias y normas (nacionales, europeas e
internacionales) y las disposiciones vigentes del sector, los
programas informaticos de mayor calado y las ultimas
novedades ofrecidas por los fabricantes en lo que respecta
a materiales, dispositivos, equipos y herramientas.
La materia se ha desarrollado a lo largo de seis unida-
des formativas
, cada una de las cuales presenta un desarro-
llo teorico para que el alumno fije las bases de su
conocimiento y entienda la problernatica de la materia y las
diferentes soluciones. Los contenidos se exponen con un
lenguaje tecnico
, pero claro y facil de entender , y siguiendo
un orden logico de aprendizaje. Dicho contenido se com-
plementa con numerosas imageries
, ilustraciones, tablas,
Este libro desarrolla los contenidos del modulo profesional
de Automatismos Neumaticos e Hidraulicos del Ciclo For-
mativo de grado medio de Mantenimiento Electromecani-
co, perteneciente a la familia profesional de Instalacion y
Mantenimiento. Pero tambien resultara de gran ayuda para
cualquier profesional que desarrolle su actividad en entor-
nos de trabajo que guarden relacion con esta tecnologia.
Su elaboracion se ha basado en la normativa de educa-
cion actual contenida en el Real Decreto 1589/2011
, de
4 de noviembre
, por el que se establece el mencionado
tftulo
, yen la orden ECD/76/2013, de 23 de enero , donde
se establece el cumculo.

16. La editorial recomienda que el alumna realice las actividades sabre el cuaderno y no sabre el libro.
• Actividades finales, organizadas en tres tipos dis-
tintos: de comprobaci6n, preguntas de tipo test para
que el alumno verifique su progreso; de aplicaci6n,
donde se plantea una serie de problemas a los que el
estudiante debe aportar una soluci6n; y de amplia­
ci6n, en las que el alumno debe recurrir a fuentes
externas, generalmente catalogos o paginas web de
fabricantes, para su resoluci6n.
• Mapa conceptual, esquema grafico que resume los
conceptos mas importantes de cada unidad para faci-
litar su estudio.
• Imageries de dispositivos
, que facilitan la identifi-
caci6n del material con el que trabajaran los futuros
profesionales. Tambien favorecen el conocimiento de
marcas y modelos comerciales,
• Ilustraciones, que ayudan al aprendizaje y facilitan
el estudio.
• Tablas, donde se recopilan datos o simbologia.
• Simbologia normalizada, para identificar los equi-
pamientos estudiados dentro de un entomo de trabajo
profesional.
• Anotaciones destacadas, en forma de «Sabras
que ... » y «Recuerda» para sintetizar los conceptos
mas relevantes.
dos. Su finalidad es que el alumno asimile y afiance
dichos contenidos.
INSTALACl6N Y MANTENIM
IE
• Unidad 5. En esta unidad, se describe el automata
programable como una evoluci6n para la resoluci6n
de secuencias de trabajo. Tambien se muestran los ele-
mentos que intervienen y sus formas de programaci6n.
Ademas, se aprende a programar sistemas sencillos de
mando utilizando una determinada metodologia.
• Unidad 6. El objetivo de esta unidad es poner en prac-
tica los circuitos basicos tratados en las demas unida-
des. Para ello, consta de 46 practicas de taller, con las
que adquirira las destrezas manuales y profesionales
requeridas.
En las unidades mencionadas se incluyen:
• Actividades resueltas, que consisten en una aplica-
ci6n directa de los contenidos te6ricos recien trata-
• Unidad 4. En ella se estudia la combinaci6n de los
circuitos de fuerza mediante fluidos con los elemen-
tos de mando electrico y se sefialan sus ventajas. Se
analizan los circuitos basicos de un mando electri-
co y se describen las magnitudes que intervienen
,
asi como los dispositivos y los sistemas. Tambien se
aprende a resolver secuencias de trabajo mediante un
mando electrico.
• Unidad 3. Aqui se analizan los diferentes tipos de
esquemas basicos para los circuitos neumaticos e
hidraulicos. Asimismo, se desarrolla el analisis de se-
cuencias de trabajo y su resoluci6n por metodos sis-
tematicos.
r

17. Objetivos
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Contenidos

18. El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo. Como uni-
dad de medida, se emplea el metro cubico (m
3).
111111 Volumen (~
Es la cantidad de materia que forma un cuerpo. En el Sis-
tema Internacional de Unidades (SI), la masa se expresa en
gramos (g).
111111 Masa (m)
Este tipo de magnitudes se describe en los apartados si-
guientes.
1111 1.2.1. Magnitudes ff sicas
Para el estudio de la neumatica, es necesario conocer una
serie de conceptos, magnitudes y propiedades ffsicas,
• 1.2. Conceptos fisicos
A pesar de todos estos inconvenientes, las ventajas los
sobrepasan y se emplean en multiples actividades: sistemas
de manipulaci6n y envasado, sistemas de embotellado, sis-
temas de sujeci6n en sistemas productivos, sistemas auto-
matizados de pintura por pul verizaci6n, etcetera.
• El aire comprimido es una fuente de energfa con un
coste relativamente caro, aunque compensa que sus
componentes son de constituci6n sencilla y, por ello,
econ6micos.
• Los sistemas de escape producen ruido, aunque pue-
de disminuirse mediante el empleo de silenciadores.
• El aire es compresible y, por ello, no permite una ve-
locidad uniforme ni trabajar a velocidades muy bajas.
• Solo son rentables para sistemas donde se requiere
una fuerza pequeiia. Su utilizaci6n se ha generaliza-
do entre 6 y 8 bar.
• El aire necesita de una preparaci6n previa a su uso
para eliminar la humedad y las posibles impurezas
existentes en el.
Sin embargo, tambien presenta una serie de inconve-
nientes:
• Son sistemas robustos e insensibles a las vibraciones.
• Es un sistema que permite velocidades de trabajo ele-
vadas.
INSTALACl6N Y MAN
TENIMIE
r
Las ventajas mas significativas radican en los siguientes
aspectos:
• El aire es abundante y disponible en cualquier parte.
• Se transporta con facilidad mediante canalizaciones
y no necesita retornar, por lo que, una vez realizado
el trabajo
, el aire se libera al ambiente.
• Facilidad de almacenaje del aire comprimido en de-
p6sitos.
• Es una energia limpia, por tanto, en caso de fuga, no
produce ningun daiio por ensuciamiento.
• Es insensible a las variaciones de temperatura.
• Es antideflagrante, pues no produce explosiones ni
incendios
, lo que la hace id6nea en ambientes de se-
guridad.
Figura 1.1. Apficaci6n de la neumcitica en la industria.
Los sistemas de aire comprimido generan un movimien-
to a motores y cilindros neumaticos facilmente controlable
siendo una alternativa a los sistemas electricos,
El uso del aire se conoce desde la antigtiedad
, pues se ha
utilizado desde entonces en diversas areas: navegaci6n, mo-
linos para moler el trigo, bombeo de agua, etc. Sin embar-
go, no es hasta practicamente principios del siglo xx (freno
en las locomotoras) y, sobre todo desde mediados de ese
mismo siglo, cuando empieza a implantarse en el sector
industrial, en el cual esta actualmente presente en un alto
porcentaje.
• 1.1. lntroduccion a la neumatica

19. P
resi6n absoluta = presi6n atmosferica + presi6n relati va
El peso que ejerce la atm6sfera sobre la supe
rficie terrestre
es la pr
esion atmosf erica.
Existen dos tipos de esca
las de presi6n: pre sion abso-
lu
ta y presion relativa. La presi6n absoluta parte de un
valor rninimo ( cero absoluto) y, desde aqui, va aumentan-
do. Normalmente, no se tra
baja con valores de presiones
a
bsolutas, sino que se emplea una escala relat iva donde la
presi6n relativa es la diferencia entre la presion absoluta y
la presi6n atrnosferica. Este nivel de presi6n atmosferica se
fija en un valor de 1 atm6sfera que es l
o mismo que 1 bar
a nivel del mar
.
111111 Presion
1 kgf = 1 kp = 9
, 81 N
Sise deja caer esta masa por efecto de l
a gravedad, ten-
dra una aceleracion de 9,81 m/s
2• Esta fuerza corresponde
al peso, con lo que se deduce que la fuerza de una masa de
1 kg equivale a 9,81 N
. Esta unidad es e l kilogramo-fuerza
(kgf), que recibe el nombre de kilopondio (kp).
1 N =kg· m/s
2
En el sistema internacional, si la masa se expresa en kg
y la aceleracion en m/s
2, la fuerza se expresa en kilogramos
por metro por segundo cuadrado (kg
· m/s2), que correspon -
de con el newton (N)
.
F=m
·a
La fuerza representa al producto de la masa (m) por la ace-
leraci6n (a)
.
111111 fuerza (F)
m= g
y = -- =
p. g
v
El peso especifico varfa con la presi6n y la temperatura,
ya que el volumen varia si lo hacen estas magnitudes. Por
tanto, tam
bien puede expresarse en funci6n de la masa (m)
y la gravedad ( g)
, ode la densidad ( p ).
p
y = -
v
El peso especifico (y) de un fluido expresa cual es su peso
(p) por unidad de volumen (V). En el sistema internacional,
se expresa en newtons por metro ciibico (N
/m3).
111111 Peso especffico (y)
Ox
fgeno 1 ,331
..................
................................................................................................
Propa
no 1 ,882
1
,165 Nitr6geno
0
,668 Metano
0
,089 Hidr6geno
Eta
no 1 ,264
..
................................................................................................................
Hel
io 0 ,166
2
,994 Clora
2
,489 Butano
1
,661 Argon
0
,717 Amoniaco
997 Agua
1
,205 Aire
Densidad kg/m
3
Tabla 1
.1. Densidad de a lgunas sustancias a 25 ° C y 1 atm
La densidad del agua pura a una temperatura de 4 °C y
una presi6n de 1 atm es de 1000 kg
/m3•
Sabias que ...
En el sistema internacional
, se expresa en kilogramos
por metro ciibico (kg/m
3).
m
p= -
v
Indica c6mo estan de unidos los atomos que componen el
fluido, cuanto mas juntos, mas den
so el fluido. La densidad
se define como el cociente de su masa (m) entre el volumen
(V) que ocupa.
111111 Oensidad (p)
Figura 1.2. Representaci6n def volumen de un cuerpo
.
Volumen
: 1 m3
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

20. a) Pasa 25 °Ca kelvins y grados Fahrenheit.
b) Pasa -30 °C a kelvins y grados Fahrenheit.
c) Pasa 200 K
a grados Celsius y Fahrenheit.
Realiza los cambios de escala de temperatura para los si-
guientes valores:
Actiuidad resuelta 1.1
5
0
P
- 32 K - 273,15
=
9 5
oc
• Escala Fahrenheit (°F). En esta escala, los valo
-
res de 0 y 100 °C se corresponden con 32 y 212 °P
respectivamente
. Es la escala de temperatura que se
emplea normalmente en los Estados Unidos.
Ademas de estas tres escalas
, existen otras que se em-
plean en aplicaciones especificas o que tienen una menor
aplicaci6n.
La conversion entre estas escalas emplea la siguiente
relaci6n:
• Escala Celsius (°C). Es la que mas se emplea en Eu-
ropa. Divide la escala en 100 grados y sinia en los
0 °C el punto de congelaci6n del agua y en los 100 °C
el punto de ebullici6n.
• Escala Kelvin (K). Es una escala de valores absolu-
tos. Sinia el valor de 0 Ken el punto mas bajo que
puede obtenerse (-273,15 °C) y lo denomina cero
absoluto. Es la unidad de medida en el sistema inter-
nacional.
Existen diversas escalas para expresar la temperatura
:
Figura 1.5. Te
rm6metro.
La temperatura se mide con un aparato denominado ter­
m6metro.
La temperatura es una magnitud que hace referencia a la
energia de las particulas internas que lo componen, asi, en
un cuerpo con mayor temperatura, estas moleculas tienen
mas energia cinetica y, por tanto, se mueven con mayor ve
-
locidad.
111111 Temperatura (U
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
r
Cuando l
a presi6n que ha de medirse es inferior a la
atmosferica
, el aparato empleado se llama v acu6metro.
Figura 1.4. Man6metro.
La presi6n se mide con un aparato denominado man6
­
metro.
R
esumiendo, puede decir se que las equivalencias entre
todas ellas son:
1 Pa
= 1 N/m 2 = 10-5 bar= 9,869T6atm
1atm
=101325 Pa
La relaci6n entre la unidad de bar y la atm6sfera es
:
1 atm = 7 60 mm de Hg
O
tra unidad que se emplea para expresar el valor de la
presi6n e
s la atm6sfera (atm), que equivale a una columna
de mercurio de 7
60 mm .
1kp=9
,81 N
1 kp/cm
2 = 9,81N/cm 2=0,981 bar = 9,81 kPa
Tambien es cormin encontrar v
alores de presi6n en kilo -
pondios por centimetre cuadrado (kp
/cm2).
La presi6n se mide en el sistema internacional en new
-
tons por metro cuadrado (N/m
2) y recibe el nombre de pas­
cal (
Pa). Pero esta unidad e s muy pequefia y , por tanto, poco
practica
, por ello se emplea e l bar (1 bar= 100 000 Pa).
1 P
a = 1 N/m 2 = 10-5 bar = 1,45 · 10 -4 psi
Cuando el nivel de pre
si6n se s itua por encima de la
pre
si6n atmosferica, se denomina s obrepresion y, cuando
se sinia por debajo de la presi6n atrnosferica
, depresion.
Figura 1.3. Relacion entre la presi6n absoluta y la presi6n relativa.
Cero absoluto 1
Presi6n
atrnosferica
0 ~~~~~~~~~--
Presi6n
relativa
Presi6n
absoluta
Presi6n atrnosferica
Nivel de presi6n
kPa
(bar)

21. Es la propiedad que poseen l
os gases de ocupar totalmente
el volumen del recipiente que los contiene
.
111111 hpansibilidad
Los gases presentan una serie de propiedades fisicas
, que se
indican a continuaci6n.
1111 1.2.2. Propiedades ff sicas
En el sistema internacional, la potencia se expresa en
vatios (W), aunque tam
bien se emplea el ca ballo de vapor
(C
V), siendo la equivalencia de 1C V=736 W.
El valor de este rendimiento se encuentra siempre entre
0 y 1. Lo normal es proporcionar e
l valor de l rendimiento
en tanto por ciento (
% ), para ello , simplemente se mu ltiplica
este valor por 100
.
P
util l
rJ
=-::;
P
abs
Aparece entonces el termino de potencia titil (P
utii) que
es la que desarrolla la maquina y la potencia a
bsorbida ( Pabs)
del sistema de suministro de energia a la maquina para que
funcione. El cociente entre ambas es el rendimiento
.
Se observa que la potencia se expresa en vatios (W).
P
ero no toda la potencia de una maquina realiza un tra-
bajo iitil, ya que hay Una Serie de perdidas que hacen que SU
rendimiento ( 1J) no sea del 100 % .
1 P
a · m 3 /s = 1 J/ s = 1 W
Teniendo en cuenta que
:
P = p · Q =[P
a] · [m3/s] =Pa· m 3/s
L
as unidades en el sistema intemacional realizando el
producto son
:
E
P=-=
p·Q
t
La potencia (P) es la energfa (E) en julios (J) ejercida por
unidad de tiempo (t) en segundos (s). Tambien puede expre-
sarse como el producto de la presi6n (p) en pascales (
Pa)
por el caudal (Q) en metros cubicos por segundo (m
3/s).
111111 Palencia (P)
Su unidad en el sistema intemacional es el metro ciibico
por segundo (m
3/s), ya que el volumen se expresara en me-
tros cubicos (m
3) y el tiempo en segundos (s).
v
Q=-
t
El caudal de un fluido ( Q) representa el volumen (V) que
circula en la uni dad de tiempo ( t ).
111111 Caudal (0)
9
°
F = S ( K- 273,15) + 32 = - 99,67 °F
K
-273,15
5
°F-32
9
De kelvin
s a grados Fahrenheit , la relaci6n es:
°
C K -273,15
5 5
°
C = K - 273,15
°
C = 200- 273,15 = - 73,15 °C
c) De kelvin
s a grados Celsius, la relaci6n es :
9 9
. (-30)
°
F = - ° C + 32 = + 32 = - 22 °F
5 5
Y a grados Fahrenheit
, es:
K = °
C + 273,15 = -30 + 273 ,15 = 243,15 K
b) Para pasar-30 °Ca kel
vins, la conversion es :
°
C °F- 32
5 9
9
°
F = -°C + 32
5
9
. 25
°
F = -- + 32 = 77 ° F
5
De grado
s Celsius a grado s Fahrenheit, la relaci6n es:
°
C K - 273,15
5 5
K
= °C + 273,15
K
= °C + 273,15 = 25 + 273 ,15 = 298,15 K
a) De grados Cel
sius a kelvins, la relaci6n es :
Soluci6n:
LACl6N Y MANTENIMIENTO

22. A temperatura constante (proceso isotermico ), las presiones
ejercidas en una masa gaseosa son inversamente proporcio-
nales a los vohimenes ocupados.
P1 V2
P2 = V1
Pi ·Vi= P
2 · V2 = constante
111111 ley de Boyle­Mariotte
T
1 • n · R T 2 · n · R
Simplificando, ya que es la misma muestra de gas y, por
tanto, se mantiene el mimero de moles (n) y su constante (R):
P
1 • V 1 P2 · V2
-------
---=---
Si una misma muestra de gas se tiene con unas con-
diciones iniciales (punto 1) y se lleva a otras condiciones
(punto 2), debe cumplirse que:
P1 · V1 P2 · V2
P: presi6n del gas.
V.
· volumen del gas.
n: mimero de moles del gas.
R: constante del gas
.
T: temperatura del gas
.
Donde
:
P·V=n·R·T
Si esta ecuaci6n se desarrolla introduciendo el parametro
de la temperatura, se obtiene la ecuaci6n de estado de los
gases perfectos
:
Se considera que un gas es perfecta o ideal cuando este se
encuentra formado por particulas sin atracci6n ni repul-
sion mutua y los choques que se producen a nivel molecu-
lar son perfectamente elasticos
,
Esta consideraci6n permite estudiar de una manera mas
simplificada e
l comportamiento de los gases .
Sabias que ...
P · V = constante
La ley de los gases perfectos o ideales es una ecuaci6n que
representa el estado de un gas considerado perf ecto o ideal.
Con estas condiciones, se cumple que el producto de la
presi6n por el volumen es constante, siempre y cuando la
temperatura se mantenga constante.
111111 leyes fundamentales de las gases perfectas
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
L
os gases, como el aire, siguen una serie de leyes fisicas
que definen su comportamiento, entre ellas se encuentran
las siguientes
.
1111 1.2.3. leyes fisicas
La densidad de un gas depende de su temperatura
. Si se
tienen dos muestras identicas de un gas y se calienta una
de ellas aumentando su temperatura, se observa que el aire
caliente es menos denso que la otra muestra mas fria.
111111 Oensidad y temperatura
Si, experimenta
lmente, se colocan en una balanza dos re-
cipientes cerrados e iguales, se observa que la balanza esta
equilibrada. Si, posteriormente, se realiza el vacio a una de
ellas
, se observa que la b alanza se desequilibra. D e aquf se
determina que el peso del aire es de 1,293 · 10
-3 kgf/cm2•
111111 Peso
Figura 1.7. Elasticidad de un gas al cesar una fuerza.
Es la propiedad que permite a un gas que se ha sometido
a una presi6n recuperar su volumen inicial cuando cesa la
fuerza compresora
.
111111 [lastici
dad
Figura 1.6. Comprensibilidad de un gas a
l apf icar una fue rza.
Los gases tienen la propiedad de ocupar todo el volumen
disponible. Si se encierra un gas en un recipiente y, pos
-
teriormente
, se aplica una fuerza, se observa que el gas se
comprime reduciendo el volumen.
111111 Comprensibilidad

23. 3 0,4 m
3
2 bar · 0,4 m = P
2 · ­ 4-
2 bar · 0,4 m
3 · 4
P
2 = 0,4 m 3 = 8 b ar
b) Volumen reducido a la cuarte parte:
2 bar · 0,4 m
3 · 2
P
2 = 0 ,4 m3 = 4 b ar
04m
3
2 bar · 0
,4 m3 = P 2 · ­ '­­
2
Sustituyendo para cada caso:
a) Volumen reducido a la mitad
:
Conociendo que, a temperatura constante, el producto de
la presi6n por el volumen es un valor constante:
Sol
uci6n:
Disponiendo de un recipiente con un volumen de 0,4 m
3
de aire a una presi6n de 2 bar, determina la presi6n en los
siguientes casos:
a) Se reduce su volumen a la mitad.
b) Se reduce su volumen a la cuarta parte
.
c) Se aumenta su volumen al doble.
Actiuidad resuelta 1.3
Figura 1.9. Efecto sabre el volumen de un gas sometido a presi6n
constante y con variaciones de temperatura.
10 =c
0
,4 m 3
50 =c
2 m3
30 °c
1,2 m3
1
,2 m3 V2
30 °
C = 10 ° C
12m
3·10 °C
V2 = ' 30 o
c = 0,4 m 3
Se observa que, a presi6n constante, al aumentar la tempe-
ratura
, aumenta el volumen y , al disminuir la temperatura,
disminuye el volumen.
b) Disminuci6n de temperatura hasta 10 °C:
Ti T2
1
,2 m3 V2
30 °
C = 50 °C
12m
3·50 °C
V - ' -2m
3
2
- 30 °
C -
Sustituyendo para cada caso:
a) Aumento de temperatura hasta 50 °C:
Soluci6n
:
Aplicando la ley de Gay Lussac, se tiene que:
Se tiene un recipiente con un volumen de 1,2 m
3 de aire
a una temperatura de 30 °Cy una presi6n de 2 bar. Deter-
mina el volumen para los siguientes casos sabiendo que la
presi6n se mantiene constante en los 2 bar.
a) Cuando la temperatura aumenta hasta 50 °C.
b) Cuando la temperatura disminuye hasta 10 °C
.
Actiuidad resuelta 1.2
A volumen constante (proceso isoc6rico )
, la presi6n de
un gas es directamente proporcional a su temperatura ab-
soluta.
A presi6n constante (proceso isobarico ), el volumen
ocupado por un gas es proporcional a su temperatura ab-
soluta.
Se postulan las siguientes afirmaciones:
111111 l
ey de Charles, Gay-lussac
Figura 1.8. Volumen de un fluido sometido a presi6n
.
LAC
l6N Y MANTENIMIENTO

24. La instalaci6n de esta red de distribuci6n puede adoptar
tres tipologfas:
1
. Red en circuito abierto. Esta red conecta directamen-
te el sistema de producci6n con los actuadores neuma-
ticos. Es la red mas sencilla y mas econ6mica, puesto
que se emplea la menor cantidad de canalizaciones.
2
. Red en circuito cerrado. Esta red forma un anillo e
incluso diferentes mallas, es decir, conecta el final de la
instalacion con el principio. De esta forma, se consigue
un reparto uniforme del aire, que es, ademas, robusto
frente a las averfas y tiene menos perdidas de carga.
3. Red mixta. Es una combinacion entre las redes en
circuito cerrado y las abiertas, donde la estructura
principal es cerrada, pero
, en los tramos finales antes
de los actuadores, se realiza en abierto. Es el tipo de
red que se emplea habitualmente, ya que aprovecha
las ventajas de cada una de ellas
.
La distribucion del aire se realiza mediante un sistema
de canalizaci6n que emplea diversos materiales, tales como
acero
, cobre, plastico, etc., con unas dimensiones adecuadas
y con las menores perdidas posibles.
La red de distribuci6n es la parte encargada de llevar el
aire comprimido desde el sistema de producci6n hasta los
elementos consumidores de este aire.
1111 1.3.2. Red de distribucion
Figura 1.11. Esquem
a de bloques gene rico de un sistema de producc i6n y
distribuci6n de aire comprimido.
Pun to
de toma
Red de distribuci6n
Compresor
Enfriador Separador
Toma
de aire
Figura 1.10. Sistema de producci6n de aire comprimido.
Motor
Compresor electrico
/ / Presostato
Man6metro
Valvula
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
r
El compresor es e
l elemento principa l de la unidad de pro -
ducci6n
. Dispone de un elemento para generar la energfa
mecanica, generalmente un motor electrico
. El control d e
este motor se encuentra gobernado por un presostato
, que
mide la presi6n de un dep6sito donde se almacena el aire y
que c
onectara o desconectara el motor e lectrico para generar
aire comprimido
.
El deposito cuenta con una valvula de seguridad que
evita que se alcance
n niveles de presi6n peligrosas. Tambien
dispone de un sistema de purga que elimina peri6dicamente
,
de forma automatica o manual
, la condensaci6n de agua.
A la salida del deposito
, se cuenta con un sistema de
secado y filtrado del aire que elimina la humedad, sustan
-
cias en suspension como el polvo y otras como el aceite de
lubricaci6n
.
1111 1.3.
1. Produccion de aire comprimido
La producci6n de aire comprimido comprende no solo la
generaci6n de aire comprimido, sino que este se encuentre
con una calidad adecuada para ser utilizado.
P
ara poder utilizar los diferentes actuadores neumaticos ,
en primer l
ugar, se necesita disponer de un sistema que
genere este aire comprimido, que seria la parte de produc-
ci6n. P
osteriormente, debe llevarse desde el punto de ge -
neraci6n al punto de consumo
, para ello se utiliza l a red de
distribuci6n.
• 1.3. Produccion y distribucion
de aire comprimido
La presion de una mezcla de gases e
s la suma de presiones
parciales de los ga
ses constituyentes. La presi6n parcial es
la q
ue ejercerfa cada gas si ocupara e l solo e l volumen de
la mezcla.
111111 ley de Oalton ode las presiones parc
iales
Se observa que
, al reducir el volumen , aumenta la
presi6n y
, al aumentar el volumen , disminuye la presi6n .
2 b
ar· 0,4 m 3
P
2 =
2
. 0,4 m 3 = 1 bar
c) Volumen aumentado al doble
:
2 b
ar· 0,4 m 3 = P 2 · 0,4 m3 · 2

25. El filtro se encarga de eliminar todas las impurezas que con-
tiene el aire tales como polvo y otros objetos
. A continuacion,
Figura 1.13. Unidad de m
antenimiento.
La unidad de mantenimiento es el equipo responsable de
preparar y entregar e
l aire en las condiciones optimas de
consumo
, para ello incorpora los siguientes elementos en un
mismo dispositivo
: filtro, regulador de presi6n y lubricador .
1111 1.3.5. la unidad de mantenimiento
El aire, aparte de los compuestos qufmicos que ya se sabe
que lo componen, contiene en su interior una cantidad de
agua
. Esta cantidad de agua es la humedad y su porcentaje
depende de la temperatura. El aire Caliente tiene mas capa-
cidad de absorber agua y, cuando se enfria, lo devuelve al
ambiente. Cuando se satura
, es decir, cuando ya no puede
absorber mas cantidad de agua, se alcanza el punto de rocio
y se forman gotas de agua en su superficie.
La presencia de humedad en las instalaciones provoca
una serie de problemas tales como aparicion de oxidaciones
y desgaste prematuro debido a
l arrase de la l ubricaci6n por
parte del agua
, entre otros inconvenientes.
1111
1.3.4. Humedad en el aire
Como esta secci6n es circular, el diametro se obtiene
desde la siguiente expresion:
S= "/ ~ d= j4~S
Finalmente
, se redondea a un valor comercial y se veri-
fican las perdidas de carga.
p: presi6n absoluta (bar).
v
: velocidad del flujo de aire (mis) .
S , : seccion minima.
mm
Q: caudal (m
3/min).
Siendo:
Q. 10
4
Smfn = 60
·p. v
Otro punto importante es fijar el nivel de la presion de
trabajo, que suele situarse entre 4 y 8 bares, aunque se em-
plea mayoritariamente la presion de 6 bares.
Con estos dos datos (caudal y presion), puede calcularse
el diametro, partiendo primero de la seccion que se obtiene
mediante la expresion:
Para realizar el dimensionamiento de la red de distribucion,
el primer punto es determinar las necesidades de aire, valor
que se obtiene estudiando los diferentes elementos consu-
midores de aire.
1111 1.3.3. Calculo de la red de distribucion
Esta red de distribucion debe tener una pendiente entre
un 2 y un 3 % para conseguir que la condensacion de agua
se agrupe para su posterior eliminacion del sistema. Para
ello, se instalan los purgadores en las bajantes de cada rama.
Figura 1.12. De
rivaciones en las canali zaciones en la red principal.
Las canalizaciones de la red principal se instalan en la
parte superior de las naves industriales con fijaciones soli-
das para cada tres o cuatro metros como maximo y antes y
despues de cada cambio de direccion.
Las uniones en las canalizaciones se realizaran preferi-
blemente mediante uniones soldadas, ya que, de esta ma-
nera, se obtiene una mayor estanqueidad frente a otro tipo
de union. El conexionado de los elementos de control y de
trabajo que requieren frecuentes conexiones y desconexio-
nes se realizaran mediante enchufes rapidos.
Las derivaciones desde la canalizacion principal se rea-
lizan saliendo hacia arriba y formando un angulo de salida
de 30°.
Las canalizaciones deben ser resistentes a la corrosion,
por lo que la red de distribucion es de materiales rigidos y
se dejan las canalizaciones de materiales flexibles para las
derivaciones finales antes de los actuadores.
LACl6N Y MANTENIMIENTO

26. Los compresores dinamicos, tambien llamados turbo­
compreso res, trabajan a presi6n constante y el aire se com-
prime mientras ftuye.
Los compresores volumetricos trabajan encerrando el
volumen de un gas en una camara y, posteriormente, redu-
ciendo su volumen y obteniendo un aumento de la presi6n
del gas.
Figura 1.16. Clasificaci6n de los compresores
.
Axial j
Compresores <
dinarnicos ~~
R~a~d~ia~l~~l
Scroll
De ufia
Roots
Compresores
rotativos
De tornillo
De paletas
De diafragma
Compresores
alternatives <
De piston
Compresores
volumetricos
En la Figura 1.16, se muestra una clasificaci6n de los
tipos de compresores.
Figura 1.15. Compreso
r m6vil.
2. Compresi6n dinamica (turbocompresores). Al aire
que entra en el compresor se le aplica un aumento de
velocidad y, a la salida, se disminuye su velocidad,
transformando la energfa cinetica en energfa de presi6n.
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
r
1. C
ompresi6n volumetrica, Consiste en reducir e l vo-
lumen de una masa de aire para generar ese aumento
de presi6n.
P
ara lograr la compresi6n del aire, se emplean dos tee-
nicas
:
El compresor es e
l elemento encargado de generar e l aire
comprimido
. Para ello aspira aire a presi6n atmosferica y
eleva su presi6n hasta un nivel conveniente
. Su trabajo con-
siste en mo
dificar el caudal d e salida reduciendolo respecto
al caudal de entrada
.
• 1.4. [I compresor
F
uente de aire compr imido. L
; : :
Simbolo ! Descripcion
Tabla 1
.3. Simbologfa para la fuente de a ire comprimido
Unidad de mantenimiento (
sfmbolo
simp
lificado). 1Q}
; ; :
Simbolo ! Descripcion
Tabla 1
.2. Simbologfa para la unidad de manten imiento
Aunque en los esquemas suele emplearse una sim
bolo-
gfa simplificada (Tablas 1.2 y 1.3)
.
Figura 1.14. Sfmbolo d
e la unidad de mante nimiento.
L-----------------------~
Lubr
icador
1
- -- - - -- - - - -- - ---- - - - - - - -I
1 Man6metro 1
I Regulador 1
I I
I I
La unidad de mantenimiento se insta
la lo mas cerca po -
si
ble a los puntos consumidores de aire.
Su simbologfa se muestra en la Figura 1.14.
e
l aire pasa por una valvula reguladora de p resi6n queen-
trega el aire a l
a presi6n calibrada. Junto a ellos, se dispone
d
e un man6metro como aparato de medici6n para l a su-
pervision del correcto funcionamiento
. Por ultimo y antes
de entregar el aire
, este pasa por un l ubricador donde se
impregna con aceite
, necesario para engrasar las partes m6-
viles de los actuadores
.

27. El compresor de tornillo consta de dos rotores de forma de
tornillo helicoidal en el cual uno engrana so
bre el otro en
posici6n horizontal y ambos giran en sentido opuesto. El
aire al entrar queda contenido entre los espacios de los ro
-
tores donde se comprime y se transporta hacia el escape.
1111
1.4.4. Compresor rotativo de tornillo
Este tipo de compresor es de reducido tamafio y genera
una buena cantidad de aire
, pero con residuos de l ubricacion.
Las presiones de trabajo maximas se sinian en torno a
8 bar con unos caudales hasta los 3000 m
3/h.
Figura 1.19. Dibujo explicativo def comp
resor de pa/etas .
Salida
de aire
Entrada
de aire
Este compresor tiene un rotor accionado por el eje de un
motor ubicado de forma excentrica. El rotor consta de una
serie de aletas que se ajustan a l
a forma geometr ica inter-
na mediante la fuerza centrffuga formando varias celulas o
camaras. Al girar, el rotor reduce el volumen de las celulas
o camaras, con l
o que se consigue e l aumento de presi6n.
1111 1.4.3. Compresor rotativo de paletas
Con el compresor altemativo de diafragma
, se consiguen
altas presiones con un buen caudal de trabajo.
F
igura 1.18. Dibujo explicativo def compresor de diafragma.
de admisi6n de escape
Entrada Sal
ida
Valvula Valvula
en ciertas industrias: alimentaria
, farmaceutica, qufrnicas y
hospitalaria.
Este tipo de compresor tarnbien se basa en el sistema de biela-
piston, pero el movimiento se realiza sobre un diafragma.
La ventaja de este compresor es que el aire no entra en
contacto con elementos lubricados, con lo que el aire com-
primido obtenido es de mayor pureza y, por ello, el indicado
1111 1.4.2. Compresor volumetrico alternativo
de diafragma
Durante el trabajo de compresion, se genera calor. En
los compresores de pequefio tamafio, este calor se disipa
empleando una construccion a base de aletas refrigeradoras
dispuestas en el exterior del cilindro. Cuando se necesita
aumentar la capacidad de disipacion, se le afiade una ven-
tilacion forzada (ventilador) y, en casos extremos, refrige-
racion lfquida.
Es el tipo de compresor mas extendido y consigue
presiones de has ta 10 bar. Cuando se desean ma yores
presiones, se emplean compresores de varias etapas. La
compresion de varias etapas consiste en que el aire com-
primido obtenido a la salida del cilindro del compresor se
enfria y se introduce en otro cilindro.
Figura 1.17. Dibujo explicativo def compresor de piston
(admisi6n y escape).
Salida
de a
ire
Valvula
de escape
Valvula
de admisi6n
Consiste en el movimiento de un piston dentro de un cilin-
dro. En la carrera descendente, el volumen del cilindro au-
menta y esto provoca la apertura de la valvula de admision
y la entrada de aire al cilindro. Una vez alcanzado el punto
muerto, el piston comienza la carrera ascendente, cerrando
la valvula de admision y comenzando a reducir su volumen,
lo que provoca un aumento de presion. Una vez alcanzada
la presion de trabajo, se abre la valvula de escape, lo que
permite la salida del aire comprimido.
1111 1.4.1. Compresor volumetrico alternativo
de piston
LACl6N Y MANTENIMIENTO

28. En el compresor dinamico axial, el movimiento del flujo de
aire tiene un movimiento axial, es decir, que el aire se des-
plaza perpendicularmente al eje de giro. En este compresor,
1111 1.4.9. Compresor dinamico axial
Existen compresores centrffugos de una o de varias eta-
pas en serie con el objetivo de aumentar la presi6n final del
aire. Al igual que los anteriores, incorporan un sistema de
refrigeracion entre etapas con el objetivo de enfriar el aire.
En el compresor dinamico radial, tambien llamado com­
presor centrifugo, el movimiento del flujo de aire tiene un
movimiento radial, es decir, que el aire se desplaza a lo
largo del radio de giro del eje. Trabaja tomando aire por el
centro de un rodete dotado de alabes radiales donde es ex-
pulsado hacia el exterior por efecto de la fuerza centrffuga.
Este movimiento genera simultaneamente un aumento de
presi6n y de energfa cinetica, es decir, transforma la energfa
cinetica en energfa de presi6n. Por ultimo, el aire pasa por
un difusor, donde la energfa se convierte en presi6n. Las
presiones obtenidas son bajas, aunque el compresor trabaja
a altas velocidades de manera continua.
1111 1.4.8. Compresor dinamico radial
Figura 1.21. Di
bujo expficativo def compresor de scroll.
El compresor scroll consta de dos piezas en forma de es-
piral. Una espiral fija en la carcasa y otra movil que gira
por acci6n del motor. Cuando la espiral m6vil gira, en una
primera fase, aspira el aire, lo comprime reduciendo el vo-
lumen gradualmente y lo expulsa por el centro.
Es un compresor silencioso, sin vibraciones y, normal-
mente, trabaja con aire exento de aceite.
1111 1.4.7. Compresor scroll
Ambos rotores giran sincronizados por medio de unas
ruedas dentadas. Por sf solo, alcanza presiones bajas, por
ello se emplean varios de ellos en serie con refrigeraci6n
intermedia para poder aumentar presiones mas elevadas.
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
El compresor de ufia consta de dos rotores que giran en
sentido contrario dentro de una camara, pero trabajan de
la siguiente manera. D
urante la fase de aspiracion, el aire
entra en la camara, A continuacion
, los rotores bloquean la
entrada y, por su forma geometrica, conforme giran, van
reduciendo el volumen y, por tanto
, aumentando la presi6n .
En la u
ltima fase, el rotor abre l a lumbrera de salida y se
expulsa el aire
.
1111 1.4 .6. Compresor de una
Es un compresor sencillo y limpio que no necesita lu-
b
ricacion y , por ello, u n aire comprimido no contiene impu -
rezas de aceite, pero, por su modo de tra
bajo, solo alcanza
presiones b
ajas.
Figura 1.20. Dibujo expficativo de
f compresor r otativo roots.
El compresor roots consta de dos rotores simetricos que
encajan sobre sf mismos en el interior de una carcasa y que
giran en sentido opuesto uno respecto al otro
. La sincroni-
zacion del giro se realiza mediante ruedas dentadas. Este
giro de los dos rotores provoca el desplazamiento del aire
mediante el movimiento de rotaci6n.
1111 1.4 .5. Compresor rotativo roots
La presi6n del aire o
btenida no es muy alta, por ello se
emplean compresores de varias etapas en serie con refrige
-
raci6n intermedia y
, con ello, lograr una presion de salida
mas elevada
.
La constituci6n del compresor de tornillo es s
imple, lo
que permite trabajar a velocidades altas combinando un
gran caudal con un tamaiio reducido
, ademas de una ma-
nera silenciosa, continua y sin a
ltibajos. Esta simplicidad
en el diseiio requiere un mantenimiento minimo
. Por otro
lado, requiere piezas de gran calidad con ajuste fino en l
as
tolerancias de fabricaci6n
.

29. Los equipos de compresores modernos cuentan con siste-
mas de seguridad que lo desconectan ante cualquier posible
fallo. Ademas, tambien cuentan con sistemas de purgado
automatico, que facilitan las tareas de mantenimiento.
Sablas que ...
• Antes de efectuar un cambio de accesorio neuma-
tico, debe realizarse el corte de alimentaci6n del
aire comprimido.
• Revisar los niveles de lubricaci6n. En los compre-
sores con lubricacion, es importante la revision pe-
riodica del nivel de aceite. Algunos equipos cuentan
con sistemas de seguridad que evitan el funciona-
miento del compresor si se produce un fallo en el ni-
vel de presion del aceite.
• Revisar el filtro del aire de entrada. El periodo de
tiempo dependera del ambiente de trabajo, acortan-
dose en ambientes polvorientos y con particulas en
suspension.
• Revisar la ventilaci6n del compresor. En los com-
presores con ventilaci6n por aire, es importante que
el lugar de la instalacion tenga una adecuada reno-
vacion del aire del ambiente. Tambien es importan-
te realizar una adecuada limpieza de la superficie de
las aletas de refrigeraci6n del compresor
, ya que el
polvo y la suciedad acnian como un aislante termico
impidiendo la adecuada refrigeraciou.
• Realizar el purgado del equipo de forma periodi-
ca segun las instrucciones del fabricante. El equi-
po acumula agua procedente de la condensacion del
aire
, que es perjudicial y , por ello, debe extraerse.
• Revisar las valvulas de seguridad. Los compresores
cuentan con valvulas de seguridad que acnian al al-
canzarse presiones peligrosas para el equipo. Siestas
valvulas no trabajan correctamente, puede originarse
una explosion del equipo.
En cuanto a la seguridad de los trabajadores:
• Emplear los EPI adecuados al trabajo (gafas, guan-
tes, calzado de seguridad, etcetera).
• No debe expulsarse aire del compresor directa-
mente hacia las personas. No es un juguete ni debe
emplearse para realizar bromas. Tampoco debe utili-
zarse como metodo de limpieza personal.
• El acople entre mangueras y los equipos debe reali-
zarse empleando elementos destinados a tal fin para
evitar que salten y causen dafios.
• Los fabricantes de compresores suministran junto
con el equipo una serie de instrucciones de mante-
nimiento y operaci6n, cuyas indicaciones es impor-
tante leer y respetar.
En cuanto a la seguridad del equipo:
A la horn de emplear un compresor, debe tenerse en cuenta
una serie de precauciones.
1111
1.4.11. Precauciones en el uso
del compresor
La conexi6n entre el motor y el compresor se realiza
mediante algun elemento de transmisi6n de movimiento,
generalmente mediante el empleo de correas de transmisi6n.
El motor electrico se emplea mayoritariamente en las
instalaciones fijas. En las instalaciones m6viles o donde
haya dificultad en el suministro electrico, se prefiere el ac-
cionamiento mediante motores de combustion intema.
El compresor necesita de algun elemento que le aporte mo-
vimiento. Este aporte de energfa se obtiene mediante el em-
pleo de un motor de combustion interna o de un motor
electrico,
1111 1.4.10. Accionamiento del compresor
El compresor axial es mas pequefio y ligero y gira a
mayores velocidades que el compresor centrffugo radial.
La presi6n maxima que se obtiene se sinia en tomo a los
4 bar, pero pueden encadenarse en serie varios compreso-
res para aumentar la presi6n de salida. Uno de sus puntos
fuertes es que se obtienen unos caudales de trabajo muy
elevados.
Figura 1.22. Dibujo explicativo def compresor dinamico axial.
Aire
comprimido
Aire
atrnosfer
ico
D
el aire pasa a traves de unos alabes, donde adquiere gran
velocidad, y, posteriormente, este movimiento se transforma
en presi6n.
LA
Cl6N Y MANTENIMIENTO

30. • Cilindro de vastago pasante. Es un cilindro que
cuenta con un vastago en ambos sentidos.
Figura 1.27. Constituci6n de un cilindro sin vastago.
Em bolo
o piston
Carro
• Cilindro sin vastago. Se elimina el vastago. El em-
bolo o piston mueve un carro situado a lo largo del
cuerpo del cilindro que se mueve sobre unas guias.
Este movimiento puede ser mecanico o magnetico.
Sobre estos cilindros, existen diversas variantes:
Figura 1.26. Constituci6n de un cilindro de doble efecto.
Camisa
Embolo Culata Casquillo
o piston delantera guf a
Culata
trasera
Camara
anterior
Entrada/salida del fluido
Camara J t
posterior un a
• Cilindros de doble efecto. El piston realiza trabajo
en los dos sentidos. En este caso se elimina el mue-
lle y por tanto se debe forzar los dos movimientos
(avance y retroceso). Para ello cuenta con dos ori-
ficios por donde entra y sale el aire al interior del
cilindro. Son los cilindros mas empleados en la in-
dustria.
Figura 1.25
. Constituci6n de un cilindro de simple efecto con muelle en
avance.
Camisa
Ernbolo Culata Casquillo
o piston delantera gufa
Culata
trasera
Camara
anterior
Camara
Muelle
Entrada/salida
del fluido
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
En caso contrario, si el muelle se encuentra en la ca-
mara posterior, en reposo el vastago se encuentra en
la posicion extendida.
El muelle puede encontrase en la camara anterior o
en la camara posterior. Si el muelle se encuentra en
la camara anterior, en reposo es decir sin estar some-
tido a aire a presi6n, el vastago se encuentra en posi-
ci6n retraida dentro del cuerpo del cilindro.
Figura 1.24. Constituci6n de un cilindro de simple efecto.
Camisa
Casquillo
gufa
Embolo Culata
o piston delantera
Culata
trasera
Ra scad or
Muelle
Camara
Junta
Entrada/salida
del fluido
• Cilindros de simple ef ecto
. El piston solo realiza
trabajo en un sentido y el retorno se realiza por me-
dio de un muelle al cesar la presi6n del fluido en la
camara
, Tienen un iinico orificio por donde entra y
sale el aire al interior del cilindro.
Los cilindros neumaticos se clasifican en funci6n de
donde realizan el esfuerzo activo:
Figura 1.23. Cilindro neumsticc
,
El fluido entra por una abertura en un extremo y, por
efecto de la presion, empuja este embolo, que, a su vez,
esta unido a un vastago, que avanza saliendo del interior del
cuerpo del cilindro.
Los cilindros neumaticos constan de una camara cilin-
drica en cuyo interior se encuentra un embolo o piston, el
cual se mueve de manera longitudinal.
El cilindro neumatico es uno de los diferentes tipos de ac-
tuadores, que transforman la energia del aire comprimido
en un movimiento lineal.
• 1.5. Cilindros neumaticos
r

31. VV\/\Ji I: Cilin
dro de simple efecto con muelle 1
1
en avance.
11 ~'\ '\ \1 C
ilindro de simple efecto.
I
....
..............................................................................................................
Sim bolo Descripci6n
Tabla 1.4. S
imbologfa para c ilindros de sim ple efecto
D
ebido a la gran variedad de tipo s de cilindros, se tiene la
simbologia siguiente. Para los cilindros de s
imple efecto
(Tabla 1.4).
1111 1.5.1. Simbolog
f a
• A
mortiguaci6n. Cuando el ernbolo o piston llega al
final de su posicion debido a la pre
sion del aire , este
s
e detiene bruscamente debido al choque contra la
culata. Este choque puede provocar dafios en el ci
-
lindro
. En otras ocasiones , interesa que el frenado
se realice de una manera suave
. Para s olucionar este
problema
, se incorpora algtin elemento que absorba
el imparto (muelle, colchon de aire
, etc.). Esta amor-
tiguacion puede ser fija o ajustable
.
• S
istema de detecci6n d e posici6n. En el embolo o
piston del cilindro
, se inserta un anillo magnetico
que se emplea para detectar su posicion. En el exte-
rior
, se emplea un sensor magnetico de tipo re ed, el
cual detectara este anillo. Se emplean dos sensores
por ci
lindros, uno en cada extremo de la carrera .
Ademas
, estos cilindros pueden tener una serie de ele-
mentos auxiliares
, tales como:
Figura 1.31. Constituci6n de un cilindro multiposicional
.
A+ B+
A
+B-
A
-B+
A
-B-
Posici6n Cilindro A Cilindro B
• Cilindro alternativo. Son cilindros que realizan un
movimiento de vaiven de manera automatica. Se em-
plean para maquinas agitadoras y similares
.
• Cilindro de impacto. Son cilindros que desarrollan
una gran velocidad cinetica para generar un impacto.
Se emplean para operaciones de estampacion, pun-
cion y similares.
• Cilindro multiposicional. Son dos cilindros coloca-
dos en posiciones opuestas enlazados en una misma
unidad. Con ello, se consigue alcanzar hasta cuatro
posiciones de una manera sencilla.
Figura 1.30. Constituci6n de un cilindro tandem
.
• Cilindro tandem. Son dos cilindros identicos enla-
zados en una misma unidad. Con ello, se consigue
un cilindro capaz de desarrollar el doble de fuerza
para un mismo diametro.
Figura 1.29. D
ibujo explicativo def funcionamiento de un cilindro
telesc6pico
.
• Cilindro telesc6pico. Cuenta con un vastago de tipo
telescopico. Son cilindros que se emplean cuando se
necesitan grandes carreras, pero con un tamafio re-
ducido una vez recogido.
Figura 1.28. Constituci6n de un cilindro de v
astago pasante.
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

32. En avance, el area o superficie corresponde a la del em-
bolo, mientras que, en retroceso, al area del embolo debe
restarse el area que ocupa el vastago
.
De esta manera, la superficie, en estos casos, en funcion
del diametro es:
Figura 1.32. Superficie efectiva en avance y retroceso de un cilindro.
Retroceso Avance
Las caracteristicas geometricas son:
So
luci6n:
Detemrina la fuerza que ejerce un cilindro de doble efecto en
avance y en repliegue si el diametro interior del cilindro es
de 80 mm y el vastago es de 20 mm
. La presi6n es de 6 bar .
Considera los siguientes casos
:
a) Fuerza te6rica
.
b) Fuerza considerando unas perdidas del 10 % .
Actiuidad resuelta 1.4
Esta es una expresion teorica donde no se tiene en cuenta
las perdidas (rozamientos, engrase, envejecimiento, etc
.). Nor-
malmente, este rendimiento se sinia entre un 7 5 y un 90 % .
P
ara que el cilindro no trabaje a l limite de sus posibilida-
des, se aplica un indice de carga, que es la relacion entre la
carga real que debe mover y la fuerza disponib
le en el vasta-
go. Este valo
r se expresa en porcentaje y suele ser del 7 5 %.
En algunos casos, tambien se so
bredimensiona segiin las
necesida
des, aplicando ciertos marge nes en funcion de las
condiciones de traba
jo, la carga, l a prevision de variaciones
de presion, el margen de seguridad, etcetera
.
L
os valores de las unidades deben ser coherentes, es de-
cir, si se ap
lica la p resion en pasca les (Pa) y la superficie en
metros (m), la fuerza se o
btendra en newtons (N). Sise ne -
cesita o
btener el valor en kgf, la conversion es 1kgf =9,8 N .
F
Avance = P · S - FMu elle
En un cilindro de simple efecto, al aplicar la fuerza de
avance, de
be vencerse la resistencia del muelle, por ello la
expresion en este caso es:
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
F: fuerza
.
p
: presion.
S: superficie o area
.
D
onde:
F
=p·S
Cuando un fluido se encuentra sometido a una presion, este
ejerce u
na fuerza que se encue ntra determinada por la ex-
presion
:
1111
1.5.2. Calculo de la tuerza de un cilindro
~ Cilindro de doble efecto sin vas
-
1 tago.
Ci
lindro de doble efecto . 11 1----1 ---.--------':
I
: : .
I ~ I Cilindro de doble efecto co
n
~ ~ 1 amortiguaci6n a
justable.
~ i .
~ ~ j Ci
lindro de dob le efecto con
~ ~ sistema de de
tecci6n y amor -
l U
.i.~-~.~~~~~.~~.~.~~~~~~: .
~
: : .
I I : I I : I : G
ilindro de dob le ef ecto de vas -
~
1
~ t
ago pasante.
~ ~ .
I 11 c==!! I : , l Ci
lindro de doble efec to multi-
~ ~
1
~ posicio
nal.
~ ~ .
Sim bolo ! Descripci6n
Tabla 1.5. Simbolog
fa para cilindros de doble e fecto
P
ara los cilindros de doble efecto ( Tabla 1.5).
j Cilindro de simple efecto con amo
r-
~ t
iguaci6n.
Sim bolo ! Descripci6n

33. D
onde:
V: volumen (m
3).
D
: diametro interior del cilindro (m) .
rr · ( 2 · D
2 - d 2) · C
V=
------
4
P
ero, si el cilindro es de dob le efecto, se consume aire
tanto en avance como en retroceso, por ello su volumen es:
D
2 D 2-d2
V = Y
Avance + YR etroceso = rr 4 · C + rr -- 4- · C
En un cilindro de simple efecto, se consume aire en
avance
, por e llo su volumen es :
D
2
V
=rr-·C
4
V.
· volumen del aire por ci clo de trabajo.
S
: secci6n 0 area.
C
: carrera.
D
onde:
V
=S ·C
El conocimiento del consumo del aire es importante, para
ello el primer paso es ana
lizar los actuadores.
En un cilindro de simple efecto, se tiene que el volumen
necesario esta determinado por la expresi6n
:
1111 1.5.3. Calculo del consumo de aire
Figura 1
.33. Diagrama de presi6n-fue rza para el calcu lo de cilindros
neumaticos
.
4 5 6 7 B 910 12 16 20 25 3
23540 50 6370 100 140 200250mm300
Dtametro de cilindro -
1
,2
10
// V
,/.,
~ 0 /"/
/,
I I I I
I
/ /
/ // / /
/ /'// / /
/ / ,,V/ /
/
~
t% .I/ /
" v / /
,' ,,
~
>~,,, / /
"'\
' -c ~'(:);,; ,I /
~
q_'b' ~Y
;
,~~~Pi /
/
~ ~ I
, "'
~
;p ~
,,
I
[/ /
/,
.I /
/ I
/ /
/ / /
/,, '//
I/ v
/ /, t0
/ / l/v
I
/ / /
10
000
I
Diagrams P
reslcn-Fuerza
El calculo de la fuerza te6rica de
l embolo de un cilindro
tarnbien puede obtenerse mediante una grafica, aunque sus
resultados serian aproximados.
Para el calculo de un cilindro, el primer paso es conocer
la carga que ha de moverse, a la cual se aplica un indice de
carga (como se ha visto, en tomo al 75 %). Con este valor,
ya se selecciona el cilindro comercial adecuado teniendo en
cuenta otros factores tales como los geometricos.
b
) Considerando unas p erdidas del 10 % , es d ecir, que se
aprovecha un 9
0 %, las fuerzas son:
F A
vance= 0,9 · FAvance te6rica = 0,9 · 3016 = 2 714 N
F
Retroceso = 0,9 · FRetroceso te6rica = 0,9 · 2827 = 2544 N
8
02 -202
= 0
, 1 · 6 · rr
4
= 2 827 N
D
2 ­d2 2
FR
etroceso [N] = 0 ,1 · P [bar] · rr -- 4- [nun ] =
80
2
= 0 1
·6 · rt - = 3 016 N
' 4
D
2
F
Avance [N] = 0 ,1 · p [b ar] · rr 4 [ nun2] =
Co
n estas e xpresiones, ya p uede iniciarse e l calculo.
a
) Fuerza te6rica :
D
2­d2 2
F
Retroceso [N] = 0 ,1 . p[bar] . rr -- 4- [nun ]
D
2
F Ava
nce [N] = 0 ,1 · P [b ar] · rt 4 [mm- ]
S
i quieren emp learse estas unidades, debe corregirse la
e
xpresi6n:
1
bar=0,1
mm
-
N
T
eniendo en cuenta q ue:
D
2­d2
F R
etroceso = P · 7t -- 4-
D
2
F
A vance = P · rr 4
Aplicando esta area a la expresi6
n de la fuerza, se tiene
q
ue:
D
2­d2
SR
etroceso = rt -- 4-
D
2
S
Avance = rr4
LACl6N Y MANTENIMIENTO

34. Los rnotores neumaticos son maquinas que transforman la
energia del aire cornprirnido en energia mecanica rnediante
el giro de un eje
. Son rnotores que pueden alcanzar altas velo-
cidades, incluso llegar a velocidades superiores a las 500 000
r. p. rn
. Aparte de la velocidad, tienen otras ventajas corno
que: puede sobrecargarse sin recalentarse; perrniten traba
-
llllii.._ jar en ambientes duros, deftagrantes
, corrosivos, con tern-
,.. peraturas extrernas, etc.
; perrniten carnbios de velocidades
• 1.6. Matures y actuadores neumaticos
Figura 1.34. Dia
grama de consumo de aire para el calculo de cilindros
neumsiicos.
nt
ametro de embolo -
0
,012
O,Q1
e-
l!1 5
iii
"
~ 3
iil
8 2
0
0
,, ,,
I/ ,,, '
/
1' r .
/ V/ r .
! /fi '//
I
/~
/ /
/
,,
I I I I
,,
I I I
,, / ,, ,, ,,
I/// / /
~ /// / /
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V~<Si R • ..!.
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" ~~"'~<>!·"
I 7 7'
,,1
,, ,, ,,,
I/ .,,
7 ~
/ / '/ ~ 7
17 , 17/, r » /
/ ~ 17.,.
17 .I
,
v ~ ~
v v
,
v / //I/ /
7 8 9 1
0 1 2 16 2 2 5 32 35 4 5 63 7 1 00 20 0 250 m m3
I!! 10
l!1 9
B ~
~ 6
5 5
>
O
iagrama de consumo de aire
Tambien puede obtenerse rnediante grafica el consurno
de aire de un cilindro neumatico conociendo el diametro del
piston y la presi6n de trabajo. Los valores obtenidos son apro-
xirnados y se expresan en litros por centfrnetro de carrera.
Q
atmosforico = 1 5,42. 10 -3 m3/min = 15,421/min
Por ultimo
, el caudal , tanto en metro s ciibicos por
minuto como en litros por minuto:
P
Man · QMan 7 · 10 5 · 2,2 · 10 -3
Q
atmosferico = p 10 5
atm
P
Man = 10 5 Pa + 6 · 10 5 Pa = 7 · 10 5 Pa
P
Man = P Atm + P Trabajo
Para obtener el con
sumo de aire atmosferico , primero
se obtiene la presi6n de maniobra en pascale
s (Pa):
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
Q
Maniobra = n · V
Q
Man = 3 · 0 ,734 · 10-3 = 2,2 · 10 -3 m3/min
Como realiz
a 3 ciclos por minuto , se tiene que:
V = 0
,734 · 10 -3 m3/ciclo
rt · ( 2 · D
2 - d 2) · C
V
=--------
4
7t. ( 2. 0
,052 - 0,0182) . 0,2
V
= 4
Soluci6n
:
El volumen para e
ste cilindro de doble efecto esta deter -
minado por la e
xpresi6n:
Deterrnina el consumo de aire de un cilindro de doble efec-
to si el diametro interior del cilindro e
s de 50 mm , el vas-
tago es de 18 mm
, la presi6n es de 6 bar, la carrera es de
200 mm y realiza 3 ciclo
s por minuto .
Actiuidad resuelta 1.5
E
ste seria el caudal que s e necesita para el cilindro , sin
tener en cuenta el r
esto de l a instalaci6n ( tuberias, etc.). Se
e
stirna que el con sumo adicional s e situa en tomo a un 20 y
un 30 % del con
surno d el cilindro.
E
ste valor de caudal de aire s e expresa en rn 3/rnin, si
de
sea expresarse en litro s por rninuto ( l/rnin) se rnultiplica
por 1000.
5
P Atm
osfrerica = 10 P a
P
Maniobra = P Atmo sferica + P Trabajo
L
a presi6n de rnaniobra ( P Maniobra) es la surna de la pre-
s
i6n de trabajo m as la atmosferica. Se debe e xpresa en pa s-
cale
s (Pa). Recuerdese que 1bar=10 5 Pa.
Q _ P
Maniobra · Q Maniobra
a
tmosferico - P a tmosferica
Para obtener el c
audal de aire a tmosferico, se aplica la
s
iguiente relaci6n, teniendo en cuenta la s presiones ( P ):
Q
Maniobra = n - V
Si e
ste ciclo de trab ajo se repite n v eces por rninuto , se
tiene el c
audal de aire cornprirnido de la rn aniobra ( QMan)
por rninuto:
d: diametro del va
stago (m).
C
: carrera (m ).
r

35. Los actuadores neumaticos convierten la presi6n del aire
en un movimiento. Este movimiento puede ser linea
l (ci-
lindros neumaticos) o angular (motores hidraulicos y ac-
tuadores de giro).
t Recuerda:
r&\_ j Motor neu
matico con ro taci6n e n un sen-
V j tido y capac
idad fija.
.
...................................................................................................................
~ ~ Motor neurnatico con ro
taci6n en un sen -
~ ~ tido y capac
idad variable.
····
················································································································
. . ~ ..
.. .1 ~~~~~~~e~~=!.~~i~~~f~~tac·i°-n ~-n ~~-~~~
~ ~ Motor neurnat
ico con rotaci6n en ambos
W­ j sent
idos y capacidad variable.
.
...................................................................................................................
=-l)= j Ac
tuador rotativo con giro en un sen tido.
.
...................................................................................................................
--f\_ l Act
uador rotativo con giro en ambos sen-
--W ~ tidos .
...
.................................................................................................................
Sim bolo l Descripcion
Tabla 1.6. Simbologfa para moto
res y actuadores ne umaticos
En la T
abla 1.6, se muestra la simbo logia relacionada
con l
os motores y actuadores de giro.
Figura 1.36. Act
uador de giro de pa /eta simple.
2
. Actuador de paleta. C onsta de u na camara circu lar
co
n una o dos pa letas unidas a un eje . El aire compri -
mido incide sobre estas paletas y genera e
l giro.
Figura 1.35. Act
uador de giro de cremallera de piston simple.
Los motores pueden girar en un solo sentido o en ambos.
u n actuador de giro es otra maquina neumatica, con la
diferencia de que solo puede girar un mimero maximo de
angulos, que es inferior a los 360°.
Estos actuadores de giro pueden ser de dos tipos:
1. Actuador de cremallera. Consta de un piston que tiene
forma de cremallera y sobre la que se mueve un pifion,
bruscos, arranques y frenadas casi instantaneos; su regula-
ci6n de velocidad es sencilla; permite ciclos de arranque-
parada continuos; son de facil mantenimiento; son de menor
peso, y ocupan menor espacio para la misma potencia. A
pesar de estas ventajas, presenta el inconveniente de su ma-
yor coste energetico al tener un rendimiento bajo, es decir,
consumen grandes cantidades de aire para el trabajo que
realizan. Por este motivo, se prefieren los motores electri-
cos, salvo en casos especfficos de condiciones de trabajo.
Practicamente, funcionan en sentido contrario al de las
bombas. En las bombas, se aplica un movimiento al eje y
este mueve el fluido y, en los motores, es el fluido el que
mueve el eje.
Los motores pueden clasificarse en los siguientes tipos:
• Motor de pistones. Un ntimero de cilindros mueven
de forma conjunta y secuencial un ciguefial y este, a
su vez, el eje del motor. Con este motor, se alcanzan
velocidades sobre las 5000 r. p. m.
• Motor de paletas. El aire, mediante su movimiento de
escape, entra en una camara circular en la cual hay un
conjunto de paletas, que estan unidas al eje, y las em-
puja, generando de esta manera su giro. Con este mo-
tor, se alcanzan velocidades sobre las 10 000 r. p. m.
• Motor de engranajes. El aire entra en una camara
en la cual hay unos engranajes y los empuja, gene-
rando asf el movimiento del eje principal. Son moto-
res de pequefio tamafio.
• Motor de turbina. El aire comprimido incide so-
bre unos alabes y genera el movimiento de giro. Son
los motores mas rapidos, alcanzan velocidades de
500 000 r. p. m.
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

