Apéndice B Shalco

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B.1 Control digital para la operación de la Shalco U-180.

B.1.1 IntroducciónLa corazonera Shalco, funciona en dos modos de operación: Automático y

manual. Se mencionó que el sistema de control se puede suplir por electrónicdigital, haciendo un sistema más económico en cuanto a espacio, costos dmantenimiento y de operación; pero como desventajas se tiene que el sistema emás delicado debido a su sensibilidad a los ruidos de las líneas eléctricas ya qudentro del entorno de operación, el sistema se encuentra rodeado de motores equipos de inducción que provocan altos y bajos en la línea debidos a loarranques y paros bruscos de dichos equipos, ocasionando la intromisión druido eléctrico hacia los sistemas sensibles de control. Dicho ruido puede llegar ocasionar una operación errática del control provocando que la máquin

corazonera funcione de modo impredecible. Tales ruidos se pueden aislar efectivamente mediante el uso de fuentes d

alimentación blindadas, ello se logra con un gabinete de protección metálico También se deben aislar los picos de voltaje, lo cual se obtiene al incorporar utransformador, que ya de por sí aísla la alimentación del primario de lalimentación del secundario, pero aún así el transformador transmite los fuertepicos de voltaje; entonces, se deben recortar los picos altos mediante uregulador de voltaje lo que se obtiene mediante el uso de reguladores tipZenner; haciendo la operación mucho más efectiva al alimentar sin ruidos lcircuitería de control y suministrando el valor del voltaje que requiere el control.

Normalmente, los circuitos de electrónica digital, se alimentan a voltajes d

entre 5 y 12 volts. Se debe mencionar que existen varias familias de circuitos; dentre ellas: TTL y CMOS; que son las más usadas y reconocidas. La familia TTtiene una matrícula, que en su mayoría se escribe como 74XX. La familia CMOlleva en su mayoría matrículas que se escriben como 40XX o 45XX. TTL viene delógica de transistor a transistor y CMOS viene de semiconductor de óxidmetálico complementario. Los TTL se alimentan a 5 volts (sin exceder 6.3 voltde alimentación) y los CMOS se pueden alimentar a 6 volts, 9 volts, 12 volts hasta 15 volts; además, los TTL son muy veloces para su operación (pudiendoperar en rangos de los Mega Hertz, y los CMOS no lo son tanto pero son aúmás inmunes al ruido; además son delicados al manipularse sin habersconectado, ya que pueden destruirse internamente si se tocan con las manos otro objeto que sea propenso a llevar demasiada carga estática ya que sodemasiado sensibles al voltaje en lo que la familia TTL es sensible a la corrienteEn nuestro caso, el control se construirá con lógica TTL ya que los elementos somás abundantes y diversos además de poseer a la mano las herramientas parpoder realizar la circuitería y poder alimentar más fácilmente; en suma, se tienemás herramientas accesibles para trabajar con dichos circuitos.

La lógica digital, dentro de su diseño, clasifica una serie de circuitos y lodescribe como circuitos combinacionales. A este tipo de circuitos, se les clasific



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en un segundo apartado como circuitos combinacionales síncronos y circuitoscombinacionales asíncronos. Los circuitos de control síncronos, usan dispositivoscombinacionales asíncronos que se conocen como seguros (latches) o Flip-Flop’s.La operación de los flip-flop’s o seguros requiere que se combinen con unelemento de control conocido como reloj (Clock “clk”), que emite pulsos a una

frecuencia dada; de modo que los seguros requieren básicamente de dosentradas para introducir las señales externas y luego, junto con el pulso del reloj,se operan internamente en el seguro para dar una salida como respuesta a la(s)señal(es) de entrada.

