MANUALde Equipo Modular Didactico Para Electroneumatica

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MANUAL DEL USUARIO Equipo Didáctico Modular para la Enseñanza de la Electroneumática Básica. Elaborado: MC. Jaime Fuentes Amezcua

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Este manual fue elaborador para el usuario del presente material didáctico.

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MANUAL

DEL

USUARIO

Equipo Didáctico Modular para la Enseñanza de la Electroneumática Básica.

Elaborado:

MC. Jaime Fuentes Amezcua

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Advertencias a considerar antes del uso del equipo modular:

1. No utilizar mangueras para agua.2. No aplicarle un voltaje que no sea de 24 volts de corriente directa.3. Proporcionar aire comprimido entre 40 y 60 psi, ó 2 a 4 bares.4. No dejar sin aceite el depósito de la unidad de mantenimiento.5. No dejar que se llene el depósito de agua de la unidad de mantenimiento.6. Las mangueras no deben de ser sacadas de forma brusca; para eso se

utiliza la presión del conector.7. No exponer las mangueras al sol por mucho tiempo; tienden a secarse y

ponerse duras.8. No dejar que las mangueras se chupen; porque el aire no pasa y se

pueden hacer fugas.9. Asegurarse que el interior del prototipo no contenga ningún objeto que

intervenga.10.No dejar que se moje el prototipo.11.No utilizar cables bananas que estén quemados; pueden dañar al equipo

con un corto circuito.12.Checar que los cables eléctricos no estén mordidos, y cortados de

manera indebida.13.Checar que los cables estén bien colocados en su lugar; que el tornillo o

la soldadura estén bien puestos.14.Evitar que se golpee el prototipo.15.No dejarlo solo sin supervisión.16.Evitar que estén sobre filos de mesas; para evitar una caída y que el

prototipo sea dañado.17. Introducir las mangueras correctamente.18. Checar que los conectores estén bien apretados para evitar fugas de

aire.19.Checar que las bisagras estén bien colocadas y apretadas.20.Checar que el soporte no esté flojo para evitar accidentes.21.Evitar recargarse en él; para que el prototipo no se dañe.22.Utilizar un fusible no mayor a 1 Ampere por precaución.

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INDICE

Introducción……………………………………………………………………………………...3

Objetivo…………………………………………………………………………………………..4

Principios de control………………………………………………………………………..….4

Representación de circuitos electroneumáticos…………………………………………….6

Elementos electroneumáticos………………………………………………………………..13

Conexiones electroneumáticas 1ra. Parte………………………………………………….17

Conexiones electroneumáticas 2da. Parte…………………………………………………21

Diagrama Esquemático Módulo “A”………………………………………………………….24

Vistas del Módulo “A”...………….………………………….………………………………...25

Ubicación de componentes del Módulo “A”…………………..………….…………………27

Diagrama Esquemático Módulo “B”………………………………………………………….28

Vistas del Módulo “B”……………….…………………………………………………………29

Ubicación de componentes del Módulo “B”…………………………………………………31

Elementos que componen al modulo “A”……………………………………………………33

Elementos que componen al modulo “B”……………………………………………………34

Cuidados regulares……………………………………………………………………………35

Mantenimiento………………………………………………………………………………….36

Detección de fallas…………………………………………………………………………….38

Diagrama de flujo para detección de fallas…………………………………………………40

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INTRODUCCION

El Prototipo Didáctico para la Enseñanza de la Electroneumática Básica está diseñado para que los docentes puedan impartir el conocimiento de la electroneumática enfocada a la identificación, manipulación y aplicación de sus elementos basado en la teoría constructivista en donde el alumno aprende haciendo, trabajando en base a proyectos y/o colaborativo. Esto implica que su presentación debe incluir los elementos básicos a utilizar en esta área de estudio, además de permitir que el alumno pueda interactuar con él, siendo de fácil uso, y transporte por parte del docente hacia su área de enseñanza, la cual puede ser una aula, salón, auditorio, taller, laboratorio e inclusive cursos de capacitación hacia la industria, lo único que se requiere es que se disponga de un tomacorriente a 127Vca y una toma de aire comprimido (2 a 4 bars). Así como también crear un ambiente de seguridad para el usuario cuando este lo esté manipulando.