36. Se las denomina indicando el rnimero de vias y el nu-
mero de posiciones. El mimero de vias indica el mimero de
orificios que tiene la valvula, independientemente de si son
de entrada o de salida. El rnimero de posiciones indica las
funciones que realiza, ya que, en cada posici6n, conecta unos
orificios con otros o simplemente los aisla. Asi, por ejemplo,
una valvula 3/2 indica que tiene tres vias y dos posiciones y
una valvula 5/3 indica que tiene cinco vias y tres posiciones.
Las posiciones se indican mediante cuadrados. Como
tendra mas de una posicion, estos cuadrados se dibujan en
contacto uno al lado del otro.
Dentro de cada posici6n (recuadro ), se indica mediante
lineas como se conectan las vias ( orificios ). Si hay circula-
ci6n de aire, se indica mediante flechas expresando el sen-
tido y, si esas vias estan cerradas, se indica mediante lineas
transversales.
Las valvulas distribuidoras se representan en los esquemas
mediante una serie de sfrnbolos que indican la funci6n que
realizan.
1111 1.7.2. Aepresentacion de las valvulas
distribuidoras
Figura 1.39. Dibujo explicat
ivo def funcionamiento de una valvula
distribuidora de corredera 512 con pilotaje por presi6n.
3 5
5 1 3
4 2
~
Las valvulas de corredera emplean un embolo que se des-
plaza longitudinalmente realizando la apertura y el cierre de
los orificios por donde circula el aire.
Para su accionamiento, emplean una fuerza reducida,
ya que no tienen que veneer grandes resistencias, aunque
su recorrido es mayor.
111111 Valvulas de corredera
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
Figura 1.38. Di
bujo explicativo de f funcionamiento de una valvula
dist
ribuidora con asiento piano ( 212).
En las v
alvulas de asiento piano, se emplea un disco
p
lano o con borde c6nico para rea lizar el cierre.
Figura 1.37. Dibujo explicativo def funcio
namiento de una valvula
distribuidora con asiento de bo
la (212).
Las valvulas de asiento abren y cierran por medio de b
olas,
placa
s o conos. Son valvulas robustas y duraderas con una
estanqueidad facil de conseguir mediante juntas elasticas,
Necesitan de una d
eterminada fuerza d e accionamiento,
puesto que deben veneer las fuerzas del muelle que devuel
-
ven la valvula a SU estado de cierre, mas la fuerza de
l aire
ejerc
ida por su presi6n.
Las v
alvulas de asiento esferico emplean una bola que
realiza el cierre
. Tal y como se observa en la Figura 1. 37, la
bo
la realiza el cierre de la valvula ayudada por la acci6n de
un muelle. Sise acciona, se empuja la bola, provocando asi
una abertura y hacienda que al aire pueda circular
. Al dejar
d
e presionar sobre su acc ionamiento, el muelle, j unto con
la presi6n del aire
, provoca que la bo la tapone el orificio de
paso cortando la circulaci6n del aire
.
111111 Valvulas de asiento
Las valvulas distri
buidoras o de vias pueden clasificarse
segun su forma constructiva en los tipos que se indican a
continuaci6n
.
1111 1.7.1. Caracteristicas constructivas
Las valvulas distribuidoras son las encargadas de dirigir el
aire hasta los actuadores.
• 1.7. Valvulas distribuidoras

37. • Va
lvulas 4/3 y 5/3. Son valvulas que se emplean con
los cilindros de doble efecto en los cuales se desea
que tengan la funci6n de paro o despresurizaci6n en
cualquier posici6n intermedia de su carrera. Para ello,
se emplean las posiciones extremas para los movi
-
mientos y la posici6n central para esta funci6n espe-
cial. En las Figuras 1.47 y 1.48, se han representado
en pos
ici6n cerrada, en la cual se bloquea el aire, y en
posici6n de escape, en la cual las vfas del cilindro se
dejan a escape permitiendo la salida del aire.
Figura 1.46. Va/vu/a distribuidora de 5 vfas 2 posiciones.
Figura 1.45. Va/vu/a distr
ibuidora de 4 vfas 2 posiciones.
[loo
'
1 3
• Va
lvulas 4/2 y 512. Son valvulas que se emplean con
los cilindros de doble efecto.
Figura 1.44
. Va/vu/a distribuidora de 3 vfas 2 posiciones ( NC y NO ).
NO
Normalmente abierta
NC
Normalmente cerrada
~
3
• V
alvulas 3/2. Son valvulas que se emplean con los
cilindros de simple efecto.
Figura 1.43. Va/vu/a distribuidora de 2 vfas 2 posiciones (
NC y NO ).
NO
Normalmente abierta
NC
Normalmente cerrada
on'
1 rrci
1
Los diferentes tipos de valvulas distribuidoras tienen las
aplicaciones siguientes:
• Va
lvulas 2/2. Son valvulas que no tienen via de es-
cape de aire y se emplean con funciones On/
Off,
principalmente con motores de aire comprimido y
sopladores neumaticos
,
1111 1.7 .3. [mpleo de las valvulas distribuidoras
Figura 1.42. Va/vu/as distribuidoras 2
12 y 413.
Q Valvula 4
13
Salir - Bloquear - Entrar
rrQ Valvula 2
12
Pasa - Bloquea
Por ejemplo, en la Figura 1.42, se muestra una valvula
212 y se observa que, en la posici6n de reposo (recuadro de
la derecha), la valvula esta realizando la funci6n de bloqueo.
El recuadro de la izquierda indica la posici6n de activaci6n
donde realiza la funci6n de dejar pasar el aire.
Tambien en la Figura 1.42, se ha representado una val-
vula 4/3. En la posici6n central, realiza la funci6n de blo-
queo y, en los extremos, realiza las funciones de salir y de
entrar ( corresponderia a la acci6n del piston de un cilindro
neumatico ).
En las valvulas de mas de dos posiciones, el reposo co-
rresponde a las posiciones centrales y las de los extremos
son para posiciones de activaci6n.
Las valvulas siempre se dibujan en posici6n de reposo.
En una valvula de dos posiciones, el reposo corresponde
al recuadro de la derecha y el de la izquierda representa el
estado de activaci6n.
Figura 1.41. Va/vu/a distribuidora 2
12.
[D Valvula 2
/2
Cuando la valvula esta en la posici6n de la izquierda, se
indica que hay una circulaci6n de aire en el sentido de la
flecha y, cuando se encuentra la posici6n de la derecha, las
vfas se encuentran cerradas y, por tanto, no hay circulaci6n
de aire.
En la Figura 1.41, se ha dibujado una valvula distribui-
dora 2/2.
Figura 1.40. Dibujo de las posiciones en una valvula distribuidora
.
4 Posiciones
3 Posiciones
[IJ 2 Posiciones
LACl6N Y MANTENIMIENTO

38. Accionamiento por l
eva. lllii..
..
.......................................................................... r
Simbolo j Descripci6n
Tabla 1
.9. Simbologfa de acc ionamiento rnecan lco en l as valvulas
II
·····
·······································:·············································:
=r: ~ ~ ~
~ ~ ~
:
::~~0.~?:1~.:~~:~~~~~~~~:~.::::1::~~:1:~~~~~::~:~~:~:~~~~~~~~:::1
Tabla 1.8. S
f mbolo de retenc i6n y pulsador con rete nci6n
El mecanismo de retenci6n puede adoptarse con cual-
quier modo de accionamiento manual. La retenci6n bloquea
el mecanismo impidiendo que, por sf solo, vuelva a su po-
sici6n anterior. En la Figura de la Tabla 1.8, se muestra el
mecanismo de retenci6n y un ejemplo sobre un pulsador.
! Accionamie
nto por palanca.
1 Accionamiento por pu
lsador.
Sfmbolo general (
sin especificar).
~
: : .
a=e=
: : .
~
;, ; .
,cc= 1 Accionamiento por pedal.
: ~
- .
Simbolo ! Descripci6n
Tabla 1
.7. Simbologfa de acc ionamiento manual en las valvulas
• Accionamiento manual.
• Accionamiento mecanico.
• Accionamiento neumatico,
• Accionamiento electrico.
Este accionamiento de la valvula puede realizarse de
diversas maneras:
Figura 1.50. Ejemp
los de numeraci6n de l as vfas e n valvulas distribuidoras.
5 1 3 5 1 3
4 2 6 4 2
I,\ +I! T !I
I LI I+ Sit ZI
1 3 1 3
2 2 4 2
ITO ~ nOO
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
p 1
R
, S, T 3 , 5, 7 (mimero impar)
A, B
, C 2 , 4, 6 (nrimero par)
• Linea de presi6n
:
• Linea de escape:
• Linea de vias
:
P
ara facilitar el conexionado, se emplea un c6digo a base
de letras o mimeros segun el siguiente criteria
:
Figura 1.49. Valvu
las distribuidoras 2 12 y 312 en posici6n de reposo
y activadas.
R
eposa A ctivada
~ ti::s:i V
alvula 3/2
A
ctivada Reposa
En la F
igura 1.49, se ha representado una valvula 2/2 y
una 3
/2 tanto en reposo como activada. La valvula 2 /2 en
reposo esta impidiendo e
l paso del aire y , cuando se activa,
se desplaza y permite el paso del aire (e
l sentido d el mo-
v
imiento del aire desde el compresor en l os esquemas es
d
e abajo arriba). En la valvula 3 /2, el funcionamiento es
el mismo: en reposo
, impide el p aso del aire y , activada, l o
permite. S
e observa que, en reposo , el aire puede retornar
del circuito siendo expulsado a la atm6sfera, esto se indica
mediante el tr
iangulo.
Cu
ando una va lvula d istribuidora se acc iona, esta cam bia
d
e posici6n. El esquema es el mismo, pero e l dibujo de l a
valvu
la distribuidora se d esplaza a la nueva posici6n.
1111 1.7.4. Accionamiento de las valvulas
distribuidoras
Figura 1.48. Va/vu/a d
istribuidora de 5 vfas 3 pos iciones con posici6n
cent
ral cerrada ya escape r espectivamente.
5/3
Posici6n de escape
5/3
Posici6n cerrada
Figura 1.47. Va
/vu/a distribuidora de 4 vfas 3 pos iciones con p osici6n
cent
ral cerrada y a escape respectivamente.
4/3
Posic
i6n de escape
4/3
Posici6n cerrada

39. La
s valvulas son elementos destinados a permitir o impe-
dir el paso del fl
uido, em pleandolos para tareas de mando
o manio
bra, tales como marcha, paro , etc. Pero, aparte de
esta
s valvulas (distribuidoras 0 de vias), existe otro conjunto
de valvu
las que acnian sa bre la presi6n 0 el caudal, pero n o
directamente sobre los actuadores
. Este tipo de valvulas se
clasifican segiin su funcionalida
d en:
• 1.8. Valvulas de presion y caudal
En e
l ejemplo de la Figura 1. 54, se muestra una
va
lvula 4/2 en e l cual el accionamiento es de tipo
electrico me
diante e lectroiman. P ara que se active,
debe aplicarse una sefial (en e
ste caso electrica) y
la valvu
la cambia de posici6n. Aunq ue cese la sefia l
electrica en el e
lectroiman que la ha activado, la val-
vu
la permanece en ese estado , ya que no hay ningiin
elemento que provoq
ue que vuelva a s u situaci6n
anterior de forma automatica. P
ara que vuelva a la
posici6n anterior
, debe activarse el electroiman del
sentido opuesto.
Figura 1.54. Ejemp
los de activaci6n por i mpulsos en una valvula 412.
1 3
4 2
~
2. A
ccionamiento por impuls o. La valvula se acciona
cuando recibe un impulso y permanece en este esta
-
do, aunque desaparezca la serial de accionamiento
.
D
ebe recibir otra sefia l en sentido contrario para que
la va
lvula vuelva a SU po sici6n anterior.
En el ejemplo de la Figura 1.53
, se muestra una val-
vu
la 3/2 en el cual el accionamiento es de tipo elec-
trico mediante electroiman. P
ara que s e active, debe
aplicarse una sefia
l (en este caso electrica) y la val -
vu
la cambia de posici6n. En el momento en que cesa
esta serial, la valvula vue
lve a SU posici6n inicial por
acci6n del mue
lle que provoca el cambio .
Figura 1.53. Ejemp
los de activaci6n permanente en una ve ivu!« 312.
1 3
2
0
sici6n anterior. Norma
lmente, cuenta con un muelle
que e
s el encargado de su reposicionamiento.
1. Accionamiento permanente. La sefial de acciona-
miento debe estar presente durante todo el tiempo en
el cual se desea que la valvula este activada. Si cesa
la sefial de accionamiento, la valvula vuelve a su po-
Si se atiende al tiempo en el cual el accionamiento esta
activado, se tiene dos modos:
Figura 1.52. Accion
amiento se rvopilotado por p resi6n y por electroiman.
Algunas de ellas cuentan con una ayuda para su accio-
namiento, con lo que, con una pequefia sefial, es suficiente
para activarla, estas son las servopilotadas.
Figura 1.51. Accionamiento c
ombinado electr ico y manual mediant e
pulsador
.
El metodo de accionamiento de las valvulas distribuido-
ras puede combinar diversas formas de accionamiento, asf
es posible combinar, por ejemplo, accionamiento manual
con electrico (Figura 1.51).
czC ~ Accionamiento po
r electrolman,
: ; .
Simbolo ! Descripci6n
Tabla 1
.11. Simbologla de accionamiento electr ico en las va lvulas
j Accionamiento po
r presi6n.
: : :
Simbolo ! Descripci6n
Tabla 1
.10. Simbologia de accionamiento neurnat ico en las valvu las
. .
l Accionamiento por rod
illo abatible (inte- l
l rrup
tor de posici6n). ~
: : :
l A
ccionamiento por rodillo (interruptor de l
l pos
ici6n). l
C ~ Accionamiento po
r muelle o r esorte.
: : :
9=
: : :
~
Simbolo l Descripci6n
LACl6N Y MANTENIMIENTO

40. La valvula reguladora de caudal consta de dos terminales
que acnian como entrada y salida en funci6n del sentido del
movimiento del aire y, en su interior, se produce un estran-
gulamiento que se regula mediante un tornillo.
Esta valvula se emplea para regular la velocidad man-
teniendo la presi6n, teniendo su uso principalmente para
regular la velocidad de movimiento del vastago de los cilin-
dros neumaticos, por ello tambien recibe el nombre vdlvula
reguladora de velocidad.
Existen dos tipos de valvulas reguladores de caudal:
1. Bidireccional: tambien llamada vdlvula estrangula­
dora.
2. Unidireccional: tambien llamada vdlvula antirre­
torno y de estrangulaci6n .
1111 1.8.3. Valvula reguladora de caudal
-& ! V
<ilvula de esc ape rapido.
:. ; .
Simbolo ! Descrlpelen
Tabla 1.13. Simbo
logfa para l a valvula de escape r apidn
Cuando el aire entra en un sentido, este desplaza una
membrana cerrando la salida del aire al exterior (escape) y
permitiendo SU paso por esta valvula
.
En sentido contrario, el aire desplaza la membrana
abriendo la salida y permitiendo su salida al exterior.
Con el objetivo de reducir el ruido que produce el escape
del aire al exterior, esta valvula incorpora un silenciador.
Figura 1.56. Dibujo expficativo def funcionamiento de una vafvufa
de escape rapido.
Entrada
Salida
La valvula de escape rapido se emplea cuando se desea
que el aire se evaciie del circuito neumatico lo mas rapido
posible acortando su recorrido
. Con ello, se consigue un
aumento de velocidad.
1111 1.8.2. Valvula de escape rapido
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
Valvula anti
rretorno con re tenci6n.
Valvula anti
rretorno. ---0--
; ··
··········································································
-(JN-
.
...................................................................................................................
Simbolo 1 Descrlpclen
Tabla 1.12. Simbolog
la de la valvula antirretorno
La va
lvula antirretorno se representa en los esquemas
mediante el simbolo de la T
abla 1.12.
Figura 1.55. Dibujo expficativo def funcionamiento de una veivule
anti
rretorno en reposo y abierta .
Presi6n
Abierta Cerrada
T
rabaja dejando circular el aire en una direcci6n e impidien-
do el movimiento en el otro sentido. Consta de un elemento
bloqueador de paso del aire que puede tener diversas formas
geometricas (bola, cono, disco
, etc.) junto con un muelle.
En el sentido del aire a su favor, la propia presi6n lo
desplaza abriendo el obturador
. En el sentido contrario , el
obturador bloquea la circulaci6n del aire.
1111 1.8.
1. Valvula antirretorno
• Va
lvulas de bloqueo . Son valvu las que bloquean el
paso del fiuido
, generalmente en un sentido . Entre
ellas
, se encuentran las siguientes :
- V
alvula antirretorno.
- Va
lvula de escape rapido ,
- Valvula reguladora de caudal.
- Valvula selectora.
- Valvula de simultaneidad.
• Valv
ulas de presi6n. Son valvulas que actuan sobre
la presi6n
. Entre ellas , se encuentran:
- Valvula reguladora de presi6n
.
- Va
lvula limitadora de presi6n.
• V
alvulas de c audal. Son valvulas que acnian sobre
la cantidad de aire que circula por e
l sistema.
• V
alvulas de cierre. Cortan la circulaci6n del aire
por la instalaci6n.
• V
alvulas distribuidoras o d e vias. Son las encarga -
das de realizar el gobierno de los actuadores neuma
-
ticos.
r

41. Figura 1.59. Dibujo explicativo def funcionamiento de una valvula
de simultaneidad.
Entrada Entrada
Entrada f¢? = kaj
Salida
La valvula de simultaneidad consta de dos entradas y una
salida. Esta valvula permite el paso del fluido cuando hay
presi6n en ambas entradas.
1111 1.8.5. Valvula de simultaneidad
0 0 0
1:
·:·?·:::.r.:::::.c:::::
~ ~ 0 ~ ~
; ; ; ;
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
: : : :
Entradas ! Salidas
Tabla 1
.16. Valvula selectora (funci6n 16gica OR)
Se emplea en los montajes para realizar la conexi6n en
paralelo o, lo que es lo mismo, para realizar la funci6n 16-
gica O
R. Es decir, activara la salida cuando tenga presi6n
(sefial neumatica) en cualquiera de las dos entradas.
~ ~ V;ilvula se
lectora.
! ! .
Sim bolo ! Descripci6n
Tabla 1
.15. Si m bolog fa para l a valvula selectora
L
a valvula selectora se representa mediante el simbolo
de la Tabla 1.15.
Cuando el aire comprimido entra por una de las entra-
das, empuja una bola o cierre hacia la otra entrada tapo-
nandola e impidiendo que el aire circule en esa direcci6n,
saliendo de la valvula por un orificio libre que acnia como
salida o escape.
Figura 1.58. Dibujo explicativo def funcionamiento de una valvu
la selectora.
La valvula selectora consta de dos entradas por las cuales
pueden entrar el ftuido y una salida
.
1111
1.8.4. Valvula selectora
l j Vo\
lvula estranguladora.
r
·······~ ····r·································
: l.µJ i V;i
lvula antirretorno y de es trangulaci6n.
i i .
Simbolo ! Descripci6n
Tabla 1
.14. Simbologla de las valvulas reguladoras de caudal
Se representa en los esquemas neumaticos mediante la
simbologia de la Tabla 1.14
.
Figura 1.57. Dibujo explicativo def funcionamiento de una valvula
reguladora de caudal.
Valvula antirretorno
y de estrangulaci6n
Valvula
estranguladora
La valv
ula antirretorno y de estrangulaci6n es un dis-
positivo que consta de una valvula antirretorno en paralelo
con una valvula de estrangulaci6n. Cuando el aire pasa por
la valvula de estrangulaci6n
, este estrechamiento produce
una reducci6n de velocidad. Cuando el aire circula en sen-
tido contrario, lo hace libremente a traves de la valvula an
-
tirretorno
. Por tanto, esta valvula se emplea para regular la
velocidad del piston de los cilindros neumaticos.
En la valvu
la estranguladora bidireccional, el fluido
siempre atraviesa este estrechamiento sin importar el senti-
do de su movimiento.
LACl6N Y MANTENIMIENTO

42. Valvula regu
ladora de presi6 n ajustable y
co
n man6metro.
Va
lvula reguladora de pres i6n ajustable.
Valvula reg
uladora de presi6 n.
va
lvula reductora de presi6n.
Valvula de sec
uencia con pilotaje.
va
lvula de sec uencia ajustable.
Valvula de seguridad o de alivio.
:-
~A/A
'-
LlvJV)IV'
..
...............................................................................................................
:-
~A/A
·-
~V)IV'
. .
!:
~}--
···
································ ·············································································
:-
rhA,A
'
l__fJV)IV'
..
...............................................................................................................
c
~
.
.................................. ··············································································
c
~
..
................................................................................................................
c
~
Simbolo Descripci6n
Tabla 1.19. Simbo
logfa de las valvulas regula doras de presi6n
En la Tabla 1.19, se muestra la simbologia relacionada
con las valvulas reguladoras de presion.
• La valvula de seguridad o de alivio esta disefiada
para evacuar un exceso peligroso en la presi6n del
sistema. Cuando un sistema va aumentando su pre-
si6n, puede llegar a ciertos niveles en los que pue-
de originar una explosion por sobrepresi6n. En el
caso de los sistemas neumaticos, esta salida de aire
se realiza con escape a la atm6sfera.
• La valvula de secuencia esta disefiada para actuar,
abriendose y permitiendo el paso del ftuido, una vez
alcanzado un nivel de presi6n preestablecido. Este
nivel puede ser establecido por la acci6n de un mue-
lle o por una sefial de pilotaje.
• La valvula reductora de presi6n tiene como fun-
ci6n regular el nivel de presi6n en un sistema, cuan-
do se sobrepasa, esta se abre momentaneamente
permitiendo la salida del ftuido hasta que se reduce
su presi6n al nivel prestablecido.
Con muy pocas diferencias constructivas, se obtienen
diversos tipos de valvulas:
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
Figura 1.60. D
ibujo explicativo de f funcionamiento de u na valvula
reguladora de presi6n.
Presi6n > Presi6n
del sistema del muel
le
P
resi6n
del s
istema
Sal
ida
Presi6n < Presi6n
del sistema del muelle
P
resi6n
de
l sistema
Salida
Son valvulas que acnian so
bre la presi6n del sistema con el
objetivo de mantenerla constante. Constan de una entrada y
una salida, junto con un torni
llo regulador de presi6n y un
muelle que acnian sobre un diafragma o sistema de cierre.
1111
1.8.6. Valvula reguladora de presion
r-'••••N ~
•••••••r~••• .. !f>~•••C••r .. •nn .~ •• w,,.,!
: 0 : 0 : 0
. . . .
:···················:······
·············:···················: . . . .
: 0 : 1 0
; ; ; ;
. . . .
. . 0 . 0 .
: : : :
i··
·················i···················i···················i
. . . . . . . .
: : : :
Entradas l Salidas
Tabla 1
.18. Valvula de simultaneidad ( funci6n 16gica AND)
Esta valvu
la se emplea para la c onexi6n en serie de dos
sefiales neumaticas y representa la funci6n 16gica AND.
-H j V31vu
la de simultaneidad.
: ; .
Simbolo ! Descripci6n
Tabla 1
.17. Simbologia para la valvula de simul taneidad
En la F
igura 1.59, se observa que, si solo hay presi6n en
una de las entradas, se bloquea l
a salida impidiendo el paso
d
el aire. Solo se permite el paso de aire cuando h aya presi6n
en ambas entradas, ya que am
bas fuerzas se equilibran .
La valvula de simultaneidad se representa en los esque
-
mas mediante el sfrnbolo de la T
abla 1.17.

43. Existen dos formas de generar vacfo
:
1. Bomba
s de vacio. Mediante un moto r electrico que
mueve un eje
, se extrae e l aire. C on este sistema , se
o
btienen altos niveles de v acio con u n buen caudal.
Figura 1.62. R
obot industrial de manipulaci6n co n ventosas.
Junto con las pinzas neumaticas, l
as ventosas son otro de los
elementos d
estinados a tareas de su jeci6n y manipulaci6n.
Su funcionamien
to se basa en la tecn ica del vacio , consi-
derado como un estado de presi6n del aire por debajo de la
presi6n atmosf erica.
Mediante una ventosa
, se encierra una cantidad de aire,
que se expulsa creando una diferencia de presi6n negativa
y provocando q
ue la ventosa se adquiera al ob jeto al cual
esta acoplada
. A mayor cant idad de aire expulsado , mayor
diferenc
ia de presi6n y, por tanto , mayor fuerza de agarre.
• 1.10. Ventosas
; ~ -
~ I. ~.i.nz~-~~ ~~~~~r~-~".9.~l~~-d~ si~~l~-~fec.to:
I ]J
_ . ~ . ri.n.za ~-~ 3.~~~ur~ ~~~~1~1~ ~~ ~i~~1~-~1.ec.~ ..
1
8 J
1
j I P inza de apertu ra angular de doble efecto.
: : .
I U J
1
J I P
inza de apertura paralela de doble e fecto.
: : .
Simbolo ~ Descripcion
Tabla 1
.21. Simbologfa para pinzas neuma ncas
La simbologia relacionada con las pinzas neumaticas se
muestra en la Tabla 1.21.
Figura 1.61. D
ibujo explicativo de f funcionamiento de una pinza
de apertura angular.
• Pinzas de apertura angular. Las garras se abren y
cierran variando el angulo que forman entre ellas.
• Pinzas de apertura paralela. Las garras se mueven
abriendose y cerrandose en un movimiento paralelo
entre ellas.
Las pinzas neumaticas son elementos destinados a tareas
de sujeci6n y manipulaci6n. Consta de un pequefio cilin-
dro neumatico que puede ser de simple o doble efecto. El
vastago lleva acoplado un sistema de pinzas que son las
encargadas de realizar la tarea de agarre. Este sistema de
sujetar y liberar objetos los hace id6neos para los trabajos
donde se requiera una interactuaci6n con desplazamiento
de objetos.
Segtin la direcci6n de agarre de las pinzas, estas pueden
clasificarse en:
• 1.9. Pinzas neumaticas
j Valvu
la de cierre.
: : :
Sim bolo ! Descripcion
Tabla 1
.20. Simbologia para la valvula de cierre
La valvula de cierre es aquella que se encarga de realizar el
cierre cortando el caudal del fluido. Se emplea para aislar
partes del circuito.
Se representa en los esquemas neumaticos mediante la
siguiente simbologia de la Tabla 1.20.
1111 1.8.7. Valvula de cierre
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

44. a: aceleraci6n de la maquina (m/s
2).
S: factor de seguridad.
Ventosa
. A
····
~ ····· ············································································: µ: coeficiente de fricci6n.
.
..................................... . E.y~ct°.r. .. ~:~[~: . . .. . . . ~ seg;~ !~~~~e;i: ~~~n;::i: ;'.~ara movimiento se estima
FH: fuerza de sujeci6n (N).
m: masa (kg)
.
g: aceleracion de la gravedad (9,8 m/s
2).
Don de
m
F H = - · (g + a) · S
µ 1
. .
1
••
••······••••••······••·••··························r•••••·····································••••··············
________.
a
F H = m · (
g + - ) · S
µ
·
·················································································································
Movimiento ! Fuerza de suleclen
Tabla 1.23. Expresi6n de la fuerza de sujeci6n (FH) en funci6n
del tipo de movimiento
A continuacion, se selecciona la ventosa teniendo en
cuenta la forma y el material segiin el ambiente de trabajo
y el objeto que ha de manipularse.
Se calcula la fuerza de sujeci6n (FH). Esta fuerza depen-
de del tipo de movimiento con la carga y tiene los casos que
se muestran en la Tabla 1.23.
m=V·p
El primer paso es determinar la mas a ( m) de la carga, para
ello se tiene en cuenta su volumen (V) y su densidad ( p )
.
1111 1.10.1. Calculo de ventosas
Bomba de vacfo.
0
~ ; .
Simbolo i Descripcion
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
Simbolo Descrlpclen
Tabla 1
.22. Simbologla para la tecnologla de vac io
En la T
abla 1.22, se muestra la simbologfa relacionada
con la tecnica de vacio.
E
l material de las ventosas debe e legirse en funci6n de
la carga que vaya a utilizarse (lisos
, rugosos, calientes, acei-
tosos, antiestaticos
, alimentacion, etcetera).
Figura 1.63. Ve
ntosa tipo fuelle.
• Fu
elle. Se emplean en superficies inclinadas o redon -
deadas.
• Plana. Se emplean en superficies planas. P
ueden
transmit
ir buenas fuerzas verticales .
• Profunda. Se emplean e
n superficies redondas.
• O
val. Se emp lean en superficies de lgadas y alargadas .
2
. Eyectores de vacfo. S e basan en el efecto Venturi ,
donde el aire se hace pasar por un estrechamiento
,
que es l
a tobera convergente. En esta zona , se pro-
duce una aceleraci6n del aire. P
osteriormente, el aire
pasa por una tobera divergente para salir al ambiente
exterior a traves de un si
lenciador. En la zona de l a
salida del aire de la tobera convergente, se genera un
vacfo que provoca la aspiracion en la ventosa.
E
l sistema mas empleado con la tecnica de v acfo es me -
d
iante los eyectores d e vacio, ya que son de una consti -
tuci6n mas sencilla y sin mantenimiento
, con un coste de
adquisicion y energetico mas reducido.
Las ventosas pueden clasificarse segun su forma geome-
trica en
:
Como inconvenientes, se asocia un coste electrico
alto y requieren b
astante mantenimiento.
r

45. Este sera e
l valor para buscar en las tablas de los fabri-
cantes de ventosas, que l
a proporcionan para un n ivel de
vacio (suele ser sobre -
07 bar).
C
omo en l as aplicaciones industriales se emplean tantas
ventosas como se necesiten
, se divide esta necesidad entre
el tota
l de ventosas ( n ).
Si
, en una manipulac i6n, se realizan varios movimientos ,
se considera el mas desfavorab
le.
F H = 0
,25 . (9 ,8 + 0~1) . 1,5 = 22 ,4 N
Si se considera que la superficie tiene una ligera pelicula
de aceite
, el coeficiente de fricci6n que ha de consi derarse
es deµ = 0, 1, ya que la fuerza de sujeci6n es de:
FH = 0
,25. (9,8 + 055) . 1,5 = 7,4 N
'
Si se considera que la superficie es metalica
, el coeficien-
te de fricci6n que ha de considerarse es deµ= 0
,5 (Ta-
bla 1
.25), pues la fuerza de sujeci6n es de:
Como el movimiento es horizontal, puede estimarse un
factor de seguridad de S = 1
,5 (Tabla 1.24).
Como es un movimiento horizontal, se aplica la expresi6n
:
S
oluci6n:
Considera los s
iguientes casos , en los que la superficie:
a) Es metalica.
b) Es metalica
, pero cuenta con una ligera capa de aceite .
D
etermina la fuerza de la ventosa necesaria para desplazar
horizontalmente un objeto metalico de 250 g con una ace-
leraci6n de 5 rn/s
2•
Actiuidad resuelta 1. 7
Como el movimiento es vertical, puede estimarse un fac-
tor de seguridad de S = 1,5 (Tabla 1.24)
.
FH = 0
,25 · (9,8 + 5) · 1 ,5 = 5,55 N
Como es un movimiento vertical, se aplica la e
xpresi6n:
Soluci6n:
Determina la fuerza de la ventosa necesaria para elevar un
o
bjeto metalico de 250 g con una aceleraci6n de 5 rn/s 2•
Actiuidad resuelta 1
.6
6 m/s
2 Hus illo con accionamiento electrico.
...
..............................................................................................................
. ~
.?.. ~'..~.~ l ? ?.~~~.~. ?.~~~~?.~. ~?.~ .. ~~~~?.~~~·i·~.~~?. ~.1.~.~.~~!~?: ..
.
~.~.~'..~.~ l .. ~~·~·i·~·~~~·i·~·~.~~.~~~~.?.~~~~.~~~~?: .
30 m/s
2 ~ Accionamiento neuma tico .
..
...............................................................................................................
1 O m/s
2 ~ Paro de emergenc ia lineal.
:
~:~:~~~(.~~::::::::::::: i::~:~~~:~~::~0~~~~~~~~::~:~::~~~:~:~:.:::::::::::::::::::::::::::::
Aceleraci6n i Tipo de movimiento
Tabla 1
.26. Valores estimados de aceleraciones (a) (recomendaci6n
de Festa)
Los valores de aceleraci6n de la maquina
, a nivel orien-
tativo, pueden estimarse segun la Tabla 1.26.
Superfic
ie aceitosa. ~ µ = 0,1
; ; ;
l .. ": .. ?.
'.~ .. ~.?:.~ l .. ~ .~.~~~i·~·i·~·~~~.~.~~: l
[ .
. ~.~ .. ?.'.~ [ .. ~ .~.~~~i·~·i·~·~·~·~·?.~~: [
i .. ": .. ?.
'.~ i ~ .~~~~.~: .. ~~~~.1: .. ~i.~~~.~.X.~i.~~!~: i
Coeficiente de frlcclen ~ Tipo de superficie
Tabla 1
.25. Coeficiente de fricci6n (µ) ( recomendaci6n de Festa )
El coeficiente de fricci6n (µ) se estima segun el criterio
de la Tabla 1.25.
S= 1
,5 Mov imientos horizontales diffciles.
; ; ;
L.
~.~.~~~ .. ~.~·~···~·~·~·~ .. ~ L ~.?.~i.~~~~~~.~ .. ~~~·i·~~.1.~.~ .l
:.
: Movimientos giratorios o para mate - :.:
~: s
: 2
~ riales en
tices o porosos. ~
~--··
·· ······· ···· ~ ~
Factor de seguridad i Movimiento
Tabla 1
.24. Factor de seguridad (S) (recomendaci6n de Festa )
LA
Cl6N Y MANTENIMIENTO

46. 1. NEUMATICA INDUSTRIAL
Con vastaqo
Sin vastaqo
Antirretorno
Vastaqo pasante
Escape rapido
Bloqueo Telesc6pico
Selectora Cilindros
Tandem
Simultaneidad
Multiposicional
Caudal
___.
Estranguladora
lmpacto
Limitadora Alternativo
Presi6n Reductora
Piston es
Pal etas
Secuencia
Motores
Cierre
Engranajes
{
Asiento
Actuadores de giro
Turbina .2
<::
'
i':
Distribuidora
"' :0
~
Pinzas
0..
Corredera "'
"
Manipulaci6n
c
0
'
<)
Ventosas
'O
UJ
@
p
Volurnetricos
[
Piston
alternativos
Diafragma
Pal etas
Tornillo
Compresores
Volurnetricos
Roots
rotativos
Una
Unidad Scroll
de mantenimiento
--[
Axial
Volurnetricos
dinarnicos
Radial

47. ..
1.12. Las valvulas de escape rapido favorecen .
..
a) la entrada del aire en el compresor.
b) la salida del aire del compresor.
c) la salida del aire del cilindro.
d) la salida del aire hacia el exterior
.
1.11. La valvula antirretorno se em plea para ...
a) forzar que el aire circule en un sentido.
b) bloquear la circulaci6n del aire.
c) favorecer la salida del aire cuando se alcanza
un nivel de presi6n peligroso.
d) .
.. favorecer la salida del aire en los cilindros neu-
maticos.
1.10. (,Cual de las siguientes caracterfsticas pertenece a la
valvula de corredera?
a) Consume un gran volumen de aire.
b) Solo puede activarse de manera manual.
c) Necesita de una menor fuerza de activaci6n.
d) Solo puede emplearse en valvulas de dos posiciones.
a) ... 1 N.
b) .
.. 2 N.
c) ... 20 N.
d) .
.. 200 N .
1.9. Un cuerpo de 20 kg ejerce una fuerza de aproximada-
mente de ..
.
a) Cilindro de simple efecto.
b) Cilindro de doble efecto
.
c) Cilindro mult
iposicional.
d) Cilindro sin vastaqo,
1.8. (,Cual de los siguientes cilindros retorna a su posici6n
inicial una vez cesada su activaci6n?
1.7. (,Cual de los siguientes elementos no es un tipo de
compresor de aire?
a) Compresor scroll.
b) Compresor de diafragma.
c) Compresor roots
.
d) Compresor paralelo.
d) ... filtrar
, lubricar, regular la presi6n y enfriar el aire.
1.6. La unidad de mantenimiento se encarga de .
..
a) filtrar y lubricar.
b) filtra
r, lubricar y regular la presi6n.
c) filtrar, lubricar
, regular la presi6n y calentar el
aire.
1.5. Respecto a la red de distribuci6n de aire comprimido
,
(,Cual de las siguientes afirmaciones es correcta?
a) Debe tener una inclinaci6n hacia el suelo de unos
pocos grados de pendiente.
b) Debe tener una inclinaci6n contraria al suelo de
unos pocos grados de pendiente.
c) Debe estar parale
la al suelo.
d) No importa si tiene inclinaci6n.
1.4. (,Cual de las siguientes escalas nose emplea para
medir la tempe
ratura?
a) Escala Celsius
.
b) Escala Magnussen.
c) Estaca Fahrenhe
it.
d) Escala Kelvin
.
1.3. La fuerza puede expresarse como .
..
a) el producto de la masa por la aceleraci6n.
b) el cociente de la masa por la aceleraci6n.
c) el producto del caudal por su masa.
d) el cociente del caudal por su masa.
1.2. (,Cual de las siguientes equivalencias es err6nea?
a) 1Pa=1 N
/m2.
b) 1 Pa= 9
,8 N/m2.
c) 1 N
/m2 = 10- 5bar.
d) 1 k
p/cm2 = 9,8 N/cm2.
a) 4 bar.
b) 8 bar.
c) 16 bar.
d) 20 bar.
1.1. (,Cual de los siguientes niveles de presi6n se emplea
-
do mayoritariamente en el sector industrial?
II Actividades de comprobacion
~------
I
1
. NEUMATICA INDUSTRIAL

48. p
1.20. Teniendo un recipiente con un volumen de 4,4 m
3 de aire a una presi6n de 5 bar, establece la presi6n en los siguientes
casos:
a) Cuando su volumen aumenta a 6,8 m
3•
b) Cuando su volumen disminuye a 2,1 m
3.
1.19. Se dispone de un recipiente con un volumen de 3,6 m
3 de aire a una temperatura de 54 °C y una presi6n de 4 bar. Halla
el volumen para los siguientes casos sabiendo que la presi6n se mantiene constante:
a) Cuando la temperatura aumenta hasta 80 °C.
b) Cuando la temperatura disminuye hasta 12 °C.
1.18. Determina a que temperatura coinciden los grados Celsius con los Fahrenhe
it.
1.17. Realiza los siguientes cambios de escala:
a) Pasa 85 °C a kelvins.
b) Pasa -40 °C a kelvins.
c) Pasa 75 °C a grados Fahrenheit.
d) Pasa 132 K a grados Celsius.
e) Pasa 60 K a grados Fahrenheit.
1.16. Expresa las unidades indicadas de los siguientes niveles de presi6n:
a) 1 O Pa en N
/m2•
b) 400 000 Pa en bar.
c) 20 kp/cm
2 en bar.
d) 45 kp/cm
2 en N /cm2•
II Actividades de aplicacion
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1.14. La valvula de simultaneidad permite ..
.
a) ... activar su salida cuando la entrada de menor
diarnetro tiene un nivel de presi6n.
b) ... activar su salida cuando la entrada de mayor
diametro tiene un nivel de presi6n.
1.13. La valvula selectora permite ...
a) ... activar su salida cuando la entrada de menor
diarnetro tiene un nivel de presi6n.
b) ... activar su salida cuando la entrada de mayor
dlarnetro tiene un nivel de presi6n.
c) ... activar su salida cuando, en cualquiera de sus
entradas, tiene un nivel de presi6n.
d) ... activar su sal
ida cuando todas sus entradas tie -
nen un nivel de presi6n.
1.15
. La ventosa es un elemento de manipulaci6n que se
em plea para ...
a) .
.. sujetar piezas mediante la aplicaci6n de una
presi6n rnecanica sabre el objeto.
b) ... sujetar piezas mediante la aplicaci6n de una
presi6n neumatica positiva sabre el objeto.
c) ... sujetar piezas mediante la aplicaci6n de una
presi6n neumatica negativa sabre el objeto.
d) ... sujetar piezas mediante la aplicaci6n de una
presi6n rnaqnetica sabre el objeto.
c) ... activar su salida cuando, en cualqu
iera de sus
entradas, tiene un nivel de presi6n.
d) ... activar su salida cuando todas sus entradas tie-
nen un nivel de presi6n.
1. NEUMATICA INDUSTRIAL I

49. ..
8
..
.............................................................................................................................................................
;
I
.
..............................................................................................................................................................
·
~
...
............................................................................................................................................................
IS +
I+ ll
O=
..
......................................
11
[~ I\ I\ A
. . ~ v v VJ
I
.
.......................................
1Q}
·
·······································
..
.
.......................................
: ,-
-~
• I
: I
I
,_ -
····················
····················
:
Sim bolo = Descripci6n
1.22
. lndica el significado de los sfmbolos que se muestran a continuaci6n:
1
.21. ldentifica cada uno de los elementos marcados en el siguiente esquema:
a) Un
idad de mantenimiento .
b) Cilindro de doble efecto.
c) Fuente de aire comprimido.
d) Accionam
iento por pulsador.
e) Filtro.
f) Valvula reguladora de presi6n.
g) Valvula 5
/2.
h) Sistema de detecci6n de posici6n
.
I
1
. NEUMATICA INDUSTRIAL

50. p
1.29. Describe tres aplicaciones industriales donde emplearias las ventosas
, describe el objeto que va a manipularse, sus dimen-
siones y caracteristicas. lndica que tipo de ventosa emplearfas en funci6n del objeto que vayas a manipular y por que, (,Em-
plearfas una o varias ventosas?
1.28. Encuentra los diferentes tipos de valvulas distribuidoras que existen y observa sus pararnetros y principales caracteristicas.
1.27. Busca en catatoqos o en la web de fabricantes diferentes tipos de cilindros neurnaticos y observa sus parametros y prin-
cipales caracteristicas (dimensiones
, carreras, diarnetro del vastaqo, forma de montaje , si lleva sensores de posici6n, si
lleva amortiguaci6n y c6mo se regula, etcetera).
II Actividades de ampliacion
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1.26
. Averigua la fuerza de la ventosa necesaria para levantar y desplazar horizontalmente un objeto rugoso de 300 g. La ace-
leraci6n en el movimiento vertical es de 7 m
/s2 yen el movimiento horizontal , de 8 m /s2 y se considera que el sistema
puede realizar un paro de emergencia
. Ten en cuenta los siguientes casos :
a) Sistema de sujeci6n de una ventosa.
b) Sistema de sujeci6n de dos ventosas.
1.25. Seriala el consume de aire de un cilindro de doble efecto si el diarnetro interior del cilindro es de 40 mm, el vastaqo es
de 22 mm, la presi6n es de 5 bar, la carrera es de 300 mm y realiza 5 ciclos por minuto
.
1.24
. Determina la fuerza que ejerce un c ilindro de doble efecto en avance y en repliegue si el dlarnetro interior del cilindro es
de 40 mm y el vastaqo es de 18 mm. La pres
i6n es de 4 bar. Considera los siguientes casos :
a) Fuerza te6rica.
b) Fuerza considerando unas perdidas del 10 %
.
: ~ : :
. .
: ~ :
: : :
. . .
·
~, :
: : :
: ~ :
: :
: : :
-r
: : :
. .
: cze= :
·
··································································································································································
Simbolo ~ Descrlpclon
1.23. Copia el siguiente cuadro y explica el significado de cada uno de los accionamientos que se indican a continuaci6n:
1. NEUMATICA INDUSTRIAL I

51. Objetivos
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Contenidos

52. Otra forma de medir la viscosidad cinematica es me-
diante los viscosimetros que miden el tiempo que tarda en
Si la viscosidad dinamica se divide por su densidad, se
obtiene la viscosidad cinematica (v). En el sistema inter-
nacional, se expresa en m
2/s, aunque, a efectos practices, se
emplea el subrmiltiplo mm
2/s. Otra unidad del sistema CGS
es el Stokes (St) (1 St= 10-4 m
2/s).
En el sistema internacional, la viscosidad dinamica se
expresa en pascales por segundo (Pa· s). Aunque otra uni-
dad conocida proveniente del sistema de medidas CGS es
el poise (P) (0, 1 P = 1 Pa· s).
La viscosidad dinamica ( 17), tambien llamada absoluta, es
la resistencia de un fluido al movimiento. Depende de la
temperatura y de que, en el caso de los liquidos, al aumentar
la temperatura, disminuye la viscosidad, es decir, que fluyen
o se mueven mas facilmente.
111111 Viscosidad
Las magnitudes fisicas, asi como los conceptos que se apli-
can en la hidraulica son los siguientes.
1111 2.2.1. Magnitudes ff sicas y conceptos
Para el estudio de la hidraulica, es necesario conocer una
serie de conceptos, magnitudes y propiedades fisicas.
• 2.2. Conceptos flsicos
Figura 2.1. Ap
licaci6n de hidraulica en maquinaria m6vil.
sea muy sencillo. Se emplea tanto en instalaciones fijas,
principalmente en maquinaria pesada, como en equipos
m6viles tales como vehiculos ( camiones, gnias, a vi ones y
ferrocarriles, entre otros).
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
P
ermite realizar trabajos a muy baja ve locidad, con b aja
inercia
, sin vibraciones y de una manera sencilla, aspectos
que permiten obtener trabajos con una mayor precision
.
A
l igual queen l a neumatica, permite trabajar al limite
de sus posibilidades, por lo que no suponen un peligro para
su integridad las sobrecargas ( simplemente, se parara, pero
no sufrira d
afios),
A diferencia de la neumatica
, en la hidraulica, un accio-
namiento parado c
onsume energia.
Con la tecnologia neumatica
, un accionamiento parado
no con
sume energia, mientras que , con la tecnologia hidrau-
lica, sf que sigue consumiendose energia
.
Los sistemas hidraulicos requieren una mayor tarea de
mantenimient
o. Las perdidas de carga los afectan en mayor
me
dida y las perd idas por fugas son mas delicadas (dis-
minuci6n del rendimiento
, perdidas de velocidad, dafios al
medio am
biente, etcetera).
T
odas estas caracteristicas hacen que se emp lee amplia-
mente y, junto con la electronica
, permite que su control
Una de las diferencias a nivel practico es que, en la neu
-
matica, el aire de retomo se expulsa al ambiente
, mientras
que, en la hidraulica, sf existe una linea de retomo que de-
vuelve el flui
do al tanque o deposito de aceite.
La tecnologia hidraulica industrial emplea como fluido
un aceite con unas caracteristica
s determinadas, de aqui que
sea mas apropiado e
l empleo de l termino oleohidraulica,
aunque
, a nivel practico , ambos terminos hacen referencia
al mismo concepto
.
La oleohidraulica proporciona una serie de ventajas res-
pecto a la neumatica, A nivel practice, se considera que un
liquido es incompresi
ble, es decir , que, al ser sometido a
una presi6n, su vo
lumen pe rmanece constante. Esta carac -
terfstica hace que pueda trabajar a mayores presiones que
la neumatica
,
Tanto la tecnologia neumatica como l
a hidraulica emplean
un fluido. En la tecnologia neumatica
, se emplea como flui -
do un gas
, que es el aire, y, en la tecnologia de hidraulica,
se utiliza como fluido un liquido, que es un aceite
.
Muchos de los conceptos vistos en la Unidad 1 tambien
se aplican para hidrau
lica, ya que trabajan sobre la misma
base te6rica, sobre todo en la ley de P
ascal, que dice que , si
se aplica presi6n a un fluido
, esta se transmite en todas las
direcciones y con fuerzas iguales. Lo mismo ocurre para los
diversos elementos que componen la insta
laci6n (valvuleria,
etc
.), por este motivo , en esta unidad , solo se nombraran a
modo de recordatorio
.
• 2.1. lntroduccion a la hidraulica

53. Para determinar el punto en el cual se pasa de un regi-
men a otro, se emplea el mimero de Reynolds (Re).
v
·d
R
e= ­­
v
Figura 2
.2. Regfmenes de caudal ( laminar y turbulento ).
- - - -
Regimen turbulento
oe;o
~r~
J.) ~o
Regimen laminar
• Caudal laminar. El fluido se mueve en capas orde-
nadas
, donde las capas interiores se mueven mas ra-
pidamente que las exteriores. No hay interferencia
entre las particulas del fluido.
• Caudal turbulento
. El fluido se mueve de una ma-
nera turbulenta. Al aumentar la velocidad
, se pier-
de el orden en el avance del fluido. Globalmente, el
fl uido avanza, pero las particulas se mueven en di-
vers as direcciones
, interfiriendose entre ellas. No es
un regimen deseable porque se pierde energia
, asi
que es mas ineficiente. Alcanzar esta velocidad crf-
tica depende no solo del tipo de fluido (viscosidad),
sino tarnbien del diarnetro de la canalizaci6n
.
Cuando fluye este caudal de fluido, puede comportarse
de dos maneras diferentes y, por tanto, da lugar a dos tipos
de caudales:
S
oluci6n:
Sabiendo de 1 m
3 son 10001yque1 min son 60 s:
_
6 m3 10001 60 s .
Q = 5 · 10
-
s- · 1 m 3 · 1 min = 0 ,3 I/min
Se tiene un caudal de 5 · 10
--0 m3/s, l,CUal es su equiva lencia
en I/min?
Actiuidad resuelta 2.2
S
oluci6n:
Sabiendo de 1 m
3 son 10001yque1 min son 60 s:
1 1 m 1 m
3 - 5
3
Q =
1
'2
min · 60 s · 10001 =
2
· lO m /
s
Se tiene un cauda
l de 1,2 I/min, l,CUal es su equivalencia
en m
3/s?
Actiuidad resuelta 2.1
Q: caudal volumetrico (m
3/s).
A: area o superficie (m
2).
v: velocidad del fluido (m
2/s).
Siendo:
Q=A·v
Tambien puede expresarse en funci6n de la velocidad
por la que fluye a traves de un area:
Q: caudal volumetrico (m
3/s).
V.· volumen (m
3).
t: tiempo (s).
Siendo:
v
Q=-
t
El caudal volumetrico representa la cantidad de fluido en
volumen que circula por unidad de tiempo. Se obtiene por
aplicacion de la expresion:
111111 Caudal volumetrico
P
5: presi6n hidrostatica (Pa).
h: altura (m).
p: densidad (kg/m
3).
g: aceleracion de la gravedad (m/s
2).
Donde:
Ps=h·p·g
Es la presi6n existente en un lfquido por efecto de su masa
y su altura. Es independiente de la forma geometrica del
recipiente y se expresa de la siguiente manera:
111111 Presian hidrostatica
Como la viscosidad esta muy relacionada con la tem-
peratura, se emplea otro parametro denominado fndice de
viscosidad, que refleja c6mo se comporta un fluido frente
a la variaci6n de temperatura. Aceites estables frente a la
variaci6n de temperatura tienen un Indice de viscosidad alto,
es decir, que, ante cambios de temperatura, su viscosidad
varia muy poco. Por el contrario, a aceites con un indice de
viscosidad bajo, las variaciones de viscosidad los afectan
en mayor medida.
verterse una muestra a una temperatura dada. Las escalas
son en grados Engler (
0E) para Europa yen segundos Say-
bolt para los Estados Unidos.
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

54. El teorema de Bernoulli para lfquidos no viscosos en regi-
men laminar indica que la masa de este lfquido que circula
111111 Teorema de Bernoulli
Si se expresa el caudal ( Q) como el producto de la sec-
ci6n (S) por la velocidad (v ), se tiene que:
QI =S1. V1
Q2 = S2. V2
S1 . V1 = S2 . V2
Por este teorema, si se analiza el caudal en los puntos 1
y 2, se obtiene que:
F
igura 2.4. Representaci6n de la ec uaci6n de continuidad.
0
1=S1·V1
0
2 = S2 . V2
La ecuaci6n de continuidad o conservaci6n de masa es im-
portante en el analisis de ftuidos que fluyen a traves de ca-
nalizaciones. Indica que el caudal en cualquier punto a lo
largo de la tuberia es constante.
111111 fcuacion de continuidad
Figura 2.3. Representaci6n def teo
rema de Pascal.
La ley de Pascal dice que la presi6n aplicada a un fluido
confinado en un recipiente se transmite en todas direccio-
nes ejerciendo fuerzas iguales y paralelas a las paredes del
recipiente.
111111 Propagacion de la presian
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
P
ara el estudio de la hidraulica, es necesario conocer una
serie de conceptos, magnitudes y propiedades. Muchas d
e
ellas ya se han estudiado en la unidad didactica de neuma-
tica y
, por tanto, no van a repetirse.
1111 2.2.2. Propiedades ffsicas
Las perdidas o disminuci6n de presi6n que ocurren en los
sistemas h
idraulicos se deben a los siguientes factores:
• Velocidad en el desplazamiento de
l fluido.
• Tipo de caudal (laminar y turbulento).
• V
iscosidad del aceite, que, a su vez, depende de la
temperatura y presi6n.
• Caracteristicas de la superficie de las canalizaciones
.
• Longitud y cam
bio de direcci6n en las canalizacio-
nes. Un factor importante para tener en cuenta son
los cambios de direcci6n en las canalizaciones (co-
dos, bifurcaciones, racores, etc.), ya que ocasionan
grand es perdidas.
• Estrechamientos, tanto en las canalizaciones como
en elementos del sistema hidraulico (por ejemplo,
valvu
las de estrangulamiento ).
111111 Perdidas de presion
2. Fricci6n i
nterna. R oce que ocurre entre las diversas
capas del fluido cuando este se desplaza
.
Este rozamiento origina un calentamiento en el ftuido
que tiene como consecuencia una disminuci6n o perdida
de presi6n.
Cuando un fluido se desplaza, se origina una fricci6n o ro-
zamiento que depende de dos causas
:
1
. Fricci6n e xterior. Roce que ocurre entre el fluido y
las paredes de la canalizaci6n y elementos del siste
-
ma hidraulico
.
111111 friccion y calor
Para tubos redondos y lisos, el mimero de R
eynolds se
situa en 2300. Con valores mayores
, se entra en regimen
turbu
lento.
Re: coeficiente o ntimero de Reynolds (adimensional)
.
v: velocidad del fluido (m/s).
d: diametro de la canalizaci6n (m).
v
: Viscosidad del ftuido (m 2/s).
Donde:

55. Figura 2.7. Ejemplo de aplicaci6n de una transmisi6n de fuerza
.
Si, en el embolo 1 de la Figura 2.7, se aplica una fuerza de
10 kp y tiene una superficie de 2 cm
2, lque fuerza desa-
rrollara en el embolo 2 si tiene una superficie de 10 cm
2?
Expresa el resultado en kp yen N.
Actividad resuelta 2.3
La fuerza mas pequeiia puede elevarse aumentando la
superficie. Este es el principio en el cual se fundamentan
los sistemas hidraulicos.
Por tanto
, sustituyendo, se llega a la conclusion :
Si el sistema esta en equilibrio, ambas presiones son la
nnsma
:
Aplicada a cada embolo:
F1
P1 = A1 y
F
p
= -
A
Si se expresa la presi6n como la fuerza que acnia entre
el area 0 superficie:
Figura 2.6. Representaci6n de una transmisi6n de fu
erza.
tes que poseen diferente area, pues esta es una de las pro-
piedades fisicas mas interesantes de la hidraulica
, tanto que,
con una pequeiia fuerza, pueden manejarse grandes cargas.
La transmisi6n hidraulica de fuerzas se bas a en el ef ecto
multiplicador de fuerzas aplicado a dos vasos comunican-
111111 Transmision hidraulica de fuerzas
Si se aplica a conducciones horizontales, esta expresi6n
se simplifica:
Si se aplica a dos puntos cualesquiera de esta conduc-
ci6n, se obtiene la ecuaci6n de Bernoulli:
1 2 1 2
p 1 + d . g . h, + 2 . d . v 1 = P2 + d . g . h2 + 2 . d . V2
Se obtiene la siguiente suma:
1
p + d · g · h + - · d · v
2 = constante
2
m
d=­ --+ m=d·V
v
Si se expresa en funci6n de la densidad ( d), sabiendo que
es su masa (m) entre su volumen (V):
1 2
p· V+m·g·h+ ­ ·m·v
2
Si se realiza la expresi6n con la suma de estas energfas,
se tiene:
Figura 2.5. Representaci6n d
ef teorema de Bernoulli.
a traves de una conducci6n posee la suma de las siguientes
energfas:
• Energia hidrostatica. Corresponde al producto de
la presi6n (p) por el volumen (V).
• Energia potencial. Es la energfa que posee a cierta
altura. Es el producto de la masa (m) por la acelera-
ci6n de la gravedad (g) y por la altura (h).
• Energia cinetica. Es la energfa que posee por encon-
trarse en movimiento. Corresponde al producto de
1/2 de su masa (m) por su velocidad (v) al cuadrado.
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

56. F1 =p1 ·A1
F2 =p2 ·A2
Sise expresa la fuerza (F) como el producto de la pre-
si6n (p) por el area (A) sobre la que acnia, se tiene que:
F
igura 2.10. R epresentaci6n de una t ransmisi6n de presi6n.
Si dos embolos de distinto tamafio estan unidos por una ba-
rra s6lida y se ejerce una presi6n sobre uno de los embolos,
la fuerza se transmite al otro embolo.
111111 Transmision hidraulica de presion
Se observa que son inversamente proporcionales y que el
embolo de mayor superficie se desplaza un menor recorri-
do respecto al otro embolo de menor area, que debe reco-
rrer mas espacio.
e1 e2
A
2 = A1
A
2 10 cm 2
e
1 = e 2 · ­ = 25 cm · - 2
2
= 125 cm
A
1 cm
Aplicando la expresi6n de la igualdad de volumen desplaza-
do y que relaciona las areas con los desplazamientos, se tiene:
Sol
uci6n:
Figura 2.9
. Ejemplo de aplicaci6n de u na transmisi6n de fuerza.
Embol
o 2
A2
10 cm2
Embolo 1
Si desea desplazarse el embolo 2 para que ascienda 25 cm,
l,CUanto debe desplazarse el embolo 1? El area de los em
-
bolos son 2 y 10 cm
2 respectivamente.
Actividad resuelta 2.4
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
S
e observa que son inversamente proporcionales.
Se obtiene la siguiente relaci6n e
ntre areas y distancias
recorridas:
Como e
l volumen desplazado es el mismo, por tanto:
S
ise expresa el volumen desplazado por am bos embolos:
Figura 2.8. Rep
resentaci6n de un desp lazamiento por ap licaci6n
de u
na fuerza.
Este mismo sistema puede emplearse para elevar una carga
.
A
l aplicar una fuerza en uno de los embolos, provoca un
d
esplazamiento de ftu ido.
111111 Oesplazamiento hidraulico
F
2 = 50 · 9 ,81=450,5 N
Si desea expresarse en newtons, basta con multiplicarlo
por 9,81:
A
2 10 cm 2
F
2=F1·-=10kp·--2 = 50kp
A
1 2cm
Despejando:
Aplicando la expresi6n que relaciona las fuerza con las
areas, se tiene que:
Soluci6n
:
r

57. Existen varias formas de rea
lizar una identificacion de
los aceites hidraulicos. Una de ellas se b
asa en la norma
D
IN 51524 y D IN 51525. Esta clasificacion se basa en s iglas,
L
os aceites deben tener una cierta capacidad de evitar
formar emulsiones (mezcla de agua con ace
ite) debido a
los prob
lemas mencionados anteriormente (principalmente
corrosion)
. El agua no forma parte de las instalaciones, pero
se genera por con
densacion a partir del aire.
Aunque existen muc
hos tipos de aceites industriales,
los mas empleados son aceites minerales p
rocedentes de
la destilacion del petroleo, al cual pueden afiadirsele una
serie de a
ditivos con e l objetivo de mejorar ciertos aspectos
(anticorrosivos, antidesgaste, etc.). Actualmente y debido a
la concienciacion ecologfa
, estan desarrollandose buenos
aceites con capacida
d biodegradable.
O
tro aspecto importante es el grado de in:flamabilidad
del aceite
. Hay b asicamente dos tipos : inflamables y con
resistencia al fuego. Segun e
l ambiente de trabajo, seem -
pleara uno u otro
, ya que pueden ocasionarse fugas y existe
el riego de incendio.
Una de las caracteristicas de los aceites hidraulicos es
la densidad
, que es l a relacion entre su masa y su volumen
Apartado 1.2.1)
.
Como sistema de transrnision de energfa, se emplea un
Iiquido
. No se emplea el agua por los problemas que
conllevaria, tales como corrosion y cambios de estado (con-
gelacion y e
bullicion),
P
ara solucionar estos posi bles problemas, se emplea otro
liquido. Este elemento es el aceite hidraulico, que, ademas,
lubrifica e
l sistema, tiene un punto de congelacion mas bajo
y un punto de e
bullicion mas alto y tiene capacidad de di-
sipar el calor
.
• 2.4. f I aceite hidraulico
R
especto a las canalizaciones, en l os sistemas neuma-
ticos, una vez que el aire ha realizado el trabajo, se libera
al ambiente, pero, en las instalaciones hidraulicas, el aceite
se devuelve a
l tanque o deposito para que vuelva a se r re-
utilizado.
Los elementos de control de los fluidos, es decir, las
valvulas distribuidoras, son similares y lo mismo ocurre con
los actuadores (cilindros
, motores, etcetera).
Como fuente de energia
, se tiene en neumatica la unidad
de mantenimiento que proporciona el aire adecuado para la
instalacion y, en hidraulica, se tiene l
a unidad de bomba que
proporciona el aceite al sistema.
Figura 2.11. Comparativa entre un circuito neumatico y otro hidraulico
.
Grupo de
bomba de aceite
! Ts
p
Valvula
distribuidora
Lfnea de
retorno
T
Cilindro
hldraulico
Canalizaciones
para el aceite
Hidraulica
Unidad de
mantenimiento de aire
Valvula
distribuidora
Canal
izaciones
para el aire
Cilindro
neurnatico
Neurnatica
Los circuitos hidraulicos tienen bastantes similitudes con
los circuitos neumaticos estudiados anteriormente y constan
de los elementos que se muestran en la Figura 2.11.
• 2.3. Circuitos hidraulicos
Se observa que la presion es inversamente proporcional
al area:
Por tanto:
Como ambas fuerzas son iguales:
LACl6N Y MANTENIMIENTO