En los circuitos asíncronos no se usa reloj para controlar la salida, ya quecada salida depende del estado previo de las entradas; al detectar un cambio enalguna entrada, las salidas se comportan según el modo de operacióninvolucrado en el circuito y se da entonces una salida que puede ser diferente ono. Se pueden usar seguros igual que en los circuitos síncronos pero también sepueden usar simples compuertas lógicas para fabricar las llaves y suscombinaciones para operar las entradas y producir con su combinación las

salidas deseadas.Para diseñar el circuito de control, se va a utilizar el método de diseño paracircuitos combinacionales asíncronos; ya que no se requiere que el circuito operedependiendo de un reloj, sino más bien, que el circuito dependerá de lascondiciones de entrada de los estados físicos de los diversos elementos externosque conforman la función de la máquina completa. Aunque la operación requieredel uso de relojes temporizadores, no se usarán éstos para controlar el estado delos seguros, sino más bien, se controlarán los relojes con los seguros para indicarcuando comienzan a contar su tiempo. Luego, los temporizadores, una veziniciada su carrera de temporizado, no se detendrán hasta que su tiempoprogramado termine; ya que los temporizadores se detienen

independientemente de las entradas una vez iniciada su carrera, es mejorcontrolar a los temporizadores con los seguros que controlar los seguros con lostemporizadores; por ello se elige el sistema asíncrono.

Además, suponiendo que se desea un sistema síncrono con reloj de pulsos,el funcionamiento de la máquina requiere de procesos temporizados; lo queimplica que el reloj se deberá ajustar con precisión para dar al menos pulsos enfunción de submúltiplos de segundo, ya sea que estén divididos en 16avos,128avos, décimas, centésimas o milésimas de segundo; para luego mandar laseñal del reloj a contadores descendentes que puedan programarse, lo queimplica agregar además de los contadores, decodificadores, teclados,multiplexores y demultiplexores, y el costo ya no resulta tan económico, además

del diseño que se complica y se vuelve más engorroso.

B.1.2 Teoría de aplicación

El diseño de circuitos combinacionales asíncronos lleva una serie de pasos,los cuales se describen a continuación:

-Descripción verbal de las operaciones que se efectuarán en todos losprocesos de la operación.



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-Ubicación de los elementos sensibles que transmitirán las señales dentrada para la operación.

-Realizar diagrama de operaciones y tiempos para visualizar laseñales de los elementos sensibles y las salidas de los seguros y detectar loelementos sensibles involucrados para la operación de los seguros.

-Realizar la tabla de flujo correspondiente a cada seguro con suelementos sensibles involucrados.-Realizar la reducción de estados correspondiente con el método de

estados equivalentes o por habilidad secuencial.-Encontrar la expresión lógica mediante el método de reducción con

mapas de Karnaugh.-Dibujar el diagrama del seguro secuencial o determinar las salida

mediante seguros (se opta por la primera parte para no involucrar seguros ydejar sólo compuertas lógicas)

-Revisar el funcionamiento mediante simulación directa en placprototipo (proto) o en simulación virtual (programa de simulación asistida po

computadora) o por determinación de estados de compuertas en tabla destados.

B.1.2.1 Descripción verbal de las operaciones y diagrama de flujo

Consiste en describir con detalle en una lista de pasos secuenciales, caduno de los procesos que siguen al funcionamiento normal de la máquina; si srequieren bifurcaciones, entonces se puede elaborar un diagrama de flujo parobservar con mayor facilidad los procesos. Dicho diagrama de flujo, procede dela descripción verbal; por ello es importante hace la descripción lo más detalladposible; en el caso de que alguna acción al final no se satisfaga, con ldescripción se puede detectar si se puede llegar a recurrir de otro element

sensible para hacer que funcione dicha acción.



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Por ejemplo: Un depósito de líquido se debe mantener a cierto nivel mínimo y acierto nivel máximo; la presión de suministro es excesiva para la válvula dealimentación del flotador sensor del nivel, por lo que se agrega desde la toma dealimentación externa, una electro-válvula capaz de manejar una presión tanelevada y suficiente para poder cerrar el suministro cuando el depósito tiene su

máximo nivel. Cuando no hay suministro externo, el depósito se debe llenarmediante motobomba de otro depósito más grande para poder mantener sunivel mínimo y poder continuar con cierto proceso. Vea el diagrama de flujo en lafigura B-1.

