PARA USO EXCLUSIVO DEL COMIT DE TRABAJOS DE GRADO

UNIDADES TECNOLGICAS DE SANTANDER PROGRAMA DE ELECTRICIDAD Y TELEFONIA PLAN DE TRABAJO DE GRADO

PARA USO EXCLUSIVO DEL COMIT DE TRABAJOS DE GRADO.

CONCEPTO DEL EVALUADOR Aprobar No aprobar Aplazar por modificaciones Por aclaracin OtrosObservaciones:

Participaron en el Comit de Trabajos de Grado:

NOMBRE CARGO FIRMA

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El presidente del Comit de Trabajos de Grado.

ESTUDIANTES RESPONSABLES

NOMBRECDIGOCARRERAFIRMA

Los firmantes aceptan tener pleno conocimiento de las normas que reglamentan la presentacin y evaluacin de trabajos de Grado y se comprometen a su cumplimiento.

1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIN:

En la formacin profesional de los estudiantes dela facultad de ciencias naturales e ingenieras en las modalidades tcnica, tecnolgica e ingeniera en electricidad, es muy importante y necesario una enseanza terico-prctica para obtener una formacin integral en estas carreras. Hasta la fecha, las unidades tecnolgicas de Santander ha instruido eficientemente a los estudiantes en el aspecto terico de sus carreras, pero, se ha visto muy limitada en la formacin prctica por la falta de laboratorios dotados para tal fin. Para solucionar esta deficiencia se realizan estas prcticas en convenio con otras instituciones, pero lo ideal es que dichas actividades se realizaran en el campus de la universidad. Por ejemplo, en el rea de mquinas elctricas, se dificulta al estudiante entender el funcionamiento de stas al no poder observar directamente los diferentes tipos de mquinas que en las clases tericas se presenta.

Justificacin

Al implementar prcticas de laboratorio utilizando este banco de pruebas (banco de accionamientos), se contribuir en el desarrollo de prcticas que fortalezcan el conocimiento terico adquirido en el aula de clase. Los alumnos podrn conocer identificar e instalar elementos utilizados en el accionamiento de motores y adems familiarizarse con todos estos elementos encontrados en el mercado y que de alguna manera se quiere plasmar como ejemplo en la implementacin del banco de pruebas como tambin el soporte terico necesario para su utilizacin y que ser esbozado en el libro de prcticas respectivo teniendo en cuenta las normas que para el sector elctrico se requieren. Tambin de alguna manera empezar a minimizar el impacto que genera en los estudiantes el tener que realizar sus prcticas en otras instituciones que prestan sus laboratorios para tal fin mediante convenios preestablecidos entre instituciones. Esto en referencia al desplazamiento necesario y costos adicionales que se incurren al tener que ir a otro sitio a recibir las clases o prcticas de laboratorios.

El banco de pruebas ser entonces un complemento para la universidad en la formacin integral de los estudiantes de la facultad de ciencias naturales e ingenieras en los programas de tcnico profesional, tecnologa e ingeniera en electricidad.

2 MARCO CONCEPTUAL

Actualmente todo lo que nos rodea tiende a automatizarse, empleando para ello sistemas de control secuencial basados en relevadores electromagnticos, relevadores de estado slido, temporizadores, contadores, circuitos lgicos (CI), controladores lgicos programables (PLC), computadoras personales (PC), etc.

El anlisis y diseo de circuitos secuenciales se encuentra estrechamente relacionado con el control secuencial, denominado tambin control lgico o control binario (ON/OFF). En los sistemas de control secuencial las entradas y las salidas son de tipo binario y determinan una serie de pasos para la operacin de un proceso.

Las entradas por lo general son: pulsadores, interruptores, micros interruptores, fines de carrera o detectores de proximidad. Las salidas pueden ser: Vlvulas solenoides, cilindros neumticos, contactares para arranque y parada de motores, pilotos de sealizacin, alarmas, etc.

Cuando el sistema de control secuencial es pequeo se realiza con circuitos digitales combinatorios y secuenciales. Cuando es grande se realiza con PLCs (Controladores Lgicos Programables), microcomputadores, microprocesadores especiales para control secuencial y por software en computadoras personales (PC).

