S04_s2.pdfautomatizacion de procesos UTP

PDf de guia para le curso de automatización de procesos

1. CURSO: Automatización de procesos
TEMA: SESION N°4

2. ¿Qué se puede apreciar en la imagen?
Neumático Hidráulico Eléctrico

3. Logro de la sesión:
Al finalizar la sesión el estudianteentiendelos fundamentos
deactuadoresademásdeentenderlos tiposdeactuadores
mássolicitadosenlaindustriaatravés deejercicios
establecidosenlasesióndeclase.

4. DUDAS -SESION ANTERIOR
¿Qué tema estudiamos la sesión pasada?
¿Qué otros subtemas recuerdan de la sesión
pasada?
¿Qué conclusiones definimos de la sesión
pasada?

5. CONOCIMIENTOS PREVIOS
¿En qué consiste el proceso de control?, ¿Qué tipo de sensores se
usaron?, ¿Que principios de funcionamiento tiene el sensor mostrado?

6. UTILIDAD
¿Cuál es el propósito de los
actuadores? ¿Por qué un ingeniero
tiene que saber la diferencia entre
un actuador y sensor?

7. Electro
magnético
Actuadores
Tenemos tres principales tipos

Un actuador es un dispositivo que convierte energía en movimiento mecánico,
siendo esencial para automatizar procesos industriales y operar equipos como
válvulas, motores, bombas o interruptores con precisión y eficiencia.
HidráulicoNeumático

8. Actuadores de control
Planta o proceso de
fabricación

9. Actuadores electromecánicos

10. Servomotores
Brushless linear
motor
Motores de paso a
paso
•Control del robot es de lazo
abierto.
•Relación de potencia- peso baja
para motor paso a paso
•Control lazo cerrado
•Bajo costo de
implementación
•Uso de hobby y juguete
•Control lazo cerrado
•Control mas complejo de
implementar
•Uso industrial
Actuadores – Electromecánicos

11. MOTOR DC MOTOR AC
https://www.youtube.com/watch?v=yKUeRq4PuHg
Tipos de motores

12. El motor de corriente continua (motor DC) es una máquina que convierte la energía
eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio gracias a la acción producida
por el campo magnético.
Motor DC

13. Servomotor DC
•Posición angular definida por PWM
•Alta precisión
•Hardware de control relativamente complejo
•Alta aplicación en robótica

14. MotorStepper(pasoapaso)
•Relativamentemásbaratoyfácildeusarqueelservomotor
•Posiciónangulardefinidaporcódigodigitalen2
nposiciones (n=númerodebits)
•ControladoporseñalesdigitalestipoOn/Off
•Menorprecisiónqueelservo
•Mayortorquequeservo
•MenorvelocidadquemotorDC,peromayorqueservo
•Mayorinformaciónsobrestepperyservos
http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/8223

15. MotorStepper(pasoapaso)
https://www.youtube.com/watch?v=eyqwLiowZiU

16. En la actualidad, el motor de corriente alterna es el que más se utiliza para la mayor parte de las
aplicaciones, debido fundamentalmente a que consiguen un buen rendimiento, bajo
mantenimiento y sencillez, en su construcción, sobre todo en los motores asíncronos.
Motor AC

17. Arranqueestrella triangulo

18. Arranques de Motores Asíncrono :

19. Cambio de Giro
Otra de las ventajas de los motores trifásicos de inducción es que se puede invertir su giro sin más que
conmutar dos cualesquiera de sus fases, tanto en estrella como en triángulo

20. Conexión en Triangulo y Estrella

21. Bombas
Provocan una diferencia
de presión para el
transporte de fluidos
https://www.youtube.com/watch?v=SpKuTfw560U

22. Una bobina crea un campo
magnético que atrae un
contacto y cierra un circuito
Aplicaciones: Aislar
circuito de control de
circuito de fuerza
Relés

23. •Bobina provoca movimiento
de una pieza
•Ejemplos de Aplicaciones
–Quitar objetos de una banda
transportadora
–Bloqueo central de seguridad
en automóviles
–Impresión o relieve por impacto
–Perforaciones
https://www.youtube.com/watch?v=v0tMFLNBeco
Relés solenoides

24. Principios de funcionamiento de
los actuadores
neumáticos/hidráulicos

25. •En el Sistema Internacional: el Pascal (Pa)
1 Pa = 1 N/m
2
•Presión: fuerza ejercida sobre la superficie de un cuerpo.
Presión = Fuerza / Superficie
•Las unidades que se utilizan para la presión son:
•Pero el Pascal es muy pequeño para las presiones con las que vamos a
trabajar, por lo que emplearemos el bar.
10
5 Pa = 1 bar ≈ 1 atmósfera
•El aire comprimido que se emplea en la industria se comprime hasta alcanzar
una presión de unos 6 bares con respecto a la atmosférica (presión relativa).
Magnitudes e instrumentos

26. •Caudal: es la cantidad de fluido que atraviesa una sección de la tubería en
la unidad de tiempo.
Caudal = Volumen / Tiempo
•Las unidades que se utilizan para el caudal son litros/segundo.
•Los instrumentos para medir el caudal se llaman caudalímetros.
•Las magnitudes que usamos en neumática e hidráulica equivalen a otras
magnitudes eléctricas que hemos usado anteriormente.Magnitudes eléctricasMagnitudes neumáticas e hidráulicas
Intensidad Caudal
Tensión (voltaje) Presión
Magnitudes e instrumentos