B.1.2.2 Ubicación de los elementos sensibles

Se debe tomar en cuenta que cada acción va precedida por algún elementosensible que previamente fue activado o actuado. Por ejemplo: Si se debe activaruna bomba después de que un flotador descendió hasta un determinado nivel, elelemento electromecánico sensible al nivel del flotador debe transmitir la señalal control para que entonces pueda operar la bomba; luego, si se debe detener

hasta alcanzar otro nivel; es porque otro elemento electromecánico sensible sedebe activar; puede ser un mismo elemento, el cual deberá tener cierta carrerade operación para ajustar los niveles del activación y desactivación de la bombamediante el flotador; los flotadores comunes operan con estas características.Para el caso de este ejemplo, los niveles y la presencia de suministro externo sonlos puntos a sensar, el flotador y un interruptor de flujo son los elementossensibles y la bomba y la electro-válvula son los elementos de trabajo; por lo queel seguro secuencial se debe comportar según el estado de los elementossensibles que deben reflejar fielmente la situación del proceso en el momentoactual.

B.1.2.3 Diagrama de operaciones y tiemposDicho diagrama se elabora considerando paso por paso cada una de las

condiciones de la operación hasta la fase final de todo el proceso. Paraejecutarlo, se deben colocar en una columna extrema izquierda los nombresasignados a todos los elementos involucrados del proceso; desde elementossensibles hasta los elementos de salida para los elementos de trabajo.Enseguida, se establecen 2 renglones para cada elemento descrito, de tal modoque un renglón indique un estado activo y el otro renglón indique un estadoinactivo; es común asignar el valor 1 y 0 para cada estado ya que es más fácilmanipular dichos valores en el diseño de la lógica secuencial con compuertasdigitales. Los renglones se dividirán en intervalos regulares a los que se lesasignará un intervalo de tiempo determinado.

Véase que el intervalo de tiempo no es regular, sino que marca el intervaloentre un suceso del proceso al suceso inmediato siguiente, ya sea que elintervalo entre ellos sea de muy pocos segundos o hasta varias horas. Cadaelemento se grafica según su comportamiento; de modo que, cuando el flotadorllega a su nivel máximo, entonces se dispara el nivel alto en ese precisomomento, en la medida que se consume el líquido, no importando si son varias



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horas, el nivel del depósito sigue disminuyendo; hasta cuando el flotador llega su nivel mínimo, se dispara el nivel bajo; es por ello que la gráfica muestra ecomportamiento de una onda cuadrada.

Cuando hay una línea inclinada, significa que el elemento sensible vpasando en una transición de un estado a otro y que dicha transición le toma

tiempo. Esto es debido a que, al pasar de un estado a otro, el elemento ya nopuede regresar o mantenerse en el mismo nivel antes de pasar a su siguientestado. Tal es el caso del limitador sensible de flujo.

Imagínese para este caso que el suministro externo deja de funcionarDebido a que ello puede ocurrir durante un momento en que la válvula de accesose mantuvo cerrada, la presión dentro de la tubería aún se conserva. Aquí cabemencionar que en lugar de limitador al flujo, debería llamársele limitador a lapresión, ya que es mejor sensar presión que flujo, ya que al cerrar la válvula, eflujo deja de presentarse, pero la presión se mantiene. Regresando al ejemplo, lpresión no se alivia hasta que se abre la válvula; es por ello que se grafica depunto 3 al 4 que el limitador acusa que ya no hay fluido presente; por lo queahora, en la condición de que el depósito se ha vaciado hasta su mínimo nivel, s

debe cerrar la válvula de acceso para no permitir que se fugue el suministro dela bomba hacia la tubería externa. Se puede comentar que una Check puedehacer la tarea, pero recuérdese que la alimentación de la bomba ya tiene unacheck y que el suministro de la bomba se conecta a la misma tubería de llenadodel flotador. De cualquier modo, si ya se tiene una válvula de acceso, se puedeaprovechar la misma en lugar de agregar más costo con otra válvula checkAdemás, este caso sólo es un ejemplo ilustrativo para verificar el método ddiseño de seguros secuenciales asíncronos con compuertas lógicas digitales.



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B.1.2.4 Tabla de flujo

La tabla de flujo se debe realizar en la siguiente forma:a) Se establece que los elementos sensibles dependen de los movimientos ycondiciones en que consecutivamente opera el sistema, por lo que los elementossensibles prácticamente no requieren de seguros adicionales.

b) Debido a que los elementos de trabajo requieren de las señales de salida delos seguros, se buscan las condiciones que hacen operar para activar ydesactivar los elementos de trabajo; se buscan dos condiciones de preferenciapara poder operarlas con propiedad.c) En base al comportamiento del diagrama, se copian las condiciones en unnuevo diagrama reducido en donde se involucran solamente las dos condicionesseleccionadas junto con su salida.d) Se asignan literales a cada cambio de estado y se realiza la tabla de flujocorrespondiente.