En la presente antologa, el autor incluye los conocimientos bsicos necesarios para iniciar a los estudiantes en el mundo del control secuencial por basado en el control por contactos (Diagramas de contactos) empleados comnmente en los controladores lgicos programables (PLCs), que constituyen la base de la automatizacin tan necesaria actualmente para gobernar los Sistemas Mecatrnicos..Las normas y reglamentos aplicables actualmente a nivel nacional y regional son las siguientes:2.1.1 RETIE: Reglamento Tcnico de Instalaciones Elctricas adoptado por Colombia.2.1.2 RETILAP: Reglamento Tcnico de Iluminacin y Alumbrado Pblico2.1.3 NORMA TCNICA COLOMBIANA (NTC) 2050: Norma tcnica aprobada o adoptada como tal por el organismo nacional de normalizacin.2.1.4 Normas Tcnicas Centrales Elctricas del Norte de Santander. (CENS S.A. E.S.P Grupo EPM).

2.1.5 ICONTEC: NTC 4552:1999, Norma de proteccin contra Rayos.

2.1.6 ICONTEC: NTC 2206:1986, Electrotecnia. Equipo de Conexin y Puesta a Tierra.

2.2 EQUIPOS QUE CONFORMAN EL BANCO DE MEDIDA.

Los componentes del banco son elementos de buena calidad para garantizar un ptimo funcionamiento en las practicas a realizarse, adems dichos elementos estn certificados por el CIDET organismo regulador para elementos elctricos.Para familiarizar al estudiante con lo aprendido sobre controles electromecnicos, los componentes del banco tienen ilustracin pictrica de cada uno delos elementos, de los que van internamente como de los que se pueden maniobrar para realizar algn ajuste. La ilustracin pictrica se hace sobre un esquema igual al que se tiene ubicado sobre la parte frontal del banco.

Las conexiones tanto de los circuitos auxiliares como de fuerza se realizan por medio de borneras denominadas BANANAS hembra o macho segn corresponda. Los elementos que hacen parte del circuito auxiliar tienen bornera hembra de color rojo y los elementos del circuito de fuerza tienen borneras hembras de color negro.

En la parte superior de cada elemento que se acciona por bobina (contactor o rel temporizado), lleva un piloto de sealizacin que indicara en que momento este elemento esta energizado,

RELACION DE LEMENTOS QUE COMPONEN EL BANCO DE PRUEBAS DE ACCIONAMIENTOS

MUEBLE METALICO DE 180 cm POR 120 cm POR 80 cm CON BASE PARA TRABAJO DE 40 cm POR 120 cm

LAMINA PARA MONTAJE DE ELEMENTOS DE ACCIONAMIENTO DE 120 POR 80 cm

CONTACTOR PRINCIPAL CON BOBINAS AL 110 VOLTIOS(KM1 AL KM6) BLOQUE DE CONTACTOS AUXILIARES (6)

TEMPORIZADOR AL TRABAJO

RELE TERMICOPULSADORES

PILOTOS DE SEALIZACION

FUENTE DE ALIMENTACION A 110 VOLTIOS

TOTALIZADOR TERMOMAGNETICO TRIFASICO

MINIBREAKERS MULTINUEVE BIFASICO

PULSADOR SETA

INTERRUPTOR DE LLAVE

2.3 CONEXIONADO Y DETALLES DEL MISMO

El conexionado a realizar en este banco ser un procedimiento tendiente a trasladar todos los puntos de conexionado existentes en los elementos de accionamiento existentes en el banco tales como elementos de fuerza y control de manera general y sern ubicados en la parte frontal del banco conectados a bananas hembra a la vista de color rojo para el circuito de control y negro para el circuito de fuerza.

Todos los elementos componentes del banco estarn contenidos en la caja de agrupamiento, solo ser visible las bananas y la representacin pictrica de todos los elementos contenidos en la caja de agrupamiento.

La disposicin es a que se haga el conexionado con bananas macho ponchadas en los extremos de cables que para el control debern ser rojos y para fuerza sern de color negro. 2.4 PRACTICAS HA REALIZARCon el banco que se disear y construir se realizarn las siguientes pruebas de laboratorio:

Arranque de motor trifsico por impulso

Arranque de motor trifsico por impulso inicial

Arranque de motor trifsico con inversin de marcha y enclavamiento por contacto auxiliar

Arranque de motor trifsico con inversin de marcha y enclavamiento por pulsadores (sin pulsar parada)

Arranque de motor trifsico con inversin de marcha y enclavamiento por pulsadores (pulsando parada)

Arranque de motor trifsico por conmutacin estrella-triangulo con pulsadores

Arranque de motor trifsico por conmutacin estrella-triangulo con bloque temporizado

Arranque de motor trifsico por conmutacin estrella-triangulo con rel temporizado independiente Arranque de motor trifsico por impulso inicial con sealizacin