58. ---$--- Ca
lentador.
Simbolo Descripci6n
Tabla 2.6. S
imbologfa para el calentador
En algunas ocasiones, interesa aumentar la temperatura
del aceite en el sistema hidraulico con el objetivo de alcan-
zar la temperatura de trabajo y que, de esta manera, la vis-
cosidad del fluido hidraulico sea la adecuada. Para aumentar
esta temperatura, se emplea el calentador.
i Enf
riador.
: : :
Sim bolo ~ Descripci6n
Tabla 2.5. S
imbologfa para el enfr iador
Si interesa disminuir la temperatura del ftuido hidrauli-
co, se emplea el enfriador.
Como es preciso controlar que el aceite se encuentra
entre unos margenes aceptables para el correcto funciona-
miento del sistema, se emplean dispositivos que modifican
su temperatura.
La temperatura afecta en gran medida al comportamiento
del aceite hidraulico, ya que esta relacionado con su visco-
sidad.
1111 2.4.1. Modificacion de la temperatura
del aceite
~ ISO VG 10 9
,0 T 11 ,0
; ; ; ;
1 .. !?
.?Y.~.~~---·········-1 ~.~:~ .l. ~ .~:~ [
~ ISO VG 32 ~ 28
,8 l 35 ,2 l
; ;. ; ;
~ .
. !~.?Y.~.~~ [ ~~ .:~ .l. ~ .~:~ 1
~ ISO VG 68 ~ 61
,2 l 7 4 ,8 ~
; ; ; ;
~ I
SO VG 100 ~ 90 ,0 l 110 ,0 ~
; : : :
r
No obstante
, siempre se seguiran las recomendaciones
del fabricante para emp
lear el aceite hidraulico recomen -
dado.
O
tra norma que se emplea ampliamente es la IS O que se
basa en la viscosidad.
HE
TG ~ A b ase de tr iqliceridos. Son aceites vegetales.
; ; ;
~ H
EES ~ A base de ester s intetico. l
. . .
i::::::
:~~:~~:::::::i::~:~~~~:~:~::~~~~~~~~~~~~:.::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: i
l ~~
-~~ t .. '.. .~~~~~~~.1.~.~~~-~--~.~~~~.~.~--~~!~~!~.~-~.1.~~~~~~: [
Siglas ~ Tipo
Tabla 2
.3. Siglas de acei tes hidraulicos biodegradables
Existe otro grupo que tiene capacidades biodegradables.
Comienzan por las letras HE.
. HFAE j Ace
ite en em ulsiones de agua . .
1
:::::::~:~~~:::::::1::~?.~~~~~~~~?:~::~:i:~:~~~~~?~:~:i:~:~:~~~~~:~:~::~~~~:-::::::::::::::: I
~ H
FB ~ Agua en el ace ite, emulsiones. ~
; ; ;
l ~
-~-? L.~1.i.~.?.~~~-~~--~-~~~: l
l ~'..
.~ [ .. :..1.~_i_~.?.~.~i-~~~~i-~.?~: [
Siglas l Tipo
Tabla 2
.2. Siglas de acei tes hidraulicos poco i nflamables
Hay otro conjunto de fluidos hidraulicos que tiene capa
-
cidades ignffugas
. Se identifican con las letras HF .
. .
HM ~ Mejora la protecci6n a
nticorrosi6n y resis tencia al ~
; -1.
.~.~-~.~-~~~~·~·-~-~-~.~}.~.~i-~!~~~?.: l
~ HLP ~ Mejora del t
ipo HL. ~
; ; ;
l ~Y L
.!~.~-~1 .. ~~~.-~.1 •. ~~.~.~.~.~~.~?~ .. ~~~?:.~.~.~~.~.~-~~~~?.~~~: [
; ~
.~ l .. ~.i.~ .. ~~!~.i~~~.' ;
t ~
.~ L.??.~.~:.?.~~~~!~~ .. ~~~!~?:.~?~!~~.~.~~­~j.~~~~~~~!~.i.~.~~?: .. [
Siglas l Tipo
Tabla 2.1. Siglas de aceites hidraul
icos
hacienda referencia la primera al tipo (H de hidraulico) y Tabla 2.4. C6d
igo ISO VG de ace ites hlorauncos
las sigu
ientes son los aditivo s que se le afiaden para mejorar
sus prestaciones
.
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE

59. W Tanque o dep6sito.
Simbolo Descripcion
Tabla 2.8. Simbologfa para el tanque o dep6sito
Desde una posicion por debajo del nivel minimo y a
traves de un tubo, se realiza la aspiracion del aceite hacia la
bomba. Separado de este, se encuentra otro tubo
, que es el
retorno del aceite al tanque .
Este tubo se realiza tambien por debajo del nivel mini-
mo para evitar salpicaduras y, por tanto, la generacion de
burbujas y espumas.
Para su dimensionamiento, se adopta el criterio de em-
plear un volumen que sea de tres a cinco veces el volumen
impulsado por la bomba en un minuto.
En la Tabla 2.8
, se muestra la simbologia que se emplea
con este elemento.
Es elemento refrigerador que ayuda a la disipacion del
exceso de temperatura que se genera en el sistema hidrau-
lico como consecuencia del trabajo generado. Este calor es
recogido por el aceite y el deposito ayuda a su estabilizacion
y disipacion al ambiente. Para su supervision, se dispone de
un termometro que registra su temperatura.
Cuando el aceite retorna al tanque, transporta particulas
de suciedad recogidas durante su transito
. Estas se depositan
en la parte inferior del tanque, donde se crean con el tiempo
un deposito de lodo que debe ser limpiado periodicarnente.
Dispone de un tapon de llenado para la introduccion des-
de el exterior de aceite nuevo y, por la parte inferior
, cuenta
con otro tapon para la evacuacion del aceite viejo.
Para controlar el nivel de aceite
, dispone de un visor en
el cual se indican los niveles minimo y maximo del llenado,
por lo que es importante su supervision periodica,
Es el deposito para el aceite y
, desde aqui, se toma por
aspiracion para ser bombeado y que recorra todo el circuito
pasando por los actuadores hidraulicos que desarrollaran
el trabajo.
Acnia como elemento lubricador
, ya que esta es una de
las funciones del aceite, lubricando y reduciendo el desgaste
natural de los elementos moviles de la instalacion.
El tanque, tambien llamado dep6sito hidrdulico
, es el reci-
piente donde se almacena el aceite hidraulico para ser em-
pleado en el circuito. Cumple una serie de funciones, que
se indican a continuacion.
1111 2.5.1. [I tanque o deposito hidraulico
~ Grupo hidraulico.
Simbolo ~ Descripcion
Aunque suele representarse de forrna simplificada (Ta-
bla 2.7).
Tabla 2.7. Simbologfa simplificada del grupo hidraulico
Figura 2.12. Simbologfa representativa de/ grupo hidraulico.
Motor
@
Valvula de i
seguridad i
Man6metro i
. -
·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·- - ·-·-·-·-·-·- - ·-·1
I .
T
s
Toma de tanque
(retorno de aceite)
T
Toma de presi6n
(salida del aceite)
p
Se compone de los siguientes elementos:
• Tanque o deposito. Es el lugar donde se almacena
el aceite. Desde aquf sale el aceite que la bomba se
encarga de mover.
• Motor. Es el elemento encargado de mover la bom-
ba hidraulica. Suele ser, en la mayoria de los casos,
un motor electrico.
• Bomba. Es el elemento encargado de coger el acei-
te proveniente del deposito y moverlo por el circuito.
Existen diferentes tipos de bombas hidraulicas, tal y
como se estudiara un poco mas adelante.
• Valvula de seguridad. Acnia una vez que se alcanza
el nivel maximo de presion, devolviendo el aceite al
deposito y, de esta manera, se reduce su presion.
• Manometro, Es un instrumento de medida encarga-
do de registrar el nivel de presion del sistema.
• Toma para la salida del fluido hidraulico, Por esta
conexion, sale el aceite desde el grupo de hidraulico
hacia los actuadores.
• Toma para el retorno del fluido hidraullco. Es la
toma de retorno del aceite desde los actuadores hacia
el tanque para que vuelva a ser reutilizada.
Se representa en los esquemas por la simbologia que se
muestra en la Figura 2.12.
El grupo hidraulico es el conjunto de elementos que toma
aceite de un deposito y lo impulsa para su distribucion por
el circuito.
• 2.5. [I grupo hidraulico
LA
Cl6N Y MANTENIMIENTO

60. Consiste en un acumulador en el cual la fuerza se ejerce
mediante un piston en el que, en el otro extrema, se coloca
un contrapeso. Suelen ser acumuladores de gran capacidad
que abastecen a todo el sistema. Como ventaja, es estable
frente a las variaciones de presi6n, ejerciendo una fuerza
constante. Como desventaja, puede generar sobrepresiones .
1111 2.6.1. Acumulador de contrapeso
Segun las diversas formas en las que los acumuladores
generan la fuerza de contrapresi6n, existen diversos tipos
que se describen a continuaci6n.
F
igura 2.13. Acumuladores hidraulicos de diafragma y de vejiga
(Fuente: Bosch Rexroth).
El golpe de ariete es una sobrepresi6n temporal y momen-
tanea que ocurre cuando se produce una interrupci6n en el
movirniento del fiuido
. Al interrumpir la circulaci6n del
ftuido, como, por ejemplo, al cerrar una valvula de paso,
el ftujo de ftuido que viene por detras empuja a la masa de
fiuido que esta pr6xima al punto de cierre y crea una so-
brepresi6n y una onda de presi6n que recorren la instala-
ci6n y que se caracterizan por su sonido. Los golpes de
ariete, si son lo suficientemente severos, pueden romper
las tuberias y elementos de la instalaci6n.
Sabias que ...
Un acumulador hidraulico es un deposito destinado a al-
macenar una cantidad determinada de fluido a una cierta
presi6n para estar disponible en caso de necesidad por una
bajada de presi6n en el circuito.
Aparte de ser un acumulador de energia, aporta otras ven-
tajas tales como ser un elemento compensador de fugas, amor-
tiguar los golpes de ariete y vibraciones y otras ventajas mas.
• 2.6. Acumuladares hidraulicas
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
--¢-- Flltro.
........
.................................... .
Simbolo Descripci6n
Tabla 2
.9. Simbologia para el filtro
La simbologia que representa al filtro es la que se mues-
tra en la Tabla 2
.9.
• Filtro aireador
. Es el filtro que se emplea para el
llenado del dep6sito de aceite y que, ademas, sir-
ve como orificio aireador que asegura que la pre-
si6n dentro del deposito es la atmosferica. Impide la
entrada al dep6sito de particulas externas a la ins-
talaci6n del aceite de llenado inicial y rellenado de
mantenimiento, asi coma de las procedentes del am-
biente del lugar del trabajo.
• Filtro de retorno. Se instalan a la salida de los ac-
tuadores ( cilindros y mo tores) en la canalizaci6n de
retorno del aceite hacia el deposito.
• Filtro de impulsion o de presion. Se instalan aguas
arriba de la bomba y, por tanto, trabajan con aceite
a presi6n. Estan destinados a eliminar particulas de
pequefio tamafio y se instalan, en especial, delante
de aquellos elementos mas sensibles que requieren
un aceite lo mas limpio posible. Son de facil man-
tenimiento, puesto que estan en lugar visible de la
instalaci6n. Debido a la operaci6n de filtrado, se pro-
duce una perdida de carga y calentamiento del aceite
hidraulico.
Para solucionar estos problemas
, se emplean los filtros.
Atendiendo a su lugar de instalacion, se tienen los si-
guientes tipos:
• Filtro de aspiracion
. Se instalan en el primer filtra-
do de salida del aceite, dentro del deposito para eli-
minar las particulas de mayor tamafio antes de llegar
a la bomba.
El filtrado es una de las operaciones de mantenimiento
mas importante en las instalaciones hidraulicas, El aceite,
durante sus ciclos de trabajo, acumula suciedad y particu-
las, generalmente metalicas arrancadas del interior de las
tuberias y otros elementos
, que deben eliminarse, ya que
pueden acabar desgastando las partes moviles de la instala
-
cion, acortando su vida util de funcionamiento y, en casos
extremos, provocando una averia.
1111 2.5.2. filtros
r

61. 0 : Acumulador (
sf rnbolo general).
. .
Simbolo ~ Descripci6n
Tabla 2.10. Simbo
logfa para acum uladores
En la Tabla 2
.10, se muestra la simbologia que representa a
los acumuladores.
1111 2.6.6. S
imbologfa
Figura 2.18. D
ibujo expficativo def funcionamiento de un acumu fador
de vejiga.
E
l acumulador de vejiga es una variante del acumulador de
diafragma donde se coloca una vejiga (saco elastico), en
cuyo interior se encuentra un gas, que varia su volumen por
efecto de la presion del aceite, comprimiendo asf l
a vejiga.
1111 2.6.5. Acumulador de vejiga
Figura 2.17. Dibujo exp
ficativo de f funcionamiento de un acumufador
de diafragma.
El acumulador de diafragma es similar al acumulador de gas,
salvo en que se sustituye el piston por un diafragma
. Son
acumuladores de pequeiio tamaiio y para bajas presiones.
1111 2.6.4. Acumulador de diafragma
Figura 2.16. Dibujo expficativo def funcionamiento de un acumulador de gas.
En el acumulador de gas, la fuerza se genera por un flui-
do gaseoso encerrado a presion. Se aprovecha el fenomeno
ffsico de la compresibilidad de los gases. La presion del
aceite en el sistema empuja un piston, permitiendo asf que
se acumule aceite en interior del acumulador hasta que se
equilibran ambas fuerzas (resorte y circuito hidraulico ).
1111 2.6.3. Acumulador de gas
Figura 2
.15. Dibujo expficativo def funcionamiento de un acumulador
demuelle.
Muelle
En el acumulador de muelle, la fuerza se genera por un re-
sorte que empuja el piston. Son acumuladores de pequeiio
tamaiio y, por ello, se emplean localmente y proximos a
los servicios hidraulicos donde se preve que se necesiten.
Como inconveniente, la fuerza generada por el muelle no
es constante, ya que varia segun la longitud de compresion
.
1111 2.6.2. Acumulador de muelle
Figura 2.14. Dibujo explicativo def funcionamiento de un acumufador
de contrapeso.
LACl6N Y MANTENIMIENTO

62. La bomba de pistones axiales consta de un tambor o ba-
rril giratorio, en cuyo interior se dispone un conjunto de
pistones alrededor. Tiene un plato oscilante que se encarga
de mover los pistones. En una primera fase, se encarga de
realizar la funci6n de aspiraci6n del aceite que entra en el
interior del piston
. Despues, al girar, ejerciendose presi6n
hasta llegar a la posici6n de salida, en la que se impulsa el
aceite.
1111 2.7.2. Bomba de pistones axiales
Figura 2.20
. Curva de ca udal de u na bomba co n cuatro e rabotos.
I
\ . .
I
\
I
\
I
I I
'
I I
'
I
I I '
I .
I .
I .
I ' ·
:
'
I
'
i '
I
i : I
I
f I
I
I I
o
- 180 ° 360 °
4
Ernbolos
2 3
El embolo se mueve por medio de un sistema de manivela-
biela movido por un motor, generalmente electrico, Este
caudal no es constante en el tiempo, puesto que hay una fase
de aspiraci6n o succi6n y otra de descarga. Para solucionar
este problema y hacer que el caudal sea mas uniforme, se
emplean varias bombas de embolo desfasadas en el tiempo,
normalmente cuatro bombas desfasadas 90°.
F
igura 2.19. D ibujo e xplicativo def funcionamie nto de u na bomba de embolo.
Valvula
de descarga
Valvula
de succ
i6n
Salida
t
Entrada
aceite
Una vez llena la camara de aceite hidraulico, el embolo
se mueve en sentido contrario entrando en la camara, A la
vez que entra, se reduce el espacio y se empuja al aceite
hacia la salida
, forzando asf la apertura de la valvula de
descarga .
Una vez que el embolo ha alcanzado el maximo de SU
carrera, inicia el proceso de retroceso iniciando de nuevo
el ciclo.
aceite ftuya desde el dep6sito hacia la camara, abriendo la
valvula de succi6n
.
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
C
uando e l embolo se mueve en retroceso , crea una pre-
si6n negativa en el i
nterior d e la camara que hace que el
Esta b
omba con sta de un ernbolo que se mueve altemativa-
me
nte entre dos puntos, entrand o y saliendo de la camara
de esta.
1111 2.7.1. Bomba de embolo
- Bo
mba d e engranajes.
- B
omba d e paletas.
- B
omba d e 16bulos.
L
as bombas son los elementos encargado s de impulsar el
aceite hidrau
lico. Trabajan en d os fases: fase de asp iraci6n
o succi6n y fase de descarga
.
En la fase de aspiraci6n o succi6n, la bomba genera en
su interior una presi6n negati
va que provoca que el aceite
entre en l
a camara desde e l dep6sito.
En la fase de descarga
, el aceite es empujado hacia la
salida
, donde se encuentra un sistema que impide que el
aceite pueda retornar de nuevo a la camara de la bomba.
Se cla
sifican en dos grupos:
1
. Bombas alternativas:
- B
omba de embolo .
- B
ombas de pistones (axia les y radiales).
2. Bomba
s rotativas:
• 2.7. Bambas hidraulicas
Ac
umulador de gas.
..................
..............................................
Ac
umulador de contrapeso.
Acumulador de muelle.
.......
......................................................... e
....................................................
0
....
................................................
e
..
..................................................
Sim bolo Descripci6n

63. Figura 2.26. Bomba de engranajes externos (
Fuente: Bosch Rexroth ).
Figura 2.25. D
ibujo explicativo def funciona miento de una bomba
de engranajes externos.
Salida
aceite
Entrada
aceite
L
a bomba d e engranajes externos consta de una cama-
ra en l
a cual hay dos ruedas dentadas que engranan una en
la otra. Una de ellas, llamada eje motri
z; que es movido por
el motor d
e la bomba, arrastra al segundo engranaje, cada
uno de ellos gira en sentido contrario al otro.
Esta bomba consta de un engranaje compuesto de dos rue-
das dentadas. Segun la disposic
ion de estos, se tienen dos
tipos: bomba de engranajes externos y bomba de engranajes
internos.
1111 2.7.4. Bomba de engranajes
Figura 2
.24. Bomba de pistones radiales ( Fuente: Bosch Rexroth ).
miento es similar a la de la bomba de paletas, pero sustitu-
yendo estas por pistones o embolos
, El mimero de cilindros
internos varia, pero, comercia
lmente, destacan los modelos
de 3
, 5 y 10 cilindros.
Al girar un eje, se provoca el movimiento de los pistones
o embolos internos, generando asf el movimiento del aceite
en las fases de aspiracion y descarga. La idea de funciona-
La bomba de pistones radiales consta de una camara cilin-
drica en cuyo interior hay un conjunto de cilindros dispues-
tos de manera radial.
1111 2.7.3. Bomba de pistones radiales
Figura 2.23. Bomba de pistones axiales (
Fuente: Bosch Rexroth ).
Estas bombas se emplean muy habitualmente en la ac-
tualidad, ya que cuentan con unas altas prestaciones y un
nivel sonoro bajo y permiten, por medio de la regulaci6n de
la inclinaci6n del plato oscilante, variar el caudal de salida.
Figura 2.22. D
etalle de las pistones.
Figura 2.21. Dibujo explicativo de
/ funcionamiento de u na bomba
de pistones axiales.
Muelle de
precarga
Tambor
rod ante
Entrada
aceite
.....,._
Salida
aceite
~
Plato Piston Drenaje
LACl6N Y MANTENIMIENTO

64. Bomba de cauda
l variable.
Bomba de cauda
l constate.
Simbolo Descripcion
Tabla 2.11. Simbo
logfa para bombas hid raulicas
En la Tabla 2.11, se muestra la simbologfa para indicar que
es una bomba, como puede comprobarse
, es generica y no
refteja su tipo.
1111 2.7.7. Simbologla
Figura 2.30. Bomba de pa/etas equilibrada (
Fuente: Bosch Rexroth).
Figura 2.29. Dibujo explicativo def f
uncionamiento de una bomba
de pa/etas equilibrada.
La bomba de paletas equilibradas es una variante de la
anterior en la cual se han creado dos zonas de carga y otras
dos de descarga por cada revoluci6n. Con ello, se consigue
equilibrar las fuerzas que aparecen.
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
r
Figura 2.28. Di
bujo explicativo de f funcionamiento de una bomba
de pa/etas desequ
ilibrada.
Salida
aceite
......
Entrada
aceite
......
Este tipo de b
omba consta de un eje que mueve unas pa letas
para impulsar el aceite. Existen dos tipos en funci6n de su
construcci6n: equilibradas y desequilibradas
.
La bom
ba de paletas desequilibradas consta de una
rueda
, en cuyo interior, h ay una serie de paletas ajustables
en longitud
. Este eje gira de forma excentrica dentro de una
camara ovalada. Como so
lo tiene una zona de alta presi6n ,
se crea una descompensaci6n.
1111 2.7.6. Bomba de paletas
Figura 2.27. D
ibujo explicativo def funcionamie nto de una bomba
de 16bulos.
Salida
aceite
Entrada
aceite
Es una bom
ba de funcionamiento similar a la de engranajes
externos
, pero se cambian las ruedas dentadas por eje con
16bulos.
1111 2.7.5. Bomba de lobulos
La bomba de e
ngranajes internos es una variante de la
anterior donde uno de los engranajes se sinia en la periferia
y, en SU interior, gira excentricamente la otra rueda d
entada.
Hay una zona donde los dos engranajes encajan completa-
mente y otra donde estan separados, y es en esta iiltima don-
de se sinia el aceite
. Estas b ombas son de reduc ido tamafio,
econ6micas
, pero ruidosas.
Durante el giro de los engranajes
, se crea una presi6n
negativa a la entrada de la bomba que succiona el aceite
por e
l movido por los dientes empujandolo hacia la salida
de la bomba
.

65. • Cilindro multiposicional. Consta de dos cilindros
acoplados en posiciones opuestas. La ventaja de este
cilindro es la de poder alcanzar cuatro posiciones.
Figura 2.36. Constituci6n de un cif indro tandem.
• Cilindro tandem. Son dos cilindros unidos con un
vastago cormin, La ventaja de este cilindro es la de
poder desarrollar el doble de fuerza respecto a su
diametro.
Figura 2.35. Aplicaci6n de un cilindro telesc6pico.
• Cilindro telesc6pico. Son cilindros que desarrollan
grandes carreras con un tamafio reducido cuando se
encuentra recogido. El vastago cuenta con varias
secciones acopladas unas dentro de otras. Son cilin-
dros de simple efecto colocados en vertical, que es
su posici6n de trabajo.
Figura 2.34. Constituci6n de un cilindro de vastago pasante.
• Cilindro de vastago pasante. Es un cilindro que
consta de un vastago a ambos lados del embolo 0
piston.
Aparte de estos dos tipos, existen otras variantes:
Figura 2.33. Constituci6n de un cilindro de doble efecto
.
Culata Casquillo
o piston delantera guia
Camisa
Culata
trasera
.E
c
·
~
co
ll...
"'
Q)
c:
0
'(j
'ii
w
©
Entrada/salida del fluido
• Cilindros de doble efecto. El piston trabaja en am-
bos sentidos segun el sentido de la entrada del ftuido
hidraulico,
Figura 2.32. Constituci6n de un cilindro de simple efecto
.
Camisa
Embolo Culata Casquillo
o piston delantera guia
Culata
trasera
Muelle Junta
Camara
Entrada/salida
del fluido
Camara
• Cilindros de simple efecto. Realizan el trabajo en
un sentido y retoman por muelle a la posici6n de re-
poso.
Como ya se ha indicado en la Unidad 1, los cilindros se
clasifican en:
Figura 2.31. Cilindro hidraulico.
Los cilindros hidraulicos son similares a los estudiados en
neumatica, pero mas robustos, ya que trabajan con mayo-
res presiones. Como ellos, se emplean para realizar un mo-
vimiento lineal y transformar la energia del ftuido en una
energia mecanica.
• 2.8. Cilindros hidraulicos
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

66. Figura 2.40. Ejempfo de ccifculo de caudal.
2
5 mm
so mm l 1 D,.........,.__c : l:::J
LJ t=S
s
Soluci6n:
Establece el caudal necesario en l/min para que un embolo
o piston de 50 mm de diametro se de
splace 25 mm en 8 s.
Actiuidad resuelta 2.6
v 2 45. 10
-5
t
= - = , = 2 9 4 s
Q 8
,33 . 10 -6 '
Sustituyendo
, finalmente:
El caudal se tiene en l/min e interesa tenerlo en m
3/s, pa-
ra ello se adapta:
1 1 m 1 m
3 _ 6
3
Q =
0
·5
m
in . 60 s · 1000 1 =
8
·33
·
10
m /
s
V
=A · h = 9 ,8 · 10-4 · 25 · 10-3 = 2,45 · 10-5 m3
Se calcula el volumen:
~
d = ~
-----;---- = 0 ,035 m = 3 5 mm
A partir del area
, puede conocerse el diametro del piston:
F 9800 N -4
2
A
=-= =9 8·10 m
P 100 · 10
5 N/m2 '
Se calcula el area:
F = 1000 k
g· 9,8 m/s2 = 9800 N
p = 100 bar = 100 · 10
5 N/m2
Se adaptan las unidade
s:
F
-7 A
= -
p
F
p= -
A
Se de
sconoce el area , pero, aplicando la expresion , se ob-
tiene que:
V
=A ·h
Y sabiendo que el volumen es:
INSTALACl6N Y MANTENIM
IE
v
t
= -
Q
Partiendo de la expresion:
Figura 2.39. Ejempfo de aplic
aci6n de un lev antamiento de carga .
25 mm
1000 kg
Soluci6n:
Dete
rminar el tiempo necesario para elevar una carga de
1000 kg a una altura de 25 mm utilizando un cilindro hi-
draulico (sin rozamiento
) con las siguientes caracteristicas:
• Pre
sion: P = 100 bar.
• Caudal: Q = 0
,5 I/min.
Actiuidad resuelta 2.5
El mayor problema que tienen los cilindros hidraulicos
esta relacionado con el pandeo debido a que esta tecnolo-
gia se emplea en aplicaciones donde necesitan desarrollarse
grandes esfuerzos.
Los cilindros hidraulicos
, al igual que los neumaticos ,
cuentan con sistemas de detecci6n de posici6n a base de
un anillo magnetico que son detectados desde el exterior por
medio de unos sensores de tipo reed. Tambien cuentan con
sistemas de amortiguaci6n para suavizar los golpes del
piston cuando alcanzan sus posiciones extremas.
Figura 2.38. Constituci6n de un cilindro buzo.
• Cilindro buzo. Es un tipo de cilindro en el que el
diametro del vastago esta muy proximo al diametro
del piston 0 embolo.
Figura 2.37
. Constituci6n de un cilindro multiposicional.
r

67. P
ara aplicaciones especia les, se encuentran comercial -
mente otros valores
.
L
a carrera de un cilindro es la l ongitud que recorre su
vastago
. Las Carreras estandar mas emp leadas son las que
aparecen la Tabla 2.15, aunque hay carreras mayores que
Hegan h
asta los 2000 mm . Salvo aplicaciones especia les, no
se emplean carreras mayores por el problema del pandeo.
Dlamefres (mm)
Tabla 2.14. D
iarnetros normalizados
Las dimensiones de l
os cilindros se encuentran normali -
zados, de esta manera, es facil sustituir un cilindro de un
fabricante por otro cualquiera
.
Teniendo en cuenta las dimensiones fisicas
, los cilindros
se definen por e
l diametro del vastag o y por la longitud de
la carrera que desarro
lla.
Atendiendo a l
os diametros mas utilizados, estos se en -
cuentran disponibles segiin la Tabla 2
.14.
1111 2.8.2. Dimensiones normalizadas
Ci
lindro de do ble efecto. lj 1----1 ----.--------':
I
[ : ::: 1
:v~ :: : : ,::: : I :: :: : ::1: ~~~~~U~~li~~j~S~~~: con !
l ~ 1 .
. ;.~~~~~;;j~;;~f ~~~~r~ .. l
I ·
~··· E~~~~~: :~. ~~.~le. ~f~~~°. .. 8-i.~ . I
I '
. . . . . . . : 1 .1.. . . ) . ' . E~~~~~ ;=.s.;~~;'~. e~~~t~. :~ . I
' .. J
~ .. 1... . '.: ~~.~s~~~°.~;1:~°.~I~ .e.f~~t~ .. ~~IJ
Sim bolo ! Descripcion
Tabla 2.13
. Simbologfa para cil indros de dob le efecto
P
ara los cilindros de dob le efecto, se muestra en la Ta -
bla 2
.13.
Cil
indro de simp le efecto con s is-
tema de detecci6n y amort
iguaci6n
a
justable.
Cil
indro de s imple efecto con s is-
te
ma de detecci6n.
Cilin
dro de s imple efecto con
amort
iguaci6n ajustable.
C
ilindro de s imple efecto con arnor-
t
iguaci6n. I~ ~m~ i'v
1v'v
C
ilindro de simple efec to con mue-
lle en avance
. l/VWi 1-.---1
: -
I
C
ilindro de simple efecto.
Sim bolo Descripcion
Tabla 2
.12. Simbologia para cilindros de simp le efecto
Debido a la gran variedad de tipos de cilindros, existe una
gran variedad de simbologia. Para los cilindros de simple
efectos, se muestra en la Tabla 2.12.
1111 2.8.1. Simbologia
6
m
3 10001 60 s
Q = 6 13 · 10
- - · - - · -- = 0 368 I/min
' s 1 m
3 1 min '
Como s
e necesita en I/min , se transforma:
V 4 91 · 10
-S m3
Q = - = ' = 6 13 · 10
-6 m3 /s
t 8 s '
Se calcula el caudal:
V =A· l = 1
,96 · 10 -3 m2 · 25 · 10 -3 m = 4 ,91 · 10 -5 m3
Como el volumen es:
2 3 2
rr . d rr . (50 . 10
- )
A = -- = = 1 96 · 10
-3 m2
4 4 '
rr- d
2
A=
--
4
Partiendo de la expresi6n
:
LACl6N Y MANTENIMIENTO

68. r
Un ext
rema libre y el ~ Dos extremos articu- ~ Un extrema articula - ~
0
t f ..
t
fii :
1
d : d
1
t t
·· : os ex remos I JOS.
0 ro IJO. ~ a OS
. ~ 0 y e 0 ro I JO. ~
..
........................................ : : :. .
l l L l L
Lp = 2 · L ~ Lp = L ~ Lp = r;::.
2 ~ Lp = -
: : v L. : 2
....
...................................... : : :. .
.....
........................................................................................................................................................................
.
......................................... : : ! .
Normalmente, los fa
bricantes de l os cilindros proporcio -
nan graficas para determinar esta fuerza
, aunque, al ser un
metodo grafico
, SU valor es aproximado.
Fp
F
=-
3,
5
P
ara asegurarse de no sobrepasarlo , se aplica un coefi-
ciente corrector que suele ser de 3
,5, aunque puede tomar
otro va
lor. De esta manera , la fuerza que ha de considerarse
seria de:
L
P: longitud de pandeo (m).
Se observa que la posici6n de montaje mas desfavorable
es cuando el cilindro esta fijo en un extremo y li
bre en el
otro
, en este caso, se toma como l a longitud de pandeo el
doble de la longitud.
rr ·
cf
l=--
6
4
FP: fuerza de pandeo (N).
E: modulo de elasticidad del material del vastago
, Para
el acero, E: 2, 1 · 10
11 N/m2•
I
: momento de inercia (m4). Para secciones transver-
sa
les circulares, el momento de inercia se determina
por la expresi6n siguiente
, siendo d el diametro en
metro
s:
D
on de:
rr
2 · E ·I
Fp
=---
L
~
INSTALACl6N Y MANTENIM
IE
Cuando el vastago de un cilindro se somete a grandes fuer-
zas
, este puede doblarse deformandose. Este efecto se deno -
mina pandeo
. Este efecto es importante en piezas esbeltas ,
donde la longitud respecto a la anchura es elevada
.
El pandeo no solo d
epende del material, sino tam bien de
la forma constructiva y de las fijaciones
.
P
ara determinar la carga ma xima que puede soportar un
ci
lindro, en primer lugar , se determina l a longitud d e pandeo
(L
P)' que depende del montaje de l cilindro y de l a carga. En
la Tabla 2.16
, puede verse las diferentes forma s y su rela -
ci6n para obtener esta longitud de pandeo
.
Con este valor
, se aplica en la expresi6n de Euler para
determinar el punto a partir del cual aparece e
l pandeo .
1111 2.8.3. Pandeo
50 35 30 25 100 125 1
60 75 40 20 45
!
·· ~ · ~· ·· ~· -?·· ~- ·· ~· ·-?· . . . .. . .
~ 200 ; 250 ; 320 ; 400 ; 500 ; 630 ; 700 ; 800 900 1 000
! i l ~ l ~ 1 1..
....... . .
Carreras estsndar (mm)
Tabla 2
.15. Carreras es tandar
Figura 2.41. Carrera de un cilindro
.
I
. Carrera _ 1

69. Figura 2.43. Motor de pistones axiales (Fuente: Bosch Rexroth).
~
_.~
.
. ~··.·-. ;':­
:
~ ' ~·.~ ... ''I'
; , .
­­ ~.. ­­ ­,
1
En los motores de pistones axiales, los pistones van
colocados paralelos al eje yen contacto con el plato
oscilante. Al girar el eje, este mueve el plato, que, a
su vez, hace trabajar a los pistones. La ventaja de este
motor radica en que, variando el angulo de inclina-
ci6n del plato, se logra variar la potencia del motor.
• Motor de paletas. Son similares a las bombas de pa-
letas y, al igual que con estas, hay dos tipos: compen-
sados y sin compensar. A nivel practice, la mayoria de
ellos son del tipo compensado, ya que esta descompen-
saci6n acorta la vida util, sabre todo, de los cojinetes,
requiriendo, por tanto, un mayor mantenimiento.
• Motor de pistones
. Tienen una buena relaci6n de po-
tencia, motivo por el cual se emplean mucho. Al igual
que las bombas, segun la disposici6n de los pistones,
existen dos tipos: motores de pistones axiales y mo-
tores de pistones radiales
.
Figura 2.42. Sistema de engranajes de un motor gerotor.
Eje con
n + 1 dientes
Eje con
n dientes
• Motor de engranajes
. Se trata de un motor cuyo eje
tiene un engranaje que encaja y arrastra a otro. Los en-
granajes adoptan diferentes formas geornetricas, exis-
ten modelos cuyo engranaje es una rueda dentada y
otros en forma de rueda de 16bulo (motores de engra-
najes externos). Otra disposici6n de los engranajes es
la de una rueda dentada con n dientes engranando en
el interior de otra conn+ 1 dientes (motor gerotor).
movimiento del eje genera el movimiento del aceite hidrau-
lico, mientras que, en los motores, es el aceite el que mueve
el eje. Por ello, guardan una gran similitud constructiva.
Se tienen los siguientes tipos de motores hidraulicos,
atendiendo a los elementos encargados de generar el mo-
vimiento:
El motor hidraulico convierte la energfa hidraulica en ener-
gfa mecanica de rotaci6n. El fluido hidraulico, al entrar en
el motor, mueve unos mecanismos (engranajes, paletas o
pi stones) que es tan acoplados al eje del motor, forzando en
su movimiento el giro del eje.
Los motores hidraulicos funcionan de igual manera que
las bombas, pero en sentido contrario. En las bombas, el
• 2.9. Matures y actuadores hidraulicos
Di recto
.
;
·····································································t··············································
; ~
. 1 Patas.
1····
··········--············--·············--············--········--1··--···········--·········--········--········
; ;
~ ~ Cuello roscado.
' .. . . .. . . . . . -·. . .. .. . . .
l ~ Brida anterior.
; ~ .
I i
I i Brida posterior.
i
····························--·······································j······ .. · ······ .. ·········--········--········
! ! Horquilla posterior.
: :
. . . .
. . . . - . .. .
~ ;
. . . .
~ ~ Oscilante.
. .
~ ~
: ; .
Fijacion l Descripcion
Tabla 2.17
. Fijaciones d e los cilindros
Segtin la forma de trabajo de los cilindros, sus fijaciones
pueden adoptar diversas configuraciones.
1111 2.8.4. fijaciones de las cilindros
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

70. --8-- i V3
1vula de sim ultaneidad.
...
.................................................................................................................
Simbolo ! Descripci6n
Tabla 2.21. Simbo
logla de la valv ula de s imultaneidad
- V
alvula de simultaneidad. Trabaja dejando cir-
cular el ftuido hidraulico cuando recibe presi6n
del ftuido en ambas de sus entradas.
) Valv
ula selectora.
~ ~ :
Simbolo ! Descripci6n
Tabla 2.20. Simbo
logfa de la valv ula selectora
- Va
lvula selectora. Tra bajan dejando circular el
ftuido cuando recibe una presi6n del ftuido en al-
guna d
e sus entradas.
--0-- j Valv
ula antirretorno.
; ; .
. .
j ­­­(JN­­ j Valvula ant
irretorno con retenci6 n.
: ~ .
Sim bolo ~ Descripci6n
Tabla 2.19. Simbo
logfa de l a valvula antirretorno
Las val vulas hidraulicas son similares a las estudiadas en el
area de neumatica
. Realizando una clasificaci6n segiin su
funci6n, se tienen los siguientes grupos:
• V
alvulas de bloqueo. Son valvulas que cortan el
caudal del ftuido en un sentido y lo liberan en el sen
-
tido opuesto. Entre ellas, se tienen
:
- Va
lvula antirretorno. Trabajan dejando circu-
lar e
l caudal del ftuido hidraulico en un sentido
y bloqueandolo cuando intenta circular en el sen-
tido inverso. Las hay de dos tipos
: cony sin re-
tenci6n. La retenci6n hace que una bola de cierre
vuelva a su posici6n inicial.
• 2.10. Valvulas hidraulicas
--t\- ) Actuador ro
tativo hidraulicn con g iro en
~ 1 am
bos sentidos.
; ; .
Simbolo ! Descripci6n
INSTALACl6N Y MANTE
NIMIE
) Mo
tor hidraulicn con ro taci6n en un sen-
) ti
do y capacidad f ija. O=
......
.... 0= ·····························~············································································~
~ Mo
tor hidraulicn con ro taci6n e n un sen- 1
~ ti
do y capacidad var iable. j
.
...................................... f· ··············································"·····················--·"·f
~ I Mo
tor hidraulicn con rotaci6n e n ambos I
y- I sen
tidos y capac idad fija. l
:
: ::~ :: : - . ~~ ~~~1~~~ - - I
--t\- I Actuador rota
tivo hidraulico con giro en I
----{_)- : un sentido
. ....._
...
.................................... i ,.,.
Sim bolo ~ Descripci6n
Tabla 2.18
. Simbologla para mo tores y actuadores hid raulicos
En la T
abla 2.18, se muestra la simbologia relacionada con
los motores y actuadores de giro.
1111 2.9.1. Simbologia
Figura 2.44. D
ibujo explicativo de un actuador rotativo de cremallera
de doble cilindro.
Piston Cremalle
ra Piston
Entrada/salida
del aceite
Cremallera Piston Piston
En hidraulica, tambien se tienen los actuadores rotativos,
tanto de paleta como de cremallera, aunque, a nivel practico,
los mas empleados son l
os de cremallera. Hay dos mode los
segun el mimero de cilindros
. Los simples emplean un so lo
ci
lindro, donde cada piston o em bolo mueve una crema lle-
ra, y los de doble cilindro, donde cada cilindro mueve una
cremallera para cada sentido
.
r

71. Lo
s tipos de constituci6n de las va lvulas son l as mismas:
• De asiento. A
bre o cierra p or interposici6n de una pie-
za que puede adoptar d
iversas formas geometricas :
Las va
lvulas distribuidoras o d e vias para los sistemas hi -
dra
ulicos son similares a las emp leadas en los s istemas neu -
rnaticos
.
1111 2.10.1. Valvulas distribuidoras
---[:>((:]- l Valvula de cier
re.
; ; .
Simbolo ! Descripci6n
Tabla 2.24. Simbo
logia de la valv ula de c ierre
• V
alvula de cierre. S on aquellas que cortan la circu -
l
aci6n del fluido hidraulico.
~ Valvula de secuencia a
justable. :-~.I.
'-Lt,JVJV'
! ! ~
! i ~o- - I V<llvula de secuencia con pilotaje
. i
; ... . .
. . " , .. ... " . ... . . .. . . . .
~ ': -[bvfi, ~ ~ ; ~ ~
~ , _ ~ Valvula reductora de presi6n
. t
: ; ~
: J t
Simbolo ! Descripci6n
Tabla 2.23. Simbo
logia de las valvulas reguladoras de presi6n
- Val
vulas limitadoras de presi6n. T ambien Ha-
mada vdlvu
la de seguridad ode alivio . Son val-
vu
las cuyo cometi do principal es la seguri dad,
evitan que se alcancen so
brepresiones pe ligrosas.
Acnian a
briendose cuando se alcanza la presi6n a
la cual es
ta tarada.
- V
alvulas reductoras de presi6n. S e emplean
para mantene
r constante el nivel de presi6n.
- Val
vula de secuencia. Es simi lar a la va lvula li-
mita
dora de presi6n, pero se emp lean para e l
control
, de esta manera se evita que se accione
una secuencia d
e maniobra hasta que se alcance
u
n cierto nivel de presi6n.
Con muy pocas diferencias entre ellas, se tienen las
siguientes:
Figura 2.45. D
ibujo explicativo de una valvula hidraulica reguladora
de presi6n.
Preston > Preston
del sistema del muelle
Salida
Presion < Presion
del sistema del muelle
Pres ion
del sistema
Salida
• Valvulas de presi6n. Son aquellas que influyen en
la presi6n del sistema, con el objetivo de mantener-
la constante. Disponen de una entrada y una salida y,
en su interior, se encuentra un mecanismo de cierre
que es controlado por un muelle, en el cual, mediante
un tomillo, se ajusta la contrafuerza que realiza. Si la
presi6n del sistema es menor que la fuerza que reali-
za el muelle, la valvula permanece cerrada y, si la pre-
si6n del sistema hidraulico es mayor que la presi6n
que ejerce el muelle, se abre aliviando al sistema.
l , V<llvu
la estranguladora.
: :
: :: I~ I :: : ::1 :a1v~l:a:estrangul~dora:y ant1rretorno: :::::::1
Sim bolo ! Descripci6n
Tabla 2.22. S
imbologia de la valvula estrangu ladora
• Valvula de caudal. Es una valvula que tiene una en-
trada y una salida y en cuyo interior se produce un
estrechamiento ajustable a voluntad. Por ello, recibe
el nombre de valvula estranguladora de caudal. Se
emplean para regular la velocidad de los cilindros hi-
draulicos y de los motores. Las hay de dos tipos se-
gun el sentido de trabajo, en una o dos direcciones.
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

72. Figura 2.49. Ejemplo de vslvul« 4
14.
Liberar Bloquear
I
f +181; ~IX I
Salir Entr
ar
En aplicaciones especiales
, puede requerirse emplear
valvulas de mas posiciones.
En las valvulas distribuidoras o de vfas
, estas se deno-
minan de la siguiente manera:
• P: Linea de presi6n. Por esta via
, entra el ftuido hi-
draulico desde la bomba
.
• T: Linea de tanque o dep6sito. Esta es la vfa de re-
torno del ftuido hidraulico de vuelta al dep6sito.
• A y B: Salidas. En estas vias, se conectan los actua-
dores.
Figura 2.48. Circuito con vafvula 4
13 con posici6n central de bloqueo.
I
t fl~ ~I "x I
p T
Sal
ir - Bloquear - Entra r
Tanque Presi6n
Salidas
Los otros estados son dos y estan relacionados con el
bloqueo o con la liberaci6n del actuador. Para ello, se tienen
varias configuraciones o tipos de centros.
Con las valvulas distribuidoras ode vfas de dos posiciones,
se consigue dirigir el ftujo del ftuido de tal manera que una
de las posiciones provoca el movimiento en un sentido (por
ejemplo, en un cilindro hidraulico, el movimiento de avan-
ce); la otra posici6n se encarga del movimiento inverso (por
ejemplo
, en ese cilindro, el movimiento de retroceso); pero
existen ocasiones donde se desea que el actuador cuente
con otros estados.
1111 2.10.2. Centros de valvulas
distribuidoras
es mejor
, pero requieren un mayor esfuerzo para su accio-
namiento
.
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
Comparando ambos tipos, las valvulas de asiento tienen
un menor desgaste que las de corredera y su estanqueidad
Figura 2.47. Dibujo expficativo def funcionamiento de una vafvula
distribuidora de corredera 4
12 con pilotaje por presi6n .
~
p T
• De corredera. Este tipo de constituci6n emplea un
embolo que se desplaza taponando 0 liberando los
orificios de las vfas por donde circula el fluido hi-
draulico, La fuerza que ha de ejercerse para su ac-
cionamiento es mas reducida.
Figura 2.46. Dibujo expficativo def funcionamiento de una vafvufa
distribuidora de asiento 3
12.
~
p T
esfericas, planas, c6nicas, etc. Requieren ejercer una
determinada fuerza para activarlas, ya que deben
veneer la oposici6n de la fuerza de un muelle anta-
gonista.
r

73. Figura 2.53. Dibujo expl
icativo de la posici6n central de una vslvute
dist
ribuidora de corredera de centro flotante o semiabierto.
:
[SJ: E
T A P B
Centro flotante
• Centro flotante o semiabi
erto. En esta configura-
ci6n
, las lfneas de salida (A y B) se encuentran co-
municadas con la linea de tanque o dep6sito (T). Por
otro lado, la linea de presi6n (P) se encuentra cerrada
y esta forzando a que se descargue el ftuido hidrauli-
co a alta presi6n a traves de la valvula de seguridad
.
Figura 2.52. Dibujo explicativo de la posici6n central de una vs
ivule
distribuidora de corredera de centro tandem.
T A P B
Centro tandem
• Centro tandem. En esta configuraci6n, estan cerra-
das las vias de salida (A y B)
, bloqueando asf el vas-
tago. Por otro lado
, estan comunicadas la lfnea de
presi6n (P) con la linea de tanque (T)
, lo que permite
la descarga del ftuido hidraulico a baja presi6n.
Figura 2.51. Dibujo explicativo de la posici6n central de una valvu/a
distribuidora de corredera de centro cerrado.
T A P B
Centro cerrado
• Centro cerrado. En esta configuraci6n, todas las
vfas estan en posici6n cerrada y, por este motivo, el
vastago se encuentra bloqueado. Por otro lado, al es-
tar bloqueada la linea de presi6n, una vez alcanzada
la presi6n maxima, la valvula de seguridad del grupo
hidraulico actua, permitiendo asf el alivio y descarga
hacia el tanque a alta presi6n.
Figura 2.50. Dibujo explicativo de l
a posici6n central de una valvula
distribuidora de corredera de centro abierto.
~
T A P B
l
SJ
p T
Centro abie
rto
Aunque hay multiples configuraciones para la posici6n
central, las mas empleadas son las siguientes:
• Centro abierto. En esta configuraci6n, todas las vfas
estan comunicadas con la linea de tanque (T) o dep6-
sito. La linea de presi6n (P) descarga el ftuido hidrau-
lico directamente al dep6sito o tanque a baja presi6n.
LACl6N Y MANTENIMIENTO

74. Em bolo
A
Axiales
Pi stones
Radiales
Bambas
Engranajes
L
Extern as
Pal etas
Intern as
II I • Tanque o dep6sito
Vasta go
-[
Simple efecto
Ace
ite hidraulico
Doble efecto
Vastaqo pasante
....
Telesc6pico
Cilindros
Tandem
Multiposicional
Buzo
....
-[
Rueda dentada
Engranajes
L6bulo
Motores Pal etas
-[
Axiales
Pi stones
Actuadores de giro Radiales
Antirretorno
B
loqueo Selectora
Simultaneidad
Caudal -----. Estranguladora
Limitadora
Presi6n Reductora
Secuencia
Cierre
-{
Asiento
Distribuidora
Corredera
p
2. HIDRAULICA INDUSTRIAL

75. ..
c) 4
/3 de centre abierto.
d) 4
/3 de centre tandem .
a) 4
/2.
b) 3
/3.
2.11. (,Cual es la valvula distribuidora mas apropiada para
controlar un cilindro hidraulico de doble efecto con
parada y bloqueo en cualquier punto de su recorrido?
2.10. El motor gerotor pertenece al grupo de motores ...
a) de engranajes.
b) de paletas.
c) de pistones a
xiales.
d) de pistones radiales.
a) 20.
b) 30.
c) 50.
d) 80
.
2.9. (,Cual de los siguientes diametros del cilindro no esta
normalizado?
2.8. (,Que es un cilindro buzo?
a) Un cilindro de corta carrera.
b) Un cil
indro de larga carrera con respecto a su lon-
gitud total.
c) Un cilindro con la longitud del vastaqo inferior a la
del piston
.
d) Un cilindro con el diarnetro del vastaqo pro
xirno al
del piston
.
2.7. (,Cual es la funcion de las bombas hidraulicas?
a) Mover el aceite por el circuito hidraulico
,
b) Aumentar la presion del aceite en el deposito
,
c) Aprovechar la energ
fa del fluido para realizar un
trabajo mecan
ico.
d) Retornar el fluido hidraulico al deposito,
2.6. La funcion principal de un acumulador es ...
a) compensar las bajadas de presion.
b) disponer de una reserva de fluido hidrautico.
c) acumular aceite para lubricar las partes rnoviles.
d) filtrar el aceite, acumulando la suciedad para su
posterior retirada
.
2.5. El acumulador de vej
iga ...
a) consta de un diafragma que encierra un gas.
b) consta de gas a presion que empuja un em bolo
o piston
.
c) consta de un saco elastlco que encierra un gas
.
d) consta de un contrapeso que presiona una veji-
ga llena de un gas.
2.4. (,Que mide un rnanornetro?
a) La temperatura.
b) La presion
.
c) La viscosidad.
d) La fuerza.
2.3. (,Que es la presion?
a) El producto de la masa por la velocidad.
b) El cociente de la fuerza por la seccion,
c) El producto del area por la fuerza.
d) El coc
iente de la fuerza por la aceleracion,
2.2. El caudal es ...
a) el cociente de la velocidad por la secc
ion,
b) el producto de la masa por la velocidad.
c) el producto de la masa por la aceleracion,
d) el producto de la velocidad por la secc
ion,
2.1. El caudal se expresa en .
..
a) m
3/s.
b) m
2/s.
c) m.
d) I.
II Actividades de comprobacion
~------
I
2. HIDRAULICA INDUSTRIAL

76. p
F1
c=
======='J
Embolo 2
A2
Embolo 1
2.15. Determina cuanto se desplaza el ernbolo 1 si el ernbolo 2:
a) Se desplaza 20 cm, con un area del ernbolo 1 de 4 cm
2 y un embolo 2 de 20 cm 2.
b) Se desplaza 35 cm
, con un area del ernbolo 1 de 5 cm 2 y un ernbolo 2 de 1 O cm 2.
c) Se desplaza 46 cm, con un area del embolo 1 de 3,4 cm
2 y un ernbolo 2 de 11 cm 2.
d) Se desplaza 55 cm
, con un area del ernbolo 1 de 3 cm 2 y un embolo 2 de 4 cm 2.
Embolo 2 Embolo 1
2.14. Averigua que fuerza (en newtons) desarrolla el ernbolo 2 si:
a) El ernbolo 2 tiene una secci6n de 20 cm
2 y el ernbolo 1 , de 15 cm 2, y se aplica una fuerza de 500 N.
b) El embolo 2 tiene una secci6n de 54 cm
2 y el ernbolo 1 , de 38 cm 2, y se aplica una fuerza de 80 kp.
c) El ernbolo 2 tiene una secci6n de 42 cm
2 y el embolo 1 , de 16 cm 2, y se aplica una fuerza de 100 kg.
d) El ernbolo 2 tiene una secci6n de 35 cm
2 y el ernbolo 1 , de 12 cm 2, y se aplica una fuerza de 225 kg.
2.13. Expresa los siguientes caudales en I
/min:
a) 12 · 1 o
-s m 3/s.
b) 28 · 10
-6 m3/s.
c) 56 · 1 o
-6 m3/s.
d) 68 · 10
-6 m 3/s.
2.12. Expresa los siguientes caudales en m
3/s:
a) 3
,6 I/min.
b) 161
/min.
c) 251
/min.
d) 481
/min.
II Actividades de aplicacion
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2. HIDRAULICA INDUSTRIAL I

77. ..
O=
..........................
.....................................................................................................................................
+
.....
..........................................................................................................................................................
+
~
..
.............................................................................................................................................................
LL
·
····································· .
-C)
Sim bolo Descripci6n
2.17. Cop
ia el siguiente cuadro e indica el s ignificado de los simbolos que se muestran a continuaci6n:
e) Mando por palanca.
f) Bomba.
g) Cilindro de doble efecto.
h) Grupo hidraulico
.
i) Retorno por muelle.
p T
j) Valvula de segur
idad.
r-
k) Amortiguaci6n ajustable
.
Ts
2.16
. ldentifica cada uno de los elementos marcados en el siguiente esquema:
a) Dep6sito.
b) Valvula 4
/3.
c) Man6metro.
d) Motor.
I
2. HIDRAULICA INDUSTRIAL

78. 2
.23. Encuentra los diferentes tipos de bombas hidraulicas que existen y observa sus pararnetros y principales caracterlsticas
(dimensiones
, presion nominal y ma xima, cilindrada, velocidades y caudales o fluido hidraulico a emplear , entre otros).
2.22
. Busca en cataloqos o en la web de fabricantes, diferentes tipos de cilindros hidraulicos y observa sus parametros y prin-
cipales caracterfsticas (dimensiones, carreras, diarnetro del vastaqo, forma de montaje
, si lleva sensores de posicion , si
lleva arnortiquacion y corno se regula, etcetera).
II Actividades de ampliacion
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2.21. Seriala si los diametros de los s
iguientes cilindros son validos y no sufriran deformaciones por pandeo en los siguien-
tes casos. Toma un coeficiente de seguridad de 3,5. Recuerda que el modulo de elasticidad para el acero es de E = 2, 1 ·
· 1011 N
/m2•
a) Vastaqo con diarnetro de 18 mm y longitud de 300 mm, trabajando con los dos extremos articulados con una carga
de fuerza 3200 N.
b) Vastaqo con d
iarnetro de 12 mm y longitud de 450 mm , trabajando con un extremo articulado y el otro fijo con una
carga de fuerza 8000 N.
c) Vastaqo con diarnetro de 28 mm y longitud de 400 mm, trabajando con los dos extremos fijos y con una carga que
ejerce una fuerza 25 000 N
.
d) Vastaqo con diarnetro de 28 mm y longitud de 500 mm, trabajando con un extremo fijo y el otro libre y con una carga
que ejerce una fuerza 45 000 N.
I l
:l: ,~
L
I
Desplazamiento
Diarnetro 1
2.20. Halla el caudal necesario en I
/min en los siguientes casos:
a) Embolo de 35 mm de diametro con un desplazamiento de 1 O mm en 5 s.
b) Embolo de 63 mm de d
iarnetro con un desplazamiento de 250 mm en 12 s.
c) Embolo de 20 mm de diarnetro con un desplazamiento de 200 mm en 6 s.
d) Embolo de 50 mm de diarnetro con un desplazamiento de 100 mm en 15 s.
Altura
Carga 2
.19. Establece el tiempo necesario para elevar una carga en los siguientes casos:
a) Carga de 750 kg a una altura de 50 mm con una presion de 100 bar y un caudal de 0
,8 I/min.
b) Carga de 750 kg a una altura de 50 mm con una presion de 200 bar y un caudal de 0
,8 I/min.
c) Carga de 750 kg a una altura de 50 mm con una presion de 100 bar y un caudal de 1,6 I
/min.
d) Carga de 1200 kg a una altura de 0,8 m con una presion de 180 bar y un caudal de 2, 1 I/min.
Presi6n
Dia metro
Carg
a 2.18. Calcula el diametro del piston o ernbolo para elevar una carga en los siguientes casos:
a) Carga de 800 kg con una pres
ion de 60 bar .
b) Carga de 1300 kg con una presion de 150 bar.
c) Carga de 2500 kg con una presion de 200 bar.
d) Carga de 1800 kg con una presion de 50 bar.
2. HIDRAULICA INDUSTRIAL
p
I

79. I
Objetivos
•
•
•
•
•
•
Contenidos
\ . -
Para el desarrollo
. de un slstema automatlzado de
neumatica ci hidraulica,
_ e~_oec_esario-conocer primero
los diferentes tlpos de circuitos 1?asicos de apllcaclon
directa para entendercemofunciona y eemo debe
realizarse el planteamiento para resolver el problema,
I ---- ---
\ Una vez asentados los conocimientos sobre los
esquemas baslcos, el siguiente paso es resolver
sistemas mas complejos y, para ello, se aplica una
metodologia. En esta unidad, se aprendera a resolver
problemas apucando diferentes metodos.
/
;
"
Hydraulic cylinder ..
-
Ziii------ ------- !:!!----- ---- ---- ----
»:
OO
YMC>\~MHO:
~AlMUbllMl'lll.MtMET?#\X
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vc:i:11:
llHHfRHblE:
Y
t/\Olblf:
280
e
--
- --- - - -
-- - -- --I+
r
7
4

80. F
igura 3.3. Esquema de control de un cilindro hidraulico de simple efecto
(mando directo).
En los circuitos hidraulicos, basicamente es el mismo
esquema.
La ventaja de emplear el mando indirecto frente al man-
do directo es que puede trabajarse con dos niveles de pre-
si6n: uno reducido para realizar el gobiemo o pilotaje de los
elementos de control y otro elevado y adecuado al trabajo
por realizar.
Figura 3.2. Esquema de control de un cilindro neutnetico de simple efecto
(mando indirecto).
Se ha modificado el circuito anterior (Figura 3.1) indi-
cando ahora que el accionamiento es por mando manual
mediante pulsador.
Se observa que, al accionar el pulsador, el aire circula a
traves de este y acciona, mediante presi6n, la valvula que
controla el cilindro neumatico, Cuando deja de accionarse el
pulsador, la presi6n cesa y, por efecto del muelle, la valvula
retoma, dejando asf escapar el aire al ambiente.
En el siguiente esquema, se ha utilizado el mando indi-
recto, por ello, se necesitan dos val vulas
: una valvula distri-
buidora que gobieme el cilindro y otra que gobieme o pilote
a esta primera valvula.
generaci6n y mantenimiento del aire, ya que se da por hecho
que todos los circuitos la incorporan. Por tanto, se dibujan
a partir de este punto para centrarse en el control y mando
de los actuadores.
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
r
En la mayoria de las ocasiones y con objeto de sim-
plificar los esquemas, no suele incorporarse la unidad de
Figura 3.1. Esquema de control de un cilindro neumatico de simple efecto
(
mando directo).
• Cilindro de simple ef ecto.
• Valvula distribuidora. Como el actuador es un ci-
lindro de s
imple efecto, se utiliza , por tanto, una val-
vula distribuidora 3/2 con accionamiento manual. En
este caso
, se ha empleado el simbolo generico.
• Fuente de aire comprimido.
• U nidad de mantenimiento.
En este circuito, se controla un cilindro de simple efecto
mediante un accionamiento manual (pulsador
, pedal y pa-
lanca). Mientras este accionado el pulsador, la valvula 3/2
estara activada y el cilindro
, desplegado. Al soltar el pulsa-
dor
, la valvula vuelve a su posici6n de reposo mediante un
resorte y el piston del cilindro se repliega.
Los elementos que intervienen son los siguientes:
1111 3.1.1. Cilindro de simple efecto
Se observara que las maniobras son las mismas tanto si
se emplea la tecnologfa neumatica como en la hidraulica
,
salvo la parte relacionada con el ftuido (generaci6n y escape
o su retorno ).
Para comenzar a desarrollar sistemas neumaticos e hidrauli-
cos, es necesario empezar conociendo los sistemas basicos
,
de esta manera, se entendera su modo de funcionamiento y
cuales son los elementos necesarios que van a emplearse.
Esta colecci6n de circuitos se emplea en sistemas sim-
ples donde solo se utiliza un solo actuador
, generalmente un
cilindro. Cuando la complejidad aumenta
, normalmente al
emplear mas de un actuador
, es necesario tener claro estos
esquemas para poder desarrollar Un Sistema por el metodo
intuitivo 0 emplear alguno de los metodos sistematicos que
se estudiaran a continuaci6n.
• 3.1. Circuitos basicos

81. Figura 3.6. Esquema de control de un cilindro hidrau
lico de doble efecto con va lvulas 5 12 y 412.
Valvula 4/2
Valvula 4/2
2
. Mediante una v alvula de simultaneidad. Consiste
en emplear valvulas de simultaneidad
, de tal manera
que esta valvula se activara cuando haya presi6n en
sus dos entradas a la vez (Figuras 3
.8).
1. Con
exi6n en serie. Consiste en realizar un encadena-
miento de las valvulas de control
, de tal manera que
la activaci6n de una de ellas da paso a la siguiente
(Figuras 3.7).
El prob
lema se resuelve aplicando una de las dos tecni -
cas siguientes
:
Hay ocasiones en las que se necesita actuar sobre un cilin
-
dro mediante el accionamiento simultaneo de varios pu
lsa-
dores. En estos casos
, cumplen con la funci6n 16gica Y , es
decir, que la salida se accionara cuando todas sus entradas
tambien esten accionadas.
1111 3.1.3. funcion Y
P
ara que la valvula distribuidora cambie de posici6n, es
necesario que solo tenga presi6n en uno de sus dos accio-
namientos, es decir, que
, si recibe presi6n por ambos lados,
la valvula no acnia,
nuara en SU posicion hasta que aparezca presi6n en el lado
contrario
.
Valvula 5/2
Valvula 5/2
En las Figuras 3.5 y 3
.6, el pilotaje de la va lvula dis-
tribuidora 5
/2 o 412 se rea liza mediante pulsadores 3 /2
de mando manual. Al accionar alguno de ellos, mediante
pres
i6n, se acnia sobre la valvula que controla e l cilindro.
Al dejar de accionar el pulsador
, este recupera su posici6n
inicial por efecto del muelle y la valvula 5
/2 o 4/2 conti-
En un cilindro de doble efecto, su control se realiza pi
lotan-
do ambos movimientos (avance y retroceso) del cilindro.
Los cilindros de doble efecto pueden controlarse de ma-
nera indiferente por una valvu
la 4/2 o una 5 /2. La valvula
5
12 tiene dos conexiones de escape, mientras que la valvula
412 solo tiene una.
1111 3.1.2. Cilindro de doble efecto
Figura 3.4. Esquema de control de un cilindro hidraulico de simple efecto
(mando indirecto).
LACl
6N Y MANTENIMIENTO
Figura 3.5. Esquema de control de un cilindro neumatico de doble efecto con valvulas 5
12 y 412.