Para el ejemplo que se ha analizado se observa que se tienen treselementos de salida (Válvula abre, Válvula cierra y Bomba trabaja/para; se

designan VA, VC y BTP para abreviar). Trabajando con el primer elemento detrabajo encontrado, se observa que VA se activa cuando el limitador está activo yel flotador está en nivel bajo. Al seleccionar dicha sección del diagrama, seseleccionan los suficientes cambios de estado que puedan proporcionar elcomportamiento básico y primordial del elemento de trabajo.

Tabla B-1

Diagrama reducido con las condiciones mínimasStg

LF F VA

a 1 1 0b 1 0 1

c 1 1 0d 1 0 1e 0 0 0f 0 1 1g 0 0 0h 0 1 1i 1 0 1

j 1 1 0k 1 1 0

El estado “a” corresponde al punto 0 del diagrama de tiempos, el estado“b” corresponde al punto 1; vea que se toma el valor ya conmutado (0 para elflotador y 1 para VA). Al pasar los estados del diagrama a la tabla, se ve que se

tienen estados equivalentes, es decir, que tienen las mismas entradas yconducen a las mismas salidas. Tal es el caso de los estados (b, d, i), (e, g), (f, h)y (a, c, j, k); de modo que se reescribe la tabla con los estados equivalentessustituidos:

Tabla B-1 reducidaStg LF F VAa 1 1 0b 1 0 1



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e 0 0 0f 0 1 1

Así, se ha reducido el número de estados básicos a cuatro. Ahora, con estatabla se confecciona la tabla de flujo que se muestra en la tabla B-2.

Tabla B-2stg lf f VA stg 00 01 11 10a 1 1 0 a a,0b 1 0 1 b b,1e 0 0 0 e e,0f 0 1 1 f f,1

Tabla de flujo mostrando los estados básicos

Los estados copiados son los que se indican en rojo y se consideraestables; se ha considerado que se posee un poco de conocimiento en mapas dKarnaugh, con lo cual se explicaría el orden del encabezado con la secuencia (0001, 11, 10). Además, el encabezado indica que en la columna 00, se mantiene e

lf inactivo y al f inactivo; eso significa que en la columna 10, lf es activo y f einactivo (lf significa limitador al flujo y f es el flotador).Para llenar el resto de casillas en la tabla, se buscan los estado

complementarios y se anota (-,-) dando a entender que dicho estado seríimposible efectuarlo para ese renglón.

Tabla B-2(a)stg 00 01 11 10a -,- a,0b b,1e e,0 -,-f f,1 -,-

i -,- i,1

Las siguientes casillas se llenan observando la secuencia dfuncionamiento del sistema; para lo cual se requiere de cierta intuición experiencia.

Tabla B-2(b)stg 00 01 11 10a -,- f,- a,0 b,-b e,- -,- a,- b,1e e,0 f,- -,- b,-

f e,- f,1 a,- -,-

Ahora para reducir los estados, se hace la siguiente suposición: del estade, el sistema pasa al estado f; luego el sistema pasa al estado a, y finalmente aestado b. El estado f y el estado b dan salidas, en tanto que el estado e y eestado a no dan salidas; entonces se consideran los estados b y f como estadoactivos y a los estados a y e como estados inactivos; luego, se conjugan loestados activos y sus estados estables se mantienen en su renglón en tanto qu



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los estados inactivos se conjugan con sus estados estables manteniéndose enotro renglón, logrando escribir la tabla de reducción como se muestra en la tablaB-3:

Tabla B-3Stg 00 01 11 10

(a, e)=0 e,0 f,- a,0 b,-(b, f)=1 e,- f,1 a,- b,1

B.1.2.5 Obtención de expresiones mediante mapas de Karnaugh.

Para obtener los mapas de Karnaugh que nos ayudarán a obtener lasexpresiones del seguro secuencial, se toman las literales para la salida derealimentación “Y” (se suele representar las salidas de las tablas lógicas con Y) yse toman las salidas de los estados como la salida “Q” del seguro secuencial; (sesuele representar con Q la salida de circuitos asíncronos tales como Flip-Flop’s).