Su construcción parte de una estructura compacta, ligera y ergonómica, para lograr que pueda ser transportado sin dificultades. Además que debe cumplir con lo mínimo indispensable para que el alumno adquieran las competencias marcadas en el programa de estudio donde consideren la identificación, manipulación y aplicación de elementos electroneumáticos; es decir cuenta con los siguientes elementos 7 botones pulsadores rojos (NA),7 lamparitas indicadoras rojas, 2 relevadores, un pistón de simple efecto y dos de doble efecto, una válvula de función “ Y “(simultaneidad), una válvula con función “ O ”(selectora), 2 válvulas de control direccional 3/2 NC, 3 sensores de fin de carrera, dos válvulas de control direccional 5/2 vías, un fusible, 4 sensores magnéticos, un interruptor, una fuente de alimentación, 4 válvulas reguladoras de caudal con anti- retorno y 2 relevadores.

Objetivo.-

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El presente equipo modular didáctico para la enseñanza de la electroneumática básica tiene como función principal de que el maestro lo utilice como herramienta docente y que sirva pare que el alumno adquiera su aprendizaje mediante el enfoque constructivista, y además cumpla con las competencias genéricas, disciplinarias y laborales que marca el marco curricular común establecido por la RIEMS.

Principios de Control.-

Sistema

Eléctrico/Eléctrico -Pulsador

-Interruptor

-Contactos

NO y NC

-Relevadores

-Contactores

Motores

Eléctricos

Neumático/Neumático -Válvulas 3/2 de acción manual, etc.

-Válvulas

Selectoras

Simultaneas

Actuadores

Lineales ó Rotativos

Electroneumático -Pulsadores

-Interruptor

-Contactos

NA/NC

-sensores

-Relevadores

-Contactores

Electroválvulas Actuadores

Lineales ó Rotativos

Señal analógica es: aquella que ofrece diversas informaciones en cada uno de los puntos comprendidos por un margen de valores continuo. En consecuencia, el contenido de la información Ip (parámetro de información) de estas señales, puede tener cualquier valor comprendido dentro de determinados límites.

Entrada SalidasProcesamiento

de señales

Conversión

de señales

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Señal digital es: cuando el parámetro tiene una cantidad ilimitada de márgenes de valores, correspondiendo la totalidad de cada margen de valores a una información determinada.

Señal Binaria: o señal de dos puntos es una señal digital de un parámetro relacionado solamente a dos márgenes de valores. La señal solo contiene dos informaciones (On/Off, Uno/Cero, Arranque/Paro, Activo/Inactivo, Alto/Bajo, avance/retroceso).

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Representación de Circuitos Electroneumáticos

Símbolos de salida en norma americana (ANSI/NEMA).-

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Representación en norma técnica americana (diagrama escalera un circuito de control electroneumático.-

Los elementos de entrada se ubican cercas a la línea de la izquierda y los de salida a la de la derecha, el acomodo de ellos es de arriba-abajo, de izquierda-derecha.

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Ejemplo de un diagrama de escalera para avance y retroceso de un cilindro usando dos solenoides:

CRx: Bobina de Relevador

LSx: Sensor de Limite (Limit Switch)

SOLx: Bobina de Solenoide

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Símbolos de elementos de entrada en norma europea (DIN).-

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El Acomodo de elementos de entrada/ salida en un circuito de control electroneumático, los de entrada se colocan cerca de la línea superior horizontal y los de salida, cerca de la línea inferior. La lectura de estos diagramas y la colocación de los elementos es de arriba-abajo, y de izquierda a derecha

K1: Bobina de Relevador

S3: Sensor de Limite (Limit Switch)

Y1, Y2: Bobina de Solenoide

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Representación de Circuitos Electroneumáticos

Dispositivos Electroneumáticos.- El conjunto de elementos que debe ser considerado para lograr el accionamiento de los actuadores neumáticos son:

• Elementos de retención. • Interruptores mecánicos de final de carrera.• Relevadores.• Válvulas Electroneumáticas.