82. Figura 3.9. Activaci6n de un cilindro desde tres posiciones mediante v
alvulas de simultaneidad.
A
A
c
Como la valvula de s
imultaneidad tiene dos
entradas y se necesitan tres
, es preciso em-
plear dos valvulas
, encadenando la salida de
una de ellas con la entrada de la segunda.
El mando del cilindro es indirecto emplcan-
do una valvula distribuidora 0 de vfas de ti-
po 4/2
. Al recibir presi6n , desde la valvula
de simultaneidad mas pr6xima
, se acciona,
provocando el avance del vastago del cilin-
dro
. Al cesar el accionamiento y por efecto
del muelle
, la valvula 4/2 retorna a su posi-
ci6n inicial retrayendo el cilindro.
Soluci6n:
Realiza el circuito para poder controlar un cilindro hidraulico de doble efecto cuando se accionan simultanearnente tres
pulsadore
s neumaticos empleando valvula s de simultaneidad. Emplea una valvula distribuidora 4/2 con retorno po r muelle.
Actiuidad resuelta 3.1
Figura 3.8. Activaci6n de un cilindro mediante una velvule de simultaneidad.
En la Figura 3.10, los pulsadores (3/2) esta conectados
a la valvula selectora y al ser accionado cualquiera de ellos,
envia una seiial de presi6n a la valvula distribuidora 4/2,
provocando el despliegue del cilindro.
Si se encadenan varias valvulas selectoras, se aumenta
el nurnero de entradas. Para ello
, se conecta la salida de una
con la entrada de la siguiente, y asf sucesivamente.
Figura 3.10. Activaci6n de un cilindro mediante una vatvula selectora.
Figura 3.7. Activaci6n simult
anea de un cilindro mediante dos pulsadores
neumaticos encadenados en serie.
El empleo de la valvula selectora permite activar SU salida
si hay presi6n alguna de sus dos entradas. Por tanto, permite
el control de un actuador desde diferentes posiciones con
tan solo intervenir en una de sus entradas.
1111 3.1.4. funcion OR
INSTALACl6N Y MANTEN
IMIE
r

83. La velocidad de desplazamiento del piston de un cilindro de-
pende del caudal de alimentacion, por ello debe actuarse sobre
el :flujo. Este control podria realizarse actuando sobre el aire
que entra en el cilindro o sobre el aire que sale del cilindro
.
R
egulando a la entrada, ocurre lo siguiente. Al entrar el
aire en la camara, la presi6n aumenta hasta veneer la resis
-
tencia, provocando asf el avance del piston
. Con el avance,
111111 Circuitos neumaticos
El control de velocidad se realiza empleando la valvula
reguladora de caudal, la cual consta de una valvula de es-
trangulaci6n en paralelo con una valvula antirretorno. De
esta manera, se fuerza que, en un sentido, el :fluido circule a
traves de un estrangulamiento y, en el contrario, circule sin
ningun obstaculo.
1111 3.1.7. Control de velocidad
Figura 3.13. Esquema def veiven de un cilindro mediante finales de carrera
.
-
B1 - B2
Esta maniobra consiste en emplear un cilindro que, al ser
accionado, se rnovera, extendiendo asi el vastago del cilin-
dro hasta llegar al final de su recorrido (posicion al-B2), y
retornara para volver a salir, y asf indefinidamente mientras
este accionado el pulsador de marcha. Para conocer cuando
ha llegado a sus extremos, se emplean los finales de carrera,
que son unos pulsadores accionados de manera autornatica
por medio del vastago del cilindro. La posici6n de retraido
se indica por aO-Bl y la de extendido, por al-B2. Una vez
desactivado el pulsador de marcha, el sistema termina su
ciclo de trabajo y se queda listo para volver a comenzar.
Con el circuito en reposo, se observa que el final de ca-
rrera (B2) que indica la posici6n al ( extendido) se encuentra
desactivado y el final de carrera (B 1) que indica la posicion
aO (retraido) se encuentra activado.
1111 3.1.B. Va
iven de un cilindro con finales
de carrera
Figura 3.12. Retroceso def piston de un cilindro mediante final de carrera.
2
-B1 :
~s2:
I I I
I I
aO I a1 I
'- - J
I
4 2 I
I
I
Esta maniobra consiste en activar el despliegue o avance
del piston del cilindro y que este, una vez alcanzada una
determinada posicion, retroceda de forma automatica. Como
elemento que detecta cuando se ha desplegado, se emplea
un final de carrera, que es una valvula 3/2 monoestable.
1111 3.1.5. Control de un cilindro, retroceso
mediante final de carrera
Figura 3.11. Activaci6n de un cilindro desde tres posiciones mediante
valvulas selectoras
.
A
A
c
A
Como l
a valvula s electora tiene do s entradas y s e necesi-
tan tres, deben emplearse dos valvulas
, encadenando la Sa-
lida de una de ellas con la entrada de la segunda.
Soluci6n:
Realiza el circuito para poder controlar un cilindro hidrau
-
lico cuando se acciona cualquiera de los tres pulsadores
neumaticos empleando valvulas selectoras
.
Actiuidad resuelta 3.2
LACl6N Y MANTENIMIENTO

84. Los circuitos tambien pueden realizar maniobras en funci6n
del tiempo, para lo cual se emplean los temporizadores.
Un temporizador consta de una valvula 3/2, una valvula
1111 3.1.8. Cilindro con retorno temporizado
Figura 3.18. Control de velocidad de un cilindro hidraulico.
Se coloca, en avance, una valvula estranguladora con
antirretomo y, en la via de salida del cilindro
, se coloca una
valvula de contrapresi6n. Esta valvula crea una contrapre-
si6n que evita el movimiento irregular debido a la carga
arrastrada y, con ello
, se consigue que el movimiento de
avance sea constante y uniforme.
En los circuitos hidraulicos, la regulacion de la velocidad
se realiza actuando sobre la entrada del aceite en el cilindro
(regulaci6n en avance).
111111 Circuitos hidraulicos
Figura 3.17. lncremento de la velocidad de avance en un cilindro
neumcitico de doble efecto mediante una valvula de escape rapido.
3
Es posible acelerar un movimiento facilitando la expulsion
del aire, para ello se emplea una valvula de escape rapido.
Por tanto, la regulacion de la velocidad en los circuitos
neumaticos se realiza actuando sobre la salida
.
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
Figura 3.16. Control de velocidad de un cilindro neumcitico de doble
efecto (
en avance yen retroceso ).
Requ
lacion
en retroceso
Requ
lacion
en retroceso
Requtacion
en ava
nce
Figura 3.15. Control de velocidad de un cilindro neuttiitico de simple
efecto (
en avance y en retroceso).
En la posicion contraria, es decir, controlando el aire a
la salida del cilindro, se reduce el movimiento irregular del
piston. El fiuido entra en la camara con toda su intensidad
y escapa a traves de la valvula de control, ofreciendo una
resistencia mas uniforme y, por tanto
, ejerciendo un movi -
miento mas fiuido que el metido anteriormente. Ademas
, en
el caso de que desaparezca parte de las fuerzas resistentes,
el piston del cilindro no sufrira un impulso repentino y, por
tanto, un movimiento irregular.
Figura 3.14. Regulaci6n de velocidad par el aire de entrada o salida
.
I -
,
I I
I I
: :
~ - - - _J
-
Contro
l de velocidad
pe
r el aire de sal ida
I
- - - - .,
I I
: :
I I
I I
I I
-
Control de velocidad
per el a
ire de entrada
su volumen aumenta al disminuir su presion. Cuando apa
-
rece una resistencia extra, su velocidad disminuye hasta que
la presion la venza de nuevo. Este modo de control de ve-
locidad determina un movimiento irregular del piston. Solo
se emplea en casos excepcionales.

85. En los circuitos de hidraulica
, la posici6n central es de
recirculaci6n
, donde se bloquea el movimiento del fluido en
Figura 3.21. Circuito neumatico de control de un cilindro con parada
en un punto de su carrera
.
En los circuitos de neumatica, la posici6n central esta
cerrada, bloqueando el movimiento del aire.
'·· .. ~'.3.
. .. '--~~r~~~~:. .. .. . ..... . . .. J U I :. .. :.10.1 .. 1
... . ~'.3. l ~~~
1r~~l~c1~~:.... . . .. . Ur.I. 1 ;.10.1.1
_ ...
. ~'.3. . ! - ~~sic1~.n-~~~t~~I-~~ ~: . . . I IJJlfi_l 01.1
I
.. . ~'.3. . l ~ i~e-~s-~~ ~~'.~~~i~ ~ ~-~5.c~r~~- .l. lJ . ! 1fi1.0._ 1_ I
..
.. ~'.3. . [ °.~r 1~~~1~n. . ... . .. [ IJJlfll 01. [
Vdalv~las ! Posici6n central l Simbolo
e vias ~ !
Tabla 3.1. Configuracio
nes mas usadas de las valvu las 4/3 seg(m
su posici6n centra
l
Existen diferentes combinaciones para la posici6n cen
-
tral dependiendo lo que se desee
, entre ellas , las que se in-
dican en l
a Tabla 3.1.
Para poder realizar un control de la carrera de un cilindro
, se
recurre a las valvulas de tres posiciones. L
as posiciones de
los extremos se encargan de realizar el movimiento, mien
-
tras que la posici6n central se encarga de bloquearlo
. Esta
valvula tiene el retorno a su posici6n central por medio de
un muelle
.
1111 3.1.9. Control de un cilindro con parada
en un punto de su carrera
Figura 3.20. Circuito de aplicac
i6n de un temporizador ( avance y retorno
temporizado).
---------------
' I
12 :
2 -
K1
aO a1
-81 -82
En la Figura 3.20, se muestra el circuito de avance de
un cilindro y retomo temporizado. Se observa que el final
de carrera, que provoca el retomo, activa el temporizado, el
cual cuenta con un pequefio dep6sito y una valvula regula-
dora de caudal unidireccional. Cuando se alcanza la presi6n
determinada, se pilota una valvula intema 3/2 que provoca
el retroceso del cilindro.
Figura 3.19. Tipos de temporizadores (
normalmente cerrado
y normalmente abierto).
Temporizador a la conexi6n,
normalmente abierto
I
I
---------------
I
I
10 :
Temporizador a la conexi6n,
normalmente cerrado
12 :
2
Se tienen dos tipos de temporizadores a la conexi6n, los
normalmente cerrados y los normalmente abiertos. Cuando
se activan los temporizadores normalmente cerrados, permi-
ten el paso del fluido de la conexi6n 1 a la 2, mientras que,
en los temporizadores normalmente abiertos, el fluido fluye
de 1 a 2, pero, cuando se activan, el paso de este fluido cesa.
reguladora de caudal unidireccional y un pequefio dep6sito.
Cuando se alcanza la presi6n de pilotaje, se acciona la val-
vula 3/2 conmutando sus contactos.
LACl6N Y MANTENIMIENTO

86. La norma mas empleada es la ISO 1219
, actualmente en su
revision del afio 2012 con algunas modificaciones
, sobre
111111 Normativa
Para la representaci6n e identificaci6n de los elementos en
los esquemas de los circuitos neumaticos e hidraulicos
, se
emplea la normativa vigente.
1111 3.2.1. Representacion de circuitos
Antes de iniciar la resoluci6n un problema de Indole neu-
matica o hidraulica, ha de tenerse en cuenta una serie de
conceptos tales como el hecho de indicar el modo de trabajo
de los cilindros, los graficos empleados
, etcetera.
• 3.2. Metodos de resolucion
de problemas neumaticos
e hidraulicos
Figura 3.24. Circuito neumat
ico de veiven con parada de emergencia .
lnicio y
desbloqueo
del paro de
emergencia
2
aO a1
-
81 -8 2
menta al circuito. A ambos lados, se encuentra el pulsador
de paro de emergencia y
, al otro lado, el pulsador de inicio
y desbloqueo del circuito. Una vez accionado el pulsador de
emergencia
, este debe rearmarse de manera manual.
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
En la Figura 3.24
, se muestra un ejemplo . Para despresu-
rizar el circuito
, se emplea una valvula 3 /2 biestable que ali-
La parada de emergencia es una maniobra que debe activar-
se ante un riesgo inminente de accidente
. Consiste en llevar
el sistema ante una posici6n segura. Esta posici6n segura,
en la mayoria de los casos
, consiste en dejar el sistema sin
1111 3.1.
11. Parada de emergencia
Figura 3
.23. Control de un motor ne umatico con dos sent idos de giro.
En este caso
, el motor puede girar en ambos sentidos, asf
que se trata de generar el movimiento de un fluido por el
interior de este motor para provocar el giro.
En el circuito de la Figura 3.23, se muestra un circuito
donde, al accionar cada uno de los pulsadores, se provoca
el giro de
l motor. Al dejar de accionar cualquiera de ellos,
la valvula se coloca en su posici6n central parando el motor
.
1111 3.1.10. Control de un motor
neumatico o hidraulico
en las dos sentidos de giro
Figura 3.22. Circ
uito hidraulico de control de un cilindro con parada
en un punto de su carrera.
e
l cilindro, pero, por otro lado, se pennite la recirculaci6n
de la bomba al tanque
.

87. L
a identificacion se realiza mediante letras, junto con un
mimero. La letra ide
ntifica e l tipo de elemento y l os mime-
ros son correlativos para cada tipo de letra.
P
ueden deta llarse aun mas los diferentes elementos afia -
diendo una segunda l
etra. En la Tabla 3.5, se muestra un
pequefio ejemplo de los elementos mas utilizados
.
Producto
. Obligado .
:. : : :
!
.Y~~~~~!~.~: : ~ l . . ?~~~?.~.~1: 1
[ .. '..
.~.~~~~~: [ ~ .L ?~~!?.~.~.1 ····· [
Campo ~ Signo ~ Obligatoriedad
Tabla 3.3. C6d
igo de cada sig no seg(m su cam po
S
egtin la norma EN 81348, un e lemento se define por varios
campos (dispositiv
o, lugar y funci6n).
En l
os esquemas simples (de un iinico nivel), basta con
co
locar e l tipo de producto, pero, en instalaciones de cierta
envergadura (de varios niveles o multinivel), es necesario
indicar el resto de los identificadores
.
111111 ldentificacion segun la norma rn 81346
Figura 3.26. Ejemp
fo de referenciado de elementos e n un esq uema segur:
la I
SO 1219-2:2012-09.
Esta clave de identificaci6n de componentes debe estar
enmarcada
.
No s
on necesarios todos l os codigos de identificaci6n
de un elemento
. Si es solo un equipo, no es necesaria la
denominacion del equipo, lo mismo ocurre si solamente se
emplea un iinico tipo de ft
uido, en el cual no es necesaria la
denominaci6n de
l ftuido.
• Num
ero de component e. Cada componente se nu-
mera de abajo arri
ba y de izquierda a derecha .
• Numero de circuito. Sirve para diferenciar los di-
ferentes circuitos. Se emplea el mimero 0 para los
componentes relacionados con la alimentacion de
energfa.
p Neurnat
ica.
. . .
[::
::::::::::::::::::::::~:::::::::::::::::::::::: i:.:~~~~~:~~i:~~;::.::::::::::::::::::::::::::: [
Clave ~ Fluido
Tabla 3.2. C
lave de f luidos
Esta clave se emplea en cada componente de los circui-
tos de ftuidos, a excepcion de los cables y tubos ftexibles, y
los parametros que intervienen en su composicion son los
siguientes:
• Denominacion del equipo. Sirve para indicar en
una planta los diferentes equipos.
• Denominacien del fluido. Si un equipo cuenta con
diferentes fluidos, estos se indican con un codigo
(Tabla 3.2).
Figura 3.25. l
dentificaci6n de compone ntes segut: la I SO 1219-2:2012-09.
I
x-xx.xi
~
Denominaci6n del equipo
Denominaci6n del fluido
Nurnero del circuito
Numero del componente
Cada componente se identifica segun la clave:
111111 ldentificacion segun la norma ISO 1219:2012
La version espafio
la de la norma IS O 1219 es l a UNE
101149:1986 con titulo de T
ransmisiones hidrau licas y
neumaticas
. Sfrnbolos graficos . La norma EN 81346 tiene
su version espafiola en la norma UNE 81346.
Sabias que ...
todo, en el area de la identificacion de componentes. En ella,
se detallan los aspectos mas importantes en estos circuitos.
Otra norma que esta imponiendose es la EN 81346. Esta
norma surge por la necesidad de unificar criterios de iden-
tificacion de los componentes y que sean comunes a todas
las areas de la tecnologfa, por ejemplo, neumatica y electri-
ca. No obstante, la revision ISO 1219-2:2012-9 ya tiene en
cuenta este aspecto.
LA
Cl6N Y MANTENIMIENTO

88. Figura 3.28. Ejemplo de refe
renciado de elementos segun la EN 81346
con dos cifras
.
-
8G1 - 8G2 -MM1
Figura 3.27. E
jemplo de referenciado de elementos segun la EN 81346
con u
na cifra.
-
K1
-81 -82 -M1
s lnterruptor y pu
lsador.
·
··········································································:·····························
Manguera
, tubo y p lato giratorio. W
:
~?.~~~:~:~?.~~~~?:~:~:~:~:~~:i:~:~<::::::::::::::::::::::::r::::::::::::~:::::::::::::
En las Figuras 3.2
7 y 3.28, se rnuestra un ejernplo d e
un esquerna neumat
ico siguiendo l a norrna EN 81346 con
c6digos a una y dos cifras
.
. .
[ .. '..
.i~-~.1 .. ~~-~~~~~-~~.~.~~~~?.~.~~.P.~?~~~·i·~-~~: ; ~ ~ [
~ Sensor de presion, ) BP )
1::
~~~~;:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::r::::::::::::::~~::::::::::::::::1
L
~.~.1-~.~.1-~.~~~-~~~~?:.~: .L ~~ l
) Moto
r electrico. ) MA )
; ; ;
t ~
?.?~ ~~ .. ~.~. ~?~~~?.! X.~.1.~.~.~~~·i·~-~~: l - ~·~- t
l .. ~
.~.~~~:.~.~~--~·~·~.~~~~~~~?.~: l '..'.. l
1 .. !
.i.~.?~.~: .. ??~~~~: .. ~1.~~~?~.~-~~~?~~?: 1 '..~ 1
1 Contactor de potenc
ia. 1 QA 1
: ; ;
~ Seccionador
. ) QB ~
; ; ;
' -
~ri:~:-: ~:;;:~~;~;a.: . . . .. .. . . . . ' . . ~~ . . . '
; ; ;
) Valv
ula estranguladora. ) RN )
i·
··············································································i····································i
t .
. !~~~~:.~~~?.~.~.~-~·l·~-~-~.?~ .. ~.1.~.~-~~-i~?: l ~ '.. t
L
!~~~~:.~~~?.~t~.~.1.~.~.~.?~ .. ~.~~~­~~~~?.: L. ~ ~ ~
Componente ~ ldentificaci6n
Tabla 3
.5. Ejemplos de codigos de dos letras
r
~ Conversion de una operacion manual en una serial para su posterior
[ .
. ~.~~!~.~-i.~~~?: .
~ Gu
la o transporte de energfa o seriales de un emplazam iento a o tro.
; .
~ .. ?.?~~~?
.~ .. ~.~~.~~~~.~-~~~ .. ~.~~-~?.~.~·~·i·~-~: .
R ~ L
imitacion o estabilizacinn de un movim iento o flujo de e nergfa.
~
......................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ~ .
Valvu
la estranguladora y valvula
ant
irretorno.
~ Tra
tamiento de sena tes o intorrnacion ( exceptuando los ob jetivos de He le, temporizador y a utomata
\ .. ?.~?.!~~~!~
.~-~· ?. .~?.~~~~~-~.1-~.' , ~ .
~ .. ~
.~.~!~!~~-~?..~~ .. ~.~~~-~-~~-~~-~·~·~·i·~-~.~?.~ .. ~.1 .. ~~~?..~.~.i-~?..~~ .. ~.~·~·i·?.~~~:....................... .~.?.?~~~--~·~-~?.~~~?.~.~ .. ~.?.!~~· ~ .
~ Prese
ntacion de intorrnacion. Larnpara de senanzac ion, altavoz y P
manometro
.
L
~?.~~:~:~~~~~~:~:~:~~~?:1~:~:~:~~::~:~:!~~~?::~:~:~~~:~~~~;:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: :~?.~~~~~?.<~~~~~~~?.~:~::~~:1~:~:1:~:~~:~?:~:~~?:i:.::T::::::::::::~:::::::::::::
F Fusibles
.
········
·································································································
B
lnter
ruptores de pos icion y sensor de
prox
imidad .
.
........................................................................................................
~ Convers
ion de un a variable de en trada en una serial para su tratamiento
[ .
. ?..~.~~~~!~~· .
~ Proteccion directa de un f
lujo de energfa. lncl uye sistemas y equipos de
[ .. ?.
.~?.!~~~!~.~ .
Componente Ejemplo ~ ldentificaci6n
Tabla 3.4
. Codigos de identiticacien sequn el ti po de elemento ( norma EN 8 1346)
INSTALACl6N Y MANTENIMIE

89. Tambien puede representarse e
l final de carrera o sensor
mediante su letra ( como son elementos de accionamiento
automatico, se identifican por la letra B
, ver Tabla 3.4), jun-
to con su estado (0 desactivado y 1 activado)
.
Sise tuviera la secuencia de trabajo, A
+ B+ A - B- C+ C-,
su diagrama de movimiento de detectores seria el que apa
-
rece en la Figura 3
.32.
• aO: cilindro A con el piston en posicion retraida
.
• a
l: cilindro A con el piston en posicion extendida.
• bO: cilindro B con e
l piston en posicion retraida.
• bl: cilindro B con e
l piston en posicion extendida .
P
ara representar l as posiciones de los elementos movi -
les, se indica la letra del cilindro en mimiscula, junto con el
mimero 0 para indicar que el piston esta retraido o el mime-
ro 1 para indicar que esta extendido
, por ejemplo :
Se representa igual que con los actuadores (cilindros),
pero se considera que l
os cambios son instantaneos (paso
de 0 a 1, y viceversa)
.
Este diagrama tiene como funcion representar el estado de
los diferentes captadores (fina
les de carrera y sensores de
proximidad) en cada fase.
111111 Oiagrama de captadores o detectores
Figura 3.31. Diagrama de espacio
-tiempo para la secuencia A+ B+ A- B- .
Diagrama espacio - tiempo
El
emento 2 3 4 5
A
B
Tiempo 0 2 5 7 8 seg
P
or ejemplo, si el cilindro B tuviese una valvula regula-
dora de caudal para el movimiento de avance ( velocidad de
avance lento) y tambien una valvula de escape rapido (velo-
ci
dad rapida) para el retroceso de este cilindro, l a misma se -
cuencia se representarfa como se muestra en la Figura 3.31.
En este caso
, se recurre a este tipo de diagrama, ya que el
tiempo es importante para reflejar la ve
locidad .
En el diagrama de espacio-fase, interesa representar los mo-
vimientos y la variable tiempo no tiene importancia y
, por
ello, no se representa
. Cuando interesa representar dicha
variable, se recurre al diagrama espacio
-tiempo.
111111 Oiagrama espacio­tiempo
Figura 3.30. Diagrama de espacio-fase para la secuencia A+ B+ A-B-.
5
Elernento Fase
2 3 4
Diagrama espac
io-fase
Es un diagrama donde se representa el movimiento de los
actuadores ( cilindros ). En un eje, se representan los cilin-
dros y, en el otro, las fases. En el eje de los elementos, se
representan dos lfneas horizontales que indican cuando el
cilindro esta desplegado ( +) y cuando replegado (-). Las
fases tienen una separacion entre ellas iguales.
En este diagrama, se representa como va evolucionando
el sistema.
111111 Oiagrama espacio­fase
En el estudio de los problemas de neumatica o hidraulica,
se emplea una serie de esquemas o tablas que ayudan a
comprender como evoluciona el sistema. Asi, se tienen los
diagramas que se describen a continuacion.
1111 3.2.3. [squemas y tablas
Una secuencia representada por A+ B+ A-B- indica que
corresponde al movimiento de dos cilindros (A y B), donde,
al activarse, sale primero el cilindro A (A+) y, una vez que
termina su despliegue, lo hace el cilindro B (B+ ); cuando
este ya se encuentra desplegado, comienza a replegarse el
cilindro A (A-) y, cuando este termina, retrocede el B (B-).
Figura 3.29. C6digo de letras para indicar el movimiento de un cilindro.
A
-
....,._I ___.__._,_.
I >-r---1 : ::-
' I A+
11 I :
I Cilindro A I
En la resolucion de los problemas de neumatica o hidraulica
se realiza una descripcion del funcionamiento. Para ello,
se asigna a cada cilindro una letra (A, B, C, etc.), y, junto
a esta letra, se afiade el signo + y el -. Con el signo + se
indica que el movimiento de ese cilindro es de despliegue
o avance de su piston y con el signo - se indica que es de
repliegue o retroceso.
1111 3.2.2. Representacion de secuencias
de trabajo
LACl6N Y MANTENIMIENTO

90. El metodo de cascada consiste en emplear una valvula dis­
tribuidora a modo de memoria por cada grupo de la se-
cuencia. Esta valvula o memoria estara activa durante todo
aii... el grupo y se desactivara cuando salga. De esta manera, se
r garantiza que no existan duplicidades.
• 3.4. Metodo de cascada
Se comienza accionando el interruptor de marcha (-S 1) y,
ademas, debe estar activado el ultimo final de carrera (b0-
B3). El primer cilindro que se activa e
s el A y , al llegar el
piston a la posici6n extendida (al-B2), activa el cilindro
B. Una vez desplegado B (bl-B4)
, comienza el repliegue
del cilindro A, que termina en la posici6n (aO-Bl)
, que
provoca el repliegue del cilindro B, terminando asf el ci-
clo
. Si el interruptor de marcha sigue activado, el ciclo se
repite.
Para su resoluci6n
, se emplean los finales de carrera para
ir encadenando la secuencia.
Figura 3.35. Circuito neumiuco
, secuencia A+ B+ A- B- ( resuelto
por metodo intuitivo
).
2
bO b1
-
83 - B4
a
1
-B2 -81
El circuito neumatico es el siguiente:
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
Figura 3.34. Diagrama de espacio-fase.
B
A
Diagrama espac
le-fase
1 2 3 4
t 5
Elemento
S
oluci6n:
El diagrama de espacio-fase que representa el movimiento
de lo
s actuadores en esta secuencia de trabajo es el s iguiente:
Realiza el circuito neumatico para la siguiente secuencia:
A+B+A-B-.
Actiuidad resuelta 3.3
El s
istema intuitivo s e basa en ir enla zando la s diferentes
maniobra
s basicas de lo s cilindros, empleando para ello el
e
stado de lo s diferentes elemento s captadores (finales de ca-
rrera y s
ensores). Se emple a en secuencias simples y donde
no exi
sta duplicidad de 6rdene s.
• 3.3. Metodo intuitivo
Figura 3.33. Di
agrama de e spacio-fase con d etectores para la secuencia
A+ B
+ A- B- C+ C-.
2 7
Fase
3 4 5
, 6
Element
o
D
iagrama espac io-fase
Para mejorar la legibilidad
, suele incluirse en el diagra-
ma de e
spacio-fase la actuaci6n de lo s detectores.
Figura 3.32. Diagrama de detectores para la se
cuencia A+ B+ A- B- C+ C-.
,_
B_3_-b_O----if _, , ___._I !. : L .
B4-b1 0 I ~
I : - :- ;_
'
1-s_1_
-a_o_1-i ).__I : ---····-:---····-:---·····:---···-~
··
···1
I
6 5 3
Fase
4 7
Elementa
l
r

91. Cada movimiento lo activa su grupo y el final de carrera
o sensor del e
lemento anterior de este mismo g rupo. Si es
el primer elemento del grupo, entonces
, solo se tiene en
cuenta el grupo
.
A
+
r
··························B~··························r·························································i
~ ~
- ~
: A
- : :
: : :
~- !
• ~
1 ~
~ l l
Secuencia l Activaci6n
Tabla 3.8
. Tabla de activaci6n de secuencia ( A+ B+ A - B-)
i
ncompleta
En esta tabla
, se colocan los movimientos de la secuen-
cia. P
uede colocarse siguiendo el orden de la secuencia o
en orden de cada cilindro. En l
a Tabla 3 .8, se muestran en
orden de secuencia de trabajo
.
La tabla de activaci6n de secuencia se realiza teniendo en
cuenta l
a tabla de secuencia de grupos. Se trata de una re -
copilaci6n de los elementos que activan y desactivan cada
cilindro
.
1111 3.4.3. Tabla de activacion de secuencia
II II y 83 (
bO B-)
r
·················ii·················r·····i·~·B·4·(t;·1··8~)······r······················ .. · ···········1
: : ; :
Grupo ~ Activa ~ Desactiva
Tabla 3
.7. Tabla de act ivaci6n de g rupos para l a secuencia
A
+ B+A-B-
Si estos datos se sinian en un cuadro, se obtiene la ta
-
bla de activaci6n de grupos
, que, para la secuencia A + B+
A
- B-, es la que se muestra en l a Tabla 3.7.
Se confecciona la tabla de acti
vaci6n de grupos, que es
una recopilacion de los elementos que acti
van y de sactivan
cada grupo.
Cada grupo lo activa el grupo anterior y el ultimo final
de carrera o sensor de este grupo anterior. Fijandose en la
Tabla 3.6 para la secuencia A+ B+ A- B
-, el grupo I lo
activa el grupo anterior ( que es el grupo II) y
, ademas, el
ultimo final de Carrera de este grupo anterior ( que es B
- y
corre
sponde a bO).
Cada grupo l
o desactiva el grupo siguiente.
A+B+
·
··························"":···························
A-B-
····
·······················-=···························
II
·
··························-···························
Secuencia
........
................................
Grupos
Tabla 3
.6. Tabla de activaci6n de espacio fase para la secuencia
A+ B+A- B-
Partiendo de la tabla de secuencia de grupos:
1111 3.4.2. Tabla de activacion de grupos
a) Dos grupos: A+ B+ I B-A-
.
b) Tres grupos: A+ B+ I A- C+ IC- B-.
c) Tres grupos: A+ B+ I B- C+ IC-A-
.
d) Tres grupos: A+ B+ I B-A- C+ IC-.
e) Tres grupos: A+ I (A- B+ C+) I B- C-.
f) Cuatro grupos: A+ I A- I A+ I A-.
Como cada grupo no puede repetir letra, se tiene lo si-
guiente:
Soluci6n
:
a) A+ B+ B-A-.
b) A+ B+ A- C+ C-B-.
c) A+ B+ B- C+ C-A-.
d) A+ B+ B-A- C+ C-.
e) A+ (A-B+ C+) B-C-.
f) A+ A-A+ A-.
Realiza las agrupaciones para las siguientes secuencias:
Actiuidad resuelta 3.4
• Los grupos se numeran por los mimeros romanos.
Para emplear el metodo de cascada, deben obtenerse los
diferentes grupos que pueden formarse. A partir de la se-
cuencia, los grupos se forman de la siguiente manera:
• Empezando por el principio, cada grupo esta forma-
do por elementos diferentes. No pueden repetir letra
(actuador).
• Los grupos se separan por la barra inclinada (/).
1111 3.4.1. Grupos de secuencia
El siguiente paso es realizar las tablas de activacion de
grupos y de secuencia. Con estos datos ya es posible realizar
el esquema.
LACl6N Y MANTENIMIENTO

92. r
Figura 3.36. Esquemas de conexionado de las If neas de presi6n.
Dos grupos Tres grupos Cuatro grupos
Grupo I Grupo I Grupo I
Grupo II Grupo II Grupo II
Grupo Il
l
Grupo Ill
Grupo I
Grupo IV
4 2
La conexi6n de estas valvulas con las lineas de presi6n
se rea
liza con la disposici6n indicada en la Figura 3 .36.
4. T
eniendo en cuenta l a tabla de activaci6n de grupos,
conectar los elementos para cada uno de ellos, que,
para el ejemplo de la secuencia A
+ B+ A - B-, se
muestra en l
a Tabla 3.10.
Figura 3.37. Di
bujo de las cilindros y lfneas de presi6n .
Grupo II
Cada grupo proporciona presi6n a una linea denominada
linea de presi6n. Por tanto, en estas lineas, hay presi6n
mientras se mantenga activo dicho grupo
.
La presi6n de estas lineas se controla mediante valvulas
distribuidoras
, que actiian como memorias y cuyo mirnero
sera igua
l al mirnero de grupos menos 1.
N.
0 de memorias = N .0 de grupos -1
Grupo I
Grupo I
I -----------+-- --------- 1111 3.4.4. Uneas de presion
a
1
-
81 - 82 - 83 - 84
f
A
+ I y Ma rcha
; ; ;
. . .
~ B
+ ~ I y B2 ( a1 A+) ~
; ; ;
. . .
. A
- . II .
; ~ ~
i:::::::
::::::::::::::::::::~~::::::::::::::::::::::::::r:::::::::::::::~1::~:~:~::~~~:~~~:::::::::::::::::1
Secuencia 1 Activaci6n
Tabla 3
.9. Tabla de activaci6n de secuencia ( A+ B+ A - B-)
2
. Trazar debajo las lineas de presion , que seran igual al
numero de grupos.
3. Conectar l
as valvulas distribuidoras que actuan como
memoria.
D
ebe aiiadirse al primer movimiento del primer grupo la
condici6n de marcha, asi l
a activaci6n del movimiento A+
(el primero de la secuencia) estara dado por su grupo (grupo
I) y el pulsador de marcha.
Trasladando estos datos, se obtiene la Tabla 3
.9.
1. D
ibujar los cilin dros que intervienen, que seran de
doble efecto. Cada cilindro estara gobernado por una
valvula distribuidora (5/2 0 4/2)
.
Los pasos recomendados son los siguientes
:
1111 3.4.5. Dibujo del circuito
En este ejemplo, el movimiento A- lo activa su grupo,
que es el II. El movimiento B
- lo activa su grupo y el final
de carrera del elemento anterior, que es A
- y corresponde
a B
l-aO.
INSTALACl6N Y MANTENIMIE

93. Figura 3.39. Circuito neumatico de la secuencia A+ 8+ A­ 8­.
-B3 -
B4
Grupo I
Grupo II
a
1
-
B1 - B2
Figura 3
.38. Dibujo de la activaci6n de las grupos para la secuencia A+ 8+ A­ 8­.
Grupo I
b
1 bO
-
B3 - B4
Se observa que el movimiento de A+ se realiza a tra-
ves de la condici6n de marcha por medio de presi6n
del grupo I.
5. Teniendo en cuenta la tabla de activaci6n de secuen-
cia
, conectar los elementos que activaran las valvulas
que gobiernan los cilindros
, que, para el ejemplo de la
secuencia A+ B+ A- B-, se refleja en la Tabla 3.11.
Para activar el grupo II
, este lo hara a traves de B4
(b 1 B+) con alimentaci6n desde la linea de pre
si6n
del grupo I (en la Figura 3.38
, se ha marcado en color
verde).
a1
-
B1 - B2
Por ejemplo
, para activar el grupo I , este lo hara a
trave
s de B3 (bO B-) con alimentaci6n desde la linea
de presi6n del grupo II (en la Figura 3.38
, se ha mar-
cado en color magenta).
II II y 83 (bO B-)
•. :: :::::
~~ ::::::::: ::::::: r::::~: ~ :~:~: - -. 1::::: :: ::: ::::::::::::: ::::::::: :: 1
Grupo i Activa ~ Desactiva
Tabla 3
.10. Tabla de activaci6n de grupos para la
secuencia A+ B+ A- B-
LACl6N Y MANTENIMIENTO
Grupo I
Grupo II ~~~~~~~~~~~~1----~~~~~~~~~
-+--

94. II
Su tabla de activaci6n de secuencia es:
I y 82 (
a1 A+)
84 (b1 8
+)
II
··
······························
II y 81 (aOA
-)
.
.....................................................................
Grupo Activa Desactiva
Tabla 3
.13. Tabla de activaci6n de grupos
r
De la tabla de secuencia de grupos
, se confecciona la tabla de activaci6n de grupos , obteniendo:
Tabla 3
.12. Tabla sec uencia y grupos
•
.
.......................... , , .
A
+ 8+ ~ I ~ A- 8-
····
· · · · · ······ · ·· · ········!·· · · · · ······ · ·· · ··· ······· · !· · · ······ · ·· · ·········· ···
I ~ ~ II
.
.......................... : : .
De la secuencia de trabajo, se obtienen los diferentes grupos, que son dos
.
Figura 3.40. Diagrama de espac
io-fase.
A
Elemen
fo Diagrama espacio -fase
1 2
' 3 4 -
El diagrama de espacio-fase que representa el movimiento de esta secuencia de tra
bajo es el siguiente:
S
oluci6n:
Realiza el circuito hidraulico para la s
ecuencia (A+ B+) B -A- aplicando el metodo de cascada.
Actividad resuelta 3.5
Hay circuitos donde interesa que se produzcan varios mo
-
vimientos de manera simultanea. Su resoluci6n se realiza
de manera similar a la del metodo de cascada, salvo por e
l
hecho de que una rnisma orden afecta a varios de sus movi-
mientos, para ello se emplean l
as valvulas de simultaneidad.
L
os movimientos simultaneos se representan agrupan -
dolos entre parentesis,
El metodo de cascada de reso
luci6n de pro blemas neu -
maticos tiene el problema de perdida de presi6n cuando in-
terviene muchos elementos, de hecho no se recomienda para
prob
lemas de mas de cuatro grupos.
1111 3.4.6. Circuitos con movimientos simultaneos
INSTALACl6N Y MANTENIMIE
A+ I y Marcha
;. ;. ;
: : :
· 8
+ · I y 82 (a 1 A+) ·
, •
.••••.••.••••.. f .•.•.••••••.•.•••• [ •• ··········ll•;·~~-1i~~ ~~)··········· i
; ; :
Secuencia ! Activaci6n
Tabla 3.11
. Tabla de activaci6n de secuencia ( A+ 8+ A - 8-)
Se procede de similar manera consultando la T
a-
bla 3
.11. D e este modo, se completa el circuito . En
la Figura 3.39, se muestra el resultado final. Se ha
co
loreado la activaci6n d e cada movimiento.

95. 3. Se realiza la ta
bla de activaci6n de grupos. Se reali-
za de la forma ya conocida
, es decir, cada grupo lo
activa e
l grupo anterior y el ultimo fina l de Carrera 0
sensor de este grupo anterior
.
4. Se realiza la tabla de activacion de secuencia. Se
realiza de la forma ya conocida
, es decir, que cada
2. Se obtienen los grupos que componen la secuencia.
Se realiza de la forma ya conocida, es decir
, se sepa-
ran los movimientos agrupandolos por cilindros di-
ferentes sin repetir letra y
, a cada grupo , se le asigna
un mimero.
L
os pasos son los siguientes:
1. Se realiza el diagrama de espacio
-fase para aclarar e l
modo de funcionamiento
.
P
artiendo del conocimiento d e resolver los sistemas median -
te el metodo de cascada
, es muy faci l aplicar el metodo paso
a paso, ya que comparten varias similitudes.
1111 3.5.1. Circuitos con mas de dos grupos
El metodo paso a paso so
luciona e l problema d e perdida de
presi6n que ocurria con e
l sistema de cascada. Consiste en
emplear una v
alvula distribuidora, que acnia como memo -
ria, por cada grupo
.
La aplicac
i6n de este s istema varfa en funcion de l nu-
mero de grupos.
• 3.5. Metodo paso a paso
Figura 3.41. Ci
rcuito hidraulico de la secue ncia (A+ B+) B­A­.
b1
-B
3 - B4
Grupo I
March a
-S
1 A
A
-
B1 - B2
Se observa que los movimientos A+ y B
+ se activan mediante el grup o de presion I y la con dicion de marcha .
Con los datos de esta
s tablas, ya puede rea lizarse e l esquema hidraulico.
I y Marcha A
+
. .
:
•·····························•·••·•··•·••·•·······r·····••·•····························••·•·····•·••·
~ B+ ~ I y Ma
rcha
!_ : :
: : :: ::~~: : : : : : :_;:::::::::::::::::::::::::~!:::::::::::::::::::::::::
B
- II y 83 (bO B- )
~- ~- .
Secuencia ~ Activaci6n
Tabla 3
.14. Tabla de activaci6n de secuenc ia
LACl6N Y MANTENIMIENTO

96. '
~
······-r···
·················
.
. '. ... ~ ..... ~~-~-~---··
I
ll
··
····-·····················
Tabla 3.15. T
abla secuencia y grupos
.
: ~~I~~: :':: ::~\t
r
De la secuencia de trabajo, se obtienen los diferentes grupos, que son tres.
Figura 3.44. Diagrama de espacio­fase.
D
ia§ra9.1a ~s'paeio-fase'
2 3 4 5 6 7
Elemento
S
oluci6n:
El diagrama de espacio-fase que representa el movimiento de esta secuencia de trabajo es el siguiente:
Realiza el circuito neumatico para la secuencia A
+ B+ A- C+ C- B- aplicando el metodo paso a paso .
Actividad resuelta 3.6
8. P
or ultimo, se conectan tanto estas va lvulas 3/2, si-
guiendo la tabla de activaci6n de grupos, como las
valvulas de gobierno de los cilindros (5/2 0 4
/2), si-
guiendo l
a tabla d e activaci6n de secuencia .
Figura 3.43. Lf neas de presi6n en el metodo p
aso a paso y su co nexionado
con l
as valvulas de memoria (tres grupos).
Grupo I
V Grupo Ill Grupo II Grupo I
G
rupo IV
Grupo I
ll
Grupo II
Grupo I
Figura 3.42. Lf neas de p
resi6n en el metodo paso a paso y su conexio nado
con l
as valvulas de memoria (tres grupos).
Grupo Il
l
G
rupo II
Grupo I
La iiltima valvu
la se pilota por la derecha por la con-
dici6n de su grupo y
, por la izquierda, se pilota por el
grupo siguiente (grupo I
).
Toda esta explicaci6n queda resumida visualmente
con las Figuras 3.42 y 3.43
.
INSTALACl6N Y MANTENIM
IE
Estas valvulas, por la derecha, estan pilotadas (se co
-
nectan) al grupo s
iguiente, es decir, que la primera
valvula se conecta por la derecha al segundo grupo,
y asi con todas menos l
a iiltima.
5
. Se comienza e l dibujo de l esquema situando los ci -
lindros y SUS valvulas de contro
l (5/2 0 4/2).
6
. Se dibujan las lineas de presi6n , que seran igual al
mimero de grupos
.
7
. Se dibujan las valvulas que acnian como memoria.
N
.
0
de memorias = N°. de grupos
Estas va
lvulas de memoria son del tipo 3 /2. Son to -
das v
alvulas normalmente cerrada s, salvo la ultima ,
que s
era normalmente abierta .
La salida de estas valvulas 3/2 conectara a cada una
con su linea de presi6n.
Las valvulas de memoria se pilotan (se conectan) por
la izquierda por la condici6n del primer grupo
, la se-
gunda valvula se pilota por la condici6n del segundo
grupo
, y asi sucesivamente con todas las valvulas,
menos l
a ultima,
movimiento lo activa su grupo y el final de carrera
o sensor del elemento anterior de este mismo grupo
.
Si es el primer elemento del grupo, entonces
, solo se
tiene en cuenta e
l grupo, ademas , se tiene en cuenta
la condici6n de marcha.

97. Por ultimo, se conectan todos los elementos segtin los datos de las tablas de activaci6n de grupo y de secuencia
.
Figura 3.45. Circuito neumat
ico de la secuencia A+ B+ A- C+ C - 8- (dibujo i ncompleto).
2
Grupo I
Grupo II ---------+--
-.~---- -.----- -t----------
Grupo 1
11 ---------+----+-------+--------+----------
c1 a1 b1
-85 -
86 -83 - 84 -81 -82
Con los datos de estas tablas
, ya puede realizarse el esquema neumatico. Primero , se colocan los cilindros, las lineas de pre-
s
i6n y las memoria s.
I y Marcha A+
. .
r•
•····················································r·····················································• . .
~ A- ~ II
.
::::: ::: ::: : ::::: :~:::::::: : :: : : : r:: : :Y/s.2st1/c~): : :: :
~ C+ ~ II y B1 (aO A-)
~- ~ .
~ ~
~ 1 1 .1·1··························
Secuencia ~ Activaci6n
Tabla 3
.17. Tabla de activac i6n de sec uencia
Su tabla de activaci6n de secuencia, ordenada por cilindros
, es:
II II y B3 (bO B-)
. . . . .
.............................. , , ,
~ II ~ I y B4 (b 1 B+) ~ 111 ~
i:::
::::::::>~~:::::::::.:::r:::::1:1::~::~~::~~~::~~~::::::r:::::::::::::::::::::.::::::.:::::::1
Grupo ~ Activa i Desactiva
Tabla 3.16. T
abla de activaci6n d e grupos
De la tabla de secuencia de grupos
, se confecciona la tabla de activaci6n de grupos , obteniendo:
LACl6N Y MANTENIMIENTO

98. r
Figura 3.47. Diagrama d
e espacio-fase.
9
1
G>iagr
fila espacio-fase
1 2 -
3 4 5
Elernento
El diagrama de espacio-fasc que repre
senta el rnovimiento de esta secuencia de trabajo es el siguiente:
Realiza el circuito neumatico para la secuencia A+ B+ A-B- aplicando el metodo paso a paso afiadiendo un grupo vacio.
S
oluci6n:
Actividad resuelta 3. 7
En la secuencia de dos grupos, consiste en dividir un grupo,
que normalmente es el ultimo
, de esta manera, se aumenta
el mimero hasta llegar a tres grupos y se resuelve por el
metodo paso a paso ya conocido
.
111111 Dividiendo un grupo
Consiste en aiiadir un grupo vacio, es decir, que no hara
nada, pero, de esta manera, se tiene una secuencia de tres
grupos y se resuelve por el metodo paso a paso ya conocido.
111111 Anadiendo un grupo vacio
El metodo de paso a paso consiste en que un grupo des
-
activa al siguiente y es activado por e
l anterior. Si solo se
tienen do
s grupos, se da la problematica de que un grupo es
activado y desactivado a la vez por el mismo grupo, siendo
incompatible.
P
ara solucionar la problematica de los dos grupos, debe
modificarse para aumentar su mimero hasta llegar a tres
grupos. Esto puede realizarse mediante dos tecnicas, que se
describen a continuaci6n.
1111 3.5.2. Circuitos de dos grupos
Figura 3.46. Circuito neumatico de la secuencia A+ B+ A- C+ C- 8-.
2
Grupo I
Grupoll ------
----+---------- ---+-----+-- --+---------+~
Grupo 1
11 ~--------+-----+-------+-- -----------+--- -------~
c1
-
B5 - B6 -B3 - B4
INSTALACl6N Y MANTE
NIMIE
-
B1 -B 2

99. Figura 3.48. Ci
rcuito neumstico de l a secuencia A+ B+ A- B- ( con grupo vacfo).
Grupo 11 ---f---
-+---- -+------.----1-------- -----~
Grupo Ill ~--f----+--------+--
--1--- --------
-81
b1
-
83 -84 -81 - 82
Con los datos de estas tablas
, ya puede realizarse e l esquema neumatico .
A+ I y Marcha
~ ~
· ~
= A- = II =
!···········
···········································!······················································!
; B+ ; I y B2 (a1 A
+) ;
~·
························8~························ ~-··············ii·-y·8·1··(~a·ft.~)··············· ~
: : :
Secuencia ! Activaci6n
Tabla 3.20. T
abla de activac i6n de secuencia
Su tabla de activaci6n de s
ecuencia, ordenada por cilindro s, es:
Ill II
=···········
···················~······································; ;
~ II ) I y B4 (b1 B
+) ) Ill )
:
······························":'······································:······································:
: Il
l : II y B3 (bO B- ) : :
~- i i ~
Grupo j Activa ! Desactiva
Tabla 3
.19. Tabla de activaci6n de grupos
De la tabla de s
ecuencia de grupo s se confecciona la tabla de activaci6n de grupos , obteniendo:
Tabla 3
.18. Tabla secuencia y grupos
•
·····
················:·······-:·····················:········:·····················:
A
+ B+ 1 I ~ A- B- 1 I ~ ~
. . . . .
·
·····················:········:·····················:········:·····················:
. . ~ l l
1
.1
1 l ~ ~ ~ l
De la secuencia de trabajo
, se obtienen lo s diferentes grupos, que s on dos. Para aplicar este rnetodo , se afiade un tercer gru-
po para llegar a tres
.
LACl6N Y MANTENIMIENTO

100. Figura 3.49. Circ
uito neumcitico de l a secuencia A+ B+ A- 8- ( con division de grupo ).
2 2 2
Grupo I
Grupo II
Grupo Ill ~~~~~~~+--~--+-~~~~~t--~
----+-~~ --~~~~~~
3
b1 a1 aO
2
-
83 - 84 -81 -82
Con lo
s datos de estas tablas, ya puede realizar se el esquema neumatico.
I y B2 (a1 A+
)
···
··················································
Ill
B
+
:·
·····················································
8-
..............
.........................................
I y Marcha
....
.................................................
II
A
+
..
.....................................................
A
-
·
······················································
Ill y B3 (
bO B-) II
!·
·····························~······································!······································!
j !! ·
·····~·· ~ Y. ~-~. ~~.~ .. ~~~··· j 1 .1.1 ~
: Ill : II y B1 (aO A-) :
~
- l ~ - :
Secuencia Activacion Grupo j Activa 1 Desactiva
Tabla 3.23
. Tabla de activaci6n de secuencia Tabla 3.22. Tabla de activaci6n de grupos
Su tabla de activaci6n de secuencia
, ordenada por cilindros ,
es:
De la tabla de secuencia de grupos, se confecciona la tabla
de activaci6n de grupo
s, obteniendo:
Tabla 3
.21. Tabla de secuencia y grupos
m
:: ~~l~~:r1:+:::>:::r:~r: ••
D
e la secuencia de trabajo , se obtienen los diferentes grupos , que son dos . Para aplicar este metodo , se divide un grupo pa-
ra llegar a tres
.
So
lucion:
Realiza el circuito neumatico para la secuencia A
+ B+ A- B - aplicando el metodo pa so a paso dividiendo un grupo.
Actividad resuelta 3 .8
INSTALACl6N Y MAN
TENIMIE
r

101. Figura 3.53. Diagrama de espacio­fase para la secuencia A+ B+ A- 8-.
B
A
+
D
iagrama espac io-fase
1 2 ~ 4 5
Elemeh'to
Partiendo del diagrama de movimientos es
pacio-fase, es muy facil reso lver el pro blema m ediante el emp leo de un secuen-
cia
dor.
Realiza el circuito neumatico para la secuencia A
+ B+ A- B- mediante el metodo del secuenciador.
S
oluci6n:
Figura 3.52. Modulo sec
uenciador t ipo B.
Mod
ulo tipo B
p p
B
1
+-B
R--
~+--------4------~:~ R
- -
·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·
A
r
·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-· · -·-·-·-·,
Figura 3.51. Modu
lo secuenciador tipo A.
Modulo t
ipo A
p ___..
.,_. -+-+----+----+----+-- - - p
B
1
+-B
R I R
Actiuidad resuelta 3.9
A
H
ay dos tipos de modu los secuenciadores: tipo A y tipo
B. S
e emplea el tipo A para componer el secuenciador ter -
minando con el tipo B
, es decir, q ue son todos del tipo A,
menos el ultimo
, que es del tipo B .
• A
: bucle de activacion de la fase siguiente .
• B: b
ucle de desactivacion de la fase anterior.
• P: Iinea de presion.
• R: reset general.
Las conexiones son:
Figura 3.50. Esquema de u
n secuenciador.
E4 E3 E2 Entradas E1
B
A
B
p
R
A
S4 S3 S2 S1 Sal id as
Un secuenciador es un conjunto de e
lementos (un modulo
por cada fase) acoplados uno al lado del otro y destinados a
ejecutar una secuencia de movimientos
, donde cada modulo
da paso al siguiente.
Cada modulo tiene una entrada y una salida. L
a salida
va conectada a la valv
ula que genera el movimiento del ci -
lindro
. A la entrada , se conecta el final de carrera o sensor
que da la orden de paso al siguiente modulo
.
Ademas
, el primer modulo , llamado cabeza del secuen­
ciador, tiene una entrada para el fluido y una entrada con la
cual se inicia la secuencia
. El ultimo modulo, llamado final
del secuenciador, cuenta con una sali
da de secuencia que
se conecta al primer modu
lo para hacer que la secuencia
sea ciclica
.
• 3.6. [I secuenciador
LACl6N Y MANTENIMIENTO

102. Figura 3.55. Circuito neuttuuico con secuenciador para A+ B+ A­ B­.
-
83 - 84 -81 - 82
Sise realiza este circuito detallando el secuenciador, el esquema es:
Figura 3.54. Circuito neumstlco con secuenciador para A+ B+ A­ B­.
-63 -64 -61 -62
Se observa que esta secuencia se compone de cuatro fases, por tanto, sera necesario que el secuenciador cuente con cuatro
modules secuenciadores mas la cabeza y el final del secuenciador.
Trasladando estos datos de entradas y salidas al secuenciador, se obtiene el esquema del circuito neumatico.
Se incorpora un interruptor de marcha (Sl), de tal manera que, mientras este accionado el ciclo, se repetira indefinidamente.
Tabla 3.24
. Tabla de entradas y salidas del secuenciador
II
···················:···················:···················:···················
1 ~ 2 ~ 3 ~ 4
..........
.......... ; ; ; .
...
..... ~~ [ ~.:. L ': 1 ~ .~ .
..... ~~
.~~.~.~ l ~~.~~.~.~ L .. ~~ .. ~~.?) l ~~.~~?) .
INSTALACl6N Y MANTENIM
IE
r

103. Existen secuencias en l
as cuales una fase debe accionar va-
rios movimientos a la vez
. En estos casos , el modulo del
secuenciador puede comandar directamente las valvulas
distribuidoras.
P
or otro lado, la salida de esa fase para entrar en la si-
guiente necesita que todos los movimientos se hayan realiza-
do, para ello es preciso emplear una valvula de simultaneidad
.
En caso de necesitar mas de dos entradas para la valvu
la de
simultaneidad, pueden ir encadenandose varias de ellas.
1111 3.B.2. Secuenciador con movimientos
simultaneos
Un ciclo puede tener varios movimientos repetidos. P
ara que
varios m6dulos del secuenciador intervengan para realizar un
mismo movimiento
, se emplean las valvulas selectoras tipo
OR
. Las entradas de la valvula selectora se conectan al se-
cuenciador y la salida, a la valvula distribuidora que controla
al cilin
dro. En caso de necesitar mas de dos entradas para la
va
lvula selectora, pueden ir encadenandose varias de ellas.
1111 3.B.1. Secuenciador con movimientos
repetidos
Los sistemas de resoluci6n de problemas secuenciales
mediante secuenciador aportan una serie de ventajas:
• La resoluci6n del problema se realiza de forma casi
inmediata
, partiendo de los datos del estado de cada
una de las fases
.
• El ciclo so
lo puede realizarse en el orden previsto,
con lo que se evitan estados no permitidos
.
• La introducci6n de los diferentes accionamientos
, ta-
les como condiciones de arranque, paro de emergen
-
cia, etc
., se realiza de forma rapida y sencilla.
• Facil seguimiento de la secuencia de trabajo median-
te indicadores visuales
.
Figura 3.58. Circuito secuenciador con para de emergencia (
reset)
con r
etorno a una posici6n segura .
En la Figura 3.58, se ha representado la secuencia A+
B+ A- B-, en el cual, ante un paro de emergencia, acnia
sobre la lfnea de reset (R) forzando a que los cilindros se
replieguen. Para ello, se emplean valvulas selectoras (OR)
conectadas al pulsador de paro de emergencia para provocar
esta maniobra (A- B-).
Al realizar un paro de emergencia por accionamiento
sobre la lfnea de reset, el sistema se detiene y se desactivan
las valvulas intemas del secuenciador. Esta detenci6n del
sistema provoca que los cilindros se queden en la misma
situaci6n de trabajo en la cual ha ocurrido el paro. Por ejem-
plo, puede ser que un cilindro tenga el vastago desplegado.
Hay casos en los cuales se desea que, ante una parada de
emergencia, los cilindros se retiren hacia una posici6n co-
nocida.
Figura 3.57. Circuito secuenc
iador con accionamiento por reset.
2. Activando la sefial en la entrada R (reset). El siste-
ma se detiene, pero su reanudaci6n se realiza desde
el principio, es decir, desde la primera fase.
Figura 3.56. Circuito secuenciador con accionamiento por If nea de pres
i6n.
1. Cortando la presi6n en la entrada P (lfnea de pre-
si6n). Acnia como una pausa en su funcionamiento.
Este sistema se emplea cuando la reanudaci6n de la
parada debe hacerse en la misma fase en la que se ha
detenido. Al cortar la presi6n, el sistema se detiene
inmediatamente memorizando la fase en la cual se
ha detenido. Al volver la presi6n, el sistema continua
por la fase en la que estaba.
Para incorporar un paro de emergencia que permita de-
tener el sistema en cualquier momento, puede intervenirse
sobre el secuenciador de dos maneras:
LACl6N Y MANTENIMIENTO

104. Figura 3.60. Ci
rcuito neumstlco con secue nciador para A+ B+ B- B+ B- A- .
A+ 8+ 8- 8+
/
2
/
3
/
4
/
/ / / /
/ / / /
/ / / /
/ / / /
82 84 83 84
2
a1
-
83 - 84 -81 -82
E
l esquema del circuito neumatico empleando la simbologfa simplificada de l secuenciador es:
Se observa que las fases 2 y 4 realizan el movimiento d
e avance d el cilindro B y las fases 3 y 5, e l movimiento de retroce-
so de este mismo cilindro B. Por este motivo, de
ben emplearse las valvulas selectoras, una para el movimiento B+ y otra pa-
ra el B
-.
Tabla 3.25
. Tabla de entradas y salidas de l secuenciador
II L :::i::
: :Bi:: r:::s.~::r::::s.i. .. 1::::~\:::
.•
. 82(a1) ~ 84~1) ~ 83(b0) ~ 84~1) ~ 83(b0) ~ 81 (aO)
. . : : : : : .
La tabla de entradas y salidas del secuenciador es:
Figura 3.59. D
iagrama de espacio -fase para la secuenc ia A+ B+ B- B+ B-A-.
7
Diaqrarn
g espacio-fase
2 • 3 . 4 5
1 6
E
lemento
Se realiza el diagrama de movimientos espacio
-fase.
Soluci6n:
Realiza el circuito neumatico para la secuencia A
+ B+ B- B- B-A- mediante el meto do del secuenciador.
Actiuidad resuelta 3.10
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r

105. Figura 3.62. Ci
rcuito n eumatico con secuenciador para A+ ( B+ C+) B- (A- C-).
8+ A
-
A+ C+ C-
B 1
/
2
/
3
/
4 // B
/ / /
p
/ / / /
R / / / /
A / / / / A
82 84 83 81
86 85
2 4 2 4
c1 b1 bO a1 aO
8 A
-BS -86 -83 -84 -81 -82
Se ob
serva que , en la fase 2, se realizan simultaneamente dos movimiento s (B+ y C +) y lo mismo ocurre en la fa se 4 (A- y
C-). Estos m6dulos de
l secuenciador atacaran directamente a las va lvulas distribuidoras que generaran estos movimientos.
Tambien se observa que la fase 3 se activara cuando reciban la seiia
l de los dos finales de carrera ( B4 y B6) y lo mismo ocu-
rre con la fase 1, que s
e activara por los fina les de carrera Bly B S. Para ello , deben emplearse valvulas de simultaneidad .
E
l esquema del circuito neumatico empleando la simbologfa simplificada de l secuenciador es:
Figura 3.61. D
iagrama de espacio -fase pa ra la secuencia
A+ (
B+ C+) B- (A- C-).
c
B
A
······
··············:···················:···················:···················:
~ 2 . 3 ~ 4 ~
: : : ; :
A+ B+ B- A-
C+ C-
..
.................. : : : :
. B2(a1) l B
4(b1) l B3(b0) l
81
(aO) [
..
.................. L..~~.~~.~!. .. .L .L .. ~~ .~~.?) ~
Diag
.r~ma espacio-fase
1 2 3 4 5
Elemento
Tabla 3.26
. Tabla de entradas y sa lidas del secuenc iador
La tabla de entradas y salidas del secuenciador es
: Se realiza e l diagrama de movimientos espacio -fase.
Soluci6n:
Realiza el circuito n
eumatico para la siguiente secuencia: A + (B+ C+) B - (A- C-) me diante el metodo del secuenciador .
Actiuidad resuelta 3.11
LACl6N Y MANTENIMIENTO

106. Dos grupos
Division de grupo
Grupo vacfo
-{
Mas de dos grupos
.11
Simple efecto
Doble efecto
Funcion Y
Diagrama
espacio-fase
Funcion OR
Diagrama
Control de velocidad
espacio-tiempo
Diagrama
Control de tiempo
de captadores
•Ill
Grupo de secuencia
Tabla de activaci6n
de grupo
Tabla de activaci6n
de secuencia
p
3
. DESARROLLO DE SISTEMAS NEUMATICOS E HIDRAULICOS

107. ..
3.10. En el s
istema de resoluci6n de problemas por el rneto-
do paso a paso, .
..
a) ..
. el nurnero de memorias es igual al nurnero de
cilindros.
b) ... el nurnero de memorias es igual al nurnero de
grupos.
c) ... el nurnero de memorias es igual al nurnero de
grupos mas 1.
d) ..
. el nurnero de memorias es igual al nurnero de
grupos menos 1.
3.9. En el sistema de resoluci6n de problemas por el rneto-
do de cascada, .
..
a) ... el nurnero de memorias es igual al nurnero de
cilindros.
b) ... el nurnero de memorias es igual al nurnero de
grupos.
c) ..
. el nurnero de memorias es igual al nurnero de
grupos mas 1.
d) ... el nurnero de memorias es igual al nurnero de
grupos menos 1.
3.8. (,Cual es el significado de B+?
a) El final de carrera del cilindro B esta desactivado
.
b) El final de carrera del cilindro B esta activado.
c) El cilindro B se mueve en repliegue o retroceso.
d) El ci
lindro B se mueve en avance.
3.7. Para controlar la parada de un cilindro hidraul
ico en cual-
quier punto de su recorrido, se emplea una valvula ...
a) tres vias y tres posiciones.
b) cuatro vias y dos posiciones.
c) cuatro vias y tres posiciones
.
d) cinco vias y dos posiciones
.
3.6. En un cilindro hidraulico de doble efecto
, la regulaci6n
de velocidad en avance se realiza ...
a) actuando sobre la entrada de aceite.
b) actuando sob re la salida de aceite.
c) actuando tanto en la entrada como en la salida
de aceite.
d) En un cilindro hidraulico de doble efecto, no puede
regularse su velocidad.
d) En un cilindro de doble efecto
, no puede regula rse
su velocidad solo en los de simple efecto.
a) actuando sobre la entrada de aire.
b) actuando sobre la salida de aire.
c) actuando tanto en la entrada como en la salida
de aire
.
3.5. En un cilindro neurnatico de doble efecto, la regula-
ci6n de veloc
idad en avance se realiza . ..
3.4. Para controlar un cilindro de simple efecto, (,que val-
vula distribuidora se emplea?
a) Dos vias y tres posiciones.
b) Tres vias y dos posiciones.
c) Cuatro vlas y dos posic
iones.
d) Cinco vias y dos posiciones.
d) Que todos los cilindros se activen simultanearnente,
c) Que se active cuando no hay una serial en cualquie-
ra de sus entradas.
b) Que se active cuando hay una serial en todas de
sus entradas.
3.3. (,Que busca conseguirse al emplear una valvula selec-
tora?
a) Que se active cuando hay una serial en cualquiera
de sus entradas.
c) Que se active cuando no hay una serial en cual-
quiera de sus entradas.
d) Que todos los cilindros se activen sirnultaneamente,
b) Que se active cuando hay una serial en todas de
sus entradas
.
a) Que se active cuando hay una serial en cualquiera
de sus entradas.
3.2. (,Que pretende conseguirse al emplear una valvula de
simultaneidad?
d) Valvula r
eguladora de velocidad.
b) Un
idad de mantenimiento .
c) Motor neurnatico.
3.1. (,Que elemento representa el siguiente sfmbolo?
a) Compresor neurnatico,
II Actividades de comprobacion
~------
I
3
. DESARROLLO DE SISTEMAS NEUMATICOS E HIDRAULICOS

108. a) A+ B+ B-A-.
b) A+ B+ C+ C- B- A-.
c) A+A-B+ B-.
d) A+ B+ A- C+ C- B-.
e) A+ B+ B- A- C+ C-.
f) A+ C+ B+ B- (A- C-).
p
3.20. Lleva a cabo los siguientes circuitos neurnaticos utilizando valvulas distribuidoras biestables y empleando el rnetodo de
cascada. lndica el diagrama de espacio-fase, la tabla de secuencia de grupos, la tabla de activacion de grupos y la tabla
de activacion de secuencia.
a) B+ A+ A- B-.
b) B+ (A+ C+) (A- B- C-).
c) A+ C+ C- B+ A- B-.
d) (A+ B+) (C+ B-) C- A-.
e) C+ (A+ B+) A- (B- C-).
f) A+ B+ B- B+ (B- A-).
3.19. Obten los grupos para las siguientes secuencias:
3.18. Desarrolla el circuito hidraulico para el control en el cual el avance de un cilindro se realiza accionando una palanca y el
retroceso, desde otra palanca. Adernas, el avance se realiza a velocidad lenta y puede detenerse en cualquier punto de
su carrera.
3.17. Realiza un circuito neurnatico de vaiven continuo mientras esta accionado un interruptor, el cual realiza una temporiza-
cion tanto en avance como en retroceso.
3.16. Representa el esquema de un circuito neurnatico de doble efecto, en el cual el vastaqo del cilindro salga en avance de
manera lenta y que, cuando este alcance el rnaxirno de su recorrido, retroceda de manera autornatica y lentamente.
3.15. Disefia el esquema de un circuito neurnatico de simple efecto, en el cual la velocidad del vastaqo del cilindro sea lenta,
tanto de avance como de retroceso.
3.14. Elabora el esquema de un circuito hidraulico en el cual se controle un cilindro de doble efecto al accionar al menos uno
de los cuatro pulsadores con los que cuenta. El retorno sera mediante muelle.
3.13. Dibuja el esquema de un circuito neumatico en el cual se controle un cilindro de doble efecto al accionar los cuatro pul-
sadores con los que cuenta. El retorno sera mediante muelle. Hesuelvelo mediante valvulas de simultaneidad.
II Actividades de aplicacion
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~-
3.11. En la resolucion de problemas por el metodo paso a
paso de secuencias de dos grupos, se resuelven ...
a) afiadiendo un grupo vacio.
b) dividiendo uno de los grupos.
c) afiadiendo un grupo vacio o divid
iendo uno de
los grupos.
d) No pueden resolverse por este rnetodo, pues debe
emplearse el rnetodo de cascada.
3.12. En un secuenciador
, se emplea ...
a) un modulo por cada grupo.
b) un modulo por cada fase.
c) un modulo por cada cilindro.
d) un modulo por cada movimiento.
3
. DESARROLLO DE SISTEMAS NEUMATICOS E HIDRAULICOS I

109. ..
g) A+ B+ (A- C+) (B-C-)
.
h) A+ (A- B+) (B- C+) C-
.
a) A+ B+ B-A-.
b) A+A-B+ B-.
c) A+ B+ C+ C- B- A-.
d) A+ B+ A- C+ C- B-
.
e) A+ B+ B- A- B+ B-.
f) A+ A- B+ A+ B- A-.
3.24. Desarrolla los siguientes circuitos neurnaticos utilizando valvulas distribuidoras biestables y empleando un secuenciador.
lndica el diagrama de espacio-fase, la tabla de secuencia de grupos
, la tabla de activaci6n de grupos y la tabla de acti-
vaci6n de secuencia.
a) A+ B+ B-A-.
b) A+ B+ C+ C- B- A-.
c) (A+ B+) A- B-
.
d) A+ C+ B+ B- (A- C-).
e) (A+ B+ C+) A- B- C-.
f) A+ B+ (A- B-)
.
g) A+ (B+ C+) (A- B- C-)
.
3.23. Representa los siguientes circuitos neurnaticos utilizando valvulas distribu
idoras biestables y empleando el rnetodo paso
a paso. Como son secuencias de dos grupos, emplea la tecnica de division de grupo. lndica el diagrama de espacio-
fase, la tabla de secuencia de grupos, la tabla de activaci6n de grupos y la tabla de activaci6n de secuencia.
3.22. Elabora los siguientes circuitos neurnaticos utilizando valvulas distribuidoras biestables y empleando el rnetodo paso a
paso. Como son secuencias de dos grupos
, emplea la tecnica de grupo vacio. lndica el diagrama de espacio-fase, la ta-
bla de secuenc
ia de grupos, la tabla de activac i6n de grupos y la tabla de activaci6n de secuencia.
a) A+ B+ B- A-.
b) A+ B+ C+ C- B- A-.
c) (A+ B+) A- B-
.
d) A+ C+ B+ B- (A- C-).
e) (A+ B+ C+) A- B- C-.
a) A+ B+ A- B-.
b) A+ B+ B- A- C+ C-.
c) A+ (A- B+ C+) B- C-.
d) A+ B+ (A- C+) (B- C-)
.
e) B+ B- (A+ C-) A- C+.
f) A+ (A- B+) (B- C+) C-
.
3.21. Establece los siguientes circuitos neurnaticos utilizando valvulas distribuidoras biestables y empleando el rnetodo paso
a paso. lndica el diagrama de espacio-fase, la tabla de secuencia de grupos, la tabla de activaci6n de grupos y la tabla
de activaci6n de secuencia.
g) (A+ B+ C+) A- B- C-.
h) A+ (A- B+ C+) B- C-.
i) A+ B+ (A- C+) (B- C-).
j) B+ B- (A+ C-) A- C+.
k) A+ (A- B+) (B- C+) C-.
I
3
. DESARROLLO DE SISTEMAS NEUMATICOS E HIDRAULICOS

110. p
3.27. Busca, en cataloqos o en la web de fabricantes, secuenciadores y observa sus pararnet
ros y principales caracteristicas.
II Actividades de ampliacion
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Figura 3.63
. Maquina de estampaci6n.
y sujeci6n
Cilindro B
3.26. La Figura 3.63 representa una maquina que realiza un proceso de estampaci6n sobre piezas. Consta de tres partes. El
cilindro Ase encarga de alimentar con p
iezas a la rnaqulna, Ademas, en su posici6n extend ida, fija la pieza para que
este centrada y nose mueva. A continuac
i6n, el cilindro B realiza una estampaci6n mediante un sello. Terminada la es-
tampaci6n, se retiran a la vez el cilindro A y el B. Justo despues, el cilindro C se encarga de extraer la pieza al expulsarla
sobre una caja. La rnaquina cuenta con un pulsador de marcha que, al ser accionado, realiza un ciclo completo.
Resuelve el ejercicio aplicando el rnetodo de cascada y, para ello, realiza lo que se indica a continuaci6n:
a) Secuencia de trabajo.
b) Diagrama de espacio-fase.
c) Tabla de secuencia de grupos.
d) Tabla de activaci6n de grupos.
e) Tabla de activaci6n de secuencia.
f) Circuito neumatico.
3.25. Representa un circuito neumat
ico utilizando valvulas distribu idoras biestables y empleando un secuenciador. lncorpora
al disefio un pulsador de paro de emergencia que actue sobre la entrada de reset y que provoque que los cilindros se re-
tiren a su posici6n de replegado. lndica el diagrama de espacio-fase, la tabla de secuencia de grupos, la tabla de act
iva-
ci6n de grupos y la tabla de activaci6n de secuenc
ia.
3
. DESARROLLO DE SISTEMAS NEUMATICOS E HIDRAULICOS I

111. Objetivos
Contenidos

112. • Disparador termico, Costa de unas laminas bimeta-
licas que, por efecto de la temperatura debido a una
sobrecarga, provocan el disparo y apertura del cir-
cuito.
• Disparador magnetico. Consta de un electroiman
que, al ser recorrido por una fuerte corriente electri-
ca, provoca el movimiento de un dispositivo meca-
nico, lo que genera la apertura del circuito. Protege
contra los cortocircuitos.
Para detectar esta subida de corriente, el interruptor au-
tomatico magnetotermico cuenta con dos tipos de dispara-
dores que desconectaran el circuito de la red electrica:
Los circuitos electricos de control en las instalaciones elec-
troneumaticas y electrohidraulicas deben protegerse, al me-
nos, frente a los dafios ocasionados por una sobrecarga o
cortocircuito. El dispositivo encargado de esta protecci6n
es el interruptor automatico magnetotermico.
• 4.2. [lementos de protecciDn
electrica
Como anteriormente se han estudiado las caracterfsticas
de los fluidos, esta unidad se centra en la parte electrica.
• Actuadores. Son los dispositivos encargados de rea-
lizar el trabajo final. Son los cilindros y motores, en-
tre otros.
• Elementos de control. Son los encargados de ac-
cionar los actuadores en funci6n de los elementos de
entrada. Estos elementos estan relacionados con la
tecnologfa empleada: reles, aut6matas programables,
microprocesadores, etcetera.
• Elementos de medida. Son los instrumentos encar-
gados de realizar las mediciones sobre las magnitudes
ffsicas que intervienen en el sistema. Son importantes
para poder determinar el correcto funcionamiento del
sistema. Por ejemplo, voltfrnetros o amperfrnetros, en-
tre otros.
• Elementos de sefializackin. Son los encargados de
generar sefiales para indicar un estado, por ejemplo,
los pilotos de sefializaci6n, avisadores acusticos, et-
cetera.
• Elementos de mando. Son los encargados de gene-
rar las sefiales de mando, por ejemplo, los pulsado-
res, sensores, etc., y corresponden a las sefiales de
entrada.
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
• Elementos de proteccion. Son los encargados de des-
conectar el circuito cuando se produce una anomalfa
en el sistema, por ejemplo, un cortocircuito
.
• Fuentes de energia. Aparte del suministro del fluido
tal y como se ha estudiado anteriormente
, se necesita
un aporte de energia electrica adecuada a las caracte-
risticas del circuito de mando.
Los circuitos se componen de los siguientes elementos:
Figura 4.2. P
arte electrica de un circuito electroneumatico.
ov
-
MB1 -K2 -K1
A
1 A1
+
24 v
0
l 3 l 3 l 1
3 I 1 3
-S1 E- -S2 E
- -K 1 -K2
4 4 14 1
4
Figura 4.1. Parte neumatica de un circuito electroneumatico.
4 2
Si el circuito de mando es electrico y el circuito de fuer-
za es hidraulico
, el conjunto se denomina electrohidrdulica.
Pueden definirse la electroneumatica y la electrohidrau-
lica como aquellas tecnologias que combinan la ejecuci6n
de un trabajo por medio de fluidos (neumatica e hidraulica)
y su control por medios electricos y electr6nicos.
Asi, si el circuito de mando es electrico y el circuito de
fuerza es neumatico, el conjunto se denomina electroneu­
mdtica.
En los circuitos neumaticos e hidraulicos, tanto el circuito
de fuerza como el de mando emplean el mismo fluido.
En los circuitos de mando electrico
, se reemplaza la
fuente de energia, de fluido (neumatico o hidraulico) a co-
rriente electrica.
• 4.1. Circuitos de mando electrico
r

113. El contactor es un elemento electromecanico destinado a co-
nectar y desconectar receptores electrico
s de potencia, como,
por ejemp
lo, motores electricos , resistencias, etcetera.
1111 4.4.1. [I contactor
Cuando se necesita conectar o de
sconectar un receptor de
la red e
lectrica, se emplean el contactor y el rele, los cuales,
desde valores de mando de caracteristicas electricas redu-
cidas (voltaje y corriente)
, permiten controlar cargas mas
elevadas.
• 4.4. flementos de conmutacion electrica
Es importante respetar las tensiones de alimentaci6n de
los difer
entes elementos que componen el circuito, ya
que
, en caso contrario, pueden dafiarse esto s dispositivos
e incluso pueden originar un incendio
.
t Recuerda:
Figura 4.5. Fuente de alimentaci6n elect
rica (Fuente: Omron y Sieme ns).
• Po
tencia.
• Prot
ecciones. Las fuentes de alimentaci6n suelen
contar con algunos sistemas de proteccione
s. El mas
simple consta de a
lgun fusible, pero las fuentes mas
complejas disponen de otros sistemas de protecci6n
tales como limitaci6n de corriente de salida
, control
de temperatura, sobretensiones
, etcetera.
• Tens
ion nominal de salida . Suelen tener una varia-
da gama de voltajes de sa
lida. En los circuitos para
electroneumatica y electrohidraulica
, se emplea la
tension de 24 V cc.
• C
orriente nominal de salida.
Las caracteristicas tecnicas mas importantes son:
• Tension de entrada. Voltaje que ha de aplicarse en
el circuito primario, normalmente 230 Vac.
Figura 4.4. Tension e
lectrica para el circuito de mando.
Red electrica de maniobra
24 Vee
>
;:1j >
+ 0
Fuente de alimentacion
24 Vee
lnterruptor autornatico
maqnetoterrnico
-Q1
PE - ·-·- ·- ·
-· -·- · -· -·- ·-·-·-·- ·-f-· - ·-·- ·- ·-· -
Red electrica
230 Vac
N
Los circuitos electricos de mando se realizan, normalmente,
en corriente continua a 24 voltios (V). Este valor se obtiene
a traves de la red electrica monofasica y pasando poste-
riormente por un transformador que se encarga de reducir
la corriente alterna de 230 a 24 V. A continuaci6n, se rec-
tifica, se filtra y se estabiliza para obtener un valor de 24 V
en corriente continua. Este equipo se denomina fuente de
alimentaci6n.
• 4.3. fuentes de alimentacion electrica
Figura 4.3. Partes def interruptor automatico magnetotermico
.
Barnes de conexi6n
(salida
)
Palanca de
conex
i6n/desconexi6n
Tension
nominal
Curva de
;:~:,,.c __---;--- respuesta
b »> '
'Multi9
_-r- lndieador
de estado
Corriente
nominal
Barnes de eonex
i6n
(entrada)
I I
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

114. Los contactos electricos de un rele, por lo general, son
de tipo conmutado, es decir, que constan de un terminal
abierto, uno cerrado y uno cormin.
El mimero de contactos electricos y su tipo varian se-
gun el modelo. Como se disefian para operaciones de ma-
niobra, sus contactos no soportan corrientes elevadas. Este
hecho permite que sus dimensiones sean reducidas en com-
paraci6n con el contactor.
Tanto el circuito electromagnetico como los contactos
electricos van encapsulados juntos. Este conjunto se conec-
ta a un z6calo o base portarreles que hace de soporte. Una
de las ventajas es que, en caso de sustitucion del rele por
averia, esta operaci6n se realizaria con rapidez y seguridad
al no tener que desmontar el cableado.
El rele es similar al contactor, pero sin disponer de los con-
tactos de fuerza, ya que esta destinado a realizar tareas de
maniobra de los automatismos.
1111 4.4.2. [I rele
El contactor se identificaba anteriormente con la letra K,
pero actualmente se identifica con la letra Q, segiin la norma
EN 81346.
Contactos de fuerza.
Bobina.
Elemento ~ Simbolo
Tabla 4.1. Representaci6n grafica del contactor y sus partes
La simbologia electrica que se emplea para representar
al contactor se muestra en la Tabla 4.1.
F
igura 4.9. Representaci6n grafica comp/eta de un contactor .
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
r
El contactor suele dibujarse con sus elementos por sepa-
rado (bobina
, contactos principales ode fuerza y contactos
auxiliares ode maniobra)
, aunque hay veces en las cuales
puede dibujarse con todos sus elementos al completo.
Figura 4.8. Contacto NC.
2. NC: Contactos normalmente cerrados (normally
clos
ed). Son aquellos contactos electricos que, en
condiciones normales de reposo
, se encuentran ce-
rrados.
Figura 4.7. Contacto NO
.
1. NO: Contactos normalmente abiertos (normall
y
open)
. Son aquellos contactos electricos que , en con-
diciones normales de reposo
, se encuentran abiertos.
Los contactos electricos pueden ser de dos tipos: de
fuerza o potencia y de mando o maniobra.
Los contactos de fuerza estan destinados a conmutar
cargas elevadas. A traves de estos contactos, se conecta el
receptor a la red electrica.
Los contactos de mando estan destinados a realizar ta-
reas auxiliares para gestionar las tareas de maniobra.
A su vez, los contactos electricos pueden ser de dos tipos:
El contactor esta constituido por un circuito electro-
magnetico que, al ser activado
, provoca el cierre o apertura
(segun el tipo) de unos contactos. Cuando el circuito se des-
activa, los contactos vuelven a su posicion de reposo.
Figura 4.6. Contactores (
Fuente: Schneider Electric , izquierda, y de ABB,
derecha
).

115. Co
ntactos, temporizado a la
co
nexi6n (NO y N C).
-
K ~--E-~\i
~ ~l~I
:
.
....................................................
""
I ~ I!)(~
-
K ( - ~~ i -K ( - - ~- !
co : co :
.
................. ~ ~ ~ ~
R
ele temporizador con re tardo a
l
a conexi6n.
Elemento Sim bolo
Tabla 4
.3. Representaci6n grafica del rele temporizado a la co nexi6n
Un rele temporizador con temporizaci6n a la conexi6n
se s
imboliza como s e indica en la T abla 4.3.
En el rele temporizado a la cone
xi6n (on d elay), sus con-
tactos cambian de estado transcurrido un tiempo preestable-
cido de
sde que s e alimenta la bobina.
• Rele temporizado a la conex
i6n.
• Rele temporizado a la desconexi6n
.
Aunque hay v
arios modos de funcionamiento , los reles
temporizadore
s basicos son:
Figura 4.12. Partes de un rel
e temporizador ( Fuente: ABB ).
Alimentaci6n
electrica (A2)
Contacto NC (16) ~
Contacto NO (18) -
I Led de estado
I
I
I
Ajuste
de tiempo
Simbologfa
electr
ics
Modo de trabajo
E 234 CT-ERO - Modelo
Contacto
~-
- cornun (15)
Alimentaci6n
electr
ica (A 1)
El rele temporizador es aquel en el que s
us contactos se
activan en funci6n del tiempo
. Este dispo sitivo consta de
una bobina y de uno
s contactos. Los contactos suelen ser
de tipo conmutado, es decir
, que constan de un contacto
normalmente abierto (
NO), otro normalmente cerrado ( NC)
y otro contacto cormin (
C) a ambo s.
• 4.5. [I temporizador
El rele se identifica con la letra K.
Co
ntactos NO y NC.
conj unto.
Rele co
n dos contactos
conmutad
os. Sf mbolo de
-K 9---~~-~~
.
.................................................. , .
~1
-
K ~
·
····················································································
Con
tacto conmutado.
•••••••••
••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••r•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
-K :~
·
··················································:······························································
B
obina.
Elemento j Simbolo
Tabla 4
.2. Simbologia de representaci6n del rele
En la Tabla 4.2, se muestra la simbologfa electrica que
se emplea para representar el rele.
Figura 4.11. Sfmbolo de un contacto conmutado
.
Cornun
:~
NO NC
Figura 4.10. Rel
e (Fuente: Schneider Electric ).
-- Base portarrele
LACl6N Y MANTENIMIENTO

116. }--
}­
­­
©---
···
··························
0---
.
............................
\--
8---
\--
r
El interruptor de posici6n, tambien llamado final de carrera,
es un dispositivo electromecanico, similar a los interrupto-
res, que se acciona de manera mecanica por el contacto de
111111 lnterruptor de posicion
Entre los sensores y detectores mas empleados, estan los
que se indican a continuaci6n
.
Los dispositivos de accionamiento automatico son aquellos
q
ue detectan una posici6n o mag nitud ffsica y, en funci6n
de sus valores, generan una sefial que se emplea para pro-
vocar un accionamiento
. Son los detectores de posici6n y
sensores.
1111 4.6.2. Dispositivos de accionamiento
automatico
Figura 4.13. Conj unto pulsador con u
na y dos camaras de contactos
(
NO y NC ) (Fuente: Schneider Elect ric).
L
os elementos de mando se identifican con la letra S
seguida de un rnimero que hace referencia a
l orden dentro
del esquema electrico
,
A nivel ffsico, los diversos fabricantes proporcionan el
sistema de accionamiento por separado de las camaras de
contactos.
• A
ccionamiento. Forma d e activar los contactos
electricos
. Existe una gran diversidad en la forma del
accionamiento, que dependera de las necesidades.
Entre los sistemas de mando mecanico, se dispone de los
mostrados en la Tabla 4.5.
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
E
l elemento de mando se compone de dos partes:
• Con
tactos electricos. Pueden ser normalmente a bier-
tos (N
O) o normalmente cerrados (NC).
L
os dispositivos de accionamiento manual son aquellos
destinados a l
os operadores del sistema para generar una
serie de 6rdenes (puesta en marc
ha, paro, etc.). Este grupo
lo componen los pulsadores, selectores, etc., cuyo acciona
-
miento es de manera manual.
1111 4.6.1. Dispositivos de accionamiento manual
L
os elementos de mando son dispositivos que se encargan
de generar una serie de 6rdenes. Estos dispositivos pueden
ser de accionamiento manual (pulsadores) y de acciona-
miento automatico (sensores y detectores)
.
• 4.6. [lementos de mando electrico
El sfrnbolo del rele temporizador se identifica con la le
-
tra K.
! ~
~~~!~~~:.~i~~-d°.r "" a :-~ . ~ -..-.~)~l i
. . ,....I . '°(
.
l Contacto~
,,temporizado a la l -K ) ~ ~ l-K )-~- l
: oesconexion (
NO y NC ). : : :
: : co : co :
i ; ~ i ~ I
Elemento ~ Sim bolo
Tabla 4.4
. Representaci6n qrafica del rele temporizado
a la desconexi6n
En el rele temporizado a la desconexi6n (off delay)
, sus
contactos cambian de estado transcurrido un tiempo prees
-
tablecido desde que deja de alimentarse la bobina.
En l
a Tabla 4.4, se muestra c6mo se simboliza un rele
temporizador con temporizaci6n a la desconexi6n
.