Se tienen entonces los siguientes dos mapas:

Tabla B-4(a) Y 00 01 11 10

0 0 10

1

1 0 1 0 1Mapa para la retroalimentación “Y”

En las casillas de la tabla B-3, donde hay “b” o “f” se pasan a la tabla B-4(a) como “1” y en las casillas donde hay “a” o “e” se pasan como “0”

Tabla B-4(b) Y 00 01 11 10

0 0 - 0 -1 - 1 - 1

Mapa para la salida “Q” del seguro

Vea que se escribió “1”, “0”, o “-” según se encontró en la tabla B-3.Resolviendo los mapas, se ve que en la columna 01 de la tabla B-4(a) hay“unos”, lo que significa que no importa el estado de “y”, siempre que el lf estéinactivo y el f esté activo (recuerde que lf es el limitador sensible al flujo y que f es el flotador), la salida de VA será activa; por lo que “y” se elimina de laexpresión; finalmente, se tiene lo mismo para la columna 10 (que representa a lf activo y f inactivo); por lo que la expresión queda:

Y = lf ’ f + lf f ’ ec B-1

En donde lf ’ es el limitador inactivo y f ’ es el flotador inactivo; eso significa quedonde se escribe una literal acompañada de “ ’ ”, es porque se encuentra enestado inactivo o en “0”. Si se desea más información acerca de la reducción delos mapas de Karnaugh, véase el capítulo 3 y 4 de “Diseño Digital” de MurriaSpiegel, ed. Prentice Hall.



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Luego, para el mapa de la tabla B-4(b), se tiene que la salida se presentcuando y=1, lf=0 y f=1, y cuando y=1, lf=1 y f=0; por lo que la expresión para Qes:

Q = y lf ’ f + y lf f ’ ec B-2(a

Reduciendo la expresión con álgebra booleana se tiene que:

Q = y ( lf ’ f + lf f ’ )Y = lf ’ f + lf f ’

Q = y (lf ’ f + lf f ’)Q = (lf ’ f + lf f ’)( lf ’ f + lf f ’)

Q = ( y )( y)Q = y ec B-2(b

B.1.2.6 Diagrama y revisión

De las expresiones anteriores, se dibujan los diagramas con compuertalógicas; el diagrama con compuertas queda:

Revisando el funcionamiento del diagrama, se elabora la siguiente tabla deproceso de estados para observar cada uno de los posibles estados y verificar scada estado se cumple satisfactoriamente; esto se hace en la tabla B-5.

Tabla B-5

lf f A1 B1

And

1

A2 B2And

2

A3 B3OR3 VA stg

lf ’ f lf f ’And

1And

21 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 a1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 b1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 c1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 d0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 e0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 f0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 g0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 h



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1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 i1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 j

Al verificar con la tabla B-1, se comprueba que el circuito cumple con lascondiciones de operación y funcionamiento; vea que durante los estados donde lf acusa una presión o fluido presente, VA se activa sólo cuando f declara que elnivel del depósito ha llegado a su estado bajo (estados b y d); luego, en tantoque el fluido no se hace presente, VA se activa sólo cuando f es con nivel alto(estados f y h); si se restablece el flujo, entonces VA vuelve a operar en lascondiciones iniciales (estado i) y se comprueba su operación normal en el estado“j”. El mismo procedimiento se aplica para el resto de salidas.

B.2 Determinación de un diagrama de control completo

Con el fin de ilustrar el ejemplo completo, se muestran los diagramas detiempos, las tablas de flujo, los mapas de reducción, las expresiones, losdiagramas de compuertas y las tablas de estado para la revisión, así como eldiagrama de control completo para su uso.

Tabla B-6 para el proceso de diseño de VCDiagrama reducido con las condiciones mínimas Stg VA VC

a 0 1b 1 0c 0 1d 1 0e 0 1f 1 0g 0 1h 1 0i 1 0 j 0 1k 0 1

Al observar detenidamente el comportamiento del diagrama de tiempos ymovimientos, se ve que VC se comporta de modo inverso a VA; de tal forma queun simple inversor es suficiente para dar la salida correcta para la acción de VC.

Ya que la tabla de procesos de estados ya se ha revisado con VA y queVC=VA ’, se tiene que cuando VA = 1, entonces VA ’ = 0; por lo que VC = 0.