2.5 DEFINICIONES

Los siguientes son los el3ementos componentes del banco de accionamientos mencionado en este proyecto:

2.5.1 Contactor: Es un mecanismo cuya misin es la de cerrar unos contactos, para permitir el paso de la corriente a travs de ellos. Esto ocurre cuando la bobina del contactor recibe corriente elctrica, comportndose como electroimn y atrayendo dichos contactos. 2.5.2 Contactos auxiliares: Para poder disponer de ms contactos auxiliares y segn el modelo de contactor, se le puede acoplar a este una cmara de contactos auxiliares o mdulos independientes, normalmente abiertos (NO), o normalmente cerrados (NC)

2.5.3 Rel de sobrecarga o trmico: Es un mecanismo que sirve como elemento de proteccin del motor. Su misin consiste en desconectar el circuito cuando la intensidad consumida por el motor, supera durante un tiempo corto, a la permitida por este, evitando que el bobinado se queme. Esto ocurre gracias a que consta de tres lminas bimetlicas con sus correspondientes bobinas calefactoras que cuando son recorridas por una determinada intensidad, provocan el calentamiento del bimetal y la apertura del rel. La velocidad de corte no es tan rpida como en el interruptor magneto trmico. Se debe regular (tornillo 7), a la Intensidad Nominal del motor (In), para el arranque directo. Esta intensidad deber venir indicada en la placa de caractersticas del motor.

2.5.4 Interruptor automtico magneto trmico: Su misin es la de proteger a la instalacin Y al motor, abriendo el circuito en los Siguientes casos:

- Cortocircuito: En cualquier punto de la instalacin.

- Sobrecarga: Cuando la intensidad consumida en un instante, supera la intensidad a la que est calibrada el magneto trmico

ELEMENTOS DE ACCIONAMIETO2.5.5 Pulsadores: Los pulsadores son elementos de accionamiento que sirven para cerrar o abrir un circuito permitiendo el paso o no de la corriente a travs de ellos.

Existen en el banco tres tipos:

Pulsador de paro.

Pulsador de marcha.

Pulsador de doble cmara.

ACCESORIOS DE MONTAJES:

Para realizar el montaje completo de un cuadro elctrico, para una instalacin de automatismo, es necesario utilizar una serie de accesorios. A continuacin podemos observar algunos de ellos que son muy utilizados: Detalle de montaje en el que podemos ver contactores, interruptores automticos y los accesorios necesarios:

Detalle de montaje en el que podemos ver contactores, interruptores automticos y los accesorios necesarios:

Otro tipo de accesorio utilizado son las BORNAS DE CONEXIN

2.5.6 Indicadores luminosos:

2.5.7 Rele temporizado con retardo: Los contactos asociados se abren o se cierran un tiempo despus del cambio de estado de su rgano de mando. n Retardo a la conexin (al trabajo) n Activacin: los contactos basculan despus del tiempo regulado. n Desactivacin: los contactos vuelven instantneamente a la posicin de reposo. n Retardo a la desconexin (al reposo) n Activacin: los contactos basculan instantneamente. n Desactivacin: Los contactos vuelven a la posicin de reposo tras el tiempo regulado.

3. ESTADO DEL ARTEDado que la mayora de las mquinas utilizadas en la industria y en nuestros hogares estn movidas por motores alimentados por corriente alterna, en este proyecto daremos unas ideas muy generales y bsicas para el accionamiento de dichos motores.

Este proyecto tiene una eminente carga pedaggica y de carcter prctico, ya que se trata de familiarizar a los estudiantes en la aplicacin de las diferentes configuraciones para accionamientos electromecnicos ms comunes planteados a lo largo de diversas asignaturas. Desde el punto de vista de la aplicacin, el estudiante desconoce la realidad de la industria que hace necesario la aplicacin de estas configuraciones para los accionamientos.

As pues, este proyecto intenta justificar los estudios realizados en este campo y reforzar el conocimiento mediante el anlisis de algunas de sus ms importantes aplicaciones industriales.

4. OBJETIVOS DEL PROYECTO4.1 GENERAL:

DISEO Y CONSTRUCCIN DE BANCO DE PRUEBAS QUE PERMITA REALIZAR PRCTCAS SOBRE ACCIONAMIENTOS ELECTROMECANICOS.