117. Este elemento se identifica con la letra B.
~~~
ta~~o(~G·~~O): . , ··~i~~- , .[i-~ .
....
............................................ .: ; .
l
nterruptor reed .
Elemento j Simbolo
Tabla 4.7. Representaci6n qrafica del inter
ruptor reed
La simbologfa electrica que representa al interruptor
reed se muestra en la Tabla 4.
7.
Solo necesitan dos hilos para su conexi6n e
lectrica, pero ,
normalmente
, emplean tres, puesto que suelen utilizar un
led para i
ndicar su estado . Por ello, de estos tres hilos, dos
son de alimentaci6n electrica (positivo y negativo) y e
l ter-
cero es la salida de la sefial.
L
os interruptores reed se caracterizan por tener un tama-
fio reduci
do y fiable con un mantenimiento nulo , ya que no
poseen piezas que se sometan a desgaste.
Figura 4
.15. Funcionamiento def interruptor reed .
L
os contactos se cierran por la influencia de un cam-
po magnetico
, Este campo magnetico lo provoca un anillo
magnetico que va instalado en el cilindro, de tal forma que
e
l anillo activa el interruptor cuando esta dentro de su cam-
po de acci6n.
Intemamente
, constan de un contacto dentro de una ampo-
lla con un gas inerte, todo ello encapsu
lado en una resina de
tipo epoxi para darle consistencia mecanica,
El interruptor reed, tambien llamado sensor magnetico de
pro
ximidad, se emplea para detectar l a posici6n del embolo
en un cilindro. Acnian como un final de carrera para detectar
cuando el embolo esta replegado 0 desplegado.
111111 lnterruptor reed
Los interruptores de posici6n se identifican con la l
etra
B
. segiin la norma EN 81346.
'
!
--~~~~Jr0::~;~~~!: -~----~·-··!····---~ .. ;t ~~---··5~~t.l
l .. ~i~:l~~t~f~~c
i.:.l.-~---=-~-1--~--==tr .. =~~-~-~tl
Elemento l Simbolo
Tabla 4
.6. Representaci6n qratica del in terruptor de posici6n
L
a simbologia electrica que representa al interruptor de
posici6n o final de carrera se indica en la T
abla 4.6.
Existe una gran variedad d
e interruptores de posici6n ,
que se distinguen por el cabezal o sistema de accionamie
nto
(de pulsador
, de varilla, de rodillo , etcetera).
Figura 4.14. D
iferentes tipos d e interruptores de posici6n
(
Fuente: Schne ider Electric).
De palanca con
rodillo ajustable
De varilla
libre
De piston con rodillo
I ~
De palanca
con rodillo
un objeto mo
vil sobre el. Se emplea para detectar l a posi-
ci6n concreta y definida de un objeto que se desplaza por
una trayectoria fija y conocida.
LACl6N Y MANTENIMIENTO

118. ('1)1
-
B
~-~
Co
ntacto
de sensor
de prox
imidad
(
NC y NO ).
Elemento Sim bolo
Tabla 4
.11. Representaci6n grafica del sensor de proximidad
Su representaci6n se muestra en la Tabla 4.11.
En determinadas ocasiones, interesa representar el con-
tacto de un sensor de proximidad sin importar el modo de
funcionamiento (reed, inductivo, capacitivo, etc.).
Estos dispositivos se identifican con la letra B.
~ Se
nsor de
~ proxim
idad
j capac
itivo.
: : ; :
Elemento l Simbolo
Tabla 4
.10. Representaci6n qrafica del sensor de proximidad
En la Tabla 4.10, se muestra la simbologfa que represen-
ta al sensor de proximidad de proximidad capacitivo.
Figura 4.17. Sensores de proximidad capacit
ivos (Fuente: Schneider Electr ic).
El sensor de proximidad capacitivo es un detector que revela
la presencia de un objeto (tanto metalico como no metali-
co) dentro de su campo de acci6n.
Trabajan de manera similar al condensador, creando un
campo electrostatico, La cara activa del sensor acnia como
una de las placas del condensador y la otra placa se consi-
dera tierra. Entre ambos se encuentra el dielectrico, que es
el aire. Cuando un objeto se sinia en el campo de detecci6n,
se modifica el dielectrico y, de esta manera, el circuito de
control lo detecta y acnia sobre la salida.
111111 Sensor de proximidad capacitivo
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
r
Estos d
ispositivos se identifican con la letra B .
Sensor
de proxim
idad
induct
ivo.
-B ~ -
B [Z]
................................. : ~- .
Elemento ~ Simbolo
Tabla 4
.9. Representaci6n grafica del senso r de proximidad inductivo
Cuando quiere hacerse referencia a
l sensor de proximi-
dad inductivo, se utiliza la simbologia indicada en la Ta-
b
la 4.9.
~ Sf m
bolo qenerico.
; : :
Elemento l Simbolo
Tabla 4
.8. Representaci6n qrafica qenerica de l sensor de prox imidad
La simbologia que representa a los sensores de proximi-
d
ad de forma generica y sin especificar el tipo se muestra
en la T
abla 4.8.
Figura 4.16. Se
nsor de proximidad inductivo ( Fuente: Schne ider Electric).
Func
ionan a base d e generar un campo electrornagnetico
altemo mediante una b
obina delante de una cara sensi ble
o activa y con una frecuencia alta (entre 100 y 500 kHz)
mediante un osci
lador. C uando un o bjeto metalico se sinia
dentro de su campo de detecci6n, crea unas perturbaciones
por las que el circuito de control detecta y activa la salida.
La distancia del cam po de detecci6n es corta ( del orden
de milimetros a centimetros) y puede ser alterada en fun-
ci6n del tipo de material y de l
a forma de l objeto que ha de
detectarse. P
or ejemplo, un objeto de acero ducti l se detecta
mejor que uno de aluminio o cobre y un ob
jeto piano se
detecta mejor que uno redondeado.
El sensor de proximidad inductivo es un detector que revela
la presencia de un objeto m
etalico dentro de su campo de
acci6n
.
111111 Sensor de proximidad inductivo

119. 2
. Modo opue sto. En este modo , se emplean d os sen-
sores, de tal manera que uno de ellos emite la onda
y el otro la recibe. Actuan como barrera s6nica, si el
recepto
r no recibe l as ondas, s ignifica que ha detec -
tado un objeto
.
Figura 4.21. Se
nsor de ultrasonido trabajando en modo eco.
Ondas ultras6nicas Emisor/Receptor
E
l detector o sensor de ultrasonidos es un element o capaz de
de
tectar un objeto situado dentro de su campo de acci6n por
medio de la emisi6n y recepci6n d
e ondas de ultrasonidos.
El sensor de ultrasonidos puede operar de dos formas
:
1
. Modo difuso o modo eco. El sensor emite y recibe
l
a onda de ultrasonidos. Si recibe l as ondas, significa
que h
a detectado un objeto.
111111 Sensor de ultrasonidos
Est
os dispositivos se identifican con la l etra B.
-B~ Sensor totoelecmco "VI'
(de barrera). ¥ = i:::
; ; :·
·······························:
! Sensor totoelecmco ! -
B [I] ! -B [I] !
j (emisor y receptor). ~ ¥ = ~ ::: i::: ~
: : : : . . . . . . . .
; ; ; ;
. . .
: : -B~ I :
Sensor totoelecmco i;a
~ (de proximidad). ~ ¥ = i::: §I ~
! .! !
Elemento 1 Simbolo
Tabla 4
.12. Representaci6n gratica del sensor totoe lecmco
En la Tabla 4.12, se observa la simbologfa electrica que
representa al sensor fotoelectrico.
El tipo de encapsulamiento es muy variado: rectangula-
res, compactos, cilindricos, de horquilla, de fibras 6pticas y
barreras de matriz.
Figura 4.20. Se
nsores totoeiectnco« p ar retorno de haz.
Figura 4.19. Sensores totoeiectnco: pa
r bloqueo de haz.
El sistema de detecci6n consiste en crear una barrera de
luz mediante un haz. Consta de un emisor, que es el encar-
gado de generar y emitir el rayo de luz, y de un elemento
receptor, que es el encargado de recibir este rayo de luz.
Hay dos sistemas de detecci6n: el sistema por bloqueo
de haz (el receptor detecta el corte del haz) y el sistema por
retomo de haz 0 reflex (el receptor detecta la incidencia del
haz de luz).
Figura 4.18. Se
nsores iotoeiecuicos ( Fuente: Schneider Electric).
Los sensores fotoelectricos se basan en detectar un objeto
que interrumpe o refteja un haz de luz. Disponen de un
amplio rango de distancias de detecci6n desde muy cortas
(milimetros) hasta metros.
111111 Sensores fotoelectricos
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

120. ~
···
···········································
-
B Cf]-:(
Pt
100
rr=r
..
.............................................
Ml ~~
-B [f]-
~-=r
Pt
100
Termostato (
NO, NC y NO+NC) .
Pt100
A
RTD (Pt
-100, a 2, 3 y 4 hilos).
.
............................................................................................................................................................................................................
+
Terrnopa
r. - Bv -a V
.
......................................................................................................................................................................................................
-¢-
-e +
e
NTC PTC
Termistor (
PTC y NTC).
Sensor de tempera
tura (sf mbolo
qenenco
).
Elemento Simbolo
Tabla 4.14. Represe
ntaci6n qratica de l as elementos de medici6n y control de la temperatura
Figura 4.23. T
ermorresistencia Pt­100 (Fuente : Danfoss).
• Ter
mistores. Un termistor es una resistencia cuyo
va
lor varfa con la temperatura. Existen de dos tipos :
NTC (negative temperature coefficient), cuya resis-
tencia varia inversamente con l
a temperatura, y P TC
(positive temperature coefficient), cuya resistencia
varia directamente con la temperatura.
• Termorre
sistencias. Tambien llamadas R TD ( resis­
tance temperature detector), son rnetalicos
, princi-
palmente de platino
. Se basan en el principio de que,
cuand
o un metal aumenta su temperatura, tambien au-
menta su resistencia. El rango de medici6n va desde
200 a 80
0 °C aproximadamente. S on muy utilizadas .
Un sensor de temperatura es un elemento capaz de transfor-
mar una sefia
l fisica de temperatura e n una sefial electrica.
Existen diferentes tipos de sensores, pero, entre los mas
emp
leados, estan :
111111 Sensores de temperatura
INSTALACl6N Y MANTE
NIMIE
Estos d
ispositivos se identifican co n la letra B .
Sensor de ultraso
nidos .
-
B [I]
...........
........................................ ; ;
Elemento ! Simbolo
Tabla 4
.13. Representaci6n qrat ica del sensor de ultrason idos
L
a simbologia electrica q ue representa a l sensor de ul-
tras
onidos es la in dicada en la T abla 4.13.
Figura 4.22. Se
nsor de ultrasonido trabajando en modo opuesto.
Modo opuesto
Objeto por detectar
Emisor
r

121. -
80
. .
-B ~=~
Presostato (
NO, NC y NO+NC).
Sensor de pres
i6n.
Elemento Simbolo
• S
ensores a 2 hil os. Se conectan en serie con la carga .
La fuente de alimentacion puede ser tanto en co-
rriente continua como en corriente alterna, depen-
diendo del modelo.
El mimero de hilos electricos de los sensores puede ser:
1
. Salida digital o di screta. La sefial de salida consiste
en indicar si el sensor se activa o no, por ejemplo, si
existe un o
bjeto dentro de su campo de deteccion. La
salida proporc
iona un nive l de tension de t ipo binario
(todo o nada).
2
. Salida anal6gica. La sefial de salida consiste en
proporcionar el valor de la magnitud fisica medida
(temperatura, distancia
, etc.). La salida es de tipo
analogico (de corriente entre 4 y 20 mA o de tension
entre 0 ylO Vee). Este tipo de salida se emplea con
automatas programables.
Los sensores activos necesitan un suministro electrico. Nor-
malmente, funcionan a una tension de 24 V en corriente con
-
tinua, no obstante, existen mode
los que funcionan a otras
tensiones como, por ejemplo, a 230 V en corriente alterna.
L
as salidas de los sensores pueden proporcionar los da-
tos de dos formas:
1111 4.6.4. Conexion electrica de los sensores
Figura 4.24. Sensores transmisores de presi6n (
Fuente: Danfoss).
Tabla 4
.15. Representaci6n qrafica
Un sensor de pres
ion es un elemento capaz de transformar
una sefial ffsica de presion en una sefial electrica.
Aunque existen muchos metodos para determinar la pre-
sion, l
as tecnologfas mas empleadas en el elemento captador
son de tipo
:
• C
apacitivo. Estan basados en la misma tecnologia
de los condensadores. Cuando la separacion de las
armaduras de un condensador varfa por efecto de la
presion, este varia su capacidad
.
• Re
sistivo. Consiste en variar l a resistencia d e un
conductor al ser sometidos a una presion,
• Plezo
electrico. Estan b asados en el efecto piezoelec-
trico, cuando ciertos materiales
, al ser sometidos a
una compresion
, generan un pequefio voltaje.
En l
a Tabla 4.15, se indica la simbologfa electrica que
representa a los elementos de control de presion
.
Este dispositivo se identifica con la letra B
.
1111 4 .6.3. Sensores de presion
Estos dispositivos se identifican con la letra B
.
La simbologia electrica que representa a los elementos
de medicion y control de la temperatura se muestran en la
T
abla 4.14.
• Termopares
. Se basan en el principio de que, en la
union de dos metales
, cuando se aumenta su tempe -
ratura
, se crea una pequefia diferencia de potencial
(milivoltios). Se emplea principalmente para tempe-
raturas muy elevadas (Hegan incluso a valores supe-
riores a 1000 °C)
.
• S
istemas electr6nicos ( diodos y circuitos in tegra-
d
os ). Se basan en emplear tecnologia de semicon-
ductores para la medicion de la temperatura. Existen
circuitos integrados destinados expresamente para
realizar esta tarea.
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

122. • Sensores a 5 hilos. Es un sensor el que incorpora
cinco hilos (dos de alimentacion y tres para la salida
de tipo conmutado).
Figura 4.29. Sensor con conexi6n a 4 hifos.
s _fl_
~ su
+
+
• Sensores a 4 hilos. Es un sensor a tres hilos que in-
corpora una segunda salida, que es su complementa-
ria. Si el sensor se activa, en la salida, hay un nivel
de tension alto (normalmente 24 V) y, en la comple-
mentaria, hay 0 V.
Figura 4.28. Refe preaccionador con un sensor de proximidad.
I carga < I max
. sensor
~_.__
+_~\::'.'· sensor
s i) 'ca
rga
+
El uso de preaccionadores es importante. Hay que
tener en cuenta que los sensores trabajan con co-
rrientes bajas y el hecho de incrementar la corriente
supondria su destruccion,
Figura 4.27. Cabf eado en un sensor de proximidad.
(
BU)Azul
Alimentaci
6n (-)
(
BK) Negro
Salida de serial (S)
mli
iiP----- ----:I
(BN) Marron
Alimentaci6n (+)
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
Los sensores de proximidad a tres hilos funcionan
para una tension de 24 V en corriente continua
. La
salida de sefial del sensor se aplica a la entrada de un
automata programable (PLC) o se conecta a un rele
auxiliar que acnia como preaccionador.
El nombre de PNP y NPN viene del tipo de transistor
electr6nico interno que se emplea como etapa de salida
del sensor.
Sabias que ...
Figura 4.26. Conexi6n efectrica def sensor a tres hifos.
T
ipo NPN Tipo PNP
s s
+ +
+ + +
Existen dos tipos de sensores a tres hilos: de tipo
PNP y NPN. En los de tipo PNP (salida de valor po-
sitivo ), la carga se conecta a la salida del sensor y al
negativo y
, en los de tipo NPN (salida de valor nega-
tivo ), la carga se conecta a la salida y al positivo de
alimentacion
.
La mayoria de los fabricantes dotan a sus modelos de sen-
sores con una serie de protecciones tales como: protecci6n
contra la inversion del cableado de alimentaci6n y protec
-
ci6n contra sobrecargas y cortocircuitos, entre otros.
Sabias que ...
• Sensores a 3 hilos. Funcionan en corriente continua.
Disponen de tres cables
: dos de ellos se conectan a
la fuente de alimentacion electrica y el otro es la se
-
fial de salida que se conecta a la carga, que suele ser
la bobina de un rele.
Figura 4.25. Conexi6n efectrica def sensor a dos hifos.
r

123. P
ara la medicion de la corriente, se emplea el amperfme -
tro, que se conecta en serie con el elemento que ha de medirse
.
Figura 4.33
. La medici6n co n el voltfmetro (F uente: Circutor).
Voltfmetro
v Carga
Fuente de
alimentaci6n
Aunque hay muchas magnitudes que h
an de medirse, las
medicio
nes de campo suelen centrarse sobre las magnitu des
de tens
ion y corriente, por la facilidad de su realizacion y
por el tipo de informacion que proporcionan
.
P
ara la medicion de la tension, se emplea el voltfmetro,
que se conecta en paralelo con e
l elemento que ha de medirse.
En ocasiones, es necesario realizar alguna medicion en el
area e
lectrica de l os circuitos de mando para verificar su
correcto funcionamiento o durante la realizacion de tareas
de mantenimiento
.
• 4 .8. f lementas de medida electrica
~n
.
..............................
:~
...
............................
:~
.
..............................
:~
·
······························
:~
] Zumbador.
~
"""""'
'"',.,..,.""'•"''...:, . :- . .- ...
' ~ .
c
~
j Sirena
.
Acustico
~ T
imbre.
~·"'
'~:tm:l:!;;?.:!""!:'I~:-·············· .. ······························· .. ······
~ Bocina.
~
t••
············ .. ·· ·····································
i nterm itente.
~
~
·············· .. ··························· .. ·· .. ······
~ Pilato de seiializaci6n
Luminoso
Pilato de senal
izacton.
Tipo ~ Nombre Simbolo
•• •}l.li•!'i •••• ~
-•-...•A•!'
Tabla 4
.16. Dispositivos de senalizacion
Figura 4.32. Ba
lizas de sefializaci6n (F uente: Schneider Electric).
En muchas ocasiones, es necesario poder sefializar el estado
de alguna maniobra (maquina en marcha, maquina parada,
accionamiento del paro de emergencia, averfas, etc.). Como
elementos de sefializacion, se tienen los avisadores lumino-
sos y los aciisticos.
Los dispositivos de sefializacion opticos y aciisticos, an-
teriormente, se identificaban con la letra H y, actualmente,
con la letra P segun la norma EN 81346.
• 4.7. Dispositivos de senalizacion
Figura 4.31. Sensor co
n salida digita l y anal6gica.
Salida anal6gica
(4-20 mA/ 0-10 V)
-B
Salida digital
(PNP o NPN)
+
• Sensores con salida anal6gica. Los sensores con
salida analogica proporcionan por su salida niveles
de tension ( entre 0 y 10 V) o de corriente ( entre 4 y
20 mA). Algunos sensores proporcionan dos salidas:
una de tipo analogico y otra de tipo digital o binario.
Figura 4.30. Sensor con conexi6
n a 5 hilos.
Co mun -B
NO
NC
+
LA
Cl6N Y MANTENIMIENTO

124. En este circuito, se controla un cilindro de simple efecto me-
diante un pulsador. Mientras este accionado el pulsador, la
electrovalvula estara activada y el cilindro, desplegado. Al
111111 Cilindro de simple efecto
Aunque pueden realizarse multiples combinaciones de ele-
mentos para crear un circuito, los mas significativos son los
que se describen a continuaci6n.
1111 4.10.1. Oesarrollo de circuitos
electroneumaticos
En el desarrollo de circuitos de mando, un aspecto fun-
damental es la forma de activar las electrovalvulas, Cuando
la corriente que demandan los actuadores es baja, pueden
conectarse directamente los elementos de mando con los re-
ceptores. Este sistema se denomina mando directo. Cuando
esta corriente es mas elevada y los elementos de mando no
pueden manejarla o cuando desea reducirse la corriente que
circula por el circuito de mando, se emplea un elemento in-
termedio, denominado preactuador, que normalmente es un
rele o un contactor, de tal manera que la corriente que cir-
cula por el circuito de mando es la que demanda la bobina
del preactuador y, por sus contactos, circula la corriente que
demanda el actuador. Este sistema se denomina mando indi­
recto (Figura 4.40).
Figura 4.38. Sentido def flujo de senates en los circuitos
.
0 v ( )------+-----
4
r
F
luJo de 1
sena
les
-MB1
•24VT
-S1 E
-
Los circuitos electroneumaticos y electrohidraulicos se
plantean dividiendo la parte electrica ( circuito de manio­
bra) y la parte neumatica o hidraulica ( circuito de fuerza).
El ftujo de sefiales va en direcci6n de abajo arriba en la par-
te neumatica o hidraulica y de arriba abajo en la parte electrica,
• 4.10. Oesarrollo de sistemas
electroneumaticos
y electrohidraulicos
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
Figura 4.37. Ejemplos de electrovalvulas
.
5 1 3
Valvula 5
/3
Valvula 3/2
NO
Valvula 2
/2 rz[[[Jv
Valvula 4 /2 QIIIIP
4
Valvula 3
/2
~
Valvula 5
/2
~
NC
5 1 3
En la Figura 4.3
7, se muestran algunos ejemplos de elec-
trovalvulas de diferentes vias y posiciones.
Figura 4.36. Accionamiento elecuico
.
Electroirnan l7Ki
servoasistido lLILL
Electroirnan lZ[
Las electrovalvulas son aquellas que se accionan de manera
electrica. Constan de un electroiman que
, al ser conectado
a l
a linea de alimentaci6n , provoca un movimiento que ac-
ciona la valvula.
• 4.9. [lectrovalvulas
Figura 4.35. P
olf metro o tester .
El aparato que realiza mediciones de varias magnitudes
electricas es el polimetro, tam
bien llamado tester.
Figura 4.34. La medici6n con el amperfmetro (
Fuente: Circutor).
Fuente de
a
lirnentacion
Carga
Amper
fmetro
~--
-+--<Al-+---
r

125. Manda directa Manda indirecta
+24 v +24 v
~
0
1
I 13 3 3
-S1 E
- -S1 E - -K1
2
4 4 14
A1
-*
-K1 -
MB1
-* ov
En el circuito de la Figura 4.43
, la electrovalvula que
controla el cilindro se activara cuando algun pulsador (S 1 o
S2) este accionado.
La funci6n 0 (OR) se emplea cuando necesita activarse un
receptor desde varia
s posiciones. En este caso, los contactos
abiertos se conectan en paralelo
.
111111 f
uncion a
En el circuito de la Figura 4.42
, la electrovalvula que
controla el cilindro se activara cuando ambos pulsadores
(S 1 y S2) esten accionados a la vez.
La funci6n Y (AND) se emplea cuando se necesita activar
un receptor mediante el cierre simultaneo de todos los con-
tactos que intervienen en la maniobra. Esta circunstancia
ocurre cuando los contactos estan conectados en serie.
111111 f
uncion Y
En este circuito, se controla un cilindro de doble efecto me-
diante un pulsador
. Mientras este accionado el pulsador , la
electrovalvula estara activada y el cilindro desplegado. Al
soltar el pulsador
, la electrovalvula vuelve a su posici6n de
reposo y el vastago del cilindro se repliega.
Los cilindros de doble efecto pueden controlarse tanto
por una valvula 4
/2 o como por una 5/2. La valvula 5/2
tiene dos conexiones de escape
, mientras que la valvula 4/2
solo tiene una. En la Figura 4.41, se muestra un circuito de
fuerza en el que se emplea cada una de estas dos valvulas,
El circuito de maniobra es identico al estudiado en el
esquema anterior, donde se muestra el control mediante
mando directo e indirecto.
111111 Cilindro de dable e
fecta
Figura 4.41. Circuito de electroneumatica para un cilindro de doble efecto
.
4
Valvula 5
/2 Valvula 4/2
Figura 4.40. Circuito de maniobra para un cilindro de simple efecto (
mando
directo e indirecto
).
Manda directa Manda indirecta
+24 v +24 v
T>
0
I 3
[ 13
-S1 E
- -S1 E- -K1
4 4 14
A1
-MB1
-*
-K1 -MB1
-
*
ov ov
Si el circuito de maniobra se realiza en forma de mando
directo, el pulsador (S 1) activa directamente la electroval-
vula (MBl). En cambio
, si se emplea el mando indirecto , el
pulsador (S 1) activa un rele (K 1) y es este el que activa la
electroval vula (MB 1).
Figura 4.39. Circuito de fuerza de electroneumatica para un cilindro
de simple efecto (
electrovalvulas 3 12 y 512).
En la Figura 4.39, se muestra un circuito de fuerza que
emplea electrovalvulas 3/2 y 5
/2 para electroneumatica,
soltar el pulsador, la electrovalvula vuelve a su posici6n de re
-
poso mediante un resorte y el vastago del cilindro se repliega
.
LACl6N Y MANTENIMIENTO

126. 4 2
r
Figura 4.44
. Esquema def circuito con r ealimentaci6n.
+24 v
23
-S1 E
-- -K1
2 24
3 13
-S2 E- -
K1
4 14
A1
-K1 -MB1
-~
ov
Cilindro de doble efecto Cilindro de simple efecto
111111 Control de un cilindro (con realimentacion)
sador de marcha (S2, contacto a
bierto N O). Su activacion
accionara sus contactos, empleando uno abierto ( contacto
13-14) para realimentar el circuito y que se conectara en
parale
lo al pulsador de marcha. A l dejar de accionar el
pulsador, la bo
bina del rele se realimenta a traves de este
contacto
. Para desactivar el rele, se emplea un pulsador
Esta maniobra consiste en emplear un pulsador para activar
e
l receptor y otro pulsador para desactivarlo. En la Figu -
ra 4.44
, se muestra la maniobra. Se emplea un rele (Kl) ,
que quedara activado despues del accionamiento del pul-
Figura 4.43. Esquema def circuito de l
a funci6n 0.
ov
-MB1 -K1
A1
4 4
4 2
14
-K1
+24 v
0
1---------4-1-3
-1
3 -1
13
-S1 E
- -S2 E -
Cilindro de doble efecto
4 2
Cilindro de simple efecto
Figura 4.42. Esquema def circuito de la funci6n Y.
+24 v
0 1
3 I 13
-si E
-1
-K1
4 14
3
-S2 E-
4
A1
-K1 -MB1
-~
ov
Cilindro de doble efecto
INSTALACl6N Y MANTENIMIE
Cilindro de simple efecto

127. Figura 4.46. Esquema def circuito inversor con final de carre
ra (mando indirecto ).
-K2 -MB1 -
~ -MB2
A1 A1
ov
-K1
A1 A1
-K1 -
K2 -MB1 - *-MB2
-
*
ov
Figura 4.45
. Esquema def circuito ( control manual) .
-B1 +24 v
0
1 1 1
13 3 3 13
-S1 E- -81 -K1 -K2
4 4 14 14
4 2
+24 v
0
1
3 1 3
] 13 [ 13
-S1 E- -S2 E- -K1 -K2
4 4 14 14
4 2
Esta maniobra consiste en realizar un movimiento de vai-
ven. Una vez activado el circuito, el vastago del cilindro se
despliega. Al llegar a su posici6n final, se repliega automa-
ticamente. Si el circuito esta activado, el vastago volvera a
desplegarse
, y asi hasta que se accione el pulsador de paro.
Las posiciones del cilindro ( desplegado y replegado) son
detectadas por unos finales de carrera (Bl y B2). En este
111111 Vaiven con finales de carrera
Los interruptores de posici6n o finales de carrera permiten au-
tomatizar maniobras. En el circuito de la Figura 4.46, seem-
plea un pulsador (S 1) para iniciar el despliegue del vastago del
cilindro y, mediante un final de carrera (B 1 ), se repliega. En
este caso, se ha empleado el simbolo generico del interruptor
de posici6n. Las electrovalvulas (en este caso
, servoasistidas)
se activan mediante la acci6n de unos reles (Kl y K2).
111111 Inversion de un cilindro mediante final
de carrera
En el circuito de la Figura 4.45, cada pulsador (S 1 y
S2) activa un rele (Kl y K2)
, que, a su vez , activa la bobi-
na de la electrovalvula (M
B 1 y M B2). De esta manera , el
pulsador Sl despliega el cilindro (avance) y S2 lo repliega
(retroceso )
.
Esta maniobra consiste en controlar un cilindro de doble
efecto mediante dos pulsadores. A diferencia de los cir-
cuitos anteriores donde e
l vastago del cilindro retornaba
mediante un resorte de la valvula
, ahora la electrovalvula
consta de dos bobinas
, una para cada movimiento .
111111 Control de un cilindro
(avance y retroceso manual)
El rele (Kl) controla la electrovalvula (MBl) a traves de
un contacto abierto (23-24).
(Sl, contacto cerrado NC) en serie con la bobina, de tal
manera que su accionamiento provoca la desconexi6n de
la bobina.
LACl6N Y MANTENIMIENTO

128. r
Figura 4.48. Esquema def circuito de vs
iven con i nterruptores magneticos a dos h ilos (mando indirecto).
-B1 -B2
+24 v
-
B1 3 - B2 3 1 3 13
-81 E--
[
~-1 ·
[
{}-- -K 2 - K3
2 4 14 14
3 13 23
-8
2 E- - K1 - K1
4 14 24
A1 A1 A1
-K1 -
K2 - K3
-
* -*
ov
Figura 4.47. Esquema def circ
uito de vs iven con finales de car rera (mando indi recto).
+ 24 v
-B1 -B
2
-B1 3 -
B2 3 1 3 1 3
ol
0
- - K2 - K3
2 4 14 14
I
3 1
3 2 3 I
I I
... - - - _
I
-82 E- -
K1 -K1
4 14 2
4
A1 A1 A1
-K1 -
K2 - K3
-*
ov
En esta maniobra
, cuando el vastago del cilindro esta des-
plegado, el final d
e carrera ( B2) activa un temporizador a
la conexi6n (K2)
. Transcurrido el tiempo prefijado del tem -
porizador
, se activa el rele K3, provocando asf el repliegue
del vastago del cilindro (F
igura 4.51).
111111 Cilindro con retorno temporizado
El emp
leo de los presostatos permite realizar maniobras una
vez alcanza
da una presi6n d eterminada, como, por ejemplo,
en tareas de estampaci6n.
En esta manio
bra, el vastago del cilindro se desp liega y
no se retira hasta que haya alcanzado la presi6n establecida
en el presostato (
B2) (Figura 4 .50).
111111 Cilindro con control de presion
sensor activa el rele y este acciona la carga o electrovalvula
(Figura 4.49).
INSTALACl6N Y MANTENIMIE
Como se ha estudiado previamente, los sensores a tres hilos
emplean dos de ellos para su alimentaci6n e
lectrica y un
tercer hilo que acnia como salida
. Con este tipo de elemen-
tos, es recomenda
ble el empleo de un preactuador (rele) , El
111111 Vaiven con sensores de proximidad
de tres hilos
cas
o, se h a empleado el sfrnbolo de l interruptor de posici6n
con accionamiento por rodillo. Ademas, el movimiento del
cilindro esta ralentizado por medio de valvulas estrangu
-
ladoras
, tanto e n avance como en repliegue (Figura 4.4 7).
La funci6n del rele Kl es actuar como memoria y
, mien-
tras este activado, realiza el ciclo de despliegue
-repliegue.
Si
, en lugar de emplear interruptores de posici6n meca-
nicos (finales de carrera)
, se emplean interruptores magne -
ticos de tipo reed de dos hi
los, el esquema seria e l mismo,
salvo por l
a indicaci6n del tipo de sensor (Figura 4.48) .

129. Figura 4.51. Esquema def circuito con retorno temporizado (
circuito de maniobra ).
+24 v
-
81 - 82
0
1 1 1
3 ] i
a 3 3 1 3
-
si F-1
-82 0-
- - K2 - K1 -K3
4 4 4 14 14
3
4 2
-
81 0--
4
A1 A1 A1 -M81 -
M82
-
K1 - K2 -K 3
-* -*
OV
Figura 4.50. Esquema def circuito con control de presi6n (
circuito de maniobra ).
-81
+24 v
0
1 1 1
13
3 3 13
s1 E-1
-
82 B-- -K1 -K2
-82
4 4 14 14
-81
3
4 2
0-
-
4
A1 A1
-K1 -
K2 -M81
-
*
-M82
- *
ov
Figura 4.49. Esquema def circuito de vsiver: con sensores de proximidad (
ciclo continua).
+24 v
-81 -82
13 13
-S1 E-
- ~ ~
-K2 - K3
c 2
___/'_ J1.._ ___/' _ J1.._
14 14
L.I L.I
3 13 23
-S2 E- -K1 -K1
4 2 4 14 24
A1 A1 A1
-K1 -
K2 -K3
-*
ov
LACl6N Y MANTENIMIENTO

130. +
24 v
0
l
3
-
82 l - 83 l 2 3 -84 l l 13 l 1 3 l 1 3 3 3 13
-
s1 E-~
4
0 - 0 -~ 0 -
-K1 -
K2 -K3 - K4
4 2
4 4 14 14 14 14
-
81 3 2 3
0-
~
-
K2
-
83
1
~
2
4
0--
A1 A
1 A1
-
M81 - M82 - M83 -M84
-
K1 - K2 - K3 - K4 - t -t - t -t
ov
Figura 4.53. Esquema def circuito A+ A- B+ B
-.
r
4 2
8
-84 -
83
A+ A
- B+ B -
OV
-K2 -MB1 -K1 -
t -MB2
A1 A1
+24 v
0
1 1
] 13
J 13 3 3
-S1 E- -S2 E
- -K1 -K2
4 4 14 14
Las manio
bras de varios cilindros suelen representarse indi-
can
do el cilindro con una l etra (A, B, C, etc.). Junto a esta
letra
, se afiade el signo + cuando el vastago del cilindro esta
111111 Control de dos cilindros.
Cicio A+ {A­ 8 +) 8­
avance y el otro
, el retroceso del vastago. Para facilitar la
tarea de posicionamiento, se emplean dos va
lvulas antirre-
torno estrangula
doras que provocan q ue el movimiento de l
fluido por el cilindro sea lento (Figura 4.52).
INSTALACl6N Y MANTENIMIE
-
82
4 2
A
-81
Figura 4.52. Esquema def c
ircuito con vafv ufa 513.
En esta maniobra, el vastago del cilindro puede fijarse en
cualquier posici6n de su carrera. P
ara ello, se emplea una
valvula 5
/3. Esta valvula, en SU posici6n central, b loquea el
paso del fluido al cilindro. El accionamiento de la valvu
la,
aparte de ser electrico, cuenta con un retorno de muelle, de
tal manera que, al dejar de activar el solenoide de l
a elec-
trovalvula, esta vuelve a su posici6n de reposo. El control
se realiza mediante dos pulsadores: uno para controlar el
111111 Control de un cilindro con parada en media
de su ca rrera

131. Figura 4.54
. Control de giro de un motor neumatico.
Figura 4.55. Esquema def circuito con para de emergencia (
directo e
indirecto
).
-S1 -S1 -K1
13
0­
.A 0­ .A
~
4 2
2 2
Al
imentaci6n de l Alimen taci6n del
circu
ito de mando circu ito de mando
-
MB1 - MB1
-~
ov ov
+24 v +
24 v
La parada de emergencia es una maniobra que debe activarse
ante un riesgo inminente de accidente. Consiste en llevar el
sistema ante una posici6n segura. Esta posici6n segura
, en la
mayoria de los casos
, consiste en dejar el sistema sin energia.
En la Figura 4.55, se muestra un ejemplo. Para despre-
surizar el circuito
, se emplea una valvula 3/2 monoestable
que alimenta al circuito
. El pulsador de paro de emergencia
(Sl) se encarga de controlar esta valvula. Al ser accionado,
deja sin alimentaci6n a la bobina de esta valvula cortando
la presi6n del sistema.
En el circuito electrico, al estar conectada en serie, se
comporta de identica manera y su accionamiento deja sin
corriente electrica al circuito de mando.
La alimentaci6n electrica del circuito de mando puede
realizarse de manera directa a traves del pulsador de emer-
gencia ode manera indirecta a traves de un rele (Kl).
111111 Parada de emergencia
El motor neumatico con dos sentidos de giro rotara segiin
el movimiento del aire. En el circuito de la figura (Figu-
ra 4.54), se ha empleado una valvula distribuidora 5/3 en
cuya posici6n central se impide el movimiento del fluido
en el motor y
, por tanto, se bloquea el eje.
El circuito electrico consta de unos pulsadores de mar-
cha para cada sentido de giro (S2 y S3) y un pulsador de
paro (Sl). Para invertir el giro, debe pasarse primero por
el paro. Para obligar a esta maniobra, se ha colocado unos
contactos cerrados antes de cada rele (21-22 Kl y K2).
111111 Control de un motor neumatico
en las dos sentidos de giro
en avance ( despliegue) y el signo - cuando el vastago esta
en retroceso (repliegue).
En el circuito de la Figura 4.53
, se representa la ma-
niobra A+ A- B+ B-. Indica que el cilindro Ase despliega
( + ); cuando llega al final de su carrera
, se repliega (-) , y, a
continuaci6n, el cilindro B realiza la misma maniobra.
Cuando se realiza el circuito de maniobra para controlar
varios cilindros
, se emplean reles auxiliares para enlazar
cada parte de control. En este caso, el cilindro B realiza
su maniobra una vez acabada la suya, representado por la
activaci6n del rele K2 junto al final de carrera B2.
La maniobra comenzara cuando ambos cilindros esten
replegados ( condici6n detectada por los finales de carrera
Bly B3) y se accione el pulsador de marcha (SI).
El cilindro B empezara a trabajar cuando
, estando re-
plegado (detectado por el final de carrera B3)
, termine de
realizar su trabajo el cilindro A.
LACl6N Y MANTENIMIENTO
+24 v
-
S1
33 33
E
-- - K1 -K2
-
M1
2 34 34
-
S2
13
- S3
3
- K2
13
E- E
-
14 14
21 21
-
K2 - K1
22 22
A
1 A1
-~
-
K1 - K2
ov

132. r
Figura 4.58. Control de un cilindro hid
raulico de doble efecto mediante una valvula 4 13 con posici6n central de rec irculaci6n.
-MB
1
ov
-K2 -K1
+24 v
0
I I 1
13
I 13
3 3
-S1 E
- -S2 E - -K1 -K2
4 4 14 14
A1 A1
Figura 4.57. Control de un ci
lindro hidraulico de doble efecto mediante
una vatvula 4
12 y retorno par muelle (mando indirecto).
ov
-MB1 -K1
A1
+24 v
0
1 3 1
13
-
S1 E- -K1
4 14
valvulas de 4 y 5 vfas se utilizan para el control de cilindros
de doble efecto.
Como se ha estudiado, e
l desarrollo de circuitos hidraulicos
es similar a los circuitos neumaticos. Se cambia el ftuido y
, a
d
iferencia del aire que puede soltarse al ambiente, ahora debe
hacerse que este recircule l
levandolo a un tanque o dep6sito .
R
especto a las valvulas distribuidoras, son las mismas
que se h
an estudiado. Como norma general, l as valvulas de
dos vias se utilizan como valvulas de paso, las valvulas 3
/2
se utilizan para el control de cilindros de simple efecto y las
1111 4.10.2. Desarrollo de circuitos
electrohid raulicos
En la Figura 4.56, se muestra un ejemplo de un circuito
.
Este ejemp
lo consiste en un vaiven con para de emergencia.
Una vez accionado el pulsador de emergencia, este debe
ser rearmado de manera manual.
Figura 4.56. Circuito de velvet: con finales de carrera y para de emergencia
.
+24 v
-K1
13
-81
Q-
.A
14
2 3 3 13 13
-B1 -B2
-82 E
--
0-1
0-- -K3 -K4
2 4 4 14 14
3 13 23
-83 E- -K2 -K2
4 14 24
-
MB1 -K2 -K3 -K4 -MB2
-
*-MB3
-
*
ov
INSTALACl6N Y MANTENIMIE

133. Figura 4.60. Diagrama de movimiento de detecto
res.
1
·----
83 ' '
8 ~ ::
::::r:::::~;"'"' .. - .. - :- .. - ; .
84 ' : ' :
0 ' '
1
1
81 '
A 0
, ······-~ .
1 -~ :
82 ' :
0 ~-·-----:
----
Diag
rama de detectores
1 2 3 4
La activaci6n o desactivaci6n de los detectores en funci6n de cada fase se muestra en la Figura 4.60.
Figura 4.59. D
iagrama de espacio-fase .
D
iaqrarna espacio-fase
1 2 3 4
Soluci6n
:
El diagrama de espacio-fase que representa el movimiento de los actuadores en esta secuencia de trabajo es el siguiente:
Realiza el circuito e
lectroneumatico empleando valvulas biestables para la siguiente secuencia : A+ B+ (B-A-).
Actiuidad resuelta 4.1
Los metodos intuitivos no suelen ser muy recomendables,
salvo para secuencias muy simples. Normalmente, es mejor
resolver el circuito empleando algun metodo sistematico,
ya que se eliminan de una manera facil las duplicidades.
t Recuerda:
Es un metodo intuitivo y, por tanto, se emplea en secuen-
cias simples y donde no exista duplicidad de 6rdenes. Suele
emplearse un rele por cada elemento de trabajo y se basa
principalmente en el estado de los elementos captadores
(sensores y finales de carrera).
1111 4.11.1. Metodo intuitivo
• Metodo paso a paso. Un rele por cada paso
• Metodo de cascada. Un rele por cada grupo de lase-
cuencia.
En muchas de las instalaciones electroneumaticas y elec-
trohidraulicas, se emplea mas de un cilindro y la resoluci6n
de la secuencia de trabajo del circuito de mando electrico
puede plantearse por los siguientes rnetodos:
• Metodo intuitivo. Un rele por cada elemento de tra-
bajo.
• 4.11. Resolucion de secuencias
de trabajo
Una de las mas comunes es la valvula con la posici6n
central de recirculaci6n a dep6sito. Se emplea para cilindros
de doble efecto y consta de una posici6n para el avance del
cilindro, otra para el retroceso y la central o posici6n de
reposo, donde el :fluido procedente de la bomba se desvfa
al dep6sito (Figura 4.58). En la Tabla 3.1
, se muestran las
valvulas 4/3 mas comunes.
LACl
6N Y MANTENIMIENTO

134. El rele del grupo lo activa e
l grupo anterior y lo desactiva
el grupo siguiente.
Veamos de manera detallada e
l metodo mediante la s i-
guiente actividad resuelta.
111111 Secuencia de tres o mas grupos
Segun el mimero de grupos
, se resuelve de diferente
man era
.
El metodo de cascada consiste en emplear un rele por cada
grupo de la secuencia. Este rele estara activo d
urante todo
el grupo y se desactivara cuando salga. D
e esta manera , se
garantiza que no existan duplicidades.
D
e la secuencia d e trabajo, se obtienen los diferentes
grupos
, para ello , se realiza ta l y como se ha estudiado en
el Apartado 3.4.1.
1111 4.11.2 Metodo de cascada
Figura 4.62. Circuito A+ B+ (
A- B-) resuelto par tnetodos intuitivos (re/es por elemento).
Por ultimo, cada rele activa su respectiva electrovalvula.
+24 v
0
l
j is 123 j ts j ta j ta 3 13
s1E1 -821 -821
-
K1 -K2 - K3 - K4
4 14 24 4 14 14 14
13 23 13
-81 I
-B3 -B4
14 24 14
13
-B3
14
A1 A1 A1 A1 -MB1 -MB2
-~ -M83 -~ -M84
-K1 -K3 -K4 -K2
-~ -~
ov
Para su resoluci6n, se emplea un rele para cada elemento de trabajo (de Kl a K4). Para su activaci6n, se tiene en cuenta el
estado de los finales de carrera.
Para que se inicie el trabajo, se emplea un pulsador de marcha y
, ademas, los cilindros deben estar en la posici6n de reposo
(B 1 y B3). Cuando el vastago del cilindro A se despliegue, se acciona el final de carrera B2. Esta situaci6n activa el rele K3
y, de manera similar, se deduce la evoluci6n de los accionamientos de los reles.
4 2
-B3
Figura 4.61. Circuito de fuerza.
2
A
-
B4
El circuito de fuerza en el que se emplean valvulas biestables es el siguiente:
-B2 -B1
INSTALACl6N Y MANTENIMIE
r

135. Para cada grupo, se determina que lo activa y que lo desactiva:
• Lo activa el grupo anterior, es decir
, el rele del grupo junto con el sensor o final de carrera del ultimo elemento del grupo
anterior. Asi, por ejemplo, el tercer grupo (ill) lo activa el rele del grupo anterior (K2) y el final de carrera del ultimo ele-
mento del ultimo grupo (B6 que corresponde a C+ ).
• El primer grupo de la secuencia, en vez de ser activado por el rele del grupo anterior, es activado por la condici6n de mar-
cha, generalmente un pulsador. Asi, la secuencia se pone a trabajar cuando se accione el pulsador S 1.
• Lo desactiva el rele del grupo siguiente. Asi, por ejemplo, el grupo III es desactivado por el rele del grupo siguiente, que
es el grupo I y su rele es Kl.
• Cada rele de grupo debe tener una realimentaci6n. Acnia como una memoria.
Figura 4.64. Circuito de fuerza.
4 2 4 2 2 4
-86 -
BS -84 -83 -82 -81
El circuito de fuerza que se realiza empleando valvulas biestables es el siguiente:
·
··················:·······-:····················:-·······-:····················
.
... ~~-~-~ .... 1. . .'. .1. ~ ~ .. ~: .... .l. .. '.. .. l ?.~.-~~---·
....
............... l... L ~~ ---···-..l. l 1 .1_1 . __
K1 j I j K2 j I j K3
..
................. : .: ~ ~ .
Secuencia
...............
................
Grupos
.....
............................
Rele de grupo
Tabla 4
.17. Tabla secuencia, grupos y reles de grupos
De la secuencia de trabajo
, se obtienen los diferentes grupos , que son tres. A cada grupo , se le asigna un rele.
Figura 4.63. Diagrama de espacio-fase.
c
+ ··
·····~······-~---···-~ ------ ·
. ,-····
··:····--·-·--·····'········:·······,
I I J I
+ -~---
. ·--~-- : : . .. . . : · ··:······.
' '
B
Diagrama espacio-fase
2 3 4 5 6 7
A
El diagrama de espacio-fase que representa el movimiento de esta secuencia de trabajo es el siguiente:
Soluci6n:
Realiza el circuito electroneumatico empleando valvula
s biestables para la s iguiente s ecuencia: A+ B+ A - C+ C - B-.
Actividad resuelta 4.2
LACl6N Y MANTENIMIENTO

136. B
- K3 y BS (C -)
C
- K3
C
+ K2 y 81 (A- )
A
- K2
B+ K1 y B2 (A
+)
Por ejemplo, para el primer grupo (A+ B
+ ), la electroval-
vula de A
+ es activada por el re le del grupo (Kl) , puesto
que es el primer elemento de un grupo
. La electrovalvula
de B+ es activada por el rele del grupo, junto con sensor
del elemento anterior
. El elemento anterior (el A +) co-
rresponde a B
2.
Es recomendable realizar una ta
bla de activaci6n de las
electrovalvulas donde se indiquen las condiciones d
e ac-
tivaci6n.
K1 A+
Electrovalvula Condicion
Tabla 4.19. T
abla de activaci6n de las electrovalvulas
• Si es el segundo o siguientes elementos de un grupo,
la electrovalvula la activa el rele del grupo, junto con
el sensor o fina
l de carrera d el elemento anterior.
El circuito de mando continua con la parte de activaci6n de las electrova
lvulas. Para ello, se siguen las siguientes reglas:
• Si es el primer e
lemento de un grupo, l a electrovalvu-
la la activa el rele del grupo
.
Figura 4.65. Ci
rcuito de las re /es de grupo.
G
rupo Ill Grupo II
Desactivaci6n
41 41
-
K3 - K1
42
Activaci6n
42
Realimentaci6n
13 23 13 23 13
-K1 l
-
K2 -K2 - K3
14 24 14 24 14
3 3
-84 -
86
4 4
A1 A1
-K2 -
K3
+24 v
41
-
K2
C
ondici6n
de marcha
42
3
-
S1 E- - K1
4
3
-
83
4
A1
-
K1
ov
Gr
upo I
El circuito de mando se compone de dos partes: la activaci6n de los re
les y la activaci6n de las electrovalvulas.
La activaci6n de los reles se realiza teniendo en cuenta la ta
bla de activacion y desactivaci6n de grupos (Tab la 4.17).
Grupo ! Activa j Desactiva
Tabla 4.18. T
abla de activaci6n y desac tivaci6n de grupos
Para ello, es recomendable realizar una tabla d
onde se recopilen los datos de activacion y desactivaci6n .
INSTALACl6N Y MANTENIMIE
r

137. Realiza el circuito electroneumatico empleando valvulas biestables para la siguiente secuencia
: A+ B+ B-A- . Resuelvelo:
a
) Dividiendo un grupo.
b) Aiiadiendo un grupo vacfo
.
Actiuidad resuelta 4.3
L
as secuencias que dan lugar a dos grupos se resuelven
aiiadiendo un grupo mas
. Este tercer grupo se obtiene divi-
diendo cualquiera de los grupos o se aiiade un grupo vacio
al final de la secuencia. Este grupo vacio no activa ninguna
electro val vula.
111111 Secuencia de dos grupos
Figura 4.67. Modificaci6n def circuito de mando para realizar el ciclo continua.
Grupo Ill Grupo II Grupo I
o
v
-
KO
A1
4
1 41 41
-
K2 -K3 - K1
42 42 42
1
3 23 1 3 23 13 23 13
-
KO 1
-K1 -K1
h
-K2
-K21
-K3
14
2
4 14 14 24 14
3 3
-
83 - 84 - 86
4 4 4
A1 A
1 A 1
-K
1 -K2 -K3
Este circuito realiza un solo ciclo. Cuando se desea que se repita indefinidamente a voluntad
, debe incorporarse un circuito
que acme como una memoria. Para ello
, se coloca un rele que se activara cuando se accione un pulsador de marcha y se des-
activara cuando se accione el pulsador de paro. Este rele activara el primer grupo.
Figura 4.66. Circuito de activaci6n de las electrovalvulas.
B
+ A+
3
1
33 1 33
-
K2 - K3
34 34
3 3
-8
1 -8 5
-* -* -* -*
A- C+ C
- B -
+2
4 v
0
1
33
-
K1
34
Con esta tabla
, se clarifica el circuito de activacion de las electrovalvulas.
LACl
6N Y MANTENIMIENTO

138. K1
K2
.......
........................
K3
S1 (marcha) y 81 (A-)
.
....... ii·········r····-····-·i<1··~-(3"4.(8-~)············
::::::
::1:1:1:::::::::1:::::::::::::~~:Y.:~~:~:~~~::::::::::::
Grupos ! Activa Desactiva
Para cada grupo, se determina que lo activa y que lo desactiva.
Tabla 4
.22. Tabla de act ivaci6n y desactivaci6n de g rupos
Secuencia
...
............................
Grupos
.................
..............
Rele de grupo
.....
.............. , , , ., ,
...
. ~~-~.~ .... 1 ( .. l ~ ~ l '. i ': 1
j j II j j Ill j
.
.................. ; ; ; .; ;
K1 ~ I ~ K2 ~ I ~ K3 ~
..
................. : : : : :
Tabla 4
.21. Tabla secuencia , grupos y reles de gr upos
Como es una secuencia de dos grupos, se necesita un tercer grupo.
a) Di
vidiendo un grup o: por ejemplo, el ultimo . De esta manera , se pasa de tener dos grupos a tener tres y se resuelve como
se ha indicado.
Tabla 4
.20. Tabla secuenc ia y grupos
•
.
.................... , ., .
A
+ B+ ~ I l B - A-
··
···················:·······:····················
I j ~ II
········
·····················-····················
De la secuencia de trabajo
, se obtienen los diferentes grupos, que son dos .
Figura 4.69. Circuito de fuerza.
4 2 2 4
B [
1---~~ A [1---~~
-
B4 -B3 -B2 -B1
El circuito de fuerza donde se emplean valvulas distribuidoras biestables es el siguiente
:
Figura 4.68. Diagrama de espacio-fase de la secuencia A+ B+ 8­ C-
_
B
' '
+ --
- --- -~- --- ---~-- --- - : -- - ----:- --- - ---:-- --- ---
. . . . .
Diagrama espac
io-fase
1 2 3 4 5
El diagrama de espacio-fase que representa el movimiento de esta secuencia de trabajo es el siguiente:
Soluci6n
:
INSTALACl6N Y MANTE
NIMIE
r

139. ··
·················:·······-:················:·······-:···············
A+ B+ ~ I ~ B- A- ~ I ~
....
............... 1·······1·······ii·······t· .. ···1·· .. ··jjj""'"
. :. ~
1.: :I: .L : ~: :I: .. I. ~3. .
Secuencia
........... .._._. ................... ..._.._..._._._.._. . .._.._._............,;
Grupos
.......... _._. ......_ .&._.._._ •••
Rele de grupo
Tabla 4
.24. Tabla secuencia, grupos y re les de grupos
b) Afi
adiendo un g rupo v acio: por ejemplo , al final, con lo que se o btiene la siguiente tab la:
+24 v
41 41 41 33
33 33
-K2 -K3 -
K1 - K1 - K2 -K3
42 42 42 34 34 34
3
13 23 13 23 13
-s
1 E-1
-K1 -
K1 l -
K2
-
K2 l - K3
4 1
4 24 14 24 14
3 3 3
-
B1 -B4 - B3 -B2
4 4 4
A
1 A 1 A 1
-
K1 -K2 -K3
-
* -* - * -*
o
v
A+ B+ B
- A -
Figura 4.70. Ci
rcuito de m aniobra A+ B+ B ­A­.
El primer elemento de cada grupo se activa por me
dio del rele del grupo y l os siguientes se activan , ademas, por el sensor o final
de carrera de
l elemento anterior . En este caso , el segundo elemento del primer grupo (B+) se activa por medio de B 2 (A+).
C
on estas observaciones , se obtiene e l circuito de manio bra siguiente:
K1 A+
1
··················8~·················t····················i<1··Y· .. 8·2··(A~·)······ t
: : :
; ; ;
. . .
B- K2
. . .
:··
······································:·······························································: . . .
A- K3
: : :
Electrovalvula i Condici6n
Tabla 4
.23. Tabla de act ivaci6n de las elect rovalvulas
La activaci6n de los reles se rea
liza teniendo en cuenta la ta bla de activaci6n y desactivaci6n de grupos ( Tabla 4.22).
El primer grupo se activa por medio la condici6n de marcha (pulsador S 1) y el sensor B 1 (A-) y lo desactiva el grupo
siguiente (grupo II que su re
le es K2).
El segundo grupo se activa por medio d
el rele de l grupo anterior (grupo I , Kl), junto con el sensor B4 (B+ ), y lo desactiva
el grupo siguiente (grupo ill).
El tercer grupo se activa por medio del rele de
l grupo anterior (grupo II, K2), junto con el sensor B3 ( B-), y lo d esactiva
el grupo siguiente (grupo I).
La ta
bla de activaci6n de la s electrovalvulas con sus condiciones es la siguiente :
LACl6N Y MANTENIMIENTO

140. vado indica que se esta en el segundo grupo
. Este metodo
reduce el mimero de reles ya que se pasa de tres reles a
solo uno.
Otra opci6n mas recomendable cuando se tiene una se -
cuencia con dos grupos es emp
lear un solo re le, Cuando
esta activo da sefial al primer grupo y cuando esta desacti
-
Figura 4.71. Ci
rcuito de m aniobra A+ B+ B- A -.
ov
r
-
K1
A- B- B+ A+
A1
3
3
-81 E
- -K1
4
42 42 34 34
1
3 13 13 13 1 3
-K1
l
-K2
-~ l
-K3
14 14 14 14 14
3 3
-84 -81
4 4
A1 A1
-K2 -K3
3
-K2 -K1
42
-
K1 -K3 -K2
33
33 41 41
+24V
Se resue
lve de la misma manera , obteniendo e l siguiente resultado:
K1 A
+
; ; .
. .
j 8+ j K1 y 82 (A+
)
i···
··············8~················t·····························i<2····························
: . ··
ii~ .. ·: . . K2;B3(S::i .
: : .
~
Electrovalvula i Condicion
Tabla 4.26. Tabla de act
ivaci6n de las elect rovalvulas
La ta
bla de activaci6n de l as electrovalvulas con sus condiciones es la siguiente:
!··
··················!·············~! .. ~~~~ -~-~~~-············!··············~~-·············
. II . K1 y 84 (8
+) . K3
1:::::::
::1:1:i::::::::r:::::::::::~~:~::~~::~~~~::::::::::::r::::::::::::~<:::::::::::
Grupos l Activa l Desactiva
Tabla 4.25
. Tabla de act ivaci6n y desac tivaci6n de grupos
INSTALACl6N Y MANTENIMIE
Para cada grupo, se determina que lo activa y que lo desactiva
.

141. A
- K1 y 83 (8 -)
8
- K1
8+ K1 y 82 (A
+)
A+ K1
=
Electrovalvula = Condici6n
Tabla 4
.29. Tabla de activaci6n de l as electrovalvulas
El grupo II no necesita reflejarse en la tabla, puesto que
, cuando no se este en el grupo I , se estara en el grupo II .
La tabla de activaci6n de las e
lectrovalvulas con sus condiciones es la siguiente :
84 (8+) S1 (marcha) y 81 (A-)
: : : .:
Grupos j Activa j Desactiva
Tabla 4
.28. Tabla de activaci6n y desac tivaci6n de grupos
Se observa que, mientras Kl esta activo, la secuencia se encuentra en el grupo I y que, cuando Kl se desactiva, la secuencia
se encuentra en el grupo II.
E
l primer grupo se activa por la condici6n de marcha y por el sensor o final de carrera del ultimo elemento del ultimo grupo
(A-)
, que se indica por medio de B 1.
Se desactiva cuando se sa
lga del grupo, a este caso se llega cuando se alcanza B + (B4). Las desactivaciones se realizan por
medio de un contacto cerrado
.
.
......................... , , ,
····­­­
~­~­­~~­ ... ········/·····. . .. ~r­ ,
....
..................... ·~· ~ · :.:.:.:..." ·~
--·-
···········~~ L L ~ ~ t
Tabla 4
.27. Tabla secuencia, grupos y re les de grupos
Es
ta secuencia es la misma que l a de Actividad resuelta 4.3. En vez de emplear tres grupos y , por tanto, tres reles de grupo ,
ha de emplearse un solo rele
.
Cuando este activo el primer grupo
, se activara el re le (en este caso , Kl) y, cuando este activo el segundo grupo , se indicara
por la desactivaci6n de este rele,
En la Tabla 4
.27, se representa como el rele de grupo I con denominaci6n de Kl. Este es un contacto abierto (N O). Para el
grupo II, se emplea e
l mismo re le (Kl), pero indicando que debe ser un contacto cerrado (NC). Esta indicaci6n se efecnia
afiadiendo una b
arra encima de el (Kl) .
Soluci6n:
Realiza el circuito electroneumatico empleando valvula
s biestables para la siguiente secuencia : A+ B+ B -A-. Una vez ini-
ciado el ciclo, este se repetira indefinidamente hasta que se accione el pulsador de paro
. Emplea un solo rele de grupo .
Actiuidad resuelta 4.4
LACl6N Y MANTENIMIENTO

142. De la secuencia de trabajo, se obtienen los diferentes grupos, que son tres
. A cada grupo, se asigna un rele.
Figura 4.73. Circuito de fuerza.
2 4 2 4 2 4
c [
1---~~ B [1---~~ A [,....____~~
-
85 -84 -82 - 86 -83 -81
El circuito de fuerza que se realiza empleando val vulas distribuidoras monoestables es el siguiente:
Soluci6n:
Realiza el circuito electroneumatico empleando valvulas monoestables para la siguiente secuencia: A+ B+ B
-A- C+ C -.
Actiuidad resuelta 4.5
ya que estas deben mantenerse activadas hasta el momento
en el cual se desea que el vastago del cilindro se repliegue.
Si se emplean valvulas distribuidoras monoestables
, la
activaci6n de los rele
s de grupo seria el mismo circuito ,
pero la parte de activaci6n de las electroval
vulas variaria,
Se observa, comparando este metodo (un solo rele) con el anterior (tres reles), que se simplifica el circuito, ya que se eliminan
elementos.
23 3
1
-
S1 E-- - K1 -K 1
2 24 32
3 1
3
1
3
-
S2 E- - KO
-
K1
4 14 14
-
81 - 82
A1
-
KO - K1
-* -* -* -* ov
A+ B+ B
- A -
Figura 4.72. Circuito de maniobra A+ B+ B-A-.
+
24 v
El circuito completo de maniobra es el siguiente:
INSTALACl6N Y MANTENIMIE
r

143. Figura 4.74. Ci
rcuito de m aniobra A+ B+ B ­A­ C+ C -.
B c A
-M81 -M82 -M83
-
~
1
3 33 33 53 53
-K1 -K2 -K1
l
-
K2 l
14 34 34 54 54
3 3
-83 -82 -8
1
2 4 4
+24 v
41 41
-K2 -K3 -K1
42 42 42
-
S1 3 13
23
1 3 23
E-~
-K1 -K1 -
K2
-
K2 ~ - K3
4 14 24 14 24
3 3 3
-
85 -86
4 4
A1 A1
-
K1 -K2 - K3
ov
La electrovalvu
la del cilindro B se activa e n el grupo I y d espues de desplegarse e l cilindro A, condici6n detectada p or el final
de carrera B
2 (A+): Kl y B 2 (A+).
Por ult
imo, la elect rovalvula C se activa en e l grupo II y d espues de rep legarse el cilindro A, condici6n detectada por e l final
de carrera B 1 (A
-).
Con estos datos, se realiza l
a tabla de activaci6n d e las e lectrovalvulas con sus condiciones (Tabla 4 .32).
E
l circuito completo de maniobra es e l siguiente:
P
ara la act ivaci6n de las electrovalvulas, se observa que el c ilindro A se despliega cuando se activa el grupo I y que, adernas,
permanece desplegado en el grupo II hasta q
ue deje de estar acciona do B3.
P
or tanto, l a electrovalvula del cilindro A estara activada med iante las siguientes condiciones:
• Kl.
• K2 y B
3 (B-).
A+
K
1
; ; ~
~.Y..~.~-~~-~~ ;
~ B+ ~ K
1 y 82 ( A-) ~
i:::
::::::::::::~:~:::::::::::::::r:::::::::::::::::~~:~:~:~::~~~~:::::::::::::::::i
Electrovalvula ! Condicion
Tabla 4.32. Tabla de ac
tivaci6n de las elec trovalvulas
·
····················:·······-:···················:
B- A- C+ ~ I ~ C- ~
....
........ ····· ····~·······1·· · ·1
II Ill
.
.................... ; .; ;
K2 K3
...
.................. ; i :
Grupos ~ Activa l Desactiva
Tabla 4.31. Tabla de activaci6n y desact
ivaci6n de grupos
P
ara cada grupo, se determina que lo activa y que lo d esactiva.
..........
.................
A+ B+ ~ I
·
··············••••(•••••
·
··················:·······
K1
·
··························
Secuencia
..... .­ •• ._.. ••••••• ...­.KJl.._.JI. •• .­ ......
Grupos
...............................
Rele de grupo
Tabla 4
.30. Tabla secuencia , grupos y re les de grupos
LACl6N Y MANTENIMIENTO

144. K
1 A+
··
······································:····································································
T1 K1 y 82 (
A+)
·
······································:··································· .. · ·······························
A
- K2
.
...........................................................................................................
Electrovalvula i Condici6n
Tabla 4.35. T
abla de activaci6n d e las electrovalvulas
La tabla de activaci6n de las electrovalvulas con sus condiciones es la siguiente:
S1 (ma~haj K2
~ ii ~ i<1 .. ~
·r1 r- i< 3 ..
i
··········1·1·1·········+······················i<2·······················f···············i<1···············
: : .; .
. .
Grupos i Activa i Desactiva
Tabla 4.34. T
abla de activaci6n y desactivaci6n de grupos
Para cada grupo, se determina que lo activa y que lo desactiva
.
..
................. , ., , Of••·· ···············:
A
+ T1 ~ I ~ A - ~ I ~ ~
.
.................. ~·· -~· ·· ~· ·4· ~
.......
........... .L L ~~ .L 1.. ~~~ l
K1 ~ ~ K2 ~ ~ K3 ~
..
................. : .: : .: :
Secuencia
......
.........................
Grupos
····
···························
Rele de grupo
Tabla 4.33
. Tabla secuencia, grupos y r eles de grupos
Segrin las condiciones del problema, se afiade un grupo vacio al final, obteniendo asi la siguiente tabla
:
Figura 4.75. Diagrama de espacio
-fase de la secuencia A+ T1 A­.
A
D
laqrajna espacio-fase
1 2 3 4
El diagrama de espacio-fase que representa el movimiento de esta secuencia de trabajo es el siguiente:
S
oluci6n:
Realiza el circuito electroneumatico empleando valvulas biestables y afiadiendo un grupo vacio al final para la siguiente
secuencia: A+ Tl A-. Al activar el pulsador de inicio, el cilindro avanza (A+), una vez desplegado, permanece un tiempo
(marcado por el temporizador Tl) y posteriormente retrocede (A-).
Actiuidad resuelta 4.6
en la parte de activaci6n y desactivaci6n de los reles de
maniobra, mientras que la bobina se emplea en la parte de
activaci6n de las salidas
.
Sise emplean temporizadores
, estos constan de dos par-
tes: bobina y contactos. Los contactos del temporizador
, que
pueden ser normalmente abiertos o cerrados, se emplean
INSTALACl6N Y MANTENIMIE
r

145. Figura 4.77. Diagrama de espacio-fase.
c
----
--······'·······
+ -~---. -
--~----- .. : .
B
7
El diagrama de espacio-fase que representa el movimiento de esta secuencia de trabajo es el siguiente:
Soluci6n:
Realiza el circuito electroneumatico para la siguiente secuencia: A+ B+ A- C+ C
- B-. Resuelvelo empleando el metodo paso
a paso.
Actividad resuelta 4. 7
1111 4 .11.3. Metodo paso a paso
Las reglas son:
• Se emplea un rele por cada fase
.
• Se activa por medio del rele de la fase anterior
, junto
con el sensor o final de carrera del elemento anterior.
• Se desactiva por medio del rele de la fase siguiente.
• La primera fase incorpora la condicion de marcha en
lugar del rele de la fase anterior.
El metodo paso a paso de resoluci6n de circuitos es una
alternativa al rnetodo de cascada y, como este
, se utiliza
cuando existen duplicidades de 6rdenes.
Consiste en emplear un rele por cada fase o etapa
, de tal
manera que solo un rele estara activo durante la secuencia.
El circuito completo de maniobra es el siguiente:
+24 v
41 41 33 33
-K2 -K3 -K1 -K1 -K2
42 42 42 34 34
3 13 23 13 23 13
-S1 E- -K1 -K1 -K2 -K2 -
K3
4 14 24 14 24 14
15
-T1
18
A1 A1 A1 -MB1 -MB2
-K
1 -K2 -K3
-* -* ov
A+ -
T1 A -
Figura 4.76. Circuito de maniobra A+ T1 A­
.
LACl6N Y MANTENIMIENTO
Diagrama espaclo-fase
2 3 4 5 6

146. El circuito de mando se compone de dos partes: el circuito de los reles de fase (Figura 4.79) y el circuito de activaci6n de las
electrovalvulas (Figura 4.80).
Con esta tabla, puede confeccionarse el circuito de los reles de fase.
El control de cada rele se confecciona segiin el esquema basico de marcha-paro con realimentaci6n, es decir, se coloca la
condici6n de desactivaci6n
, que es el rele de la fase siguiente. Por ejemplo , el rele de desactivaci6n de Kl es K2. Como es un
rele de desactivaci6n, se emplea un contacto cerrado.
A continuaci6n
, se coloca la condici6n de activaci6n. Para la primera fase , la condici6n de marcha es el pulsador de inicio de
ciclo (SI) en serie con el final de carrera de la fase anterior (B3). Para las siguientes fases
, se emplea el rele de la fase anterior
en serie con el final de carrera de esta misma fase. Todo ello, con realimentaci6n de su rele.
• La tiltima fila indica el final de carrera o sensor que se activa al finalizar la fase anterior
. Asi, la segunda fase (B+ ) , se acti-
vara cuando finalice la primera (A+) y esto ocurre cuando se activa el final de carrera de la primera fa
se, es decir, por me-
dio del final de carrera del cilindro A cuando este extendido (B2
, A+).
• Cada fase es desactivada por medio del rele de la fase siguiente. Asi
, por ejemplo, la segunda fase sera desactivada por el
rele de la tercera fase.
Esta tabla se realiza de la s
iguiente manera:
• La primera fila descompone la secuencia de trabajo en cada una de las fases.
• Debajo se coloca un rele por cada una de las fases. Estos reles son lo
s encargados de controlar cada una de las bobinas de
las electroval vulas.
Final de
carrera de la
fase anterior
Rele de fase
Fase
·
··················:···················:···················:···················:···················:···················:
A+ ~ B+ ~ A- ~ C+ ~ C- ~ B- ~
.
.................. ; ; ; ; ; ;
. . . . . .
~ 2 j 3 j 4 j 5 j 6 j
..
................. ; ; ; ; ; ;
··· -
~1···· ·· ·· · ~2. ··· ~3. .. · ·I· _K_~ ·I ··· ~5. ··I ~6. · I
B3 (B-) ~ B2 (A+) j B4 (B+) j B1 (A-) j B6 (C+) j B5 (C-) j
. . . . . .
....
............... ~ ~ [ ~ [ ~
Secuencia
Tabla 4
.36. Tabla secuencia, fases y reles de fase
Para realizar la secuencia demandada (A+ B+ A- C+ C- B-) por el metodo de paso a paso de una manera met6dica, se realiza
la tabla que reiine todas las condiciones (Tabla 4.36). Esta contiene todos los datos que se necesitan para plantear y resolver
el circuito de maniobra.
Figura 4.78. Circuito de fuerza.
2 4 2 4 2 4
c [
....---~~ B [....---~~ A [....---~~
-
86 -85 -84 -83 -82 -81
El circuito de fuerza se compone de tres cilindros neumaticos (A, B y C) controlados por sendas valvulas distribuidoras 5/2
biestables con mando electrico (electrovalvulas).
INSTALACl6N Y MANTENIMIE
r

147. Por tanto
, en la resoluci6n de circuitos mediante electro-
valvulas monoestables
, debe tenerse en cuenta esta situaci6n
y mantener la conexi6n electrica
.
Al plantearse la resoluci6n de secuencias de movimien-
tos de cilindros por el metodo paso a paso
, mientras se de-
see que una electrovalvula este activa
, todos los reles de fase
deben estar activados y basta con que no este conectada la
electrovalvula a la fuente de tension para que, por efecto de
su muelle, esta retome a su posici6n de reposo, retrayendo
el vastago del cilindro.
En las valvulas distribuidoras monoestables, al contrario
queen las biestables, debe mantenerse la activaci6n electri
-
ca mientras se desee que este en ese estado
, ya que, al ce-
sar la conexi6n electrica y por efecto del muelle, la valvula
vuelve a su posici6n de reposo.
Con las valvulas distr
ibuidoras biestab les, al dar un im-
pulso electrico a la bobina de la electrovalvula, esta cambia
de estado y permanece en esta posici6n hasta que se le aplica
un impulso en la bobina opuesta, es decir, no tiene por que
estar en todo momento conectada al suministro electrico.
+24 v
0
133 133 133 l 33 l 33 33
-K1 -K2 -
K3 -K4 - K5 -K6
34 34 34 34 34 34
-
M81 -MB3 -M82 - MB5 - MB6 - MB4
-
* - * - * - * - * - *
ov
A+ B+ A- C+ C
- 8-
Figura 4.80. Circuito de activaci6n de l
as electrovalvulas.
La otra parte del circuito es l
a de activacion de las electrovalvulas, donde cada rele de fase activa su electrovalvula , y donde
se obtiene el siguiente resultado:
Condici6n
Activac
i6n Desactivaci6n Realimentaci6n
+24 v
de marcha
41 41 41
-
K2 - K3 - K4 - K5 - K6 - K1
42 42 42 42 42 42
3 13 23 13 2 13 13 13 23 13 23 13
-S1 E
- K1 - K1
1
- K2
-
K21
-
K3
K31
- K4 -K4
1
-K5
-
K51
-K6
4 14 24 14 2 14 14 14 24 14 24 14
3 3 3 3 3 3
-8
3 -82 - 84 -81 -86 - 85
4 4 4 4 4 4
A1 A1 A1 A1 A1 A1
-
K1 -K2 - K3 - K4 - K5 - K6
ov
Figura 4.79. Circuito de las re/es de fase
.
LACl6N Y MANTENIMIENTO

148. T1 85 (C-)
K4 K5
4 5
A-
B-
C-
A+
C+ T1
B+
.
.................. ..................
······
············
2 3
.
.................. . ................. . .................
K1 K2 K3
.
.................. .................. . ... ..............
81 (A-) 82 (A+)
86 (C
+)
83 (B-) 84 (B+)
Tabla 4
.37. Tabla de secuencia, fases y reles de fase
Para resolver el circuito de mando electrico por el metodo paso a paso
, se siguen las pautas estudiadas anteriormente.
Se crea la tabla de secuencia, fases y reles de fase (Tabla 4
.37), donde la secuencia se desglosa en cada fase colocando sus
movimientos
. Se observa que hay fases en las cuales se producen varios movimientos simultaneos, como son la fase 1 (A + y
B
+) y la fase 5 (A-y B-). Tambien se tiene que una de las fases activara un temporizador (Tl en la fase 3), este sera de tipo
temporizado a la conexi6n (on delay).
Hay que tener en cuenta que, como hay fases donde se realizan movimientos multiples, los finales de carrera de todos estos son
los que daran el paso a l
a fase siguiente. Electricamente, esto comporta que tienen que emplearse contactos abiertos en serie.
Figura 4.82. Circuito de fuerza.
4 2 4 2 2 4
c [
1---~~ B [1---~~ A [1---~~
-
B4 - B6 -B5 -B3 -B2 -B1
El circuito de fuerza se compone de tres cilindros neumaticos (A, B y C) controlados por sendas valvulas distribuidoras 5/2
monoestables con mando electrico (electrovalvulas),
Figura 4.81. D
iagrama de espacio -fase.
c
+ --
-----:--------,;·-------;,. -
. . .
'
··-----:--------:--------:--------:---····
I f I I I
B +i --
-----~·-···· ~ . .
···
····'········'··-·····'········'·······
D
iaqrarna' espacio -fas.e
2 3 4 5 6
A
El diagrama de espacio-fase que representa el movimiento de esta secuencia de trabajo es el siguiente:
S
oluci6n:
Realiza el circuito electroneumatico para la s
iguiente s ecuencia: (A+ B+) C + Tl C - (A- B-). Resuelvelo empleando el me-
todo paso a paso con e
lectrovalvulas monoestables.
Actividad resuelta 4.8
INSTALACl6N Y MANTENIMIE
r

149. Se observa que
, por ejemplo, el cilindro A esta desplegado durante las cuatro primeras fases, por tanto, un contacto abierto de
esos cuatro reles activa la bobina de la electrovalvula del cilindro A. Al pasar a la fase 5
, no le llega corriente electrica y , por
efecto del muelle
, esta valvula vuelve a su posici6n de reposo , retrayendo el vastago del cilindro.
+24 v
0 •
143 143 143 ] sa ] ss 143
63
-K1 -K2 -K3 -K4 -K2 -K3 -K3
44 44 44 44 54 54 64
-
MB1 -MB3 -T1 A1
-* -*
-~
ov A2
A+ B+ C+
Figura 4.84. Circuito de activaci6n de las electrovalvulas.
La parte de la activaci6n de las electrovalvulas, teniendo en cuenta s
u modo de trabajo, es la s iguiente:
Figura 4.83. Circuito de las re/es de fase.
-K3 -K2 -K5
ov
-
K4 -K1
A1 A1 A1 A1
-
B4
-T1 18 4
4 4
A1
14
4
14 -K3114-K4
. I 15
23 23 3
-S1 E-~ : -K1
-81 ~ :
-B3
13 23 13 13 13 13 13
32 32 32 32 32
-
K1 -K5 -K4 -K3 -K2
31 31 31 31 31
+24 v
Se plantea la parte del circuito electrico de maniobra para los rele
s de fase. Esta parte del esquema es igual a la estudiada con
el metodo paso a paso
, ya que es independiente del tipo de electrovalvula empleada (monoestable o biestable).
LACl6N Y MANTENIMIENTO

150. Metodo paso a paso
Metodo de cascada
Metodo intuitivo
Biestable
Monoestable
Electrovalvulas L
Detector de presi6n
Detector de temperatura
Detector ultrasonidos
Detector 6ptico
Sensor capacitivo
Sensor inductivo
Detector reed
lnterruptor de posici6n
Detectores
Temporizadores
Fuente
de alimentaci6n
Elementos
de protecci6n
p
4
. AUTOMATISMOS DE MANDO ELECTRICO

151. ..
4.9
. En la resoluci6n de circuitos fluidos con mando elec -
trico mediante el rnetodo de cascada
, se emplea un
rele .
a) por elemento de trabajo.
b) por cada grupo de la secuencia.
c) por cad a fase o etapa.
d) por cada c
ilindro.
4.8. En la resoluci6n de circuitos fluidos con mando elec-
trico mediante el rnetodo de paso a paso
, se emplea
un rele ...
a) por elemento de trabajo
.
b) por cada grupo de la secuencia.
c) por cad a fase o etapa.
d) por cada cilindro.
a) permanece en SU ultirna posic
i6n.
b) se despliega.
c) se repliega.
d) se bloquea.
4.7. Al cortar l
a alimentaci6n electrica de cualquiera de las
bob
inas de la electrovalvula siguiente, el vastaqo del
cilindro ...
a) permanece en SU ultima posici6n.
b) se despliega.
c) se repliega.
d) se bloquea
.
4.6. Al cortar la alimentaci6n electrics de la bobina de la
electrovalvula siguiente
, el vastaqo del cilind ro ...
a) 12 V.
b) 24 V.
c) 110 V.
d) 230 V.
4.5. En los circuitos electroneurnaticos y electrohidrauti-
cos, (,de cuanto suele ser la tens
ion de alimentaci6n
de los circuitos de mando?
4.4. En un cilindro en el cual desea detenerse su vastaqo
en la posici6n de SU Carrera, (,qUe tipo de valvula debe
emplearse?
a) De tres vias y dos posiciones.
b) De cuatro vlas y dos posic
iones.
c) De cinco vlas y dos posiciones.
d) De cinco vias y tres posiciones.
4.3. En los circuitos en los cuales se emplea un cilindro de
simple efecto
, la electrovalvula que ha de emplearse
sera de ..
.
a) tres v
las y dos posiciones .
b) cuatro v
ias y dos posiciones.
c) cinco vias y dos posiciones.
d) cinco vlas y tres posiciones.
d) Todas las opciones anter
iores son correctas.
4.2. Un sensor de proximidad se caracteriza por ...
a) poder traba
jar a altas velocidades.
b) necesitar alimentaci6n electrica para poder t
ra-
bajar.
c) ... ser robustos
, puesto que no tienen elementos
m6viles.
4
.1. Un interrupter de posici6n se caracteriza por ...
a) poder trabajar a altas velocidades.
b) necesitar alimentaci6n electrica para pode
r tra-
bajar.
c) activarse por medio de un contacto ffsico.
d) ser robusto, puesto que no tiene elementos m6-
viles.
II Actividades de comprobacion
~------
I
4
. AUTOMATISMOS DE MANDO ELECTRICO

152. p
4.14. Representa los siguientes circuitos electroneurnaticos utilizando valvulas distribuidoras biestables (5
/2) y empleando el
rnetodo de cascada. Los detectores son interruptores de posicion (finales de carrera) de tipo rodillo. Como son secuen-
cias de dos grupos
, emplea la tecnica de ariadir un grupo vacio.
lncluye la tabla de grupos, tabla de activacion de electrovalvulas
, diagrama de espacio-fase, circuito de fuerza (neurnati-
co) y circuito de mando (electrico),
a) A+ B+ A- B-.
4.13
. Elabora los siguientes circuitos electroneurnaticos utilizando valvulas distribuidoras biestables (5 /2) y empleando el me-
todo de cascada. Los detectores son interruptores de posic
ion (finales de carrera) de tipo rodillo . Como son secuencias
de dos grupos
, emplea la tecnica de div ision de grupo.
lncluye la tabla de grupos
, la tabla de act ivacion de electrovalvulas , el diagrama de espacio-fase, el circuito de fuerza
(neumatico) y el circuito de mando (electrico),
a) A+ B+ A- B-.
b) A+ B+ C+ C- B- A-.
c) (A+ B+ C+) A- B- C-.
d) A+ (B+ C+) T1 C- (A- B-).
e) A+ B+ T1 A- T2 B-.
4.12. Real
iza los siguientes circuitos electroneurnaticos utilizando valvulas distribuidoras biestables (5 /2) y empleando el me-
todo de cascada
. Los detectores son interruptores de posicion (finales de carrera) de tipo rodillo.
lncluye la tabla de grupos
, la tabla de act ivacion de electrovalvulas , el diagrama de espacio-fase , el circuito de fuerza
(neurnatico) y el circuito de mando (electrico),
a) A+ A- B+ B-.
b) A+ B+ B- C+ C- A-.
c) A+ B+ B- A- C+ C-.
d) A+ (A- B+ C+) B- C-.
e) A+ B+ (A- C+) (B- C-)
.
f) A+ (A- B+) (B- C+) C
-.
g) A+ A- A+ A-.
h) A+ (B+ C+) C- C+ C- (A- B-).
i) A+ T1 A
- B+ T2 B-.
flectroneumatica
II Actividades de a~licacion
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4
.10. Al resolver un circuito por el rnetodo de un rele por
cada elemento de trabajo, (,donde se encuentra el
mayor problema?
a) En la activacion de reles,
b) En la desactivacion de reles,
c) En la duplicidad de ordenes
,
d) Todas las opciones anteriores son correctas.
4
.11. lndica que rnetodo emplea mas reles en su solucion para
la sigu
iente secuencia de t rabajo: A+ B+ C+ A- B- C-.
a) Cascada por division de grupo.
b) Cascada por grupo vacfo.
c) Paso a paso.
d) Todos los rnetodos emplean el mismo nurnero de
r
el es.
4
. AUTOMATISMOS DE MANDO ELECTRICO I

153. ..
Figura 4.85. Ma
quina dobladora.
realice un segundo doblado. Terminado este, se retiran a la
vez el cil
indro C y el A, liberando as i la pieza.
Determina:
a) Secuencia de trabajo.
b) D
iagrama de espacio-fase.
c) Circuito neurnatico,
d) Circuito electrico
,
4.19. La Figura 4.85 representa un proceso de doblado de piezas. El operario comienza el proceso colocando una pieza y
accionando un pulsador. El cilindro Ase encarga de fijar la pieza durante todo el ciclo de trabajo. El cilindro B realiza
un primer doblado y se retira para permit
ir que el cilindro C
4.18. lndica el circuito para una rnaqu
ina que cuenta con tres cilindros neumaticos y que realiza la secuencia: A+ B+ A- C+
C- B-
. El cilindro C debe realizar una presi6n determinada antes de retirarse. Coloca un man6metro para que el operario
controle la presi6n ejercida. La rnaquina tiene un selector (S3) para seleccionar el modo de funcionamiento. Estando en
modo manual, al accionar el pulsador de marcha (S2), la rnaqulna realiza un solo ciclo de trabajo. Pon
iendo el selector
de modo de trabajo en autornatico
, al accionar el pulsador de marcha , la rnaquina real iza continuamente la secuencia de
trabajo hasta que se acc
iona el pulsador de paro (S1) , una vez que termina el ciclo de trabajo actual. Las valvulas distr i-
buidoras son monoestables de 5
/2 vias.
4.17. Utilizando valvulas (5
/2), realiza los siguientes circuitos electroneurnaticos (metodo de cascada y paso a paso).
a) A+ A- B+ B-
.
b) A+ B+ (A- C+) (B- C-)
.
c) A+ (A- B+ C+) B- C-.
d) A+ B+ B- C+ C- A-.
e) A+ B+ A- C+ C- B-.
f) A+ T1 A- B+ T2 B-.
g) A+ (B+ C+) C- C+ C- (A- B-).
4.16. Desarrolla los siguientes circuitos electroneurnaticos utilizando valvulas distribuido
ras biestables (5 /2) y empleando el
rnetodo paso a paso. lncluye el diagrama de espacio-fase
, la tabla de fases , el circuito de fuerza (neurnatico) y el ci rcuito
de mando (electrico),
a) A+ A- B+ B-.
b) A+ B+ B- C+ C- A-.
c) A+ A- A+ A-.
d) (A+ B+) C+ B- (A- C-)
.
e) A+ T1 A- B+ T2 B-.
f) A+ (B+ C+) T1 C- (A- B-).
4.15. Lleva a cabo los siguientes circuitos electroneurnaticos utilizando valvulas distribu
idoras biestables (5 /2) y empleando el
rnetodo de cascada. Como son secuencias de dos grupos, emplea la tecnica de emplear solo dos reles de grupo.
lncluye la tabla de grupos, la tabla de activaci6n de electrovalvulas
, el diagrama de espacio-fase, el circuito de fuerza
(neurnatico) y el circuito de mando (electrico),
a) A+ B+ C+ C- B- A-.
b) (A+ B+ C
+) C- B- A-.
c) A+ B+ T1 A- T2 B-.
I
b) A+ C+ B+ B- (A- C-).
c) (A+ B+ C+) A- B- C-.
d) A+ B+ T1 A- T2 B-
.
4
. AUTOMATISMOS DE MANDO ELECTRICO

154. Figura 4.88. Ma
quina de taladrado y fresado.
4.20. La rnaquina de la Figura 4.86 realiza un estampado multi-
ple
. El operario coloca la pieza manualmente y cada cilin-
dro realiza una estampaci6n de forma correlativa, es decir,
una vez accionado el pulsador de in
icio, el cilindro A realiza
su estampaci6n y
, cuando se retira , avanza el siguiente ci-
lindro. Poster
iormente, realiza la misma operaci6n el cilindro
B y, por ultimo
, el cilindro C . Cada cilindro realiza la estam-
paci6n durante 2 segundos.
Realiza:
a) Secuencia de trabajo.
b) Diagrama de espac
io-fase.
c) Circuito neurnatico,
d) Circuito electrico,
p
4.22. En la Figura 4.88, se representa una rnaquina que realiza sobre una p
ieza cilfndrica un taladro y su posterior fresado . El
operario coloca la pieza y
, accionando el pulsador de puesta en marcha, se activa el c ilindro A , que fija la pieza. A con-
tinuaci6n, se pone en marcha el taladro electrico mediante un contactor, a la vez que avanza lentamente el cilindro B.
Posteriormente, se retira el taladro. El cilindro C avanza el carro de las herramientas y, alcanzada su posici6n
, se pone
en marcha la fresadora mediante otro contactor
, que avanza lentamente mediante el cilindro B. Terminado el proceso , se
retira la fresa
, el carro portaherramientas vuelve a su posici6n inic ial y, simultanearnente, libera el tubo. El taladro y la fre-
sa son electricos, Estas herramientas estan en funcionamiento en avance del cilindro.
lndica:
a) Secuencia de trabajo.
b) Diagrama de espacio-fase.
c) Circuito neurnatico
,
d) Circuito electrico,
Figura 4.87. M
aquina de estampaci6n.
Figura 4
.86. Maquina de estampaci6n multiple.
4
. AUTOMATISMOS DE MANDO ELECTRICO I
4.21. La Figura 4.87 representa un proceso de estampac
i6n sa-
bre piezas. Consta de tres partes. El cilindro A se encarga
de alimentar con piezas a la rnaquina. Adernas, en su po-
sici6n extendida
, fija la pieza para que este centrada y no
se mueva. El cilindro B se encarga del estampado median-
te un sello. Terminada la estampaci6n, se retiran a la vez el
cilindro A y el B. A cont
inuaci6n, el cilindro C se encarga de
extraer la pieza expulsandola sobre una caja. La rnaquina
cuenta con un pulsador de marcha que
, al ser accionado,
realiza un ciclo complete.
Lleva a cabo:
a) Secuencia de trabajo
.
b) El diagrama de espacio-fase.
c) El circuito electroneurnatico,
Modifica el circuito para que ahora la rnaquina cuente con un pulsador de ma
rcha que , al ser accionado, repita indefini-
damente el ciclo mientras tenga piezas en el alimentador. Para ello, se instala un sensor capacitive. Adernas
, la estam-
paci6n se realizara hasta alcanzar una presi6n determinada por un presostato (sensor PNP a tres hilos). Tarnbien contara
con otro pulsador para parar la rnaquina una vez terminado el ciclo de trabajo actual.

155. ..
4.29. Determina el circuito hidraulico y el electrico de control para la secuencia de trabajo: B+ A+ A- B-. Las valvulas distri-
buidoras son biestables
. El circuito cuenta con un pulsador de paro de emergencia que , al ser acc ionado, despresuriza
el c
ircuito hidraulico y corta la alimentaci6n electrica al circuito de mando. El circuito cuenta con sefializaci6n 6ptica por
parada de emergencia.
4.28. Establece el circuito hidraulico y el electrico de control para un c
ilindro que se mueve en vaiven, La posici6n en los ex-
tremes es detectada por unos interruptores de posici6n de tipo rodillo. Afiade una sefializaci6n 6ptica para indicar cuan-
do el cilindro esta en avance y cuando esta en retroceso.
4.27. Disefia el circuito hidraulico y el electrico de control para un cilindro que se mueve en vaiven. La posici6n en los extre-
mes es detectada por unos sensores de proximidad tipo reed PNP a tres hilos.
Figura 4.90. M
esa elevadora.
i Mesa elevadora
4.26. La Figura 4.90 representa una mesa elevadora hldraulica que es controlada mediante un pulsador para subir y otro para
bajar. Puede detenerse en cualquier posici6n una vez que deje de accionarse el pulsador. Representa el circuito h
idrau-
lico y electrico de control.
4.25. Una prensa de estampaci6n con un cilindro hidraulico se activa cuando se acciona un pulsador y el piston esta comple-
tamente retirado. En ese momenta, la prensa baja realizando la estampaci6n durante 3 s y, poste
riormente, se retira len-
tamente. Emp
lea una valvula distribuidora monoestable. Desarrolla el circuito hidraulico y electrico de control.
4.24. Una prensa de estampaci6n con un cilindro hidraulico se activa cuando se accionan dos pulsadores a la vez
. En ese
momenta, la prensa baja realizando la estampac
i6n hasta que se alcance una dete rminada presi6n , momenta en la cual
se retira. Emplea una valvula distribuidora biestable. Realiza el circuito hidraulico y electrico de control.
Figura 4.89. H
omo.
4.23. La puerta de un homo se abre y cierra a traves de la acc
i6n de un cilindro hidraulico (Figura 4 .89). Mediante un pu lsador,
se da la orden de apertura
y, mediante otro, la de cierre. Elabora el circuito hidraulico y electrico de control.
[le ctrohi dra ulica
1
j
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I
4
. AUTOMATISMOS DE MANDO ELECTRICO

156. p
4.32. Busca en internet varios fabricantes de electrovalvulas y observa sus caracteristicas tecnicas, Despues
, establece una
comparaci6n sobre el tipo de informaci6n que proporcionan.
II Actividades de ampliacian
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4.31. Elabora el circuito electrohidraulico para la secuencia (A+ B+) C+ T1 C- (A- 8-). Utiliza valvulas distribuidoras 4/2 mo-
noestables y resuelvelo empleando el rnetodo paso a paso.
Realiza:
a) Secuencia de trabajo.
b) Diagrama de espacio-fase.
c) Circuito hidraulico.
d) Circuito electrico,
4.30. Realiza el circuito electrohidraulico para la secuencia (A+ B+) (C+ A-) (B- C-)
. Utiliza valvulas distribuidoras biestables
y resuelvelo empleando el rnetodo de cascada. Los detectores son interruptores de posici6n (finales de carrera) de tipo
rodillo. lncluye la tabla de grupos
, tabla de activaci6n de electrovalvulas , diagrama de espacio-fase , circuito de fuerza
(hidraulico) y circuito de mando (electrico).
4
. AUTOMATISMOS DE MANDO ELECTRICO I

157. Objetivos
~ f3B~[li}t:.Cb.:<~=

158. • Memorias. Las hay de dos tipos: las de tipo ROM
(ROM, EPROM y EEPROM), que son memorias de
solo lectura y no pierden su informacion ante un cor-
te de energfa, y las memorias RAM, que son unas
memorias de lectura y escritura y, ante un corte de
energfa, pierden su informacion.
A nivel interno, un automata se compone de las siguien-
tes partes:
• CPU. Es la parte mas importante del automata. Se
encarga de leer las entradas y activar las salidas en
funcion de un programa
.
F
igura 5 .2. Sl-1200 ( Fuente: Siemens) .
• Modulares. Se componen de varios modules, don-
de cada modulo cumple con una funcion especffica,
por ejemplo: entradas analogicas, entradas digitales,
salidas, comunicaciones, etc. Permiten facilmente la
ampliacion del sistema hasta cubrir las necesidades.
Figura 5.1. Aut6matas programables de Logo (Siemens), a la izquierda
,
y de Zelio (Schneider Electric), a la derecha.
•
•
2
AVOC tnputt11 . .18 74\IOC
• Compactos. Todos los elementos necesarios estan
agrupados y se integran en un dispositivo. Son idea-
les para pequefias aplicaciones con pocas entradas y
salidas. No obstante, en la mayoria de ellos, pueden
ampliarse y afiadirse otras funcionalidades.
Atendiendo a su estructura externa, los autornatas se clasi-
:fican en:
• 5.3. la estructura del automata
programable
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
• Alto coste material de la instalacion, pero puede ser
compensado con sus ventajas.
• Alta cualificaci6n del personal tecnico, por la tarea
de programacion de los automatas
,
Entre sus inconvenientes, se encuentran:
• Posibilidad de comunicarse con otros automatas.
• Posibilidad de obtener datos de funcionamiento en
tiempo real.
• Posibilidad de recogida de datos de hist6ricos, de-
bido a la memoria de almacenamiento.
• Reducci6n de costes asociados al mantenimiento
.
Fiabilidad de los automatas junto con la deteccion de
averias.
• Reducci6n de costes de mano de obra de la insta-
lacion.
• Reducci6n de tiempo en la puesta en marcha al re-
ducir el cableado.
• Posibilidad de introducir cambios sin realizar modi-
ficaciones del cableado.
Emplear una tecnologfa u otra supone una serie de ventajas
e inconvenientes. Entre las ventajas, destacan:
• 5.2. las ventajas y las inconvenientes
Los automatas programables tambien reciben el nombre
de PLC, del ingles programmable logic controller ( contro-
lador logico programable ).
Los sistemas programados se emplean en sistemas com-
plejos donde un cambio en el programa o forma de actuar
no implica un cambio en los elementos que lo integran.
Los sistemas cableados son titiles en sistemas fijos don-
de no necesita modificarse la forma de funcionamiento.
A la hora de diseiiar un automatismo, hay dos caminos:
realizar el automatismo mediante tecnologia cableada, en
la cual la manera de funcionar depende de los elementos
empleados y la forma de interactuar entre ellos (tarea que
se realiza mediante el cableado ), o emplear la tecnologia
programada, en la cual, mediante un programa, se esta-
blece como debe responder el sistema ante estimulos en
las entradas.
• 5.1. las automatismos programados
r

159. • Mo
dulos analogicos, Poseen cualquier valor dentro
de un rango. Utilizan datos a nivel de b
yte (8 bits) o
word (16 bits)
. Los modulos de entradas analogicas
se emplean para lee
r magnitudes que no pueden ex-
presarse en valores binarios como
, por ejemplo: tem -
peratura
, presion, distancia, etcetera.
Los modules de entradas y salidas se clasifican en funcion
del tipo de dato que emplean, asf se tienen:
• Mri
dulos digitales o binarios. Utilizan datos a nive l
de bit, es decir
, 1 y 0.
1111 5.3.3. los modulos de entradas y salidas
En lo referente a la alimentaci6n electrica
, hay dos tipo s:
los que se conectan directamente a la red electrica y los
de tension reducida (normalmente
, 24 Ven corriente con-
tinua)
, en este ultimo ca so, es preciso emplear una fuente
de alimentaci6n extema
.
t Recuerda:
Figura 5.5. Fuente de alimentac
i6n para Logo y S7 -300 (Fuente: Siemens).
L
afuente de a limentacion, ademas de suministrar ener -
gfa al propio automata
, se emplea para alimentar a los sen-
sores o dispositivos que lo necesiten
. Algunos automatas
con fuente interna c
uentan con unos terminales para esta
funcion.
Si la fuente de a
limentacion es interna, el automata s e
conecta directamente a la red electrica entre fase y neutro
.
Por e
l contrario, si e l automata neces ita de una fuente ex -
terna
, su alimentacion es a 24 V cc.
de una fuente de alimentacion. Alguno
s automatas integran
internamente dicha fuente, pero otros emplean un modu
lo
externo.
Los automatas programables funcionan intemamente en ten-
siones reducidas en corriente continua, por ello necesitan
1111 5.3.2. la fuente de alimentacion
Figura 5.4. Varias CPU de la seri
e S7-300 (Fuente: Siemens ).
• Procesar las instrucciones del programa. Se en-
carga de ejecutar las instrucciones del programa de
manera secuencial y de forma cf clica. La velocidad
de procesamiento es muy alta.
• Leer el estado de las entradas.
• Activar las salidas.
• Comprobar todo el sistema. Se cuenta con una se-
rie de alarmas que el automata vigila.
Los diversos fabricantes agrupan sus modelos en funcion
de la CPU.
Es la parte mas importante del PLC, que cumplen varias
funciones:
1111 5.3.1. la CPU
Figura 5.3. Estructura interna de un automata programable
.
lnterfaz de
salida
lnterfaz de
perifericos
lnterfaz de
entrada
f
Bus interno
Memoria
RAM
• Interfaz de entrada. Adaptan las sefiales de entrada
para que las entienda la CPU.
• Interfaz de salida. Es el encargado de preparar las
ordenes de la CPU en valores de salida.
• Interfaz de perifertcos. Son el resto de elementos
que pueden conectarse al automata
: una consola de
programacion, un panel de operacion, otros PLC,
impresora, etcetera.
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

160. Figura 5.9. Salidas a tele con borne comiu:
N
/-
-
P1 -K1
Fuente de alimentaci6n
04 03 02
Salida
D D D D
Figura 5
.8. Salidas a r ele con dos bornes.
N
/-
-
K1
Fuente de alimentaci6n
LI+
03 02 01
-P1
Salida
D D D D
I I
fl f
l
04
• Salidas a rele. Tienen dos terminales y acnian como
un contacto. En sus bornes
, no existe tension elec-
trica, por ello se Haman libres de potencial. Pueden
trabajar con cualquier tipo de tension, alterna o con-
tinua, y de cualquier valor.
A las salidas del automata, se conectan los actuadores.
Existen varios tipos de salidas digitales:
Figura 5.7. Entradas activas.
~-~ S Negro
~ Azul
+ Marron
-81
1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0
.5 0.6 0 .7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 °1.-4 :
®®®®®®®®®®@@@@~
Entradas
IO ••••••• •
n• ••••
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
r
Los captadore
s que necesitan s er conectados a una fuente
de alimentaci6n electrica se denominan c
aptadores activos.
Sabias que ...
Para los captadores que necesitan conexion electrica
,
esta puede obtenerse de una fuente de alimentacion externa
o del propio automata
, el cual suele contar con unos termi-
nales destinados a este fin.
Los captadore
s que no nece sitan ser conectados a una
fuente de alimentaci6n electrica se denominan captado­
res pasivos
.
Sabias que ...
Figura 5.6. Entradas pasivas.
-S2
0- - [
- -
-S1
1M 0.0 0
.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 .7 2M 1 .0 1.1 1.2 1 .3 1.4 1.5 Ov +24
®®®®®®®®®®®®®®®®®®
Entradas
ro
••••••••n•••••
En la Figura 5.7
, se tiene un automata con dos grupos
de entradas: los comunes son lM y 2M respectivamente.
La conexion de un captador pasivo o sin tension
, como
un pulsador
, se realiza conectando un extremo a la entrada y
el otro extremo al positivo de la fuente de tension. Ademas
,
es necesario conectar el negativo de la entrada con el nega-
tivo de la fuente de alimentacion. Con el fin de reducir el
espacio, estos negativos se agrupan en un terminal comtin. A
veces
, suelen dividirse las entradas en grupos, en los cuales
Cada grupo tiene S
U propio cormin,
En las entradas del automata, se conectan los captado-
res. Estos captadores pueden ser de dos tipos: pasivos, que
no necesitan conexion electrica (un pulsador o un final de
carrera), o activos, que necesitan conexion electrica (un sen-
sor inductivo o una barrera fotoelectrica).
Estos modules son de entradas o de salida
, aunque tam-
bien los hay mixtos
, donde combinan tanto las entradas
como las salidas
, sin embargo, no mezclan el tipo de datos
(analogicos o binarios).

161. D
V
DR
Figura 5.12. Pane
l de operecion H M/ (Fuente: S iemens).
SIM
ATIC PANEL
Fill le
vel 2 2.11.2010
I j
12
:05:12
ii iijiiilliii
I
'
.i I
1
00
J-0 00
Fill Le
vel
Back[
FS]
ESC
F
1 F 2 F 3 F4 F5 TAB
_\JI ABC DEF GHI JKL a
/A AC K
F6 F7 F8 F9 F10 DEL
MNO PORS TUV WXY2. +-11f/
=
Los paneles de operac
ion son unos perifericos destinados
a interactuar con el operario. Este tipo de dispositivos se
denominan HM! (human machine interface)
.
Estos paneles o consolas se componen de dos partes
: una
parte es la encargada de visualizar informaci6n (tales como
la situaci6n de una maquina 0 proceso, alarmas, etc
.) y otra
parte es la encargada de recoger inforrnacion que propo
r-
ciona el operario ( dar alguna orden concreta) mediante un
conjunto de teclas
.
Existen dos tipos de pantallas: las pa
ntallas alfanume-
ricas, que proporcionan informaci6n en formato texto
, y
las pan
tallas graficas, que proporcionan informacion en
formato grafico
,
• 5.4. lnterfaz hombre-maquina (H
MI)
Figura 5.11. Proteccion def automata en corriente alterna.
R
c
01
@
VDR
01@
Figura 5.10. Ptoieccior: def automata en corriente continua.
D
+ R +
01
@ 02@ 01@
En el caso de cargas en corriente alterna, pueden darse
las siguientes situaciones:
• Carga de alta inductancia.
• Carga de alta impedancia.
• Para cada grupo de contactos de salida, deben calcu-
larse las intensidades demandadas por cada actuador
y la suma de ambas no ha de sobrepasar la intensi-
dad indicada por el fabricante.
En la mayorfa de los casos, las salidas del automata se
conectan a reles y contactores. Estos son elementos inducti-
vos y este tipo de carga genera picos de tension en el proce-
so de desconexion. Los fabricantes de automatas incorporan
en los modules un circuito de proteccion, pero, a veces,
estos no son suficientes y debe complementarse.
Cuando la carga es de corriente continua, hay tres circui-
tos de proteccion (Figura 5.10):
1. Protecci6n mediante diodo. Se emplea en cargas
inductivas con bajo mimero de maniobras.
2. Protecci6n mediante diodo y resistencia. Es mas com-
pleto que el anterior y se emplea para el mismo caso,
cargas inductivas y con bajo mimero de maniobras.
3. Protecci6n mediante diodo y VDR (varistor). Se
emplean en cargas inductivas con alto mimero de ma-
niobras.
• Los actuadores conectados en un mismo grupo de
salida deben ser de la misma tension.
A la hora de trabajar con los modulos de salidas digitales
o binarias, debe tenerse en cuenta una serie de considera-
crones:
• Salida a triac. Se emplean donde se requieran altas
capacidades de conmutacion.
Las salidas a rele pueden trabajar para cualquier tipo de
voltaje y permiten trabajar con mayores corrientes que con
las salidas a transistor. Sin embargo, la velocidad de conmu-
tacion del transistor es superior a las del rele. Por otro lado,
la vida util de los reles es inferior a la de los transistores.
• Salidas a transistor. La salida es con tension, por
ello los actuadores deben ser del mismo valor de ten-
sion electrica. Son adecuados para actuadores de
corriente continua. Pueden ser de dos tipos: PNP o
NPN.
Las conexiones de salida pueden tener dos bornes o
pueden agruparse por bloques (al igual que ocurrfa
con las entradas). Cada bloque contara con un con-
tacto cormin. Tener varios bloques facilita la cone-
xion de actuadores de diferente tension electrica.
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

162. Figura 5.16. D
iseho de la panta lla de u n sistema SCA DA
(Fuente: Siemens).
Un sistema SCADA (supervisory control and data acqui­
sition) es un sistema de software que, desde la pantalla de
un ordenador, se comunica con los dispositivos de campo
supervisando todo el proceso industrial.
Esta informacion que proporciona es iitil para el trabajo
diario de cada usuario o departamento: control de producci6n,
mantenimiento, operadores, control de calidad, etcetera.
Las tareas de automatizaci6n las realizan los aut6matas
del sistema, que proporcionan la informaci6n al ordenador,
pero tambien desde el propio ordenador pueden darse orde-
nes a los aut6matas.
• 5.B. las sistemas SCAOA
Figura 5.15. L
ogo con mod ulo ethernet integrado ( Fuente: Siemens).
redes industriales. Aunque hay varios protocolos de
comunicacion sobre ethernet, el empleado con pre-
ferencia es el TCP/IP.
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
r
• Et
hernet. Se emplea en los casos de intercambios de
grandes cantidades de informaci6n y permite gran
-
des distancias entre dispositivos. Es un bus de altas
prestaciones y
, actualmente, tiene mas aceptacion en
Figura 5.14. Arra
ncador con bus
AS
-i (Fuente: Siemens ).
Fi
gura 5.13. Final de carrera co n
bus AS-i (
Fuente: Siemens).
Un sistema controlado por un automata p
uede comunicarse
con otros automatas y sistemas. P
ara ello, necesitan contar
con algun sistema de comunicacion industrial.
Los buses de comunicaciones se emplean para facilitar
el intercambio de informaci6n de una manera eficiente con
el mfnimo cab
leado posible.
Aunque existen varias soluciones
, entre l as mas emplea-
das actualmente, es tan l
as siguientes:
• M
odbus. Es un bus que se emplea para enviar y re -
cibir datos entre l
os sensores y l os controladores a
traves del puerto serie y con una comunicacion pun-
to a punto
. El medio ffsico esta compuesto por un
cablea
do de par de hilos trenzados con a limentacion
independ
iente para cada dispositivo.
• Profibu
s. Es un bus de tipo maestro-esclavo de altas
prestaciones que cuenta con varias versiones. El ca-
bleado puede ser de par trenzado o de fibra optica
.
• A
S-i. El bus AS-i (interfaz de actuadores y sensores)
naci6 con la idea de eliminar el cab
leado entre l os
actuadores y sensores a la vez que proporciona a
li-
mentaci6n electrica a los dispositivos, todo ello por
u
n mismo sistema de cableado de dos hilos.
• 5.5. las comunicaciones industriales
Estas pantalla
s se combinan con una serie de teclas , aun-
que actualmente, los paneles mas modernos integran am
bas
funciones mediante l
as pantallas tactiles.
Estos paneles requieren una programaci6n que s
e realiza
mediante un software especffico
.

163. Figura 5.17. Comparaci6n de u
n circuito en 16gica cab leada ye n 16gica programada.
Q
4
®®
Q3
®®
Q2
®®
+
24 V- I1 1 2 I3 1 4 IS 16 17 18
~·
~HS} ® ® ® ® ® E;;H~ ®
-
S2""
E
-
-S1 ~
E-
+24 v ---------40----~
ov ---+--~
Figura 5.19. Z
elio (Schneider Electric) .
Sal i
d as
Conector de
programaci6n
Botonera
Alimentaci6n
electrica
Figura 5.18. L
ogo (Siemens).
Aunque cada marca comercial tiene sus modelos de au
-
t6matas, es facil identificar cada parte y, en caso de duda,
debe consultarse su manual. En las Figuras 5.18 y 5
.19, se
muestran dos mode
los muy conocidos de una gama basica
(
Logo de Siemens y Ze lio de Schneider Electric), identifi-
cando cada parte
.
c6mo debe responder ante l
a intervenci6n de los pulsadores .
En cambio, en la 16gica programada, se conectan los capta-
dores a l
a entrada del automata y l os actuadores a la salida .
Mediante el programa, se indica c6mo debe responder ante
la intervenci6n en las entradas.
+
24 v
-S1
M
N
E- -K1
-e-
N
-
S2
M ~
E- -K1
~
-K
1 -M B1
o
v
L
os circuitos electricos en los cuales se emplean aut6matas
reducen su cableado. Asf, por ejemp
lo, en la Figura 5 .1 7, se
muestra el control de un cilindro mediante 16g
ica cableada y
mediante 16gica programada
. En el primer caso, se le indi-
ca, mediante la forma de conectar los diferentes elementos,
• 5.7. las circuitas electricas
en las autamatas
• De
scarga de tr abajo a lo s aut6matas. Ciertas ta-
reas requieren una alta capacidad de calculo
. Pueden
tomarse esos datos en el propio ordenador, realizar
e
l calculo y, con los resultados obtenidos pasarselos,
al automata
.
• Gest
i6n de alarmas. Informaci6n sobre las alarmas
producidas con registro de l
as incidencias.
• G
eneraci6n de hi st6ricos. Se recoge informaci6n
so
bre la evoluci6n del proceso contro lado a lo largo
de
l tiempo, lo que permite entre otras cosas, detectar
desviaciones
.
Las ventajas principa
les del empleo de un sistema SCA-
D
A son:
• Sup
ervision. O bservaci6n en la pantalla de la evo lu-
ci6n de las variables que intervienen en el proceso.
• Control. Modificaci6n de la evoluci6n del proceso
mediante 6rdenes a los dispositivos que intervienen
en el.
Las funciones principales que realiza son:
• A
dquisici6n d e datos. Recoge, procesa y almacena
la informaci6n recibida.
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

164. Para solucionar un problema particular, el software se for-
mula como una configuracion. Por tanto
, una configuracion
111111 Configuracion, recursos y tareas
Las variables pueden ser declaradas locales o globales.
Las variables locales solo tendran visibilidad en la parte
del c6digo donde se hayan declarado
, por ejemplo , dentro
de una funcion. Cuando se declaran como globales, esas
variables tienen visibilidad y, por tanto, pueden utilizarse
en cualquier parte del programa.
Las variables asignan direcciones del hardware: entradas
y salidas
, memoria y datos . Con ellos, consigue dotarse de
una independencia del software frente al hardware.
111111 Variables
STRING
l Cade
na de caracteres · ·
: (t t ) ~. Max. 255 car
. ~.
~ ex o
.
:. : : :
l. ~
.~~ l .. ~~~~~.~ .. ?.~.~ .. ~~~~: l ~ .t
[ ~
.?.~.~ i .. ~~~~~.~ .. ?.~.~.~.~!~~: 1- ~~ .l
DWOD ~ Cade
na de 32 bits . ~ 32 ~
: : : :
~ LWORD ~ Cade
na de 64 b its. ~ 64 ~
: : ; :
BOOL Boo
leano.
. . . .
r:
:::::::::::::1:~!.::::::::::::::i::~:~~~~:~:(~~:~~~~~;.::::::::::::::::::::::i:::::::::::~:~::::::::::::i
~ ~~~
.'.. l .. ~.~.~~~.~ .. ~?~.~: l. ~ J
~ DINT ~ Entero dob
le. ~ 32 ~
; ; ; ;
! ~1
.~! l .. ~.~.~~~.~ .. 1.~~~.~: l ~~ J
! ~
.~~~.! l .. ~.~-~~~.~.~?~.~.~~~.~~~.~.~: l. ~ .l
! ~~~
.'.. l .. ~.~.~~~.~-·~i.~.~~~~~: : ~ .~ ;
! ~
.~!~! l .. ~.~.~~~.~ .. ?.?~!~ .. ~.i.~ .. ~~~~~: l ~.~ J
! ~~~~
.'.. l .. ~.~.~~~.~ ..
1
.~~~.~
.. ~i
·~-~~~~.~ l ~~····· J
~ R
EAL ~ Numero rea l. ~ 32 ~
. . . .
r
:::::::::::~~:~~~::::::::::::i::~~0:~~?::~~~~:~~~~~;:::::::::::::::::i:::::::::::~i:::::::::::i
! !
.I.~·~············· l..~?~~: l. ~~ .l
.. . . .
~ DAT
E ~ Fecha . ~ 64 ~
; ; ; ;
[ !~~
.~.~?.~~P~~ l .. ~?~~ .. ~ .~~.~.1~: l ~~ J
~ ~~!~
~~.~~-~!!.~.~ .. t .. '..~~·~·~·~·~~~~: t ~~ l
Keyword l Tipo de dato ! Bits
Tabla 5
.1. Tipos de datos bas icos
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
Lo
s de datos mas comunes son BOOL , INT, R EAL,
B
YTE y W ORD. Tambien es posible definir tipos de datos
propios
. El empleo de uno u otro depende de l as caracteris-
ticas del valor por manejar
.
Existen diferentes tipos de d
atos (Tabla 5.1) y cada uno de
ellos requiere un espacio en la memoria donde se almace-
naran
.
111111 Tipos de datos
Se define una serie de e
lementos que son comunes en toda
esta parte del estandar
,
1111 5.8.1. [lementos comunes
• Lenguajes de programacion.
• Elementos comunes.
• Parte 7: Guias para aplicacion e implernentacion de
le
nguajes de prograrnacion.
R
especto a la parte 3, esta se divide en las sigu ientes
secciones
:
• P
arte 6: Programacion en l ogica difusa .
• Parte 5: Comunicacion
,
• Parte 4
: Guias de usuario .
• Parte 3: Lenguaje de prograrnacion
.
• Parte 2
: Hardware.
• Parte 1 : Vista general.
Hasta hace muy poco
, los sistemas d e control eran es-
pecificos de cada fabricante, con una programacion y hard­
ware dependientes. Esta falta de norma
lizacion significa ba
una escasa flexibilidad y castes elevados para el usuario
.
Con e
l objetivo de eliminar estos inconvenientes , se creo el
estan
dar IEC 61131 para unificar criterios.
Esta norma IEC 61131 h
a supuesto un paso adelante
en la estandarizacion de los automatas programab
les y sus
perifericos
, Consta de las siguientes partes :
Mediante una serie de ordenes
, se indica al automata como
procesar los datos de los captadores conectados a las entradas
para activar o desactivar las salidas del automata. Estas orde
-
nes se expresan mediante algiin lenguaje de programacion,
• 5.B. la programacion de autamatas

165. - Di
agrama d e contactos (LD, del ingles ladder
diagram)
. Se basa en el emp leo de la 16gica de
reles
,
Figura 5.21. Ejemplo de diagrama de b
loques f uncionales.
A-fANDl_C
B~
Existen cuatro l
enguajes de programaci6n normalizados.
D
os de ellos son de tipo grafico y los otros dos, de tipo texto .
• T
ipo grafico:
- Diagrama d
e bloques funcionales (FBD, del in-
gles function block diagram). Se basa en e
l em-
pleo de bloques que realizan una funci6n concreta.
Con esta norma, ha conseguido simplificarse y facilitarse
el aprendizaje de los lenguajes de programaci6n usados en
la automatizaci6n industrial, ya que, al unificar los criterios,
se facilita poder programar de la misma manera cualquier
automata acogido a esta norma.
En l
a parte 3 de l a norma IEC 61131, se define cual es e l
conjunto minimo, los elementos basicos de programaci6n,
reglas sintacticas y semanticas para los lenguajes de pro-
gramaci6n
.
1111 5.8.2. los lenguajes de programacion
Figura 5.20. Modelo software segiu: la /
EC 61131.
I Variabl
~lobales I
1 r Vias de acceso , '
FB
-FB F
I \ I
I \ I
I \ I
I \ I
I \ I
Programa '
Progr~ma
\ I
\ I
', I
I
I
I
I
r
og~amja I .._P_ro_g_ra_m_a~"" •
:
B-FB
~-
--+---+--~
Tarea Tarea Tarea Tarea
R
ecurse Recurse
Cenfiguraci6n
La arquitectura bajo la norma IEC 61131 supone un
avance para adaptarse a un hardware cada vez mas nove-
doso, como, por ejemplo
, PLC con multiples procesadores
donde pueden asignarse recursos a cada procesador.
1. Lectura de entradas.
2. Ejecucion del programa.
3. Actualizacion de las salidas.
Con esta norma, se observa un cambio en la arquitectura
.
Con la arquitectura clasica, la ejecuci6n de un programa se
realiza de forma cfclica en tres fases:
111111 Arquitectura
Los programas son el conjunto de 6rdenes que indican c6mo
debe responder el automata frente a una serie de entradas y
datos. Un programa puede ser escrito en cualquiera de los
lenguajes definidos por el estandar,
111111 Programas
Los bloques de funci6n cuentan con una interfaz defini-
da y una parte interna oculta. Por tanto, en funci6n de unos
datos de entrada, proporciona unos datos de salida y c6mo
procesar esos datos no tiene importancia. Acnian como una
caja negra.
Pueden crearse varias copias de un bloque funcional
denominadas instancias. Cada instancia lleva asociado un
identificador (nombre de la instancia).
En la norma IEC 61131-3, los programas, bloques de fun-
ci6n y funciones se Haman unidades de organizacion de
programa (POU, del ingles program organization units).
La norma define dos tipos de funciones: funciones
estandar y funciones definidas por el usuario. Las fun-
ciones estandar son: ADD (suma), ABS (absoluto), SQRT
(cuadrado) SIN (seno), etc. Las funciones definidas por el
usuario son funciones propias (basadas en funciones estan-
dar) y permiten ser reutilizadas.
Un bloque de funci6n es una unidad de organizaci6n del
programa y representa una funci6n de control especializada.
Contienen datos y el algoritmo y pueden conservar infor-
maci6n de su estado.
111111 Unidades de organizacion del programa
es especffica y contiene los recursos de hardware, recursos
de procesamiento, direcciones de memoria para los canales
de entrada o salida y otras capacidades del sistema.
Dentro de una configuraci6n, puede definirse una o va-
rias tareas. Las tareas controlan la ejecuci6n de un conjunto
de programas y bloques de funci6n. Ademas, estas tareas
pueden ser ejecutadas de forma peri6dica o cuando ocurre
un evento. Tambien pueden asignarse prioridades a las ta-
reas, de tal manera que una tarea de mayor prioridad puede
interrumpir a una de menor prioridad.
L
ACl6N Y MANTENIMIENTO

166. 1. Bloques de funciones basicas:
- Entrada. Se emplea para indicar la lectura de
una entrada (cap tad or).
Es una programacion de modo grafico
, donde cada bloque
representa una funcion. Existen dos grupos de bloques fun-
cionales:
• 5.9. la programacion mediante
bloques funcionales
Normalmente
, se trabaja en logica positiva .
! Pos
itiva. ( · · Q · ·::Yh=Yn~~~~~6~:
; ; ; .
~ ~ ~ No hay tens
ion.
1 .. ~~~~~i
·~·~·· r::::::::::::::::~:::::::::::::::::r:~~~:~~:~:~:i~:~:;::::::::::::::
Logica ~ Valor binario ~
Tabla 5.5
. Tipos de loqica y sus va lores
Existen dos tipos de logica en funcion del valor de tension.
Hasta ahora, se considera que un valor digital de 1 significa
que hay tension y un 0, que no hay tension. Este tipo de
planteamiento se denomina l6gica positiva.
Pero tambien es posible trabajar con el planteamiento
contrario, entonces, un valor binario de 0 significa que hay
tension y para un 1 no hay tension
. Este planteamiento se
denomina logica negativa.
1111 5.8.4. lipos de IOgica
S
I ~ Accionado.
~ ~ (,Existe ~ Valor
Contacto : Estado : t .. ? : b' ·
~ i ensmn. ~ mano
Tabla 5.4. Con
tactos e n las entradas del automa ta y sus estados
; .l ~~Y.
.~~·~·~·i·?.~ .. ~~~~.i~.~.~.?~: .
L ? .L
.~~-~~X .. ~~~~~?~ .. ~~ -~~~~~!~~~-~J.: .
Valor binario ! Salidas del automata
Tabla 5.3. Si
tuacion en las salidas d el automata
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
r
Como se ha estudiado anteriormente, hay dos tipos de
contactos
: contacto normalmente abierto (NO) y contacto
normalmente cerrado (NC)
. Cuando un contacto se conecta
a la entrada del automata
, este no puede distinguir si es
abierto o cerrado, simplemente lee si hay o no hay tension
.
R
especto a las s alidas, si quiere activarse , se asigna y se
escr
ibe el valor binario 1 y, si quiere desactivarse, se asigna
el va
lor 0.
:
Hay tens
ion.
. . .
1 N~
.h~-~ .. 1~~~i6~· T o 1
: : :
Entradas del automata ! Valor binario
Tabla 5
.2. Situacion en las entradas del automa ta
El automata trabaja bajo un sistema binario (ceros y unos)
.
Cuando un automata lee las entradas, asigna un va
lor en
funcion de si hay o no un nivel de tension
. Si hay tension ,
asigna el valor binario 1 y, si no hay tension
, asigna el valor
binario d
e 0.
1111 5.8.3. las senales binarias
La eleccion de un lenguaje u otro va a depender
, princi-
palmente, de las preferencias y conocimientos del progra-
mador
, de la dificultad del problema por resolverse y del
automata que ha de emplearse, ya que no todos los entornos
de programacion de automatas incorporan todos los lengua
-
jes
, aunque la tendencia es a su incorporacion .
Figura 5.24. Ejemplo de texto est
ructurado.
C =
A AND NOT B
- Text
o estructurado (ST , del ingles structured
te
xt). Se basa en los lenguajes de programacion
de alto nivel.
Figura 5.23. Ejemplo de l
ista de instrucciones.
LO A
ANON B
S
T C
• Tipo texto:
- Li
sta de instrucciones (IL, del ingles instruction
list). Se basa en los principios del lenguaje en-
samblador.
Figura 5.22. Ejemplo de diagrama de contactos.
A B C
­1H
1~

167. La funci6n OR realiza la suma 16gica de dos o mas sefi.ales
y el resultado lo coloca en la salida del bloque.
1111 5.9.
3. la funcion OR
Figura 5.29. Salidas.
01
--{§]
Al igual que en las entradas, en los automatas mas sencillos
de tipo compacto (por ejemplo, Logo de Siemens o Zelio de
Schneider Electric)
, las salidas se identifican con una letra.
Para estos automatas, se emplea la letra Q
, aunque, en otras
marcas
, cambia. Estas letras van seguidas del numero de
salida del automata.
1111 5.9.2. l
as salidas
En electr6nica
, el primer mimero es el 0.
t Recuerda:
Figura 5.28. Ejemplo de entrada
.
I 0
.
I 1
.
I 2
.
7 6 5 4 3 2 1 0 I 1.3
11 L bit3
E byte1
I= entrada
En algunos automatas, debe indicarse la direccion del
byte, junto con el bit. Por ejemplo, la entrada I.1.3 indica
que el valor de la entrada se guarda en el bit 3 del b
yte 1.
Figura 5.27. Contacto abierto
.
-----
1
1
Figura 5.26. Entradas.
11
la letra I, aunque
, en otras marcas , cambia. Estas letras van
seguidas del mimero de entrada al automata
.
En los automatas mas sencillos de tipo compacto (Logo
de Siemens o Zelio de Schneider Electric), las entradas se
identifican con una letra. Para estos automatas, se emplea
Figura 5.25. Asignaci6n de las variables de entrada y salida en el software
Sysmac Studio de Omron.
Pos
ici6n Puerto Descripci6n I R/W !Ti po de dat o1 Variable I
Unidad 6 .. NX
-PG0122
Unidad 7 ... NX-104442
..,. Input Bit 8 bits Input bit (8 bits) R BYTE -
Input BitOO Input Bit 00 R BOOL ~
Input Bit 01 Input Bit01 R BOOL i...
Input Bit02 Input Bit 02 R BOOL ~
Input Bit 03 Input Bit 03 R BOOL ~
Input Bit 04 Input Bit 04 R BOOL -
Input Bit 05 Input Bit 05 R BOOL -
Input Bit06 Input Bit 06 R BOOL -
Input Bit07 Input Bit 07 R BOOL -
Unidad 8 ... NX-PC0030
Unidad 9 ..,.
NX-004256
T Output Bit 8 bits Output Bit (8 bits) w BYTE -
Output Bit 00 Output Bit 00 w BOOL ~
Output Bit 01 Output Bit 01 w BOOL m.11
Output Bit 02 Output Bit 02 w BOOL ~
Output Bit 03 Output Bit 03 w BOOL ~
Es el equivalente electrico de un contacto abierto o cerra-
do. Representan los lugares ffsicos donde se conectan los
elementos captadores de sefi.ales (pulsadores y sensores).
En el software de programacion que sigue la norma
IEC61131, a las entradas y salidas se les asigna un nom-
bre de variable que, luego, sera la que se utilice como su
referencia.
1111 5.9.1. las entradas
- Contadores.
- Otros.
- Funci6n NAND. Realiza el producto logico de las
sefi.ales y luego lo invierte.
- Funci6n NOT. Invierte el valor de la sefi.al.
2. Bloques de funciones especiales:
- Temporizadores. A la conexion, desconexion,
semanales, anuales, etcetera.
- Salida. Se emplea para indicar una salida ( actua-
dor ).
- Funci6n OR. Lleva a cabo la suma logica de las
sefi.ales.
- Funci6n NOR. Realiza la suma logica de las se-
fi.ales y luego la invierte.
- Funci6n AND. Realiza el producto logico de las
sefi.ales.
LACl
6N Y MANTENIMIENTO

168. En la funci6n AND
, al representar un circuito en serie,
todos sus contactos deben estar cerrados (1) para que cir-
cule la corriente y se tenga un 1 a su salida. Si se abre
cualquier contacto, se interrumpe el paso de la corriente
.
t Recuerda:
La funci6n 16gica es: Q = 11 · 12.
La funci6n AND representa la conexi6n de dos o mas
contactos en serie. La salida vale 1 cuando todas sus entra-
das tienen un estado 16gico de 1.
Figura 5.34. Funci6n AND
(bloques).
Figura 5.33. Funci6n AND
(circuito).
11
Q 12 11
Entradas ~ Salida
. ..
Tabla 5.8
. Tabla de verdad de la funci6n AND
La funci6n AND realiza el producto 16gico de dos o mas
sefiales y el resultado lo coloca en la salida del bloque.
1111 5.9.5. la funcion ANO
La funci6n 16gica es: Q = 11 + 12.
La salida vale 1 cuando todas sus entradas tienen un
estado 16gico de 0.
Figura 5.32. Funci6n NOR (
bloques).
01
Q
11
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
r
0
0 0
0 0
.
..............................................................................................................
0 1 0
Tabla 5
.7. Tabla de verdad de la funci6n NOR
La funci6n NOR es la funci6n OR a la cual se invierte su
resultado.
1111 5.9.4. la funcion NOR
En la funci6n OR
, al representar un circuito paralelo, con
que e
ste cerrado (1) alguno de sus contactos , ya es s ufi-
ciente para que se cierre el circuito
, con lo que se obtiene
un estado 16gico de 1 en su s
alida.
t Recuerda:
La funci6n OR representa la conexi6n de dos o mas con-
tactos en paralelo. La salida vale 1 cuando alguna de sus
entradas tenga un estado 16gico de 1.
La funci6n 16gica es: Q = 11 + 12.
Figura 5.31. Funci6n OR (
bloques). Figura 5.30. Funci6n OR ( circuito).
11
; 11 12 Q
;. ··
•·•·· ; ·· ····· j • ..............•...............
[ 0 [ 0 j 0
1·
·················a················ .. 1······································1······································
r-·····
································r·················a··················r·····································
1:::
:::::::::::::::::::::::::::::::::::1:::::::::::::::::::::::::::::::::::::1:::::::::::::::::::::::::::::::::::::
Entradas ! Salida
Tabla 5
.6. Tabla de verdad de la funci6n OR

169. En la ecuaci6n
, se tienen dos funciones : una O R (paralelo)
y una AND (serie)
. Por ello, se resuelve el para lelo (fun-
ci6n OR
) y su salida s e multiplica (funci6n AND) por la
entrada I1
, obteniendo el siguiente resultado final:
Q
l = I1 . (12+13)
El circuito se resuelve obteniendo la ecuaci6n 1
6gica. Se
observa que esta compue
sto por dos contactos en paralelo
(12 y 13), que se representan por l
a suma y su resultado
esta en serie con e
l contacto I1 , que se representa por e l
producto. P
or tanto, se obtiene:
S 1 - I1 - Pulsador Sl
S2 - 12 - Pulsador S2
S3 - l3 - Pulsador S3
Kl - Q
l - Rele
S
e asignan los contactos a las entadas y salidas , en la lla-
mada tabla de asi
gnaci6n:
S
olucion:
Figura 5.37. Circu
ito e!ectrico.
s~
S
2LfJ
~
+
---,---
Ob
ten la funci6n 16gica, la programaci6n mediante b lo-
ques funcionales y la conexi6n e
lectrica a un automata
para el circuito dado
:
Actividad resuelta 5.1
La resoluci6n de problemas mediante diagramas de bloques
de funciones se realiza obteniendo la funci6n 16gica y, pos-
teri
ormente, aplicando el diagrama de b loques.
1111 5.9.8. la resolucion de problemas
P
uede aplicarse la funci6n N OT tanto a los resultados
de bloques como a las entradas
. En este caso, un contacto
a
bierto negado es lo mismo qu e un contacto cerra do.
L
a salida vale 1 cuando su entrada tiene un estado 1 6gico
de 0
.
La funci6n 16gica es: Q = I.
Figura 5.36. F
unci6n NO T (bloques).
~
~~
-. f'"
o o "'~ oTIT-. o flo o"\-o, • rt"iJ-. o o •, •• """' ~ o o o ..-. ii'\" o <'ifo o,....,. .- • <"Ii.._ o,.... ..-. •-Y-• ..... -..-.--. o'-V-o t"> o "f"'M o'Y o •-. o o ,...,. o .-. o ••+• ~ • o-. o"ro<
0
t ~ .
: : 0
: : .
Tabla 5.10. Tabla de verdad de la f
unci6n NOT
La funci6n NOT se encarga de realizar la inversion del valor
de su entrada.
1111 5.9.7. la funcion NOT
La funci6n 16gica es: Q = 11 · 12.
La salida vale 0 cuando todas sus entradas tienen un
estado 16gico de 1.
Figura 5.35. F
unci6n NANO (bfoques).
Q
01
11
0
' ! •.. -s .r •
• c
0
~.c
, re­ l'
0
.....-cn.... . ,.. ~ .
f
······································f······································ ···· ·································:
: 0 :
; ; .
. . . . . . . . . . . .
1:
:::::::::::.:::::::::::::::::::::::::1:::::::::::::::::::::::::::::::::::::: : ::::::::::::::::~::::::::::::::::::!
Tabla 5.9. Tabla de verdad de l
a funci6n NANO
La funci6n NAND es la funci6n AND a la cual se invierte
su resultado.
1111 5.9.6. la funcion NANO
LACl6N Y MANTENIMIENTO

170. ~ Figura 5.42. Montaje eiecuic« con automata.
Q4
@@
Q3
@@
Q2
@@
Ql
@@
L + M 11 12 I3 14 15 16 17 18
@@@@@@@@@@
24 Vcc
_---+____,j ~J---~----
+ -------~
-
S1 -S2
En funcion de la tabla de asignacion
, se conectan las entra-
das y salidas al automata.
Figura 5.41. Soluci6n con circuito y programa en bloque de funciones
.
01 02
AND
&
Q1
+
11
Se emplea una funcion AND por cada salida. Como es pre-
ciso negar 12, se necesita, adernas
, una funcion NOT.
Ql = I1
. 12
Q2=I1
.12
Se obtienen las funciones logicas para cada actuador, en
este caso
, dos ecuaciones (para Kl y K2) :
Como solo hay dos contactos (SI y S2)
, se asignan las dos
primeras entradas del automata
. El contacto S2 consta de
dos camaras (una abierta y otra cerrada)
. El contado cerra-
do de S2 se obtiene negandolo.
Kl - Q 1 - Rele Kl
K2 - Q2 - Rele K2
S2 - 12 - Pulsador S2
INSTALACl6N Y MANTENIMI
E
Sl - I1 - Pulsador Sl
r
Se asignan los contactos a las entadas y salidas
:
Soluci6n:
Figura 5.40. Circuito etectnco
.
Obten la funcion logica
, la programacion mediante blo-
ques funcionales y la conexion electrica a un automata
para el siguiente circuito:
Actividad resuelta 5.2
Q1
Figura 5.39. Montaje elecuico con automata
.
+
Q2
@@
Q4
@@
Q3
@@
Ql
@@
L+ M 11 12 13 14 15 16 17 18
@@@@@@@@@@
+
-S1 -S2 -S3
24 Vee -K1
24 Vee
En funcion de la tabla de asignacion, se conectan las entra-
das y salidas al automata.
Figura 5.38. Soluci6n con circuito y programa en bloque de funciones
.
12
11
+--~-

171. Figura 5.48. Contador descendente
.
Pulso
Reset
Umbra I
Figura 5.47. Contador ascendente.
Pulso
Reset
Umbra I
El contador es un bloque de funci6n que
, cada vez que reci-
be un impulso en su entrada, lo registra llevando una cuenta.
Cuando esta cuenta llega a un valor prefijado en la progra-
maci6n
, activa su salida.
Existen los contadores con cuenta en modo ascendente, en
modo descendente yen ambos (ascendente y descendente).
1111 5.9.11. [I contador
Figura 5.46. Temporizador a la conexi6n con activaci6n transcurridos 2
s.
2s
01
11
Solucion:
Como la salida debe activarse transcurrido un tiempo des-
de que se haya activado la entrada
, debe emplearse un tem-
porizador a la conexi6n.
Realiza el programa mediante un diagrama de bloques de
funciones en el cual, con una entrada (Il ), se active una
salida (Ql) transcurridos 2 s desde su activacion.
Actiuidad resuelta 5.3
En un temporizador a la desconexi6n (TOF), el proceso
de la cuenta del tiempo empieza cuando el temporizador
deja de detectar sefial a la entrada.
En ambos casos, debe fijarse el tiempo de operaci6n.
Este tiempo se fija en la fase de programaci6n desde la con-
figuraci6n del temporizador
.
Otros de los bloques hacen referencia a los programado-
res semanales o anuales, en los cuales puede fijarse c6mo
debe responder su salida en funci6n de la hora o del dia
.
En un temporizador a la conexi6n (TON), el proceso de
la cuenta del tiempo empieza en cuanto se detecta la sefial
en la entrada.
Figura 5.45. Temporizador a la desconexi6n.
.E
c:
-
~
C1J
a..
"'
Q)
c:
0
·c:;
'ii
w
©
T1
Entrada~OF
Salida
Tiempo
Figura 5.44. Temporizador a la conexi6n
.
T1
Entrada~ON
Salida
Tiempo
Existen varios modos de funcionamiento de los tempo-
rizadores, aunque los mas empleados son el temporizador a
la conexi6n y el temporizador a la desconexi6n.
Para la gesti6n del tiempo, se emplean los temporizadores.
Estos bloques de funci6n se representan con la letra T se-
guida del mimero de orden del temporizador de entre todos
los que dispone el automata, en otros aut6matas, se indica
la direcci6n de memoria.
1111 5.9.10. [I temporizador
Figura 5.43. Bloques de funci6n SR
/RS.
. . .
SalidanL Salida .JLJl_
Reset · n ~ n
_j__j LJ L
. ' . '
Reset l___Jl_Jl_
: : : . . .
: . : :
Set JL___n_
. .
Set JL___n_
. . .
Set TIS
Salida
Reset
Set TIR
Salida
Reset
Estos elementos de control de bit, una vez activados, man-
tienen su estado, aunque desaparezca la serial de activaci6n.
Se ponen a nivel 1 mediante la activaci6n de la entrada set y
se ponen a nivel 0 mediante la activaci6n de la entrada reset.
En el bloque de funci6n SR, tiene prioridad la entrada
set frente a la entrada reset. En el bloque de funci6n RS,
tiene prioridad la entrada reset frente a la entrada set.
1111 5.9.9. las basculas o biestables SR/RS
LA
Cl6N Y MANTENIMIENTO

172. Al cerrarse el ci
rcuito, la bobina se activa y pe r-
manece activa
, aunque el circuito se abra. Rec ibe
e
l nombre de bob ina de activaci6n (se v .
..
.....................................................................................
Al cerrase el circu
ito, la bobina se desact iva y ~
pe
rmanece en es te estado, aunque se varfe su ~
entrada. Recibe e
l nombre de bobina de desac- = ~
tivaci6n (
reset) .
..
....................................................................................
--{s )-
Sim bolo Descripci6n
Tabla 5
.13. Variaciones so bre las sa lidas en leng uaje de co ntactos
Sin embargo, existen diversas variaciones sobre las sa-
lidas (Tabla 5.13).
Salida
(bobina)
Salida
invertida
(bobina)
~ ~
.
...........................
-0-
--{ )-
Contacto
normalmente
cerrado
..
.............................
~/~ i
·······
·····················-
-0- i
.... j~t
._
Contacto
normalmente
abierto
La programaci6n mediante diagramas de contactos (LD) es un
lenguaje parecido a un esquema normal de logica cableada.
Esta compuesta por contactos sobre una salida o bobina.
Existen dos tipos de entrada (normalmente abierta y normal-
mente cerrada, que representan a los pulsadores, finales de
carrera, sensores, etc.) y varios tipos de salida.
En los esquemas electricos, estos se leen de arriba abajo,
en cambio, en los diagramas de contactos, estos se leen de
izquierda a derecha
.
La simbologia respecto a la empleada en los circuitos
electricos cambia (Tabla 5.12).
Tabla 5.12. Sfmbo
los basicos en lenguaje de contactos
• 5.10. la programacion mediante
diagrama de contactos
Los aut6matas, en funci6n del modelo empleado, incorpo-
ran otras funciones especiales, como, por ejemplo, los rela-
cionados con manejos de valores anal6gicos, generadores
de impulsos, amplificadores, multiplexores, etc.
Practicamente todos los automatas (salgo algunos mo-
delos de gama baja), ofrecen la posibilidad de incorporar
funciones creadas por el usuario, tarea que aumenta la usa-
bilidad del c6digo.
1111 5.9.13. Otras funciones
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
OutLE
< OutLT
O
utNE
Out GE
> OutGT
OutEQ
Nombre ! Comparaci6n
Tabla 5
.11. Salidas de comparaci6n
La operaci6
n de comparar los valores (variable 1 y va -
ria
ble 2) se realizara cuando se habilite l a operaci6n (EN).
Una vez realizada se activa l
a salida (ENO) y retorna el
va
lor (Out). Cuenta, ademas, con varias salidas de tipo b an-
dera
, es decir, que se activan en funci6n de su comparaci6n
(
Tabla 5.11).
Figura 5.50
. Comparador.
Operaci6n
realizada
CMP
EN ENO
In 1
Out
I
n 2 OutEQ
OutGT
OutGE
OutNE
OutLT
OutLE
Sal
idas
Habilitaci6n
Variable 1
Variable 2
Esta funci6n r
ealiza la comparaci6n entre l os valores de sus
dos entradas
.
1111 5.9.12. [I comparador
Una d
e las entradas se encarga de reci bir los pulsos que
ban de contarse
. Desde otra de l as entradas, se pone e l con-
tad
or a cero (reset). E l punto de u mbral debe fija rse para
q
ue, al llegar la cuenta a ese valor, se active l a salida.
S
egun marcas comerciales, algunos contadores disponen
d
e una entrada para contar l os pulsos ascendentes y otra dife -
rente para co
ntar los d escendentes, otr os, en cambio, sol o dis-
ponen de una entrada para los pulsos y, entrada traves de esta,
se les indica si cuentan en modo ascendente o descendente
.
Figura 5.49. Co
ntador ascendenteldescendente.
Salida
Cuenta
P
. ascendente
P
. descendente
Reset R cv
Umbral
C1

173. La programaci6n me
diante lista de instrucciones ( IL, del
i
ngles instruction list, y AWL , del aleman anweisungsliste)
consiste en un lis
tado de 6rdenes que el a utomata ejecuta de
manera sec
uencial. Estas 6rdenes c orresponden con el len-
guaje maq
uina del automata y es un l enguaje de b ajo nivel.
En l
a Tabla 5.15, se muestra un conjunto de instrucciones.
• 5.11. la programacion mediante
lista de instrucciones
Figura 5.52. Soluci6n al ejercicio mediante lenguaje de contactos
.
03 Pilato rojo
02 P
ilato arnbar
01 P
ilato verde
Pilato verde
Pilato arnbar
Pilato rojo
13
CMP1
EN ENO
Cuenta In 1
Out
9
In 2 OutEQ
OutGT
OutGE
OutNE
OutLT
OutLE
10
CV
PV
Cuenta
R
11
f-------1>cu
12
C1
Lo
s pulsos van entrando a traves del s ensor 11, incremen-
tado la cuenta. Cuando llegue a 9
, la cuenta se igua lara
activandose el piloto ambar y
, superado este mimero , se
activara el piloto rojo. Llegado a e
ste punto, el operario
debe activar la entrada de res
et 12 poniendo la cuenta a 0.
Mediante la entrada 13
, se activa la comparacion, como
l
a cuenta e s 0 y la compara con el v alor de 9 , se activa la
bandera de piloto verde, que, a s
u vez, activa el piloto de
sefializacion v
erde.
S
oluci6n:
La sefializaci6n en verde se activa mientras haya menos
de 9 objetos colocados. La sefializacion ambar se activa
cuando tenga 9 objetos y la sefializacion roja, cuando se
alcance el maximo.
Realiza el programa para la siguiente situaci6n dada. Un
cilindro neumatico coloca objetos en un
a caja que tiene
capacidad para 10 objetos. Mediante una baliza de sefia-
lizaci6n tipo semaforo (verde, ambar y rojo)
, se indica la
s
ituaci6n. Mediante un pulsador , se activa el cilindro (11).
Otro pulsador (12) pone la cuenta a cero
. Un tercer pulsa -
dor (13) activa el comparador
.
Actiuidad resuelta 5.4
La programaci6n mediante lenguaje de contactos (ladder)
permite hacer uso de bloques de funci6n tales como contado-
res, temporizadores, basculas, compradores, etcetera.
Figura 5.51
. Detecci6n po r flancos.
Entrada _JL_
Salida __JL
Entrada _Jl_
Salida _JL_
Detecc
i6n por
flanco descendente
Detecci6n por
flanco ascende
nte
~ f- ~ Act
ivaci6n par niveles.
:
:j::~:::t::::3::1:::t::: 1::~~t1~~~1~~:~ir:~~~~~:~~~~~~i~1~::::
~ N f- ~ j f- · Activaci6n por flanco descenden
te.
.
.................................................................................................................
Simbolo i Descripcion
Tabla 5.14. Variacianes sabre las entradas en lenguaje de contactos
Respecto a las entradas, pueden responder ante variacio-
nes de dos maneras: por niveles o por flancos.
Las marcas son unas variables intemas que acnian como
reles auxiliares intemos. Al activar una marca, esta ponien-
dose a 1 un bit intemo y, cuando se desactiva, se pone a 0
ese mismo bit.
En funci6n de su entrada
, se activa a desactiva ~
una marca
.
····
-(·······~~)-··········-r·A~t~~··;~~~·1··~~-~--i~--b~b·i·~·~·ci·~·-~·~·1i·~~~i6~··;;~[j,···r
.......................
.... L.~.~-~~.~?~.~~-~.~-~.~~~~~: [
. .
=\~C . _ ;.;~~~~~~3.~~~~:. l~~;~;~;;~-~~~~c~i-~3.c.i°.~ ('.e­.1
Simbolo i Descripcion
LACl6N Y MANTENIMIENTO

174. Los diagramas de funci6n secuencial SFC derivan del
grafcet, acr6nimo del ingles graphe fonctionnel de comman­
de etape transition (grafico de funci6n de etapas de transi-
ci6n), por lo que son muy similares.
Los diagramas de funci6n secuencial (SFC, del ingles se­
quential function chart) se emplean para describir el com-
portamiento de un sistema de control que evoluciona de
manera secuencial. Estos diagramas acnian como un ele-
mento cormin de ayuda para la programaci6n de aut6matas.
• 5.13. las diagramas de funciOn
secuencial. Grafcet
Salidal :=Variable I O
R Variable2 AND Variable3
Con texto estructurado, puede realizarse la instrucci6n en
una sola linea de c6digo:
Soluci
6n:
Figura 5.54. Circuito elecuico por programar.
Sal
ida 1
Variable 1 y Variable 2
Variable 3
Realiza el programa mediante texto estructurado (ST) para
el siguiente circuito:
Actiuidad resuelta 5.6
Permite resolver problemas complejos de manera sen-
cilla. Entre sus instrucciones, tiene varias relacionadas con
bucles que permiten anidar instrucciones. Tambien es apro-
piado cuando necesitan realizarse calculos matematicos,
para lo que se cuenta con numerosas instrucciones (rafces
cuadradas, funciones trigonornetricas, etcetera).
La programaci6n mediante texto estructurado (ST, del in-
gles structured text) emplea una sfntesis parecida al lenguaje
de alto nivel C.
• 5.12. la programacion mediante
texto estructurado
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
r
Variable 1
Variable 2
Variable 3
Salida 1
LD
O
R
AND
ST
Solu
ci6n:
Se empieza con la carga inicial (LD) y van colocandose las
distintas operaciones por linea
. Por ultimo, se asigna (ST)
el resultado a la bobina de salida
:
Figura 5.53. Circuito eiecttico por programar.
Salida 1
Variable 1 y Variable 2
Variable 3
Realiza el programa mediante lista de instrucciones (IL)
para el siguiente circuito:
Actiuidad resuelta 5.5
C
ada lfnea de programa contiene una sola instrucci6 n
que van ejecu
tandose en orden y d e manera secuencial. P ara
e
llo, emplea un reg istro especial llamad o acumulador, que
es donde se pone el va
lor de la s operaciones.
j Asigna
r. ST
~ ; :
~ Act
ivar. ~ S l
; ; ;
~---
~~~~~~-i~~-~· ~ ~ i
Operaciones de cadena de texto
LD Carga inic
ial.
; ; ;
~ .. Y
: ~ ~ ~-~---·····················-~
·
-~~:~: .. . .. . . . . .. ' . . . ~ ~~~ . . . .,
t
··NO"~a:·············································t························aR·N·························i
; ; ;
L
?.~~~~~~!~~: ~·-· ·····················-~-~-~---······················;
~ N0
-0 exclusiva. ~ XORN ~
: : :
Operaciones 16gicas
Entradas
. I , IX, IB y IW
; ; ;
~ Salidas. ~ Q
, OX, OB, OW y OD 1
~
- ~ !
~ Marcas. ~ M
, MX, MB, MW y MD ~
Variables definidas
Tabla 5
.15. lnstrucciones basicas