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Luego, si VA = 0 entonces VA ’ = 1 por lo que VC = 1; y se concluye que einversor funciona perfectamente.



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Finalmente, para BTP: Tabla B-7 para BTP

Diagrama reducido con las condiciones mínimasStg

lf VC BTP

a 1 1 0b 1 0 0

c 1 1 0d 1 0 0e 0 1 1f 0 0 0g 0 1 1h 0 0 0i 1 0 0

j 1 1 0k 1 1 0

Tabla B-8 de flujo para BTPstg 00 01 11 10

a -,- e,- a,0 b,-b h,- -,- a,- b,0e h,- e,1 a,- -,-h h,0 e,1 -,- b,-

Secuencia auxiliar: h-e-h-a-b; estados inactivos: h, a, b; estados activos: e.

Tabla B-9 de flujo reducidaStg 00 01 11 10

(a, b, h)=0 h,0 e,- a,0 b,0(e)=1 h,- e,1 a,- -,-

Tabla B-10 de realimentación “Y” Y 00 01 11 100 0 1 0 01 0 1 0 -

Expresión para “Y”: Y = lf ’ VC ec B-3

Tabla B-12 de salida “Q” Y 00 01 11 100 0 - 0 01 - 1 - -

Expresión para “Q”: Q = y lf ’ VC ec B-4(a)Reduciendo:

Y = lf ’ VC; Sustituyendo se tiene que: (lf ’ VC)( lf ’ VC)= lf ’ VC;por lo tanto Q = Y = lf ’ VC ec B-4(b)

Dibujando el diagrama:



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Verificando su funcionamiento: Tabla B-12 de operación de estados

lf VCA1 B1

And1 BTP Stglf ’ VC

1 1 0 1 0 0 a1 0 0 0 0 0 b1 1 0 1 0 0 c1 0 0 0 0 0 d0 1 1 1 1 1 e

0 0 1 0 0 0 f 0 1 1 1 1 1 g0 0 1 0 0 0 h1 0 0 0 0 0 i1 1 0 1 0 0 j1 1 0 1 0 0 k

Conjuntando ambos diagramas se obtiene el diagrama completo de loseguros secuenciales asíncronos para aplicar al presente ejemplo.

B.3 Determinación del diagrama de control para la Shalco U-180.

La descripción verbal ya se ha escrito en la sección “Secuencia doperación” del apartado “Traducción del manual” en el capítulo 1; por lo que seprincipiará por ofrecer el diagrama de tiempos y movimientos



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consecutivamente se agregarán las tablas, expresiones y diagramas de cadaelemento en un formato adecuado; finalmente se dará el diagrama secuencialasíncrono completo con todos los elementos determinados.

Fig. B-7. Diagrama de tiempos y movimientos para la Shalco U-180

La secuencia de la determinación de cada seguro será entonces según elorden en que se encuentran las salidas en el diagrama de tiempos; quedando lasecuencia de solución para los seguros en el siguiente orden:

Bobina puerta abre, bobina ariete avanza, bobina contenedor sube, bobinamotor voltea, bobina motor endereza, temporizador invierte, temporizadorsoplado, temporizador zarandea, temporizador deposición y temporizador decurado. Al final se expone una secuencia de operación del sistema paso a pasopara verificar su correcto funcionamiento.



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B.3.1 Diagrama para “puerta cierra”



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B.3.2 Diagrama para “ariete avanza”



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B.3.3 Diagrama para “contenedor sube”



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B.3.4 Diagrama para el Seguro del “Zarandeo”



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B.3.5 Diagramas para seguros de “Motor Invierte” y “Motor Endereza”

Los diagramas para “Motor invierte” y “Motor endereza” sodiagramas que se complementan; por lo que habrá que estudiar detenidamentel funcionamiento de dichos seguros conforme a los elementos de activación y

las funciones correspondientes a dichos elementos. Ya que el motor ejecuta las funciones de invertir y enderezar a

sistema, y que los contactores del motor son uno para cada función del motor (yaque son contactores inversores de fase); se hace un tratamiento del análisis decronograma relativo al motor como si se tratara de una máquina independiente através de la cual se realizan las funciones correspondientes. Se divide entonceel funcionamiento del motor en cuatro partes: Motor invierte y Motor Enderezacomo funciones de cabecera y luego Función de invertir y Función de zarandeocomo parte de la función principal “Motor Invierte”; de manera similar se tendrla Función enderezar y Función de zarandeo para la función principal “MotoEndereza”.