27. Presión absoluta = P. atmosférica + P. relativa
•Los manómetros son instrumentos que nos indican el valor de la presión
relativa que estamos utilizando.
El manómetro
mide esto
Magnitudes e instrumentos

28. Compresibilidad
Propiedades de los fluidos
La compresibilidad es básicamente la disminución del volumen cuando nuestro fluido ha sido sometido a
una fuerza.
NeumáticaAire AceiteOleo hidráulica

29. Compresibilidad del aire
4
Propiedades de los fluidos
V1, P1,T1
V2, P2,T2
El trabajo realizado se transforma en:
Energía de presión (20%);
Energía térmica (80%).
Totalmente inútil, pues se elimina.
que 10 bar es
Importante
Comprimir aire a presiones mayores
completamente antieconómico.
Volumen = Disminuye
Presión = Aumenta
Temperatura = Aumenta

30. Actuadores neumáticos

31. •Beneficios:
Buen rendimiento en movimiento de
punto a punto.
Simple de controlar
Bajo costo
•Fuente de poder:
Aire comprimido
•Tipos:
Servo control neumáticos- robots
•Control
Tarjeta de control electrónica
Válvula solenoide
Actuadores - Neumáticos
•Actuadores neumáticos tiene baja
eficiencia energética.
•Aplicado en sitios donde elementos
eléctricos no es recomendado su uso.
•Requiere alto costo de instalación de
compresoras de aire.
Robot- Lechero
Cow Milking robot

32. Componentes de un circuito neumático
Principales componentes neumática
Compresor
Depósito
Red de tuberías de
distribución principal
Red de tuberías
secundaria
Actuadores
Unidades de
mantenimiento
Válvulas
direccionales
Purga de
condensados

33. Componentes Sistemas Neumáticos
•Compresora
•Unidad de mantenimiento
•Válvulas direccionales
•Válvulas auxiliares
•Accesorios adicionales

34. Compresor
•Es el encargado de generar la alta
presión del aire, para que
posteriormente sea distribuido.
Tipos:
•Compresores volumétricos.
•Turbocompresores.

35. Depósito Del Aire Comprimido
Permite mantener una reserva de aire
comprimido, con el fin de que el suministro al
sistema sea constante.
Evita que exista caídas bruscas de presión en la
instalación.
Dispone una válvula de purga en su parte
inferior.
Es común que existan dispositivos como
manómetros, termómetros y una válvula de
seguridad.
27

36. UNIDAD DE MANTENIMIENTO
Filtro, regulador de presión y lubricador.
31

37. CILINDROS NEUMÁTICOS
35
Un cilindro neumático llamado como un
actuador, es un elemento mecánico el cual
se acciona por el aire comprimido,
transformando la energía del aire en un
movimiento lineal.
•Cilindro
•Pistón o émbolo.
•Vástago

38. CILINDROS DE SIMPLE EFECTO
Disponen de una sola conexión para la entrada de
aire.
El movimiento del vástago es en un solo sentido.
37

39. CILINDROS DE DOBLE EFECTO
Disponen de dos conexiones para la entrada de aire.
Producen trabajo útil en ambos sentidos.
38

40. Sistema
Neumático
39
Automatización en Neumática

41. Sistemas
electroneumáticos
40
Automatización en electroneumática

42. •Permiten o obstaculizan el paso
de material
–Fluidos (agua, combustible,
dosificación)
–Gases (vapor, aire, metano)
–Sólidos granulados (harinas, granos)
•Tipos
–Abierto/Cerrado (todo o nada)
–Modulante (ángulo de apertura
variable)
Válvulas
https://www.youtube.com/watch?v=-YxGbka3pAc

43. ActuadoresHidráulicos

44. Actuadores - Hidráulicos
•Beneficios:
Gran capacidad de fuerza.
Gran capacidad de soporte de pesos.
•Fuente de poder:
Motor eléctrico Fluido de
presión
•Tipos:
Cilindros lineales Motores
hidráulicos
actuadores de paletas rotativas
•Control
Tarjeta de control electrónica
Válvula solenoide
Servo – válvula
•Uso limitado en robótica por su alto
costo y frecuencia de mantenimiento

45. Componentes de un circuito oleo hidráulico
Principales componentes de la oleo hidráulica
Depósito Válvulas
Válvulas
Actuador
Bomba Válvulas

46. Similitudes y diferencias
Depósito Válvulas
Actuador
Válvulas
Válvulas
Válvulas
Actuador
Válvulas
Bomba
Compresor
Aire libre
Oleo hidráulicaNeumática

47. Automatización en Hidraulica

48. Sesión de Práctica
Conteste las siguientes preguntas en la plataforma UTP

49. Sesión de Práctica
MOTOR DC MOTORES AC
Complete el cuadro identificando las ventajas y desventajas entre los motores(identifique al menos
3 ventajas y desventajas)

50. •Identifiqueyexpliqueel sistemade
control de compresor .
•Identifique la simbología ISAque
representa al sistema .
•Detallequetipodeactuadoresse
ha implementadoy que tipo de
señal se puede usar para su
accionamiento.
Sesión de Práctica

51. Conclusiones

52. Gracias