175. • Por v
ariable interna. Se emplean variables internas
del programa
• A
utomatica. Se realiza la transici6n de manera auto -
matica al cumplir una condici6n
.
• P
or nivel. Por ejemplo, al activarse un final de carre -
ra o un pulsador.
• Por e
cuaci6n booleana. Se cumple una condici6n
marcada por una ecuaci6n.
• Temporizad
a. Es un temporizador el que pro voca la
transici6n
.
L
as transiciones pueden ser de varios tipos :
L
as etapas ll evan asociadas unas e tiquetas para indicar
las acciones que se llevan a cabo
.
L
as lineas de evoluci6n se entiende que van de arriba
a
bajo, en caso contrario , se afiade una ftecha para indicar
la direcci6n.
A la condici6n asociada a una transici6n se la llama re
­
ceptividad
. En el ejemplo de la Figura 5 .56, la receptividad
de la transici6n es "
S 1 Pulsador Marcha ".
Figura 5.56. Ejemplo de transici6n y acci6n.
Avance del cil
indro (A+)
S1 Pulsador Marcha
Al cumplir con las condiciones marcadas, se provoca el
paso por esa transici6n, es decir, la sa
lida de una etapa y la
entrada en la siguiente.
Una etapa se compone de su simbolo con un mimero
para poder ident
ificarlo. Toda etapa esta comprendida por
una transici6n de entrada y una transici6n de salida.
Figura 5.55. Ejemplo geneno: de la evoluci6n de un sistema secuencial.
Condici6n 3
Lfneas de
e
voluci6n
Acci6n 2
Et
a pas
A
cciones Acci6n 1
T
ransici6n ----+--- -
/ R
eceptividad
Condici6n 1
E
tapa i nicial ---+- -
Al ser un programa cfclico, este se desarrolla por etapas
o estados. El punto de partida se denomina etapa inicial.
Esta etapa inicial se representa simb6licamente de manera
diferente ( doble trazo) a las siguientes etapas.
1111 5.13.2. las etapas
j Proceso
~ simul
taneo.
l lndica un proceso
~ sirn
ultanen de varias
: e
tapas.
: : : :
~ l l Las etiquetas muestran las l
I .
. ~ . . . . I e~l~~~I~. . . _;~~~n~5. ~~~ se· 11·~~3.~ 3. . !
' J
~ . ~ a~r~~tap~. . .. ~i~~~;~~~to ~ ~arte ~e u.n I
1 o
· . . t 1 lndica l a direcci6n de la
1 ireccionarruen o. l evoluci6n de las etapas
.
: : : :
~ lndica la cond
ici6n para
1 pasar de u
na etapa a o tra.
1 T
ransici6n.
lndica e
l estado inicial o
punto de partida.
Etapa inic
ial.
0
: : : :
'
··· P. --~~~~~: . . . .. ·--~~~r;~~~;:~.~-es~:~~~- . '
+
: : : :
Simbolo l Nombre ! Descripcion
Tabla 5
.16. Simbologia
En la Tabla 5.16, se indica la simbologfa de los elementos
graficos que intervienen.
1111 5.13.1. las elementos del diagrama
Estos diagramas son una ayuda a la hora de disefiar y
mantener un programa, puesto que se descompone en partes
mas simples y, por tanto, mas faciles de abordar. Al emplear
una simbologia grafica, su seguimiento es mucho mas facil
de abordar y entender.
Algunos aut6matas programables han incorporado esta
metodologfa como lenguaje de programaci6n. En aquellos
que no lo soportan, puede pasarse del diagrama grafico al
lenguaje de contactos (ladder).
La norm a IEC 60848 recoge l
os diagramas de graf cet y la
norma IEC 61131
-3 recoge l os diagramas SFC.
Sabias que ...
LA
Cl6N Y MANTENIMIENTO