4.2 ESPECFICOS: Identificar los diferentes equipos y sus componentes instalados en el banco de pruebas Describir el funcionamiento de los equipos asociados al banco de pruebas. Formular un instructivo de las prcticas que se pueden realizar con este banco de pruebas. Implementar los procedimientos para la realizacin de las prcticas de laboratorio con el fin de garantizar el ptimo funcionamiento del banco de pruebas. Instalar el banco de pruebas dentro de las instalaciones de las unidades tecnolgicas de Santander en la regional Ccuta.5. METODOLOGIASe inici el trabajo de grado realizando un inventario del equipo elctrico con que contaba la universidad. Luego se prob cada uno de los dispositivos para determinar los que se podran utilizar en el banco. Conociendo los elementos que estaban en condiciones de funcionar, se determinaron las pruebas de laboratorio que se podran realizar. A continuacin, se recopil los datos tericos y los antecedentes, adems se investig los principios de funcionamiento y partes principales de cada uno de los elementos.

El siguiente paso fue hacer un diseo preliminar de la estructura del banco de pruebas y de la ubicacin en l de los elementos elctricos. Para comprobar que este era adecuado se realizaron clculos mecnicos y elctricos.

Con la ayuda de estos clculos se pudo determinar el diseo final tanto de la parte elctrica como mecnica del banco de pruebas. Al mismo tiempo que se construy la estructura del banco, se implementaron las guas de laboratorio incluidas en el trabajo de graduacin.

Una vez que la estructura del banco estaba finalizada, se cotizaron y compraron los dispositivos elctricos que se iban a necesitar para las conexiones elctricas de los elementos del banco de pruebas. Despus se procedi a ubicar los elementos en el banco y a realizar las conexiones elctricas para poder desarrollar las guas de laboratorio. Como paso final, se realizaron las diferentes guas de laboratorio para comprobar el funcionamiento de todos los mdulos del banco de pruebas.

Descripcin de la etapa de investigacin

En esta etapa se recopilo toda la informacin sobre los diferentes elementos que se emplearan en el banco de pruebas tales como son los elementos de control entre otros pulsadores, parada de emergencia, llave de bloqueo de circuitos, elementos de fuerza como lo son los contactares, elementos de indicacin visual como leds de sealizacin y diversos tipos de rels, adems de elementos de proteccin como fusibles e interruptores trmicos.

En los elementos del sistema de control, se describieron sus partes y su funcionamiento as como sus caractersticas elctricas y la funcin que cumpliran dentro del banco de pruebas. Se realiz lo mismo con los elementos de proteccin y fuerza.

Adems se realizaron los clculos elctricos para determinar las protecciones, el calibre del conductor y el rel de sobrecarga a utilizar en el banco de pruebas. Para efectuar estos clculos se tomaron los datos de placa de caractersticas de cada elemento. Para los clculos mecnicos, se pesaron cada uno de los elementos del banco y tras ubicarlos en el plano de cada mdulo, se procedi a realizar los clculos de esfuerzo en las vigas y en las secciones de madera del banco para comprobar que los materiales Seleccionados soportaran el peso de los elementos y de la estructura del banco de pruebas.

Descripcin de la implementacin de las pruebas de laboratorio

En total, el proyecto de grado se disearon quince guas de pruebas de laboratorio. Cada una de ellas deber contener la siguiente informacin: Nombre de la prueba. diagrama de fuerza y control que se implementarn en dicha prueba. Objetivo de la prueba..

Instrumentos y equipos a utilizar

Procedimiento

Resultado de las mediciones realizadas si las hay.La primer gua es una introduccin para el uso del banco y de los elementos de medicin en el instalados con las debidas recomendaciones respecto de su uso y preservacin aclarando que si no se tiene el suficiente soporte o conocimiento y la claridad para realizar las mediciones adems del conexionado respectivo es mejor no proceder a realizar la practica hasta tanto no se tenga claridad o este en compaa de su tutor.

6. CRONOGRAMAACTIVIDADESJUNIOJULIO

Diseo de los bancos de prcticas.

Compra de materiales para la construccin del banco

Documentacin e investigacin bibliogrfica

Pintura e instalacin de accesorios de los bancos de practicas

Compra de materiales elctricos

Instalacin y adecuacin de materiales elctricos.

Elaboracin de proyecto y libros de prcticas.