Clasificación.-

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Diagrama típico de control electroneumático representado en norma europea.-

Simbología de conexiones.-

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Elementos Electroneumáticos

Clasificación.-

El conjunto de elementos que debemos de introducir para lograr el accionamiento de los actuadores neumáticos son básicamente:

Elementos de retención. Interruptores mecánicos de final de carrera. Relevadores. Válvulas electroneumáticas.

Elementos de Retención.- Botón Pulsador: Dispositivo de acción mecánica, el cual al ser presionado, si los contactos que dependen de él se encuentran abiertos en su posición normal, se cerrarán; y si su posición original son cerrados, éstos se abrirán.

Interruptor: Dispositivo de conmutación eléctrica, cuya función mecánica queda retenida para que la señal de control encienda ó apague un componente eléctrico.

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Elementos de Retención.- Sensor de fin de carrera (Limit Switch) : interruptor eléctrico que requiere de contacto físico y una pequeña fuerza de acción para cerrar los contactos que dependen de él, detectando la ausencia o presencia de algo.

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13 23 33 43

14 24 34 44

K1

A1

A2

Relevadores.- Interruptor cuya función se basa en hacer pasar corriente a través de una bobina, la cual produce un campo magnético que atrae la armadura metálica, mueve la varilla de empuje, cierra los contactos del interruptor normalmente abierto (NO, normally open) y abre los contactos normalmente cerrados (NC, normally closed).

Solenoide.- Dispositivo donde se hace pasar una corriente eléctrica a una bobina para crear un campo magnético igual a la del núcleo de hierro dulce que se encuentra albergado en su interior, haciendo que éste se desplace de lugar para abrir o cerrar el paso de un flujo hidráulico ó neumático, a través de una válvula reguladora.

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Electroválvulas.-

Esta válvula realiza la conversión de energía eléctrica, proveniente de los relevadores a energía neumática, transmitida a los actuadores o a alguna otra válvula neumática.

En general son válvulas neumáticas a la cual se le adhiere una bobina sobre la cual se hace pasar una corriente para generar un campo magnético que, finalmente, generará la conmutación en la corredera interna de la válvula, generando así el cambio de estado de trabajo de la misma, modificando las líneas de servicio.

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Conexiones Electroneumáticas 1ª. Parte

Control de un cilindro de simple efecto.-

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Control de un cilindro de doble efecto.-

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Circuitos en serie (Pistón simple/doble efecto).-

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Circuito Paralelo (Pistón simple/doble efecto).-

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ConexionesElectroneumáticas 2ª. Parte

Control del retroceso automático de un cilindro.-

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Control Indirecto Bilateral de un cilindro.-

Movimientos Oscilantes de un cilindro de doble efecto.-

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Control del retroceso automático con detector de fin de carrera.-

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Diagrama Esquemático del Módulo Didáctico “A”.-

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Imágenes del módulo didáctico “A”.-

Figura1.- Módulo A, vista lateral.

Figura 2.- Módulo A, vista frontal.

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Figura 3.- Modulo didáctico “A”, vista aérea.

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Ubicación de los componentes del Modulo “A”.-

No. Nombre1 Válvula 3/2 normalmente cerrada2 Válvula con función Y3 3 lamparitas de emisor rojos4 Pistón de una solo función5 3 botones pulsadores rojos6 Válvula con función O7 Válvula 3/2 normalmente cerrada

1

2

45

6

7

3

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Diagrama Esquemático del modulo didáctico “B”.-

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Imágenes del módulo didáctico B.-

Figura5.- Módulo B, vista “Aérea”.

Figura 6.- Módulo B, vista “Frontal”.

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Figura 7.- Módulo B, vista “Frontal Interior”.

Figura 8.- Módulo B, vista “Interior”.

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Ubicación de Componentes del Modulo “B”.-

1

2

3

4

5 6

7

8

9

10

11

12

13

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No. Nombre

1 Cilindro de doble efecto

2 Sensor de fin de carrera

3 Terminales banana para sensores de fin de carrera

4 Conectores banana para los sensores magnéticos

5 Interruptor (encendido/apagado)

6 Fusible 1 A.

7 Terminales para salida de voltaje de 24V de corriente directa

8 Sensor magnético

9 Lámparas indicadoras

10 Botones pulsadores

11 Válvula direccional 5/2 vías

12 Soporte de la tapa del prototipo

13 Fuente de alimentación 127Vac/24Vcd

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Tabla 1.- Elementos que componen el modulo “A”.