176. Es frecuente que algunas acciones incluyan alguna con-
dici6n para poder realizarse, en este caso, la condici6n se
representa sobre la acci6n (Figura 5.65).
Figura 5.64. Conjunto de a
cciones rea lizadas en u na etapa.
Tarea 2
Tarea 1
Las etiquetas (en grafcet) o bloques de acciones (en SFC)
representan las acciones que se llevan a cabo. Una etapa
puede realizar una o varias acciones o tareas.
1111 5.13.5. las acciones
Figura 5.63. Estr
uctura en
convergencia en Y.
Figura 5.62. Estructura en
divergencia en Y.
Convergencia en Y Divergencia en Y
~
8 8
• Convergencia en Y. N ormalmente, al terminar las
secuencias en paralelo, suele pasarse a un estado
unico 0 de convergencia.
• Divergencia en Y. Se emplea cuando deben repre-
sentarse secuencias que se desarrollan en paralelo.
En la Figura 5.62, a partir del estado 2 y al cumplir-
se la condici6n A, se pasa a los estados 3 y 4 de ma-
nera simultanea,
Figura 5.61. Estructura en
convergencia en 0.
Figura 5.60. Estr
uctura en
divergencia en 0.
Convergencia en 0 Divergencia en 0
B A
A B
• Divergencia en 0. Una etapa puede evolucionar ha-
cia varias etapas.
• Convergencia en 0. Varias etapas pueden evolucio-
nar convergiendo hacia una rinica etapa.
INSTALACl6N Y MA
NTENIMIE
Figura 5.59. Estructura en If nea
.
En linea
A
P
ueden adoptarse varias estructuras :
• E
n linea. Dos etapas estan
separadas por una transici6n.
1111 5.13.4. las estructuras
• R
eglas de ev olucion:
- Et
apa inicial. D ebe haber al menos una etapa
inicial, aunque
, en casos concretos, puede haber
varias etapas iniciales.
- A
ctivacion de etapas. La evoluci6n de una tran -
sici6n implica la desacti
vaci6n de la etapa ante-
rior y la activaci6n de la etapa siguiente
.
Figura 5.58. Reg/as de sf nt
esis.
Corre eta lncorrecta lnco
rrecta
A
A
B
Estos diagramas graficos s
e rigen por las siguientes reglas:
• R
eglas de sintesis:
- El conjunto etapa-transici6n debe ser respetada
.
- D
os etapas deben estar separadas por una transici6n.
- D
os transiciones deben estar siempre separadas
por una etapa.
1111 5.13.3. las reglas
Figura 5.57. Tipos de trans
iciones.
Por nivel Ecuaci6n Temporizada Variable Autornatica
boolean a interna
= 1 T1 -
5 s
r

177. Realiza el grafico de nivel 1 y nivel 2 para el s
iguiente
programa.
Se tiene un cilindro neumatico con finales de carrera. Al
accionar un pul
sador, se produce el avance del vastago de
un cilindro. Cuando esta completamente desplegado, se
acciona el final de carrera y el cilindro se repliega.
Actividad resuelta 5. 7
En algunos aut6matas programables
, la primera marca por
emplear es la Ml y no la MO
. Para ello , debe adaptarse el
grafico teniendo en cuenta esta circunstancia.
t Recuerda:
• G
rafico de ni vel 1, llamado nivel descripti vo. Se
plantea una descripci6n global y poco detallada
. Se
uti
liza el lenguaje natural.
• G
rafico de ni vel 2, llamado nive l tecnologico. El
grado de detalle es lo suficientemente operativo
. Se
in di can l
os recursos emp leados ( entrada, sa lidas,
contactores
, cilindros, etcetera).
En un p
lanteamiento con dos niveles, se tiene :
D
urante el planteamiento de la resoluci6n de un pro blema,
va pasandose por diferentes niveles de concreci6n
. En un
primer nive
l, se realiza una descr ipcion general del pro ble-
ma y
, en siguientes niveles , va detallando. Con dos o tres
niveles
, es suficiente para detallar un proceso. En el ultimo
nivel, se detallan l
os elementos e lectricos que intervienen
en el proceso de automatizaci6n
.
1111 5.13.6. las niveles de diagramas
El campo 4
, que es opcional , se usa para descri bir ac-
ciones complejas.
Figura 5.67. Representaciones equ
ivalentes de u na acci6n co ndicionada
(
grafcet y SFC ).
Dep6sito
lie no
N Abrir valvula
Abrir valvula
Dep6sito
no lleno
El campo 3, denominado indicador; que es opcional y
de tipo booleano, permite especificar variables booleanas
adicionales que pueden activarse para indicar eventos como
que la acci6n ha terminado, condiciones de error, rebasa-
miento de un tiempo lfrnite, etcetera.
Las acciones condicionadas pueden indicarse mediante
el campo 3.
El campo 2, denominado nombre, describe el compor-
tamiento de la acci6n.
Ni
nguno ~ Sin detalle.
: ..:. :
l ~ .1 .. ~
~-~-i.?~.~?.~~i.~~~ .. ~.~~~~~~~.~~.~~-~~-~~~~~: .!
: R ~ Desenclavamie
nto de la acci6n. ~
[ s r
E·~·~1~~~~i~-~t~.ci~ .. 1·~·~~~i6~: l
. . .
1' L T'
A~~i·6~·ii~·it~ci~·1~~~·i~·~~ti~~~i·6~·ci·~ .. i~·~t~-~~: .. ··:
; .; ;
~ D ~ Acc
i6n retardada tras la activac i6n de la etapa. ~
f·
····························~······················································································:
t ~ 1..
:..1~.~.~?..~~ .. ~-~-~i.~~~~?.~.~.~ .. 1-~-~~~.~-~: 1
SD ~ Acci6n memor
izada y re tardada. ~
; .; ;
~ DS ~ Acc
i6n retardada y memor izada. l
; .; ;
~ SL ~ Acc
i6n memorizada y limitada e n el tiempo. l
; .; ;
~ P1 ~ Flanco de activaci6n de la e
tapa. ~
. . .
c:::::::
:::~~::::::::::::r~~~:~:~~:~~::~:~~~~~~~~~~~~::~~:~~:~~~~~;::::::::::::::::::::t
Simbolo ! Descripcion
Tabla 5
.17. Calificadores de acci6n
El campo 1, denominado calificador, describe el vfnculo
entre la etapa y la acci6n asociada.
Figura 5.66
. Representaci6n de la acci6 n asociada a l a etapa X .
4
3 2
En este caso, la acci6n se realiza al activarse la etapa y,
ademas, cumplirse la condici6n marcada.
Los bloques de acciones, en su version mas completa,
contienen cuatro campos (Figura 5.66).
Figura 5.65. Acci6n cond
icionada.
Condici6n
~
LA
Cl6N Y MANTENIMIENTO

178. Los programas complejos y extensos emplean las ma-
lllt... croetapas para facilitar el entendimiento y las tareas de man-
,
,.. tenimiento.
Una macroetapa tiene una etapa de entrada (E) y una
etapa de salida (S), ambas con el mismo identificador (Ely
S 1, donde 1 es el identificador ).
Figura 5.71. D
escomposici6n de
una macroetapa.
Figura 5
.72. Ejemplo de un
d
iagrama con macroetapas .
e
d
c
a
Llenado
b
Taponado
c
Envasado
d
Una macroetapa representa simb6licamente una parte del
diagrama de graficos, Tiene por objeto descomponer un gra-
fico complejo en otros mas simples. Esta operacion dota de
legibilidad para entender la soluci6n planteada
.
1111 5.13.7. las macroetapas
Figura 5.70. Co
nexionado def automata programable .
-M81 -M82
24 V
ee
Q4
®®
+
L + M 11 12 13 14 IS 16 17 I8
® E~H§H§) ® ® §H§) ® ®
-
81 -81 -82
+ -,-...--
! -1 ~I
24 V
ee---+----,1 Elli
Las conexiones de los elementos electricos a las entradas y
salidas del automata programable segun la tabla de asigna-
ciones (Tab
la 5.18) es:
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
Figura 5.69. Crafico de nive
l 2 tecno/6gico.
02
01
Pulsador de inicio . 11 S1
...
................... : : .
B1 ~ 12 ~ Final de carrera (replegado).
. .
..
...... 8.2 T' i3 l .. F i~·~·1 .. decarrera .. (desplegaco). .
.....
................. ; ; .
MB1 ~ 01 ~ Electrovalvula (A+). Avance.
···
···················i···························i·························································
.
...... ~-~~ ~ ~ -~ L.~.1-~.~~~?~~!~~!~ .. (~~!.:.~~~.~?.~~~?.: ..
Elementos l t~/S
1
~ Descripci6n
! au oma a !
Tabla 5
.18. Tabla de asignaci6n de entradas y salidas
Se asignan los elementos electricos (pulsadores, sensores
,
electrovalvulas, etc.) con las entradas y salidas del automata.
Asignando los elementos fisicos ( entradas y salidas del auto-
mata programable), se tiene la tabla de asignacion siguiente
:
Se observa que es muy descriptivo. El siguiente paso (gra-
fico de segundo nivel) es colocar los elementos fisicos (en-
tradas y salidas del automata programable ).
Figura 5.68. Ctsiico de nivel 1 descriptivo.
Se acciona final de car
rera (inicio)
Retroceso del cilindro (A-)
Avance del cilindro (A+)
En reposo
El grafico de nivel 1 es el siguiente:
Soluci6n
:
r

179. En este caso, el cilindro se controla mediante un pulsador,
de tal manera q
ue, al ser accionado, el cilindro se desplie-
ga y permanece en esta posicion mientras el pulsador e
ste
accionado
.
111111 Control de un c
ilindro (avance manual
y rntroceso automatico)
Aunque pueden realizarse multip
les combinaciones de
elementos con e
l automata programa ble para crear u n cir-
cuito
, los mas sig nificativos son los que se i ndican a con -
tinuacion.
L
os circuitos electroneumaticos y electrohidra ulicos
con automatas programa
bles se plantean dividiendo la par -
te elec
trica del automata ( circuito de maniobra) y la parte
n
eumatica o hidrau lica ( circuito de fue rza).
L
a mayoria de los automatas pe rmiten, mediante mo-
dulos auxiliares
, aumentar el numero de entradas y salidas.
Figura 5.74. Esq
uema de automata program able con salida mediante
preactuador
.
Carg~~
Preactuador
Q- Salida
Automata programable
Un aspecto importante a la hora de escoger el modelo
de automata es identificar e
l mimero de entradas y salidas
necesarias y el tipo de salidas y
, ademas, si estas son a rele
o a transistor. Este aspecto determinara si el automata es
capaz de manejar los actuadores. En e
l caso de que l a carga
requiem mas corriente de la que soportan las salidas del
automata, se emplearan re
les o contactores. Estos reles y
contacto
res acnian como preactuadores.
Como se ha estudiado
, el empleo de automatas programa -
bles para circuitos electroneumaticos y electrohidraulicos
supone co nectar los captadores (pulsadores y sensores) a
las entradas del automata y los actuadores (electrovalvu
las,
pilotos de seiializacion
, etc.) a las salidas del automata.
• 5.14. Uesarrollo de circuitos
con autamatas programables
Se ob
serva que la primera receptividad de l grafcet principal
(paso d
e la etapa 0 a 1) hace referencia a la etapa 11 . Por
tanto
, cuando s e acciona la marcha, el sistema evoluciona de
la etapa 0 a la 1
, iniciando asi el movimiento de vaiven. En
cualquier momento
, puede accionarse el pulsador de paro
y el sistema evoluciona en e
l grafcet secundario hasta la
etapa 10. En el grafcet principal
, el sistema termina el ciclo
y
, al inicio, verifica si aiin sigue estandose en la etapa 11 .
Cuando se acciona el pulsador de marcha (Sl)
, se pasa de
la etapa 10 a la 11 y permanece en esta has ta que s
e accione
el pulsador de paro (S2)
.
Figura 5.73. Grafcet de p
rimer nivel principal y secundario.
S2 - Pu Isador de paro
S1 - Pulsador de marcha
Retroceso del cilindro (A-)
Avance del cilindro (A+)
En este caso
, es mas sencillo p lantear dos grafcet parciales .
Ahora se c
uenta con un pulsador de marcha y otro de paro .
Al accionar el pulsador de marcha, se inicia el movirniento
de vaiven hasta que se accione el pulsador de p
aro, termi-
nando asi el ciclo.
Soluci6n:
Modifica el grafcet de la Activida
d resuelta 5 .7 de ta l ma-
nera que el cilindro se mueva en vaiven hasta que s
e accio-
ne el pulsador de paro
. Realiza el grafcet de primer nivel.
Actividad resuelta 5.8
Debido a la complejidad de algunos sistemas, es posible
dividir la solucion en varios grafcet. Los grafcet parciales
deben cumplir con todas las reglas ya estudiadas.
1111 5.13.8. Division del diagrama
LACl6N Y MANTENIMIENTO

180. Figura 5.80. Cilindro de dob
le efecto.
4 2
Este esquema es similar al anterior, solo que la valvula dis-
tribuidora consta de dos bobinas, una para cada movimiento.
111111 Control de un cilindro de doble efecto
(avance y retroceso manual)
Hay varias formas de expresar los biestables RS depen-
diendo del automata, pero basicamente son mediante un
bloque o mediante las bobinas separadas (Figura 5.79).
Figura 5.79. Control mediante un biestable RS. Representaci6n
def biestable en bloque yen bobinas.
I
ll 0 ~
· -----------< SQl
1
12 0 ~
. -----------< RQl
(b) B
iestable. En bobinas separadas
RSl 0
f-----------j Ql
1--------------1 Reset
12
RS
RSl
Set
I1
(a) B
iestable. En bloque
Se controla tanto el avance coma el retroceso de un cilindro.
Si se emplean valvulas con retorno por resorte, la alimen-
taci6n electrica de la electrovalvula debe mantenerse. La
manera mas sencilla es emplear un biestable RS. Mediante
un contacto sobre la entrada set, se provoca el avance y,
mediante otro contacto sabre la entrada reset, se provoca la
desactivaci6n de la electrovalvula y, por media del resorte,
se provoca el retroceso del cilindro.
111111 Control de un cilindro de simple efecto
(avance y retroceso manual)
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
Figura 5.78. Fu
nci6n 0 de dos pulsadores.
12 I1 - Sl - Pulsador 1
12 - 52 - Pulsador 2
Ql - MBl - Electrovalvula
Q
l
I1
Esta funci6n es equivalente a un circuito paralelo. Significa
que al menos un pulsador del circuito debe estar cerrado
para que el cilindro acnie.
111111 funcion a
Figura 5.77. Funci6n Y de dos pulsadores.
I1 - Sl - Pulsador 1
12 - 52 - Pulsador 2
Ql - MBl - Electrovalvula
I
12 0
1---
· -----! Ql
Esta funci6n es equivalente a un circuito serie. Significa que
todos pulsadores del circuito deben estar cerrados para que
el cilindro acme.
111111 funcion Y
Mientras este cerrado el contacto I1
, la salida Q 1 estara
activada y, por tanto, la electrovalvula M
B 1.
Figura 5.76. Programa de control def cilindro mediante un pulsador
(retorno por soporte
).
I1 - Sl - Pulsador
Ql - MBl - Electrovalvula
I1
>--------------<
o Ql
Figura 5.75. Circuito de fuerza para cilindro de simple y doble efecto
(
retorno por resorte ).
4 2
Cilindro de dob
le efecto
Valvula 5
/2
Cilindro de simple efecto
Valvula 3/ 2

181. Al s
er sensores a tres hilos, se emplean dos de ellos para la alimentacion electrica a 24 V y el tercer hilo del sen sor se conecta
a la entrada del automata programable
.
A ni
vel de programacion, es el mismo que e l estudiado. Se observa que el automata solo mira l as entradas a nivel de tension
electrica y
, como se le proporcione este valor , no importa.
Soluci6n:
Realiza el programa y el di
sefio del circuito e lectrico para el movimiento en vaiven continuo de un cilindro hidraulico de
do
ble efecto. La valvula distribuidora es de 4 /2 vias y los sensores de posicion son de tres hilos PNP .
Actiuidad resuelta 5.9
Automata programable
24
V 11
4 4 4
3 -
82 3
0
-
3
El m
ovimiento de vaiven consta de un pulsador de inicio
(
11) y otro de paro (12) . Al pulsar el paro , el sistema termina
el ciclo en curso y se detiene
. Para memorizar e ste estado,
se necesita de un bit o marca (Ml). El set de esta marca
lo activa el pulsador de marcha (SMl) y el reset
, el paro
(RMl). Los extremos de la carrera del cilindro son detecta-
dos por sendos finales de carrera (13 en e
l inicio, 1 4 para el
final). Sise emp
lea un cilindro de doble efecto , el programa
es el siguiente
.
111111 Vaiven de un cilindro (movimiento
continua)
+24 v
Figura 5.82. Circuito de veiven de un c
ilindro de dob le efecto.
I 11 Q
sM1
I 1
2
O
RM1
H ~
Q1
I 14
O
Q2
-
82 -81
Figura 5.81. Contro
l de cilindro de doble efecto .
,__
I 11--------<0 Q l
l
f--I2 ~ o Q2
En este caso
, no es necesario mantener en tension cada
bobina de la electrovalvula
, basta con recibir un pulso para
que se accione y permanezca en ese estado, aunque desapa-
rezca la tension electrica
, Por tanto, el programa de control
es sencillo
. Cada pulsador proporciona el pul so de activa-
cion para cada sentido.
LACl
6N Y MANTENIMIENTO

