Lógica cableadaLa lógica cableada es una técnica de realización de equipos de automatismo en la que el tratamiento de datos se efectúa por medio de contactores auxiliares o relés de automatismo. Estos aparatos también cumplen otras funciones, entre las que cabe mencionar:– la selección de los circuitos,– la desmultiplicación de los contactos auxiliares de los contactores, interruptores de posición...,– de interface para amplificar señales de control demasiado débiles para suministrar energía a los aparatos de elevado consumo,– etc.

Los contactores auxiliares y los relés de automatismo también suelen utilizarse de manera conjunta con autómatas programables. En este caso, los contactos auxiliares deben garantizar la fiabilidad de la conmutación de corrientes débiles, pocas decenas de mA, en ambientes frecuentemente agresivos (polvo, humedad...).El funcionamiento de los equipos de lógica cableada se define mediante el esquema de cableado.

Contactores auxiliaresLos contactores auxiliares son aparatos derivados directamente de los contactores de potencia, a los que deben su tecnología. La diferencia reside principalmente en la sustitución de los polos por contactos auxiliares con una corriente térmica convencional de 10 A. Esta identidad de diseño y presentación con los contactores de potencia (por ejemplo, los contactores de la serie D y los contactores auxiliares de la serie D de Telemecanique) permite la creación de conjuntos de equipos homogéneos, de fácil instalación y uso.Los contactores auxiliares constan de cuatro contactos instantáneos NA o NC, o de dos contactos instantáneos y dos contactos solapados NA y NC. Pueden incluir un circuito magnético de corriente alterna o continua.

Existen las siguientes versiones:– de retención mecánica,– de bajo consumo.

Admiten los mismos aditivos que los contactores de los que proceden: instantáneos, temporizados neumáticos de trabajo o reposo, temporizados electrónicos de trabajo o reposo, módulos de antiparasitado, bloque de retención mecánica.Todos los aditivos se montan por simple presión.

Aditivos instantáneos estándarExisten dos versiones disponibles:– aditivos frontales de 2 o 4 contactos NA o NC,– aditivos laterales de 2 contactos NA o NC.Los aditivos laterales permiten liberar el frontal de los contactores para hacer posible la instalación de un aditivo temporizado o de un bloque de retención mecánica, o por si fuera necesario reducir la profundidad de los equipos.

Aditivos instantáneos con contactos estancosLos aditivos con contactos estancos IP 54 garantizan la fiabilidad de las conexiones contactor/autómata programable en ambientes industriales duros (polvo de cemento, escayola, madera, etc.). Existen dos versiones disponibles:– contactos de Plata para señales de bajo nivel, 17 a 50 V/5 a 500 mA,– contactos de Oro para señales de muy bajo nivel, 3 a 24 V/ 0,5 a 50 mA.

Contactores auxiliares de la serie d y aditivos

Aditivos temporizados neumáticosSon aditivos frontales que se montan por simple presión, al igual que los aditivos instantáneos.Están dotados de un contacto inversor NA/NC o de dos contactos NA y NC, y de un tornillo frontal de reglaje de la temporización.Existen tres gamas de temporización disponibles: 0,1 a 3 s, 0,1 a 30 s y 10 a 180 s.La temporización se obtiene por corriente de aire en un surco de longitud regulable. El aire se recicla y filtra, lo que hace que los productos sean insensibles a la polución ambiental (1).

Principio de funcionamiento de un aditivo temporizado neumático

Temporización de trabajoEn el momento del cierre del circuito magnético, los contactos basculan una vez transcurrida la temporización, que se regula por medio del tornillo.En el momento de la apertura vuelven automáticamente a su posición original.

Diagrama secuencial y conexión de un temporizador de trabajo

Temporización de reposoEn el momento del cierre del circuito magnético los contactos basculan de manera instantánea.En el momento de la apertura vuelven a su posición original una vez transcurrida la temporización.

Diagrama secuencial y conexión de un temporizador de reposo

(1) El principio de funcionamiento de un temporizador neumático de reposo se explica a continuación (ver el diagrama adjunto):– activación del temporizadorAl cerrarse, el circuito magnético de control comprime el resorte A y la membrana. El aire de la cámara B se expulsa a la cámara C por el orificio D, que se abre brevemente. El contacto bascula instantáneamente.

– inicio de la temporizaciónAl abrirse el circuito magnético de control, el resorte A repele la membrana y crea una depresión en la cámara B. El aire de la cámara C vuelve a la cámara B a través de un filtro de metal sintetizado. Su velocidad se regula mediante un surco de longitud variable practicado entre dos discos.La temporización es el resultado de la variación de posición relativa de los dos discos, que se obtiene por medio del tornillo de reglaje.

– final de la temporizaciónAl finalizar la operación, el contacto bascula y vuelve a su posición inicial

Aditivos temporizados electrónicosSon aditivos que se montan directamente sobre las bornas de la bobina y se conectan sin cableado adicional. Están disponibles en versiones de Trabajo y Reposo, cada una de ellas con varias gamas de temporización.Los aditivos temporizados electrónicos retrasan la ejecución de una orden de accionamiento o desaccionamiento dada por un contacto de control a la bobina a la que están asociados.Ejemplos de aplicaciones: arranque o parada en cascada temporizada de varios motores a partir de una sola orden, parada diferida de una bomba de lubrificación, eliminación de los efectos de los posibles rebotes del contacto de control, etc.