Item Description del modulo 1

1 Cajón de conglomerado, aproximadamente 50cm x 25 cm x 30 cm

2 0.5 m2 de tela de felpa negra

3 20 Conectores hembra tipo banana rojos

4 15 Conectores hembra tipo banana negros

5 3 Botones Pulsadores NA

6 3 Luces indicadoras rojas

7 2 Bisagras y 1 riel metálico de retención.

8 Pistón de Simple Efecto

9 1 metro de manguera #4

10 Válvula neumática función “O”

11 Válvula neumática de Simultaneidad “Y”

12 1 Sensor mecánico de fin de carrera (Limit switch)

13 2 Válvulas electro-neumáticas de 3/2 vías

14 2 Relevador de 24 Vcd con 8 pines c/u

15 2 Base para Relevador de 24 Vcd con 8 pines c/u

16 11 Conexiones rápidas de 4 mm

17 2 silenciadores de 4 mm

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Tabla 2.- Elementos que componen el modulo “B”.

Item Descripción del modulo 2

1 Cajón de conglomerado, aproximadamente 50cm x 25 cm x 12 cm

2 1 fuente de alimentación de 24 Vcd y 5 A

3 20 Conectores hembra tipo banana rojos

4 15 Conectores hembra tipo banana negros

5 2 Botones Pulsadores NA

6 4 Luces indicadoras rojas

7 2 Bisagras y 1 riel metálico de retención.

8 2 Pistones de doble efecto

9 2 metros de manguera #4

10 2 Sensores mecánicos de fin de carrera

11 4 Sensores magnéticos

12 2 Válvulas electro-neumáticas de 5/2 vías

13 12 Conexiones rápidas de 4 mm

14 1 unidad de alimentación para equipo neumático

15 2 silenciadores de 4 mm

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Cuidados regulares a considerar para mantener en óptimas condiciones el equipo modular:

Nombre de trabajo periodicidad Detección y supervención de la fugas de aire Cada actividad

Inspección completa de todo el sistema de líneas Cada semana

Inspección de uniones, curvas, tés, codos, acoplamientos , etc.

Cada semana

Determinación de la precisión e puntos estratégicos.

Una vez cada 2 semanas

Trampas de condesado. Todos los días Drenaje automático del condesado. Una vez cada 2

semanas Línea de aire, choques, cortes en las líneas y

agujeros. Cada semana

Determinación de la precisión del regulador de presión.

Diariamente

Limpieza del tazón de filtro y del tazón de aceite. Trimestral

Recuperar el nivel de aceite. Cada 15 días Limpiar el paso del chorro de aceite. Cada 6 meses Ajustar el chorro de aceite. Según se necesite Cambiar el aceite después de una Cada 6 o 3 meses limpieza completa del tazón Según la necesidad.

Fugas de aire a través de la válvula y accesorio de manguera.

Cada actividad

Daños mecánicos a la varilla del pistón. Cada actividad.

Mantenimiento al equipo modular:

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El mantenimiento preventivo y/o correctivo nos va a ayudar a extender la vida útil del equipo didáctico.

Unidad de mantenimiento.-

Se utiliza para dar mantenimiento a los elementos neumáticos, y regular el aire a presión. Además de almacenar el agua condensada que viene del compresor y lubricar los diferentes elementos en su interior, todo esto para que no sean dañados y su duración de vida sea más larga.

¿Cuál es su funcionamiento?

Regular el aire mediante una válvula reguladora de presión. Se utiliza dándole vuelta a la manecilla negra de la parte superior, ya sea hacia la izquierda para disminuir la presión del aire y hacia la derecha para aumentar la presión del aire. También contiene un manómetro para medir la presión del aire comprimido a usarse en el equipo modular, un deposito para albergar momentáneamente el agua condensada y un segundo deposito que sirve para se coloque aceite lubricante, el cual será succionado por el aire al pasar a altas velocidades, debido a que se crea un sifón.

Manejo y uso de los elementos de la unidad de mantenimiento:

Extracción de agua: por lo regular al extraer el oxigeno del ambiente, contiene agua que al momento de pasarla por los elementos se van oxidando con el tiempo.