7. ALCANCECon el banco que se disear y construir se realizarn las siguientes pruebas de laboratorio:

Arranque de motor trifsico por impulso Arranque de motor trifsico por impulso inicial

Arranque de motor trifsico con inversin de marcha y enclavamiento por contacto auxiliar

Arranque de motor trifsico con inversin de marcha y enclavamiento por pulsadores (sin pulsar parada)

Arranque de motor trifsico con inversin de marcha y enclavamiento por pulsadores (pulsando parada)

Arranque de motor trifsico por conmutacin estrella-triangulo con pulsadores

Arranque de motor trifsico por conmutacin estrella-triangulo con bloque temporizado

Arranque de motor trifsico por conmutacin estrella-triangulo con rel temporizado independiente

Arranque de motor trifsico por impulso inicial con sealizacin

Estas aplicaciones tambin contarn con una gua para realizarse en el laboratorio, as como tambin diagramas y esquemas explicativos para el correcto montaje en el banco de pruebas.

Cabe resaltar que el banco puede interactuar con otros mdulos que se construirn por parte de otros grupos que de manera planificada y concertada construirn bancos similares con otras caractersticas pero que podrn entrar en acoplamiento con el banco que hoy se presenta. Tales mdulos sern:

Banco de pruebas para realizar prcticas de laboratorio de circuitos polifsicos y

Banco de pruebas para realizar prcticas de controles elctricos.

8. LIMITACIONES

El banco de pruebas de accionamientos elctricos est enfocado en el montaje de circuitos para la puesta en marcha de mquinas elctricas. Est dotado con los elementos necesarios para realizar montajes y aplicaciones de accionamientos de mquinas elctricas con sus respectivos elementos de control, proteccin y accionamiento para lgica cableada. Pero no viene provisto de las maquinas elctricas requeridas para las pruebas, se hace necesario contar con las maquinas elctricas existentes en los laboratorios actuales y que son necesarias para evidenciar el funcionamiento del banco y los posibles esquemas cableados por los estudiantes y que hacen parte de las practicas propuestas. De igual manera los cables para conexionado con terminales de bananas macho se utilizaran los existentes en los laboratorios actuales.9. PRODUCTOS9.1 Resultados de nuevo conocimiento

Tipo ProductoNombre o ttulo del productoPublicacin, casa editorial o institucin que otorga la patenteObjetivo relacionado

1Libro del proyectoUTS

9.2 Resultados Tecnolgicos

Tipo ProductoNombre del productoObjetivo relacionado

1Entrega del informe en medio magntico

2Entrega de planos y socializacin proyecto

9.3 Resultados de Formacin

Nmero de PersonasTipo de FormacinObjetivo relacionado

2Estudiantes de prctica social comunitaria.

10. PRESUPUESTO TOTAL Y FUENTES DE FINANCIACION

10.1 Resumen del presupuesto

CONCEPTOAportado por sede UTS Aportado por

EstudiantesAportado por

UTS

GASTOS GENERALES Y ELEMENTOS DE CONSUMO

Papelera Internet y tiles varios$ 250 000

GASTOS PERSONALES

Gastos de transporte

Alimentacin

Vivienda$ 285 000$ 640 000$ 250 000

INVERSIONES

Mano de obra

Materiales

Herramientas de trabajo

consultora$ 3 000 000$ 1800 000$ 125 000$1 000 000

OTROS GASTOS E IMPREVISTOS

imprevistos$ 100 000

TOTAL$7 450 000

TOTAL:$ 7 450 000

10.2 Recurso Humano

NombreRolDedicacin

HorasValor

HoraRecursosTotal

PropiosContrapartida

Oscar Orlando Guerrero dasasesor20$50.000$1.000.000.oo

Total$ 1000000

11. ENTIDADES INTERESADAS EN EL PROYECTO DE GRADO Coordinacin Electricidad y Telefona

Unidades Tecnolgicas De Santander.12. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Norma Tcnica Colombiana

NTC 2050

2002 Normas Tcnicas Electrificadora de Santander. (ESSA).

2005 Reglamento Tcnico de Iluminacin y Alumbrado Pblico

RETILAPResolucin 91872 de diciembre 28 de 2012 Reglamento Tcnico de Instalaciones Elctricas

RETIE 2012

EVALUADORES

NombreProfesinInstitucin

MODALIDAD: prctica social comunitaria

FECHA: Julio de 2015RECIBIDO:

TITULO DEL PROYECTO:

DISEO Y CONSTRUCCIN DE BANCO DE PRUEBAS QUE PERMITA REALIZAR PRCTCAS SOBRE ACCIONAMIENTOS ELECTROMECANICOS.

DIRECTOR DEL PROYECTO CODIRECTOR DEL PROYECTO

NOMBRE: NOMBRE: ____________________________

FIRMA: FIRMA: ____________________________

CC: CC: _______________________

FIRMA:________________________________

CC: ___________________________________

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