El cronograma principal muestra entonces las características parcada función en particular. Para la función de zarandeo, se implementan lolimitadores de posición en la función del zarandeo del “Motor Endereza”. Lfunción que detecta al temporizador y la condición del motor endereza se dejanpara la función de zarandeo de “Motor invierte”; se logra con ello aplicar lacondiciones de modo eficaz en cada “Motor” de tal forma que permite detectar sentra la función de zarandeo con la función de invertir y permite operar ezarandeo con la función de enderezar.

También se obtiene una sola salida para la condición necesaria qudebe detectar el motor invierte mediante el uso de la señal única en motoendereza, evitando que se apliquen hasta tres señales mediante los limitadore

del zarandeo.Así, cuando el motor esté enderezando, el motor no podrá inverti

hasta que el limitador saque el enderezado y entonces pueda entrar la inversióde nuevo, hasta que el otro limitador saque la inversión y pueda entrar de nuevel enderezado; ya que el enderezado entrará y saldrá sólo con las señales de lolimitadores; esa señal de entrada y salida del enderezado es la que se aprovechpara gobernar la inversión; en tanto el temporizador de inversión se mantengaactivo, las funciones se mantendrán operando hasta que el tiempo de zarandeose termine; entonces se enderezará el sistema y el enderezado se detendrsolamente con la señal del limitador de posición a 0º.

Cuando se observe el diagrama completo se comprenderá mejor emétodo aplicado.

Se presenta a continuación los formatos para cada diseño de caduna de las cuatro funciones y luego se presentan los diseños o razonamientoque se aplicaron para conjuntar los cuatro diagramas y formar las funciones deenderezar e invertir.



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B.3.5.1 Diagrama para la Función Invertir de Motor Invierte.



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B.3.5.2 Diagrama para la Función Zarandeo de Motor Invierte



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B.3.5.3 Diagrama para la Función Endereza de Motor Endereza.



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B.3.5.4 Diagrama para la Función Zarandeo de Motor Endereza



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B.3.5.5 Conjunción de las funciones para el Motor

Estudiando detenidamente el comportamiento de las funciones delenderezado, inversión y zarandeo, se observa que para unir las funciones delmotor, basta con enlazarlas hacia una sencilla compuerta OR de 2 entradas paracada par de funciones; dos funciones para la inversión y 2 para el enderezado tal

y como se expuso en los diseños.Se presenta a continuación el diagrama completo del seguro para las

funciones deseadas al respecto de la inversión, zarandeo y enderezado delsistema junto con una tabla de análisis la que se recomienda estudiar concalma..



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B.3.6 Diagrama para el “Tiempo de Deposición”



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B.3.7 Temporizadores

Los Temporizadores que se aplican son los monoestables que smencionan en el Apéndice A; exactamente el que se indica en la sección quehabla de los timmer’s para activar relevadores (página 75). De cualquier modose coloca el siguiente diagrama para indicar y observar algunas diferencias de

presente circuito temporizador con el anteriormente presentado.

Observe que se ha agregado un diodo con polarización tal que facilitla carga para el capacitor C1 pero impide que la corriente de descarga pase demanera súbita hacia el pin 7 del CI cuando se descargue el capacitor; de modoque la corriente de l capacitor se obliga a circular a travéz de la regulación de P(D1 hace la función de una válvula antirretorno como si se tratara de un sistemaneumático o hidráulico). Hay que mencionar que el circuito no está completo; yaque entre P1 y el pin 7 debe existir un resistor que limite el flujo de la corrientepara evitar que se dañe el transistor interno del integrado (revise el apéndice A)El resistor se ha calculado por encima de los 64 ohms; por lo que se instala unde 69 que es el comercial del mercado.