Bloque de retención mecánica

Este aditivo frontal mantiene el contactor en posición cerrada ante la ausencia de una señal de control en el circuito de la bobina. El desenganche se obtiene por impulso eléctrico o manual.

Aditivos de los contactores de potencia y auxiliares de la serie D

Relés temporizados electrónicosEstos aparatos compactos constan de:– un oscilador que proporciona impulsos,– un contador programable en forma de circuito integrado,– una salida estática o de relé.

Temporizadores electrónicos

Es posible ajustar el contador mediante un potenciómetro situado en la parte frontal del aparato y graduado en unidades de tiempo. Cuenta los impulsos que siguen al cierre (o la apertura) de un contacto de control. Al alcanzar el número de impulsos, es decir, una vez transcurrida la temporización, genera una señal de control hacia la salida.

Aparatos de salida estáticaExisten dos versiones disponibles, Trabajo y Reposo, con distintas gamas de temporización. Estos relés se conectan directamente en serie con la carga cuya puesta en tensión o retirada se retrasa.

Aparatos de salida de reléExisten las siguientes versiones disponibles:– temporizados de Trabajo, de Reposo o de Trabajo y Reposo,– de contacto de paso,– intermitentes de arranque en fase de trabajo o de reposo,– temporizados para arrancadores estrella-triángulo,– multifunción que reúnen las funciones de los relés anteriores.

Todos estos relés permiten seleccionar varios rangos de temporización mediante un conmutador.Ciertos modelos disponen de los siguientes controles y reglajes remotos:– puesta en marcha del temporizador por contacto exterior,– suspensión momentánea de la temporización por contacto exterior,– ajuste de la temporización por potenciómetro exterior.

Diseño de los contactos auxiliaresUna de las funciones de los contactos auxiliares que se utilizan en los equipos de automatismo electrónico es la conmutación de las entradas de los autómatas programables.En este tipo de aplicación, las condiciones eléctricas se caracterizan por:– generalmente, una tensión de 24 VCC y corrientes comprendidas entre 5 y 15 mA,– la posible presencia de un mando de conmutación estático conectado en serie al circuito,– una carga de tipo resistivo.

Los riesgos de contactos defectuosos crecen cuanto menores son la tensión y la corriente de empleo. La noción de fiabilidad adquiere una importancia especial desde el momento en que se trata de asociar contactos auxiliares y autómatas programables.

Fiabilidad de un contactoLa fiabilidad de un contacto es la probabilidad estadística de garantizar su función libre de fallos durante un período dado, en determinadas condiciones de uso y ambientales. Se expresa mediante la tasa de fiabilidad, o tasa de fallos, proporcional a la relación d/M, en la que “d” es la suma de los fallos y “M” el producto del número de contactos por el número de ciclos de maniobras.

Causas de fallo de los contactosUn contacto falla cuando su resistencia Rc en posición cerrada provoca una caída de tensión igual o superior a un valor específico. Esta caída de tensión Uc en las bornas del contacto es tal que la diferencia del potencial Ur en las bornas del receptor cae por debajo del umbral de funcionamiento admisible.

Este tipo de fallos tiene tres causas principales:– presencia de partículas aislantes entre las superficies de contacto. Generalmente, se trata de polvos residuales del producto (desgaste de los materiales) o que provienen del exterior,– aparición de una pantalla aislante por depósito de capas homogéneas sobre las superficies de contacto (aceites, disolventes, humos grasos, etc.),– formación de películas aislantes (sulfuros, óxidos, cloruros, polimerización de sustancias orgánicas, etc.) en las superficies de contacto como consecuencia de las reacciones fisicoquímicas que tienen lugar en ambientes industriales especialmente agresivos.

Estos fenómenos suelen verse amplificados por la presencia de humedad o por una temperatura ambiente elevada.

Diseño de los contactos auxiliaresLos contactos estriados frotantes, técnica utilizada por Telemecanique en la fabricación de sus contactos auxiliares, representan una importante mejora de la fiabilidad.

Gracias al deslizamiento de los contactos móviles sobre los fijos desde el momento del impacto, las capas aislantes se rompen y las partículas que se encuentran en la zona de contacto se eliminan.El estriado de los contactos completa el efecto de autolimpieza por deslizamiento. Facilita la ruptura de las capas superficiales aislantes así como la evacuación de las partículas y los residuos de las zonas de paso de corriente.El estriado realiza además un contacto multipunto, lo que aumenta la probabilidad de no cerrar simultáneamente todos los puntos sobre partículas aislantes.La corriente térmica convencional asignada a estos contactos es de 10 A. Se garantiza igualmente la conmutación fiable a corrientes muy débiles, hasta 5 mA a 17 V, en todas las aplicaciones para automatismos de ambientes industriales estándar y terciarios.

Caída de tensión en las bornas de un contacto

Diseño de los contactos auxiliares de la serie D