La unidad de mantenimiento se encuentra con un filtro en su inferior que al transferir el aire, el agua queda atrapada en un frasco.

Como vaciar el depósito: El depósito contiene una perilla, solamente se puede aflojar con las manos (no

usar pinzas u otros objeto que no sean las manos), para que el agua salga del depósito.

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Lubricación de elementos: del otro lado del primer frasco se encuentra otro pequeño frasco, a éste se le deposita aceite que al momento de pasar aire a presión, y se lleva parte del aceite y por medio de las mangueras lubrica los elementos y permite que no se sequen y se echen a perder.

Como insertar el aceite:

En la parte superior se encuentra un pequeño elemento mecánico con entrada plana o pala, al momento de girarlo se afloja y se puede abrir para que el frasco salga y se pueda insertar el aceite necesario.

Elementos neumáticos.-

Los elementos de trabajo (pistones) dejarlos siempre en posición de descanso, en este caso retraídos o hacia adentro. Limpiar con una toalla seca. Evitar dejar o colocar objetos que obstruyan la carrera de los cilindros.

Elementos eléctricos.-

Quitar cualquier tipo de obstrucción en los botones pulsadores. Limpiar manualmente los orificios de salida que ayudan a que la fuente de alimentación no se sobrecaliente, ya que si se usa otro elemento o dispositivo puede dañarse severamente la estructura del modulo “B”. La limpieza de los conectores banana debe hacerse con un paño suave y seco. Revisar que los cables que conectan a las solenoides no estén muy holgados o cortos, además de checar que no estén mordidos, con raspaduras o pelones los mismos.

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Detección de fallas.-

Se presenta una búsqueda sistemática de los problemas que se pueden presentar al usar el equipo modular para ahorrar tiempo, dinero y esfuerzo.

1.- En el lado de presión:

a) No hay presión: Verifíquese el manómetro.

2.- Unidad de mantenimiento:

a) Filtro atascado: Limpiarb) Nivel de condensación demasiado alto: descargar el depósito.c) El manómetro da una lectura diferente de la presión del aire: Manda calibrar.d) Manómetro defectuoso: reemplazarlo.e) Ausencia de gotas de aceite en la cúpula de alimentación visible:

I. Llenar el recipiente del aceiteII. Ajustar el tornillo correspondiente

III. Limpiar la salida.

3.- Sección de control neumático:

Elementos impulsados y unidad de trabajo

a) Defecto mecánico en la unidad de trabajo: reemplazar.b) Varilla del cilindro dañada: Cambiar.c) Sellos y empaques dañados: reemplazar.d) El cilindro se mueve con lentitud: A) apretar; B) Comprobar que no tiene fugas

de una de las cámaras hacia la otra.

4.- Sección de control eléctrico:

a) No hay voltaje en las terminales de salida de la fuente de alimentación: I. Verificar que el interruptor este en la posición de encendido “ON”.

II. Checar fusible.III. Verificar la clavija que va al tomacorriente.IV. Checar voltaje en el tomacorriente.V. Reiniciar el interruptor termomagnéticos (pastilla o break).VI. Cambiar el fusible dañado.

b) El fusible se encuentra dañado o quemado: Cambiar.c) Hay un falso contacto en los conectores banana: apretar las tuerquitas de las

terminales.d) No encienden las lámparas indicadoras: probar continuidad con un multímetro.e) La lámpara indicadora está dañada: reemplazar.

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f) El Botón pulsador no funciona correctamente:I. Verificar que no esté obstruido su camino.

II. Checar que estén conectados a sus respectivas terminales banana.III. Verificar continuidad con un multímetro sus terminales.

g) Botones pulsadores dañados: cambiar.

5.- Tuberías, conexiones, etcétera.

a) Las mangueras están bloqueados o doblados: I. Limpiar y quitar la suciedad

II. Reemplazar.b) Las mangueras están conectadas en forma incorrecta: Volver a conectarlas.c) Fugas de aire en los puertos de los elementos neumáticos:

I. Apretar bien los conectores, II. Cambiarlos.

d) El silenciador deja de trabajar: Limpiar.

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Diagrama de flujo para detección de fugas o falta aire comprimido.-