Finalmente, dentro del funcionamiento de la máquina Shalco, se revisa e

cronograma y se observa que los timmers que funcionan en cascada son etiempo de deposición y el tiempo de curado; es decir: Al salir la señal del tiempode deposición, debe entrar el tiempo de curado; de tal manera que nos hacpensar en que el estado bajo del timmer de deposición es suficiente como paractivar el timmer de curado. Se confecciona entonces el siguiente circuito en lfigura B-9: Para comprobar que efectivamente se activen en cascada, sconstruyen en placa de experimentación “PROTO” ambos circuitos y se sometea prueba; uno de los circuitos se calcula de tal forma que tenga un rango de 20



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segundos a un breve instante, en tanto que el otro se regula de desde 5segundos a un breve instante. Se conecta el segundo con la activación en lasalida del primero y se prepara un cablecillo desde la salida del segundoapuntado hacia la activación del primero; la activación del primero se cablea enla línea del voltaje y se identifica para poner en marcha el sistema. Enseguida se

energiza y se verifica que ninguno de los timmers se active en falso; habiendoverificado cansadamente lo anterior con innumerables intentos, se procede aenergizar y activar al timmer maestro (el primero que está regulado a 20segundos); al activar, se verifica con un monitor led que el timmer está enfuncionamiento; rápidamente se procede a desconectar el cablecillo detonadordel maestro y se conecta el puente que ha quedado apuntado; ello con el fin deobligar a que ambos timmers se activen y desactiven en forma cíclica ymutuamente. Al transcurrir aproximadamente los 20 segundos, se desactiva eltimmer maestro y con ello activa eficazmente al timmer esclavo; con la conexiónque llevan ambos, ahora el esclavo se convierte en maestro ya que de sudesactivación dependerá la activación del que antes fue el maestro.

Después de 5 segundos, el ciclo se verifica y se concluye que las caídas delpulso de los temporizadores es suficiente para activar a otro temporizadorsimilar, siempre que su estado anterior a su caída, sea suficientemente altocomo para cargar al capacitor; puesto que todo se ha efectuado correctamente,se pueden conectar dos o más temporizadores en cascada y se puede garantizarque su funcionamiento es eficaz.

Debido a que se construyen los timmers con sus potenciómetrosrespectivos, se busca un punto de regulación para verificar si se pueden regularde forma independiente y poder observar posibles activaciones fuera de tiempodebidas a interferencias entre los mismos circuitos; al final se concluye que sepueden regular de forma independiente y sin correr riesgos de posibles ruidosque interfieran en el funcionamiento. De cualquier manera, se recomienda aislarel funcionamiento de los timmers mediante una alimentación de fuente dondeVcc y GND se conmuten con diodos debidamente polarizados (se pueden usar del



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tipo 1N4007); con ello se restringirá aún más la interferencia por las transicionede cada pulso.

B.4 Conjugación de todos los seguros para el control digital.

Se presenta el control completo de la Shalco U-180:



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Las entradas y las salidas se indican con un recuadro pequeño amanera de zapata de conexión.

Los limitadores externos, selectores y pulsadores, se encargan de darla información necesaria para que el circuito funcione de manera correcta.



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La tabla de verificación no se ha colocado porque ya se verificarontodos y cada uno de los circuitos; y como puede observarse, algunos circuitoestán de manera independiente, de modo que aquellos que se relacionan coalguna o varias conexiones, se puede ver que los comportamientos de cadconexión o elemento corresponde al de cada evaluación que previamente se

aplicó durante el diseño de cada circuito.Las señales de salida manejan un rango de voltaje sumamente muybajo (5 volts); por lo que dichas señales deben ser amplificadas; ya que el nivede voltaje de alimentación para los elementos de trabajo es sumamente mugrande y es diferente al voltaje de control usado. Ya que hay elementos detrabajo que usan voltajes de corriente alterna y que pueden ser desde lo110VAC hasta 440VAC; se hace necesario adecuar algún tipo de dispositivo quesea capaz de presenciar las bajas señales de salida para que en su momento dactuar, pueda aplicar ese voltaje elevado con el consecuente manejo de grandecorrientes.

Inmediatamente llegan algunas ideas para resolver dicha necesidad

la mayoría de soluciones se enfocan entonces sobre los relevadores contactores electromecánicos; pero, como se podrá observar en el Apéndice Ceste tipo de soluciones es sólo una de entre varias propuestas que pueden secapaces de manipular tales potencias e incluso, algunas propuestas pueden semás económicas que otras, pero no dejan de ser igualmente prácticas.

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