182. Se realiza el esquema del circuito de fuerza hidraulico empleando una valvula distribuidora 4/2 tal y como se ha estudiado.
Como entradas
, se emplean: una de ellas (11) para conectar el pulsador de puesta en marcha; otra de ellas (12) para conectar el
final de carrera que detecta la posici6n de cilindro retrafdo
, y una tercera (I3) donde se conecta la s alida del sensor de presi6n.
Ademas
, este sensor necesita de dos lfneas de alimentaci6n (normalmente a 24 V).
Al emplear una electrovalvula 4/2 biestable, que consta de dos bobinas (MBl y MB2)
, se necesitan dos salidas del automata
(Ql y Q2)
.
Soluci6n
:
Realiza el programa para el movimiento de un cilindro hidraulico de doble efecto que retorne al alcanzar un cierto nivel de
presi6n
. El cilindro comenzara su carrera al accionar un pulsador de marcha y se encuentre en su posici6n de inicio . La val-
vula distribuidora es de 4/2 vias. El sensor de presi6n es de tres hilos PNP
.
Actiuidad resuelta 5.10
Figura 5.84. Control de cilindro con retorno temporizado.
En este esquema
, al accionar el pulsador de marcha (Il)
y estando el final de carrera del inicio (12)
, se activa la elec-
trovalvula (M
Bl), que provoca el avance del cilindro . Una
vez desplegado, acciona el final de carrera (13), que provoca
que el temporizador a la conexi6n se active. Transcurrido
H
I 12 0 Ql
I I3
=LJ
Tiempo
I TON1
0 Q2
P
ara el contro l del tiempo , se emplean los temporizadores.
La forma de comportarse el temporizador ( temporizado a la
conexi6n
, desconexi6n, etc .), asi como el tiempo de actua -
ci6n, se indica mediante su configuraci6n.
el tiempo, activa la electrovalvula (MB2), que provoca el
retroceso del cilindro.
111111 Cilindro con rntorno temporizado
Figura 5.83. Circuito de vsiver: de un cilindro de doble efecto.
ov
Automata programable
I 11
QsM1
I 12
OR Ml
H P-0
Ql
I 14
OQ2
-81 -82
+24 v
-
S1 3 -S2 3 -81 -82
[
E
- E - ~ ~
_____......---_ J1_
_____......--- _
J1_
4 4
L.I L.I
ov
+24 v
INSTALACl6N Y MANTE
NIMIE
r

183. En la Figura 5
.87, la acci6n 1 se realiza cuando se active
la marca Ml. Si una acci6n esta condicionada, se incorpora
como un contacto
, asf la acci6n 2 se rea liza cuando se acti ve
la marca 2 (M2) y ademas se cumpla la condici6n.
Una vez rea
lizada la parte d el programa de evo luci6n,
falta la parte de act
ivaci6n de las salidas . Las salidas se ac-
tivan mediante las marcas que relacionan las etapas
.
Figura 5.86. Evoluci6
n de un sistema secuencia l.
H
c
B
Etapa de
donde viene
A
>---------< SM
H
Eta pa
a donde va
Transici6n Eta pa
P
or tanto, la etapa inicial se activa cuando no se esta en
ninguna otra etapa.
Algunos aut6matas pueden programarse en un diagrama de
grafico de funci6n secuencial (SFC)
, pero no todos lo admi-
ten. D
e todas maneras, es recomendable realizar el diagrama
independientemente de c6mo se realice su programaci6n.
A cada etapa se le asigna una marca (bit de una variable
intema)
. Para la evoluci6n , se tiene en cuenta la etapa en la
cual se encuentra y l
a etapa a l a que evoluciona. Se emplean
biestab
les S-R, de tal manera que se activa (set) la etapa a la
que va y se desactiva (reset) la etapa anterior
.
E
l estado inicial debe activarse cuando se comience el
programa
, para ello algunos aut6matas cuentan con una ins-
trucci6n para tal fin. O
tra forma es mediante programaci6n:
Etapa
0 = Etapa 1 · Etapa2 · · · Eta pa n
1111 5.15.1. Conversion del grafico funcional
a diagrama de contactos
Cuando
, en un problema, intervienen varios cilindros y
otros receptores
, la resoluci6n del problema empleando un
automata programable puede complicarse si pretende resol-
verse por metodos intuitivos.
• 5.15. Resolucion de secuencias
de trabajo
-~
ov
Figura 5.85. Control de un cilindro hidraulico con retorno par presi6n
.
Automata programable
H P--O
Ql
1---
1 I3 0 Q 2
LACl6N Y MANTENIMIENTO
-
81
+
24 v
o
4 4
~-
-B2 ov
+
24 v

184. Todos los set y reset del estado inicial (S Ml y R Ml) no
se ponen
, puesto que esa opcion ya esta contemplada con
la primera linea (Figura 5.90).
Figura 5.91. Evo
luci6n de la etapa inicial a la siguiente.
11
El siguiente bloque corresponde a la evolucion del sis-
tema. Esta evolucion se basa en la activacion de la etapa
siguiente y la desactivacion de la etapa actual. Para ello,
se hace uso de biestables (set y reset) en las marcas que
corresponden a cada etapa
.
Asi, la evolucion de la etapa inicial es
:
Figura 5.90. Activaci6n de la etapa inicial.
La forma de activarla puede realizarse de varias maneras.
Algunos automatas cuentan con un bit que se activa so
lo
en el primer ciclo del programa
. Otra forma es indicarle
que, si no se esta en ninguna etapa intermedia, se esta en
la etapa inicial.
El paso del diagrama a lenguaje de contactos se realiza en
tres bloques. El primero es la etapa inicial. Esta etapa (Ml)
se activa cuando las demas etapas estan inactivas. Su funcion
es inicializar el diagrama. Cuando arranca el automata pro-
gramable, todos sus valores estan a cero. Debe forzarse para
situarlo en el punto de reposo inicial
, tarea que se realiza
activando la marca de esa etapa, es decir, Ml.
Figura 5.89. Grafcet de segundo nivel
.
Q2
T1 (On 3 s)
Q1
INSTALACl6N Y MANTENIMIE
Figura 5.88. Grafcet de primer nivel
.
Retroceso del cilindro (A
-)
Se activa el temporizador
Avance del cilindro (A+)
Los diagramas grafcet de primer y segundo nivel son:
11 S1 Pulsador de inicio.
; ; ; .
j B1 j 12 [ Final de ca
rrera (replegado).
; ; ; .
: ~~ l
1
.~
...
...•.. l .. '..!~.~1 .. ?.~.~~:.~~:.~.~?~.~-~-1-~-~~?~~ .
l ~
~-~ l ?~ l .. ~ .1-~.~.~~~~~-1~~-1.~--~~:~ ~~ -~~~~: .....•........
j MB2 ~ 02 [ Electrovalvula (
A-). Retroceso.
; ; ; .
~ !
.~ L 1 .. !~~ .~~~-i~~~.?-~.~.?.~~-·~-~: .
Elementos i t~S t l Descripci6n
i au oma a i
Tabla 5
.19. Tabla de asignaci6n de entradas y salidas
So
luci6n:
La secuencia de trabajo es
: A+ Tl A-.
La tabla de asignacion de las entradas y salidas del auto-
mata programable es:
Realiza el diagrama grafcet y la programacion mediante
diagrama de contactos (L
D) para el movirniento de un cilin -
dro neumatico
. Al accionar un pulsador, el cilindro avanza,
al llegar al final, permanece en este estado 3 s y retrocede
.
Actiuidad resuelta 5.11
Figura 5.87
. Asignaci6n de las salidas.
~ I M
1 Q Acci6n 1
r ~
1
Condici6n
0
I I II >---
· ----- Acc i6n 2
Condici6n
~
r

185. Figura 5.95. Grafcet de primer nivel.
Se ac
ciona final de car rera (inicio)
Retroceso del cilindro (A-)
Se activa el temporizador
Avance del cilindro (A+)
En este caso, se afiade un grafcet secundario para el pulsa-
dor de marcha y paro.
11 S1 Pulsador de inicio.
; : ; .
[ ~~ 1 1
.~ [ .. ~.~.1.~.~~?~ .. ?.~.P.~~?.: .
~ ~~ ~ 1
.~ j .. ~!~.~.1 __ ?.~.~~~~~~-~--~~~P..1.~-~~?.~~ .
~--·
·····---~~ j 1 .~ L.~!~.~-1 .. ?.~.~~~-~~~-~--~?.~~P.!~~.~?.?~: .
~ ~~
­~·­···­~············~·~······· .. ···l..~!.~.?~~~~~!~~!~ .. ~~ ::~:.~~~­~.?.~: .
i ~~
.~ j ~ .~ L.~!.~.?~~~~~!~~.1~ .. ~~~~:.~.~.~~?.~.~.~.? ..
~ P1 ~ 03 ~ Pil
ato senalizacion.
; ; ; .
1 !.~ -1. L.
!~~.~?~!~~~?.~.~~.~~­~­­~: .
Elementos l E/S automata J Descripci6n
Tabla 5.20
. Tabla de asignaci6n de entradas y salidas
Soluci6n:
La tabla de asignacion de las entradas y salidas del auto-
mata programable es:
Modifica la Actividad resuelta 5 .11 para que realice el movi-
miento en vaiven. Para ello, incorpora un pulsador de paro.
Ademas, incorpora un piloto de sefializacion que indique
que tiene la orden de movimiento (se encendera al accio-
narse el pulsador de marcha y se apagara cuando se active
el pulsador de paro).
Actiuidad resuelta 5.12
Hay que tener en cuenta sus caracteristicas. Hay automatas
en los que el biestable RS esta en un solo bloque y otros en
los que se separa cada bobina set y reset. Lo mismo pasa
con el temporizador, que puede estar en un bloque o tener la
bobina y el contacto separados. Hay automatas que pueden
poner cualquier nombre a la variable y otros en los cuales
debe elegirse entre las disponibles.
Figura 5.94. Programaci6n mediante el software ZelioSoft2 de
Schneider Electric.
>--
----------<}--
1
01
>--
----------<}--
t--
----- -i}-
El ultimo paso es pasarlo al software de programacion del
automata.
Figura 5.93. Activaci6n de las acciones de las etapas.
t---
M_2 ___,o Ql
t---
M_4 ___,o Q2
Tlernpo ~
~-T-l~
M3
Por ultimo, falta el bloque de activacion de las acciones de
las etapas:
Figura 5.92. Evoluci6n de/ resto de etapas.
12
H l,__T_l N
-----< s M4
LQ
RM3
H l
>--I3---N.----< s M3
LQ
RM2
Para el resto de pasos, se procede de la misma manera:
LACl6N Y MANTENIMIENTO

186. Figura 5.98. Grafcet de segundo nive
l.
= 1
Q4 Q2
03
01
05
Se dispone de un grafcet en el cual se desarrollan movi-
mientos en paralelo (el retroceso de los cilindros)
.
Pulsador de inicio. 11 S1
; : : :
! ~~ ! 1
.~ .!..'..!.~.~.1 .. ?.~.~~~~~~~-~-~~~~~~~~.~.?.~: .!
L ~~ l... ~~ L
'..!~.~.1 .. ?.~.~~~~~~~.~-~~.~.~-~~~~~~.~J: .J
~ 83 l 14 ~ Final de carrera 8 (replegado). ~
; ; ; ;
~ 84 l 15 ~ Final de carrera 8 (desplegado). ~
. . . .
c::::::
~~:~:::::r:::::::?~::::::::r~:1:~:~~~?~~!~~:1i.:~~~~;:~~i.~~~;:::::::::::::1
: M82 j 02 ~ Electrovalvula (A-)
. Retroceso. j
:······················:······················
:································································:
M83 ~ 03 ~ Electrovalvula (8+). Avance. ~
~- : : :
! ~~
~ l... ~~ J. ~!.~.~~~~~~.1~~.1.~ .. ~~~~ ~~~~?.~~~?.: !
~ :.
.~ L ~~ ~ .. '.. .i.1.~.~?..~~~~.1.i~~~!~.~ t
Elementos I t~s t j Descripcion
: au oma a i
Tabla 5.21
. Tabla de asignaci6 n de entradas y salidas
La ta
bla de asignaci6n de las entradas y salidas de l auto-
mata programable es
:
Sol
ucion:
R
ealiza e l diagrama grafcet y l a programaci6n mediante
d
iagrama de contactos (L D) para el movimiento del si-
guiente cilindro neumatic
o: A+ B+ (A - B-). Es decir, sale
e
l cilindro A, sale el B y retroceden ambos a la vez .
Actividad resuelta 5.13
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
Figura 5.97. Programa
.
~
I
M2
0
I--
· -----------1 Ql
I
M4
0
1--· ---------; Q2
I
M6
0
1--
. ----- Q3
H l
,__T_l --~N- s M4
L{) RM3
H
M4 I 13 0 ~
· ~~~~______, RM4
/I
M6 0 MS
H l
,__1_1 ----0 s M6
R
M6 I 12 0
~. ~~~~______, RM6
1
H1H1~ M1
H I M6 Q
sM2
H l
>--14 N _ s M3
L{) RM2
Figura 5.96. Grafcet de segundo nivel.
En este caso, se tienen do
s grafcet que e stan relacionados,
pero la reso
luci6n es similar.
02
T1 (On)
3s
03 01
Figura 5.95. Grafcet de p
rimer nivel ( continuaci6n).
Sefializaci6n
r

187. Con la secuencia, se detectan las necesidades de equi-
pamiento. En este caso
, dos cilindros, con sus respectivos
finales de carrera
, y, para el accionamiento, un pulsador
de marcha. Para las salidas
, se emplearan unos reles que
Se plantea resolverlo aplicando un automata programable
y
, despues, metodos sisternaticos de resolucion, la siguiente
secuencia neumatica de trabajo: A+ A- B+ B-.
1111 5.16.1. Secuencia de trabajo y datos
de partida
• M221, de la casa Schneider Electric. Es un auto-
mata de ultima generacion que aplica la normativa
IEC 61131.
Se plantea una secuencia y se obtienen los datos necesa-
rios. En primer lugar
, se planteara el grafcet como punto de
inicio. Posteriormente, se adaptara el grafcet a lenguaje de
contactos y a lenguaje de diagrama de bloques de funciones.
Luego, se resolvera aplicando la metodologia de cascada
y, por ultimo
, la metodologia de paso a paso.
A nivel de automatas y software (tanto de programacion
como de simulacion), se emplearan los siguientes:
• Fluidsim, de la casa Festo. Es un software de simu-
lacion que permite
, entre otras acciones, confeccio-
nar el grafcet y simularlo.
• Zelio, de la casa Schneider Electric. Permite la
programacion y sirnulacion de una manera agil, Se
realizara la programacion en lenguaje de contactos.
• Logo, de la casa Siemens. Se programara y simu-
Iara tanto en lenguaje de contactos como en bloques
de funciones.
A pesar de los intentos de unificar la metodologia de progra-
maci6n, a nivel comercial, existen autornatas programables
con una forma de programacion especifica.
A largo de los apartados anteriores, se ha realizado una
exposicion generica, mientras que, en este apartado, se en-
foca hacia un software y hardware especificos. Para ello, se
partira de una secuencia de trabajo y se resolvera empleando
diversos autornatas programables comerciales con diversa
metodologia. Todo
s ellos incluyen en su software un simu-
lador
, de tal manera que puede observarse si el programa
responde a las necesidades requeridas. De esta manera
, se
obtendra una vision desde diversos puntos de vista para la
resolucion del problema planteado.
• 5.16. [jemplo de aplicaciOn
Figura 5.99. Pro
grama.
I
M2
0
1--
· ----- Q1
M4
1---
1 -------to Q 2
I
M3
0
1--· ----- Q3
I
M6
0
f--, ----- Q4
I
M1
0
f--
. ----- QS
H 1--1 M_7 __ ~
~ ---1 s MS
LQ
RM7
H f--1 l4-------...-------
~ SM7
LQ
RM6
H 1--1 1_2 ~
~ ----1 s MS
LQ
RM4
R M3
S M4
S M6
15
L8
SM3
R M2
H
H
1
H1H1H1H1H1-0 M1
I
I1 0
>-· ---------< S M2
I 13
M2 M3 M4 MS M6 M7
El c6digo en diagrama de cont
actos es:
Una v
ez que se despliegan lo s dos cilindros ( QI y Q3 ) y
al activar
se el final de carrera del segundo cilindro ( IS),
deben acti
varse las marcar M4 y MS a l a vez.
Las etapas MS y M7 s
on etapas de espera. La velocidad
o la lon
gitud de lo s dos cilindros no tienen por que ser
iguale
s y, por tanto, hasta que no lleguen los do s, no puede
iniciar
se de nuevo el ciclo.
LA
Cl6N Y MANTENIMIENTO

188. La programacion directa en metodologia grafcet es posible
en algunos autornatas y donde se proporcionan las herra-
mientas de programacion. En este caso, se ha utilizado el
software denominado Fluidsim de la casa Pesto.
Como ya se ha estudiado, es recomendable realizar el
grafcet en dos niveles de concrecion. En el primer nivel,
que es mas generico, se emplean los elementos electricos.
A partir de este, se crea el grafcet de segundo nivel, donde
ya se concretan las entradas y salidas del automata.
1111 5.16.2. Grafcet
Esta tabla es importante, puesto que se define que se
conecta y en que punto del automata. Posteriormente, en
la parte del montaje electrico, permite su instalacion con
seguridad y sin tener dudas.
11 81 Final de carrera A-.
; ; ; ;
[ ~~ .l. !~ L
'..!.~.~1 .. ~~.~~~~~~~-~~: .J
: ~~ l.. !~ L
'..!.~.~1 .. ~~.~~.~~~:.~.~~: J
~ 84 ~ 14 ~ Final de carrera 8+. ~
!··
························!··························!·······························································!
L ~~ L !~ ~ .. '..
.~.1-~~~~~-~~ .. ~ -~~~~-~: j
l.. ~~ .L ?~ L.
~~~~-?.~ .. 1.~.~~~~~:.?.~~~~~~~-~-~ J
l ~~ : ?~ L.
~-~~~.?~ .. 1.~.~~~~~:.?.~~~~~~~.~~: ;
l.. ~~ l.. ?~ L
~-~~~.?~ .. 1-~.~~~~~~?.~~~~~~~ .. ~~ .!
~ K4 ~ 04 ~ Rele de la electrovalvula 8-. ~
: : : :
Elemento ~ Elemento !
0
. . .
electrico ! automata ! escnpcron
Tabla 5.22
. Tabla de asignaci6n de entradas y salidas
Plasmando las entradas y salidas, se confecciona la tabla
de asignaciones, donde se relacionan los elementos electri-
cos con su conexionado en el automata.
Figura 5.103. Diagrama de espacio-fase.
Diagrama espacio-fase
2 3
1 4 • 5
Para empezar a resolverlo, ha de tenerse una vision del
funcionamiento, para ello se confecciona el diagrama de
espacio-fase.
INSTALACl6N Y MANTENIMI
E
r
Figura 5.102. Circuito de activaci6n de las electrov
alvulas.
B
- B+ A- A+
Ql Q2 Q3 Q4
®® ®® ®® ®®
+
2
4 Vee
Figura 5.101. Circuito def automata programable.
+24 v
0
j as ] sa ] sa
1
33
-
K1 - K2 - K3 - K4
3
4 3 4 3 4 3 4
-
M81 - M82 - M83 - M84
-* -
* -* -* ov
L + M I1 12 I3 I 4 15 16 17 18
® ® ® ® E~;H§ §:H§H§ ®
-
81 -82 -83 -84-S1
Se ha representado un automata con unas tensiones de
24 Ven coniente continua
, aunque podrian haberse emplea-
do otras ten
siones.
Figura 5.100. Circuito de fuerza
.
2 4 4
B C
f---~--' A Cf---~--'
2
-84 -
83 -82 -81
activaran las electrovalvulas
, aunque pueden conectarse di-
rectamente las electrovalvulas a las salidas del automata
,
siempre y cuando la corriente que demandan pueda ser con-
trolada por el automata
. Como van a emplearse electroval-
vulas biestables, se necesitan dos por cada cilindro.

189. Figura 5.107. Solucion mediante la adaptacion def grafcet a
l lenguaje
de contactos para el automata Logo de Siemens
.
B
2:FC A+
12
M
archa B 1:FCA-
15 1
1
H-----
~~ ~ ~ ~~~~
Se procede de igual manera que en el caso anterior. La dife-
rencia esta en que las memorias o basculas R
S que represen-
tan a las etapas se encuentran unidas en un mismo bloque.
P
osteriormente, el contacto que representa a las etapas
(basculas RS) activa sus respectivas salidas
.
1111 5.16
.4. logo de Siemens
(lenguaje de contactos)
Figura 5.106. Solucion mediante la adaptacion def grafcet al lenguaje
de contactos para el a
utomata Z elio de Schneider Electric.
8
-
0
13
M
5
M4
012
M
3
011
M
2
0
10
8
3- FC B-
008
84
- FC 8+
M4 14
007
006
81
-FCA-
M
3
005
004
8
2- FCA+
1
2
Ma
rcha 8 1- FCA-
m5 m
2
Co
ntacto5 Contacto4 N.0 Contacto 1
E
squema del program a
Siguiendo los pa
sos estudiados en el Apartado 5 . 15 .1, se
convierte el grafcet al lenguaje de contactos
, obteniendo
el siguiente programa para el automata Zelio denominado
ZelioSoft2. Este software maneja las basculas RS separan-
dolas en dos bobinas: una para el set y la otra para el res
et.
En el esquema siguiente (Figura 5.106), se observa la
conversion del esquema de grafcet a lenguaje de contactos.
Se realiza en tres partes o bloques: un primer bloque de ini-
cializacion
, donde se activa la etapa inicial (linea de progra-
ma 001); un segundo bloque
, donde se realiza la evolucion
entre las etapas siguientes (lfneas de 002 a 009), y un tercer
y ultimo bloque
, donde se realizan las activaciones de las
salidas de las etapas (lfneas de 010 a 013).
1111 5.16.3. Zelio de Schneider [lectric
(lenguaje de contactos)
Figura 5.105. Montaje de
f grafcet.
K
1
ov
K4
::::;:
i\3 w :j';: Ui
G)-
;;oZ
~
"T1
o 0
me
g 0 0 0 --l_,
N w .j:>.
4
S1 1
3
E
-
+
24V
0 81 r 3
0-
Figura 5.104. Grafc
et de primer y segundo nivel.
Q4 B-
Q3 B+
Q2 A-
Q1 A+
Grafcet de
nivel 2
Grafcet de
nivel 1
LACl6N Y MANTENIMIENTO

190. Figura 5.108. Soluciot: mediante la adaptacion def grafcet a lenguaje
de bloques de funciones para el automata Logo de Siemens
.
8011
En este caso
, tambien se parte desde el grafcet, donde se
dispone de unas memorias o basculas RS que representan
a las etapas
. A su vez, cada etapa (RS) realiza las acciones,
es decir, activa las salidas correspondientes a su trabajo en
el automata.
1111 5.16.5. logo de Siemens
(lenguaje de bloques de tunciones)
INSTALACl6N Y MANTENI
MIE
r
Figura 5.107. Solucion mediante la adaptacion def grafcet al lenguaje
de contactos para el automata Logo de Siemens (
continuecion}.
H----------
------+i()
B
-
Q4
S
F004
B+
Q 3
------
~
A
-
Q
2
A
+
S
F002 Q 1
l!Jj
-11 ------ Kl]
SF00
5
H----'-1 r--------~r
SF004
H--------------r
SF00
3
H--------------r
A+ B
2:FC A+
Q1 1
2
A-
Q
2
A
- B1 : FCA-
Q
2 11
B
+
Q
3
B
+ B4 :FC B -
Q
3 1 4
B
-
Q4

191. SFC (qrafico funcional)
ST (texto estructurado)
IL (lista de instrucciones)
LD (diagramas de contactos)
FBD (bloques funcionales)
Lenguajes L
HMI
Entradas/salidas
Fuente
de alimentaci6n
CPU
.E
c:
·~
a..
"'
~
0
"
(j
'O
w
@
I 5. EL AUTOMATA PROGRAMABLE

192. 5.11
. En un diagrama de grafcet , en la convergencia en 0 , ...
a) ... varias etapas pueden evolucionar convergiendo
hacia una unica etapa.
b) ... se pasa de una etapa a var
ias, que se realizan
en paralelo.
c) ... de una etapa, se evoluciona a otra por medio
de una transicion de dos variables.
d} ..
. de una etapa, se evoluciona a otra por medio
de dos transiciones.
c) puede haber etapas sin transiciones.
d} solo puede haber una unica transicion entre dos
etapas.
5.10
. En un diagrama grafcet , ...
a) .
.. puede haber tantas transiciones como sea ne-
cesario y sequn el problema por resolver.
b) .
.. las etapas se encuentran separadas por dos tran-
siciones.
5.9
. En el lenguaje de contactos , la instruccion set ...
a) activa su salida solo si su entrada esta activada.
b) activa su salida y pe
rmanece en ese estado ,
aunque se desactive su entrada.
c) ... alterna su estado a cada variacion de su entra-
da
, en el primer pulso, se activa y, en el segundo
pulso, se desactiva.
d) .
.. activa su salida si se desactiva su entrada.
5.8
. En el lenguaje del d iagrama de bloques funcionales ,
dos dispositivos en paralelo se representan por ...
a) una funcion AND.
b) una funcion OR.
c) una funcion NOT.
d) una funcion NANO.
5.7
. En el lenguaje del diagrama de bloques funcionales ,
dos dispositivos en ser
ie se representan por ...
a) una funcion AND.
b) una funcion OR.
c) una funcion NOT.
d) una funcion NOR
p
a) un 1.
b) un 0
.
c) Es indefinido
.
d) No existe la loqica negativa.
5.6. En loqlca negativa, un nivel de tension se considera
un valor binario de ...
5.5. (,Cual de los lenguajes de programa de autornatas
programables es de alto nivel?
a) Diagrama de bloque de funciones.
b) Diagramas de contactos.
c) Lista de instrucciones.
d) Texto estructurado.
a) 1 bit.
b) 8 bits.
c) 16 bits.
d) 032 bits.
5.4. (,Cual es el tarnario que ocupa un dato INT (entero)?
5.3. El bus de comunicaciones AS-i permite conectar .
..
a) los actuadores electricos del sistema.
b) los captadores electricos del sistema.
c) los actuadores y captadores electricos del sis-
tema.
d) ... los actuadores, captadores y elementos neurna-
t
icos del sistema .
5.2. (,Cual de los siguientes elementos es un dispositivo
actuador?
a) lnterruptor de posicion,
b) Sensor de proximidad inductivo
.
c) Bobina de la electrovalvula,
d) Presostato.
5.1. La ventaja de emplear un automata programable es ...
a) ..
. realizar cambios de funcionamiento sin realizar
cambios en el cableado.
b) r
ecoger datos historicos,
c) obtener datos de funcionamiento en tiempo
real.
d) Todas las opciones anteriores son correctas.
II Actividades de comprobacion
5
. EL AUTOMATA PROGRAMABLE I

193. ..
i) A+ 8+ (A- C+) (8- C-).
j) A+ (
A- 8+) (8- C+) C-.
k) A+ (8+ C+) C- C+ C- (A- 8-).
I) A+ 8+ T1 (A- 8-).
m) A+ (8+ C+) T1 C- (A- 8-).
n) A+ 8+ T1 A
- T2 8-.
ii) A+ T1 A- 8+ T2 8-.
a) A+A-8+ 8-.
b) A+ 8+ 8-A-.
c) A+ 8+ C+ C- 8- A-.
d) A+ 8+ 8- C+ C- A-.
e) A+ 8+ 8- A- C+ C-.
f) A+ 8+ (A- 8-).
g) A+ (A- 8+ C+) 8- C-.
h) (A+ 8+ C+) A- 8- C-.
5.15. Realiza los siguientes circuitos electroneurnaticos controlados por un automata programable. Emplea valvulas distribui-
doras biestables
. Los cilindros disponen de finales de carrera. El sistema se activa mediante un interrupter, que, mien-
tras este cerrado
, repite el ciclo y, al abrirse , se detiene una vez terminado ese cic lo de trabajo.
lncluye:
• Tabla de asiqnac
ion de entradas y salidas.
• Diagrama espacio-fase.
• Grafcet.
• Circuito electroneumatico con automata prog
ramable.
• Sirnulacion del circuito mediante el software Fluidsim.
• Traducclon del grafcet a lenguaje de contactos.
• Proqrarnacion para el automata que dispongas.
Las secuencias son
:
II Actividades de a~licacion
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
5.14. (,En que consiste la resoluclon de problemas em-
pleando el metodo paso a paso?
a) En emplear un codiqo qrafico
, junto con una serie
de normas de evolucion,
b} En emplear el lenguaje de contactos y basar su
evolucion sequn varfe las condiciones de los ele-
mentos de entrada (pulsadores y sensores).
c) En d
ividir la secuencia en grupos y asignar una
marca o variable a cada grupo
, de tal manera que
solo un grupo esta activo en cada momenta.
d) En emplear una marca o variable para cada fase
,
de tal manera que solo una marca este activa en
cada momenta.
c) ..
. en dividir la secuencia en grupos y asignar una
marca o variable a cada grupo, de tal manera que
solo un grupo esta activo en cada momenta.
d) ..
. en emplear una marca o variable para cad a
fase, de tal manera que solo una marca este activa
en cada momenta.
I
5.13. La resolucion de problemas empleando el rnetodo de
cascada se basa en ..
.
a) ... emplear un codiqo qrafico, junto con una serie
de normas de evoluclon.
b} ... emplear el lenguaje de contactos y basar su
evolucion sequn varfe las condiciones de los ele-
mentos de entrada (pulsadores y sensores).
5.12. (,En que se basa la resolucion de problemas emplean-
do el rnetodo grafcet?
a) En emplear un codiqo qrafico, junto con una serie
de normas de evolucion.
b} En emplear el lenguaje de contactos y basar su
evolucion sequn varien las condiciones de los ele-
mentos de entrada (pulsadores y sensores).
c) En dividir la secuencia en grupos y asignar una
marca o variable a cada grupo, de tal manera que
solo un grupo esta activo en cada momenta.
d) En emplear una marca o variable para cada fase,
de tal manera que solo una marca este activa en
cada momenta.
5
. EL AUTOMATA PROGRAMABLE

194. 5.19. La maquina neurnatica de la Figura 5.110 realiza un estampado multiple. El operario coloca la pieza manualmente y
cada cilindro realiza una estarnpacion de forma correlativa, es decir, una vez accionado el pulsador de inicio, el cilindro
A r
ealiza su estampaclon y se ret ira; posteriormente, realiza la misma operacion el cilindro B, y, por ultimo , el cilindro C.
Cada cilindro realiza la estarnpacion durante 1 segundo
.
Figura 5
.109. Maquina de dab/ado.
5.18. La Figura 5.109 representa un proceso de doblado de piezas mediante cilindros neurnaticos, El operario comienza el
proceso colocando una p
ieza y accionando un pulsador. El c ilindro Ase encarga de fijar la pieza durante todo el ciclo de
trabajo. El cilindro B realiza un primer doblado y se retira para permitir que el cilindro C realice un segundo doblado. Ter-
minado este
, se retiran a la vez el cilindro Cy el A, liberando asl la pieza.
Realiza:
a) Tabla de aslqnacion de entradas y salidas.
b) Diagrama espacio-fase.
c) Grafcet.
d) Circuito electroneumatico con automata prog
ramable.
e) Simulacion del circuito mediante el software Fluidsim.
f) Traduccion del grafcet a lenguaje de contactos.
g) Proqrarnacion para el automata que dispongas.
5.17. Diseria el circuito para una maquina que cuenta con tres c
ilindros neurnaticos y que realiza la secuencia A+ B+ A- C+
C- B-. El cilindro C debe realizar una presion determinada antes de retirarse, para ello se instala un presostato. Caloca
un rnanornetro para que el operario controle la presion ejercida. Al acc
ionar el pulsador de marcha, la rnaquina realiza un
solo ciclo de trabajo.
a) (A+ B+) B- A-
.
b) A+ (B+ C+) (A- B- C-)
.
5.16. Elabora los siguientes circuitos electroneurnaticos controlados por un automata programable. Emplea valvulas distribui-
doras biestables. Los cilindros disponen de finales de carrera. El sistema se gobierna desde un pulsador de marcha y
otro de paro. Al accionar el pulsador de marcha
, se inicia la secuencia de trabajo que se repite indefinidamente. Al accio-
nar el pulsador de paro
, el sistema se detiene al terminar la secuencia de trabajo que este realizando en ese momenta.
lncluye:
• Tabla de asiqnacion de entradas y salidas.
• Diagrama espacio-fase.
• Grafcet.
• Circuito electroneurnatico con automata programable.
• Sirnulacion del circuito mediante el software Fluidsim.
• Traduccion del grafcet a lenguaje de contactos.
• Proqrarnacion para el automata que dispongas.
Las secuencias son:
5
. EL AUTOMATA PROGRAMABLE
p
I

195. ..
Figura 5
.111. M aquina de estampaci6n.
5
.20. La Figura 5.111 representa un proceso de estampacion sabre piezas mediante cilindros neumaticos. Consta de tres par-
tes. El cilindro A se encarga de alimentar con piezas las maquinas, Adernas, en su poslcion extendida, fija la pieza para
que este centrada y no se mueva. El cilindro B se encarga del estampado mediante un sello. Terminada la estampacion,
se ret
ira el cilindro A y, a continuacion, el cil indro C se encarga de extraer las piezas expu lsandolas sabre una caja. La
rnaqulna cuenta con un pulsador de marcha que
, al ser accionado, realiza un ciclo completo.
Establece:
a) Tabla de asiqnacion de entradas y salidas.
b) Diagrama espacio-fase.
c) Grafcet.
d) Circuito electroneurnatico con automata programable.
e) Sirnulacion del circuito mediante el software Fluidsim.
f) Traduccion del grafcet a lenguaje de contactos.
g) Proqrarnacion para el automata que dispongas.
Figura 5
.110. M aquina de estampaci6n multiple.
Elabora:
a) Tabla de aslqnacion de entradas y salidas.
b) Diagrama espacio-fase.
c) Grafcet.
d) Circuito electroneurnatico con automata programable.
e) Simulaclon del circuito mediante el software Fluidsim.
f) Traducclon del grafcet a lenguaje de contactos.
g) Proqrarnaclon para el automata que d
ispongas.
I
5. EL AUTOMATA PROGRAMABLE

196. p
Figura 5.114. M
esa elevadora.
i Mesa elevadora
5.24. La Figura 5.114 representa una mesa elevadora h
idraulica que se controla mediante un pulsador para subir y otro para
bajar. Puede detenerse en cualquier posicion una vez que deje de accionarse el pulsador. Realiza el circuito hidraulico y
electrico de control empleando un automata programable.
1
j
Abrir
Cerrar
Figura 5.113. Homo.
5.23. La puerta de un horno se abre y cierra med
iante la accion de un cilindro hidraulico, A traves de un pulsador , se da la or-
den de apertura y, mediante otro, la de cierre. Realiza el circuito hidraulico y electrico de control empleando un automata
programable.
Figura 5.112. M
aquina de taladrado y fresado.
5.22. En la Figura 5.112
, se representa una rnaquina neurnatica que realiza sobre un tubo un taladro y su posterior fresado. El
operar
io coloca el tubo y , accionando el pulsador de puesta en marcha, se acciona el cilindro A, que fija la pieza. A con-
tlnuacion
, se pone en marcha el taladro electrico mediante un contactor a la vez que avanza lentamente el cilindro B.
Posteriormente, se retira el taladro. Hasta el cilindro C avanza el carro de las herramientas y, alcanzada su posicion, se
pone en marcha la fresadora
, mediante otro contactor, que avanza lentamente mediante el cilindro B . Terminado el pro-
ceso, se retira la fresa, el carro portaherramientas vuelve a su posicion inicial y
, slrnultaneamente, se libera el tubo.
Determina:
a) Tabla de asiqnacion de entradas y salidas.
b) Diagrama espacio-fase.
c) Grafcet.
d) Circuito electroneurnatico con automata programable.
e) Simulaclon del circuito mediante el software Fluidsim.
f) Traduccion del grafcet a lenguaje de contactos.
g) Proqrarnacion para el automata
.
5.21. Modifica el circuito de la actividad anterior para que ahora la rnaqu
ina cuente con un pulsador de marcha que , al ser ac-
cionado, repita indefinidamente el ciclo mientras tenga piezas en el alimentador
. Para ello, se instala un sensor capaciti-
vo (tipo PNP). Ademas, la estarnpacion se realizara hasta a
lcanzar una presion determinada por un presostato. Tarnbien
contara con otro pulsador para parar la maqu
ina una vez terminado el ciclo de trabajo actual.
5
. EL AUTOMATA PROGRAMABLE I

197. ..
5.27. Selecciona un automata programable de la marca comercial que prefieras con los modules necesarios, teniendo en cuen-
ta las siguientes necesidades: 26 entradas, 18 salidas
, entradas analoqicas para una sonda de temperatura y display o
pantalla qrafica externa.
5.26. Busca en internet varios modelos de autornatas programables y observa sus caracter
fsticas y sus modules de expansion.
II Actividades de ampliacion
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Figura 5.115. Asce
nsor ubicado entre dos plantas.
C
ilindro
hidrauli
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5.25. Se t
iene un ascensor entre dos plantas , el cual se mueve por media de un cilindro hidraulico telescopico, En cada plan-
ta
, hay un pulsador (S2 y S3) y un piloto de serializac ion (P1 y P2). Cuando el ascensor esta subiendo , se activa el pilo-
to de serializacion de la segunda planta (P1). Si el ascensor baja, se activa el piloto de serializacion de la primera planta
(P2). En la cabina, hay un unlco pulsador que, al ser accionado
, da la orden de movimiento; si esta en la planta inferior ,
da la orden de subir y
, si esta en la planta superior , da la orden de bajar. En cada planta , se dispone de un final de carre-
ra (B1 y B2), que detecta la posic
ion de la cabina.
Realiza:
a) Tabla de aslqnacion de entradas y salidas.
b) Grafcet.
c) Circuito electrohidraulico con automata programable.
d) Simula el circuito mediante el software Fluidsim.
e) Traduce el grafcet a lenguaje de contactos.
f) Realiza la proqramacion para el automata que dispongas.
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5. EL AUTOMATA PROGRAMABLE

198. Objetivos

199. Contenidos

200. • No debe emplearse el aire comprimido como siste-
ma de ventilaci6n o refrigeraci6n sobre uno mismo
ni sobre los compafieros.
• Antes de manipular cualquier elemento, ha de rea-
lizarse un corte en el suministro de aire, en espe-
cial al desconectar y conectar las mangueras que
conectan los elementos. Una manguera con un extre
-
mo suelto y que esta conectada a la fuente de aire
comprimido se mueve violentamente y puede llegar a
golpear al operador, siendo especialmente peligroso
un golpe en la cara
.
• Antes de conectar cualquier elemento, hay que ve-
rificar el estado de los conectores rapidos. Si estan
dafiados, no deben utilizarse yes preciso cornunicar-
selo al responsable del aula-taller. Un conector en
mal estado puede provocar que la manguera se suelte.
• Deben emplearse los EPI ( equipos de protecci6n
individual) adecuados al tipo de taller, en especial
las gafas de seguridad, ante la posibilidad de ser al-
canzados por objetos proyectados o por golpes con
mangueras sueltas.
• No debe apuntarse con una herramienta neumati-
ca hacia las personas, ya que podna accionarse in-
voluntariamente y causar un accidente.
• No puede utilizarse el equipo neumatico para lan-
zar objetos, ya que estos saldran disparados por efec-
to de la presi6n como un proyectil y podran causar
graves dafios tanto a las personas como al mobiliario.
• Cuando se prueben los montajes practicos y una vez
abierto el suministro de aire comprimido, ha de tener-
se la precauci6n de no meter las manos dentro del
area de trabajo de los cilindros y otros actuadores.
Muchos de ellos se mueven de manera rapida y pue-
den golpear al operario o atraparle las manos. Si
, por
algun motivo, han de manipularse, lo primero que hay
que hacer es cortar el suministro de aire comprimido.
• No debe emplearse el aire comprimido como siste-
ma de limpieza sobre uno mismo ni sobre los compa-
fieros.
Muchas veces se subestima la seguridad en el area de
trabajo al considerar que, como se manipula aire, este no
entrafia ningrin peligro, pero es una creencia totalmente
err6nea
. Por ello:
A la hora de realizar las actividades practicas en el aula-
taller, han de respetarse una serie de medidas de seguridad.
• B.2. Medidas de seguridad
INSTALACl6N Y M
ANTENIM
• N
eumatica e hidraulica (practicas 1 a 24).
• M
ando electrico (practicas 25 a 39) .
• A
ut6matas programables (practicas 40 a 46).
Los circuitos de neumatica son similares a los de hi-
d
raulica, por ese motivo, y para no ser repetitivos, no se
han incluido
. Se recomienda practicar primero los circuitos
neumaticos y, en ultimo lugar, los hidraulicos
.
El mimero de practicas se considera suficiente
, no obs-
tante, va a depender mucho del ritmo de asimilaci6n de l
os
conteni
dos. En caso de necesitar realizar mas practicas,
puede realizarse el montaje de las actividades propuestas
en las actividades de aplicaci6n de cada unidad del l
ibro.
T
al y como se explica en la Unidad 3 , para l a identifi-
caci6n de los elementos en los esquemas
, existen dos nor -
mativas vigentes: la ISO 1
219:2012 y la E N 81346:2009.
Con el objetivo de familiarizarse co
n ambas, en l as practicas
de neumatica e hidraulica, se empleara la norma IS
O 1219
y, en las de electroneumatica y aut6matas programables
, se
empleara la EN 81346.
P
or ultimo, para representar las fuentes de energia, se
emplea la simbo
logfa simplificada. Algunos circuitos incor -
poran valvulas estranguladoras y antirretomo con el objetivo
d
e reducir la velocidad de funcionamiento y, de esta manera,
o
bservar mejor su funcionamiento para su mejor entendimien -
to
, por tanto, no son imprescindibles, pero sf recomendables .
La realizaci6n de una serie de montajes practices en el aula
-
taller es una parte importante en el proceso de aprendizaje.
Estas p
racticas permiten asentar l os conocimientos te6ricos
adquiridos en el aula
, asf como adquirir destrezas manuales
y familiarizarse con l
os componentes y su manipulaci6n.
Junto con la realizaci6n de estos montajes practices, se
recomienda l
a realizaci6n de una memoria de trabajo para
cada una de las practicas.
La s
ecuencia de trabajo recomendada es la siguiente:
1
. Realizar el esquema con la sim bologfa normalizada.
2. R
ealizar e l ejercicio con e l simulador.
3
. Conectar l os elementos en el pane l de montaje y
compro
bar su funcionamiento.
4
. Detallar la relaci6n de material necesario.
5
. Estudiar e l diagrama d e fases.
6
. Realizar la memoria de trabajo de la practica .
Las practicas se han distribuido en t
res bloques corre-
lativos
:
• B.1. Orientaciones para la realizacion
de las practicas
6. PRACTICAS DE TALLER

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INSTALACl6N Y M
ANTENIM

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ACl6N Y M
ANTENIMIENTO

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E
Cl
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n:I
:a;
INSTALACl6N Y M
ANTENIM

247. Contenidos

248. Sim bolo j Descripcion
Tabla A.
2. Simbologfa relacionada con las fi ltros
• A.2. f iltros
INSTALACl6N Y M
ANTENIM
~ Acumulador de gas
.
, . § ... . ,
. ~il~~~I~~~;. . . . .. . . ...
, · ·· · v
··· · ···· Escape sln ; ~~;~.· · ·· ·· · · ·· · ·
: : .
\7 ~ Escape con rosca
.
: ; .
~ Acumulador de contrapeso.
: ! .
D
~ ~ Unidad de mantenimiento (simbolo
~ ~ simplificado)
.
; : .
L ~ Fuente de aire comprimido.
: : .
~ ~ Grupo hidraulico.
: : .
LlJ j Dep6sito o tanque hidraulico
.
: : .
~ Acumulador (s
lmbolo gene ral).
: ; .
~ Acumulador de muelle.
: ; .
Simbolo i Descripci6n
Tabla A.
1. Simbologla relacionada con las elementos
de alimentaci6n
• A.1. f lementos de alimentacion
Anexa A. Simbalagia

249. Hay elementos, como las valvulas
, R t t
que pueden com
binar varios simbo- m X I ~
los; por ejemplo, accionamiento por
pulsador y por electrovalvula con re-
tomo por muelle
.
t Recuerda:
~ Accionam
iento par rodillo abatible
~ (interrupto
r de posici6n).
····
···········································-··································································
~ Accionamie
nto par mue lle
l o resorte .
l Accionamie
nto par leva.
~
···
············································-··································································
c
····
···········································-··································································
-r
··
·············································-··································································
~
Sim bolo j Descripci6n
Tabla A.
6. Simbologfa de accionamiento rnecanico en l as valvulas
• A.6. Accianamienta mecanica
en las valvulas
j Acc
ionamiento par pedal.
~ Accionamie
nto par palanca.
l Acc
ionamiento par pulsador
l con retenci6
n.
j Accionamie
nto par pulsador.
~ ~ S
lmbolo general ( sin especificar).
: ..:. :
-r
: .
•••.••••.••••..•.•••••..••••••••.•••.•••.•.•••• .! •••••••••.••• .•.••••..•..•••.•••.••••••.•.•.•.••••.•.•••.••••••.••• :
-r
: ..:. :
l=C
: ..:. :
-r
: ..:. :
Sim bolo l Descripci6n
Tabla A.
5. Simbologfa de accionamiento manual en las valvulas
• A.5. Accianamienta manual
en las valvulas
~ i Ma
n6metro.
·····
··········································-··································································
.
. . ~ . _ ~3.".~~ etr~ d.~ ~r-~~i-~"--~1~e.r~~-c1~L.
CD I Te
rm6metro.
··
·············································-··································································
--@- ! Caudalime
tro.
.......
............................................................................................................
-®- I Med
idor volumetrico.
..
.................................................................................................................
.. -
~ .. , ~ r~~~~t~~°.· .. ...... . . .. . ..
P2 l
~ } µ 1 I lnterrup
tor de presi6n diferencial.
·
··················································································································
j Sensor de anillo
.
Simbolo ! Descripci6n
Tabla A.
4. Simbologfa de las elementos de medici6n
• A.4.Medicion en fluidas
0 i Bo
mba de caudal constante.
t
·················~ ································i···································································t
: : :
[ j Bomba de cauda
l variable. [
t l t
Simbolo ! Descripci6n
Tabla A.
3. Simbologfa de las bombas hidrau licas
• A.3. Bambas hidraulicas
ACl6N Y MANTENIMIENTO

250. Valvula de secuencia ajustable.
Valvula de seguridad o de alivio.
Valvula de s
imultaneidad.
-B-
.......
................................. . . . . . . . . ·~
:
-~,/,
'-~V)IV'
..........
........................................................................................................
:-~,/,
, -ll,_lV)IV'
.....
.............................................................................................................
i ~o- _ Valvula de secuencia con pilotaie. :
. .
1-[bvft, ~ I ;
I :
1 _ Valvula reductora de presi6n. :
. ···
·······························································!
!
: : tWvv V<ilvula reguladora de presion . I
...
.............................................................................................................. >
---(JN- Valvula antirretorno con retenc
i6n. ~
. .
~ V<ilvula de escape rapioo
,
·
·············································· ···································································
l V<ilvula estranguladora.
...........
.........................................................................................................
~ V<ilvula anlirretorno I
==:=·
l_µJ y de estrangulaci6n.
······
········································· ···································································
H Villvula selectora. .
..
............................................. ··· ································································
Valvula antirretorno
. ----0----
..................
................................................................................................
Sim bolo Descripcion
Tabla A.
10. Simbologfa de valvulas
• A.10. Valvulas
INSTALACl6N Y M
ANTENIM
~ i Neurnatlca,
~ ~ Servopilotada par presi6n.
······
·············································································································
·
··········~ ············-··~~~~;i~1~t~~~p.°.r.~lec~r~i~~~: .
······
·····~ ······ ····-·~~~~~~:.~~~~~~°.r~~~~i~~: .
.
... ~ . .. _ ~~:~~~:1~~~~~.~°.r.~l.ec~r~i~~~: .
Simbolo i Descripcion
Tabla A.
9. Simbologfa de accionamiento servopilotado
en las valvulas
• A.9. Accionamiento servopilotado
en las valvulas
~ l Accionamiento par electrolrnan,
~ : .
Simbolo ! Descripcion
Tabla A.
8. Simbologfa de accionamiento electrico en las valvulas
• A.B. Accionamiento electrico
en las valvulas
~ Accionamiento par presi6n
~ hidraulica
; .: .
~ i Accionam
iento par presi6n
: ~ L
~-~-~~~~i-~-~: .
Simbolo ! Descripcion
Tabla A.
7. Simbologfa de accionamiento par presi6n en las valvulas
• A.7. Accionamiento par presion
en las valvulas

251. Cilindro de simple efecto
con sistema de detecci6n
y amortiguaci6n ajustable.
Cilindro de simple efecto
con sistema de detecci6n.
Cilindro de simple efecto
con amortiguaci6n ajustable.
Cilindro de simple efecto
con amortiguaci6n.
I~ ~AAA~
~
1v1v'v
IAAt\A ~:---~' Cilindro de simple efecto
v..JLJLJIJ
1
.
con muelle en avance.
Cilindro de simple efecto.
11
~'\ '\ '\ ~
. . _ V V v_
I
Sim bolo Descripci6n
Tabla A.12. Simbologfa para cilindros de simple efecto
• A.12. Cilindros de simple efecto
~ V<llvula 4/3
, centro cerrado.
,. ~ ~~~~iidi~i~iir~ ;a~~~~ . . ,
1·
·········1·1··I·1·H·1·~··1········· -~~~iia:;:~i~~;;~·,;~~~;~·················-
; ;
! .. 1
.~ i..1{ __ T __ ;_1.i. ?I__ _v~.l~ula.~/~,.c~~~r~-~~~r~~~-· !
1 .
. 1.~··· i..11 __ T __ ~_l_i. ?.1.. -~~1~.ula.~/~:.s~l1~~~-~- e.5.c~~~: _
l .
. 1.~ i..1fi}.1.i. ?.1.. -~~l.v.ul~-~/.3.:.~~e5.i6~-~-~~l1~-~· I
Sim bolo Descripci6n
ITO ~ V<llvula 2/2 (normalmente cerrada). ~
~ ~
;
·················································!···································································!
! c:I!J I Villvula 2/2 (normalmente abierta). I
. .
~ -
~ · ~
. . .
I ~ i V<llvula 3/2 (normalmente cerrada). !
\ ~ \
. . . . . .
: m . V<llvula 3/2 (normalmente abierta). i
·······
·········n00····· ····- .
I j Valvula 4/2. j
. . . . . . . . .
; ; ;
m i Viilvula 4/2.
r-···
··········n0 ·································r··································································1
[ ~ Valvula 4/2, cerrada. ~
. .
: : . . . . . .
;
················································~···································································;
l I f I I H I X I l Viilvula 4/3, centro abierto. •
: .; ~
Simbolo ! Descripcion
Tabla A
.11. Simbologfa de valvulas distribuidoras
• A.11. Valvulas distribuidoras
j Valvula de cierre.
; .: ;
~ Vatvula reguladora de presi6n
~ ajustable. c~
!···
·············································~···································································!
! ~. ! !
I ... !~
~-~- ... 1 .. ~:~~~~l~e~~~~~~ -~~:~~~~on. . .... I
Simbolo j Descripcion
ACl
6N Y M ANTENIMIENTO

252. Actuador rotativo hidraul
ico
con giro en ambos sentidos.
Actuador rotativo hidraul
ico
con giro en un sentido
.
Motor neumatico con rotaci6n
en un sentido y capacidad fija.
.
..................................................................
Motor neumatico con rotaci6n ~
en un sentido y capacidad variable. I
·
··································································
Motor neurnatico con rotaci6n
en ambos sent
idos y capacidad 1
-
~-i~-~ ~
Motor hidraulico con rotaci6n
en ambos sentidos y capacidad
variable . O=
.....
..........................................
0=
······
·········································
Q=
Simbolo Descripcion
Tabla A.
14. Simbologla para motores y actuadores rotativos
neurnaticos
Motor hldraullco con rotaci6n
en ambos sentidos y capacidad
fija.
Motor hidraulicu con rotaci6n
en un sentido y capacidad variab
le.
• A.14. Motores y actuadores rotativos
neumaticos
Motor hldrsullco con rotaci6n
en un sentido y capacidad fija . O=
..
.............................................
0=
.............
..................................
¢=
........
.......................................
~
·········
······································
=!)=
····
···········································
=D=
Sim bolo Descripci6n
. I
. . . . . :_1 . 1. . ) . I .P~i~;~~~;~ ;~~~".:.:~~!~. . .
111
:
I
l=s= .......... 1 ~ Cilindro de doble efecto
'-+· .~. -----· ~. __ ___,_..
1 . ~ multiposicional.
; ; .
Tabla A.15. Simbologfa para motores y actuadores rotat
ivos
hidraulicos
1 Cilindro de doble efecto
~ sin vastaqo
.
• A.15. Motores y actuadores rotativos
hidraulicos
~ Cilindro de simple efecto
~ con amortiguaci6n.
I Cilindro de doble efecto. 11 1----1 --,-------':
I
: : .
In~~:
r I
: ; .
! ~ j Cilindro d~ sim~l
,e efecto
~ ~ con arnortlcuaclon
1 1 .. ~
!.~.~~~~~~: .
~ ~ 1 Cilindro de simple efecto
1 1 con sistema de detecci6n
1 ..1..
~.~-~.~~-i-~.~-~~'.~~-~~.~-~~~~~~: .
~
: : .
Simbolo 1 Descripcion
Tabla A.13. Simbologla para cilindros de doble efecto
l Motor neurnat
ico con rotaci6n
~ en ambos sentidos y capacidad
~ variable.
~-· ··1
· .
l ---i>\- l Actuador rotativo con giro
j ~ ~ en un sentido.
. .
; ; .
! ---i>\- ! Actuador rotativo con giro
~ -----W l en ambos sentidos
.
~ ~
: : .
• A.13. Cilindros de doble efecto
Sim bolo l Descripcion
INSTALACl6N Y M
ANTENIM

253. lnterruptor autornatico diferencial
bipolar.
lnterruptor autornatico
maqnetoterrnico bipolar.
Seccionador de fusible tripolar.
Fusible.
Sim bolo Descripci6n
Tabla A.19. Simbologfa para los elementos de protecci6n electrica
• A.19. f lementos de proteccion
electrica
A : Ventosa.
r
a=r·· ·····:
L .
. =+= ... f ~.ect°.rde~~~io... . . . .. '
0 ! Bomba de vacio.
: ..: !
Sim bolo ! Descripci6n
Tabla A.
18. Simbologfa para pinzas neurnaticas
• A.18. Ventosas y vacf o
l Pinza de apertura paralela
~ de simple efecto.
{j_--1MM l Pinza de apertura angular
~ ~ ~ de simple efecto
.
··
·············································-··································································
u ~
·
··················································································································
{j I I i Pinza de apertura angular de doble
~--'--· ..,....
1. : efecto .
....
...............................................................................................................
i0 I I : Pinza de apertura paralela
-LJ--~· __
1
.
~ de doble efecto .
....
...............................................................................................................
Simbolo ! Descripci6n
Tabla A.17. Simbologia para pinzas neurnaticas
• A.17. Pinzas neumaticas
0 ! Motor de cornbustion interna.
: 2 .
•................................................................. ;
. . .
I 0 I Motor electrlco (simbolo qenerlco). i
; ; -~
' ® i Motor tritasico. '
=····
············································-!···································································=
I ® I Motor monotasico. I
~ ! ­~
I ® i Motor de corriente continua. i
: .: :
Simbolo ! Descripci6n
Tabla A.
16. Simbologia para otros tipos de motores
• A.16. Otras matures
ACl6N Y MANTENIMIENTO

254. Sim bolo Descripcion
Tabla A.
22. Simbologfa para los sensores electricos y dispositivos
de detecci6n
• A.22. Sensores y dispositivos
de deteccion
~ Palanca con maneta.
j Palanca.
Q- - - j Rodillo.
; .:. .
\--
; .; .
\--
; .:. .
}- - j T
irador.
. . , ., .
l.. ~
.~ .. ~ J.~.~~'.~~~~: ..
Q;)- - - ~ Volante .
; ..; .
! Pedal.
8- - - l Llave.
; .; .
}­­­
; .; .
~ Paro de emergencia (seta) .
; .; .
G---
l Selector rotativo .
: ..; .
_f--
~ - - j Sfmbolo general.
; ; .
' -
~~-~ J.. ~u_18.~~~r: . .
Sim bolo j Descrlpclnn
Tabla A.21. Simbologfa de accionamiento en los dispositivos ma-
nuales
• A.21. Accionamiento en dispositivos
manuales
INSTALACl6N Y M
ANTENIM
~ Contacto cerrado temporizado
~ a la desconexi6n .
..
........................................................................................................................
\
1
~ Contacto abierto temporizado
)-
~ a la desconexi6n.
··
·············································-··································································
}--(
~ Temporizador a la desconexi6n
~ (bobina).
.
..................................................................................................................
l Contacto cerrado temporizado
~ a la conexi6n.
\
1
~ Contacto abierto temporizado
(--
1 a la conexi6n .
...
................................................................................................................
(­­­(
·
··············································-··································································
... ~
.:.~~-/:~ ~:i~~~;~z~~~~~~~r.~~~~~~XI~·~·········
~
~ Temporizador a la conexi6n
j (bobina)
.
·
··············································-··································································
~ Contacto cerrado.
Q ~ Bobina de rele y contactor
.
·
··················································································································
\ ~ ~ ~ ~ J ~ Contactos de fuerza en el
l l l ~ contactor.
....
...............................................................................................................
(
..
.................................................................................................................
I ~
...
. . . .\ ~°.~!~~~°..~~I~~°.:. . . . . .
', i Contacto conmutado.
I "1 l
··
·············································-··································································
Q- - - - ~ ! Reill (sfmbolo completo).
.
...........................................................................................................................
~ _ -E _ -)\
1 l Temporizador a la conexi6n
~ j (sfmbolo completo).
·
··············································-··································································
¢
Simbolo ! Descripcion
Tabla A.20. Simbologfa para los elementos de conmutaci6n electrica
• A.20. f lementos de conmutacion
electrica

255. Termorresistencia RTD (2 hilos).
Termopar.
...
................................................................
Termopar.
·
··································································
Contacto cerrado de sensor
de proximidad capacitivo.
···
································································
Contacto abierto de sensor
de proximidad capacitivo.
······
·····························································
Sensor totoelecmco
(de barrera) .
..
.................................................................
Sensor totoelecmco
(emisor).
··
·································································
Sensor totoelecmco
(receptor) .
...
................................................................
Sensor totoelectrlco
(reflex) .
.......
............................................................
Sensor totoelecmco
(de proximidad) .
..
.................................................................
Sensor de ultrasonidos.
·
··································································
Sensor de temperatura
(simbolo qenerico).
·
··································································
Termistor (PTC).
....
...............................................................
Termistor (NTC).
......
.............................................................
Pt100
~
-v+
.....
..........................................
v
-e
NTC
+(}
PTC
~
.
..............................................
w
···
············································
rn
..
.............................................
~=I
··
·············································
~~
..
.............................................
rn
..
.............................................
[2J
I
~-\
-H- I
~-7
­H­ (
Sim bolo Descripci6n
[ lnterruptor de posici6n o final
[ de carrera (sirnbolo general
l cerrado).
; .: ;
~ 0-"" I i lnterruptor de posici6n o final :
[ l [ de carrera
, cerrado (acc ionamiento [
1 1 .
. ~.~-~-~~~'.~1-~~: ..!
. .. . .. ­
­~ ~t . . .. , ~i.:~~~r;:~~~~~c;~;c~~-~~I~~~°. .. ,
· 1--;-l . Sensor de proximidad !
L___:_J ~ (slmbolo qenerlco),
f
················································~···································································f
. . .
I ··
·­~­~t I . ~~~'~:i~~~~~~~-d-~ ~~~~~~ .. . J
~ \
1 ~ Contacto abierto de sensor ~
~-
' . . . . .
.. , ~e ~r~~i~i~~~ -·. . . . .. . . ... .. ,
: ~
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I
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1
1 Contacto abierto de sensor 1
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[ Sensor de proximidad inductivo.
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~ 7 l Contacto cerrado de sensor l
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Simbolo j Descripcion
ACl6N Y M
ANTENIMIENTO

256. ~ Bocina.
....
...........................................................................................................
~ Timbre.
. .
~ Sirena.
. .
~ Zumbador
.
$ Pilato de seiializaci6n .
. .
$ .ri Pilato de seiializaci6n intermitente.
Simbolo Descripcion
Tabla A.23. Simbologia para los dispositivos de sefializaci6n
electnca
• A.23. Dispositivos de sefializaciOn
INSTALACl6N Y MANTENIM
Pt100
~ ~ Termorresistencia RTD (3 hilos).
.
..................................................................................................................
Pt100
~ ! Termorresistencia RTD (4 hilos).
.
..................................................................................................................
~­ ­r j Contacto cerrado de termostato.
·········
·······································-··································································
I
~-\ j Contacto abierto de termostato.
··········
·····································-··································································
IP71 LJ j Sensor de presi6n.
.....
...............................................................................................................
~ ­r j Contacto cerrado de presostato.
......
.............................................................................................................
I
!El-\ j Contacto abierto de presostato.
···········
····································-··································································
Simbolo j uescrlpclen

257. Figura B.2. D
iagrama de co nsumo de aire.
D
iarnetro de ernbolo - -
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0
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0
,1
~
7
6
D
iagrama de consu mo de a ire
• B.2. Diagrama de consumo de aire
Figura B.1. Di
agrama de pr esi6n-fuerza.
1
,2
10
10008
8
7
6
5
1000
0
9
8
7
6
5
2
' 4 5 6 7 8 910 12 1 6 2 0 25 3 23540 50 637 0 10 0 14 0 200 250 m m 300
D
iarnetro d e cilindro -
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9
8
7
6
5
Anexo B. Diagramas
• B.1. Diagrama de presiOn-fuerza
ACl6N Y M
ANTENIMIENTO
00
Diag
rama de presi6 n-fuerza
"'
~ 3
LL N

258. ISBN: 978-84-9732
-455-7
II I Ill 11111
9 788497 324557
Ebook
disponible
I Pa ran info
www.paraninfo.es
El autor, Luis Miguel Cerda Filiu, es graduado en lngenierfa Electronica Industrial y
Autornatka e ingeniero tecnico industrial. Cuenta con una amplia experiencia coma
docente en el campo de la Formacion Profesional y tarnbien en el sector industrial.
Asimismo, es autor de otras obras publicadas par esta editorial.
Adernas, la obra ofrece una valiosa baterfa de 46 practlcas de taller para rea-
lizar en el aula-taller, de modo que el alumna pueda asentar las conocimientos
aprendidos y adquirir las destrezas profesionales necesarias. Estas practices sirven
tarnbien coma base para el desarrollo de sistemas mas complejos a traves de la me-
todologfa estudiada en el presente modulo profesional.
Automatismos neum6ticos e hidr6ulicos proporciona la base teortco-practtca ne-
cesaria para la cornprenslon de las tecnicas empleadas en las instalaciones de au-
tomatismos neurnaticos e hidraulicos, Sus contenidos, totalmente actualizados, se
presentan de forma clara y atractiva ya traves de un lenguaje didactico y asequible,
sin perder par ello el rigor tecnico. Estos se engloban esencialmente en dos grandes
grupos: aquellos referentes al mando neurnatico e hidreulico y aquellos relativos al
mando electrico, que emplea la tecnologfa cableada y las automates programables.
Este libro desarrolla las contenidos del modulo profesional de Automatismos Neu-
rnaticos e Hidraulicos del Cicio Formativo de grado media de Mantenimiento Elec-
trornecanico, perteneciente a la familia profesional de lnstalacion y Mantenimiento.
La tecnologfa neurnatlca e hldraullca, tan presente
en la producci6n industrial actual, exige tecnlcos
con una formaci6n s61ida y actualizada.
AUTOMATISMOS NEUMATICOS E HIDRAULICOS