COMPONENTES DE LOS SISTEMAS ELECTRONEUMÁTICOS Y ELECTROHIDRÁULICOS
Entre los equipos
más importantes se encuentran los: Pulsadores,
interruptores, finales de carrera mecánicos, sensor inductivo, sensor capacitivo,
sensor fotoeléctrico, sensor magnético, presóstato, relés electromecánicos, temporizador
con retardo a la conexión (on delay), temporizador con retardo a la desconexión
(off delay), contador electromecánico, válvulas electroneumáticas 3/2-5/2-5/3,
válvulas electrohidráulicas 3/2-4/2-4/3.
Esto como
el primer paso en el camino
para dominar tecnología de
la lógica cableada
Los siguientes videos resumen el contenido del capitulo
Actividad: Observar el video “COMPONENTES ELECTROMECÁNICOS DE LOS
CIRCUITOS ELÉCTRICOS” en el enlace https://youtu.be/46TcPLrimMY
https://youtu.be/YpG1msEkSWA
DESCARGUE EL DOCUMENTO EN FORMATO DIGITAL
https://www.researchgate.net/publication/351458721
https://www.academia.edu/48871902
1.1. Elementos eléctricos para la entrada de señales
El
control de la energía eléctrica en los circuitos electroneumáticos o
electrohidráulicos es procesado por elementos operativos muy diversos, por tal razón
y por simplicidad se usan estos elementos como símbolos en los esquemas
eléctricos. Esto facilita la instalación y el mantenimiento de mandos.
El
especialista en mandos eléctricos debe conocer la simbología y el funcionamiento
de cada uno de los componentes, a fin de estar en capacidad de interpretar planos
e identificar las fallas cuando aparezcan.
Estos
elementos tienen el cometido de introducir en el ámbito del tratamiento de las
señales eléctricas procedentes de los diferentes puntos de un mando, cuando el
control de tales elementos sucede por la unión de contactos eléctricos, se
habla de mando por contacto, en caso contrario se trata de mando sin contacto o
electrónico. En cuanto a la función se distingue entre los elementos contacto
de cierre, contacto de apertura y contacto de conmutación.
El
contacto de cierre (normalmente abierto) tiene el cometido de cerrar el
circuito, el contacto de apertura (normalmente cerrado) ha de abrir el
circuito, el contacto de conmutación abre o cierra el circuito.
Figura 1. Tipos de contactos eléctricos
El contacto de conmutación es un
ensamble combinado de contacto de cierre 3-4 y contacto de apertura 1-2.
Ambos contactos tienen un elemento móvil de conexión. Este elemento de conexión, en posición de reposo tiene contacto siempre sólo con una conexión.
El accionamiento de estos elementos
puede tener lugar manual o mecánicamente o bien por mando a distancia (energía
de mando eléctrica, neumática). Otra distinción existe entre pulsador e
interruptor. El pulsador ocupa por el accionamiento una determinada posición de
contacto y solamente mientras existe el accionamiento del mismo. Al soltarlo
vuelve a ocupar la posición inicial.
1.1.1. Pulsadores
Para que una máquina o instalación
pueda ponerse en movimiento, hace falta un elemento que introduzca la señal. Un
pulsador, es un elemento tal, que ocupa en el accionamiento continuo la
posición deseada de conexión.
Figura 2. Pulsadores
Fuente: D. Scholz, «Fundamental
of electrohydraulic, Collection of transparencies », Festo Didactic GmbH &
Co. Pag.10, 2001.
La figura muestra ambas posibilidades, es decir como contacto de cierre (NA) y como contacto de apertura (NC). Al accionar el pulsador, actúa el elemento móvil de conexión en contra de la fuerza del muelle, uniendo los contactos (contacto de cierre 3-4) o separándolos (contacto de apertura 1-2). Haciendo esto está el circuito cerrado o interrumpido. Al soltar el pulsador, el muelle procura su reposición a la posición inicial.
Figura 3.
Pulsador de conexión - desconexión
Fuente: G.Prede
«Electroneumatics, Basic level », Festo Didactic GmbH & Co. 2002.
En la figura aquí mostrada, ambas
funciones (contacto de cierre y contacto de apertura), están ubicadas en un
solo cuerpo. Accionando el pulsador quedan libres los contactos de apertura e
interrumpen el circuito. En el contacto de cierre establece el elemento de
conexión el cierre entre los empalmes, quedando el circuito cerrado. Soltando
el pulsador lleva el muelle los elementos de conexión a la posición inicial.
La aplicación de los pulsadores es
necesaria en todos aquellos casos, donde han de comenzar ciclos de trabajo y
donde deben alcanzarse determinados desarrollos funcionales por la Introducción
de señales o donde hace falta un accionamiento continuo por razones de
seguridad.
En la realización del circuito juega
la elección de estos elementos, ya sea como contacto de cierre o contacto de apertura o contacto de
cierre/apertura juntos (contacto conmutado), un papel importante.
Las industrias eléctricas ofrecen los
más diversos pulsadores. Un pulsador puede estar equipado también con varios
contactos, p. ej. 2 contactos de cierre y 2 de apertura o 3 contactos de cierre
y 1 contacto de apertura.
Los pulsadores que se encuentran en
los bancos electrohidráulicos FESTO cuentan con dos contactos NA y dos
contactos NA, los cuatro contactos cambian su estado al accionar el pulsador.
Figura 4.
Pulsador de múltiples contactos
Fuente: Elaboración propia
A menudo ofrece el comercio los pulsadores equipados con una lámpara de señal.
Actividad: Observar el video FESTO “Señales” en
el enlace https://www.youtube.com/watch?v=QOqgvAeWpMM
Estos interruptores de botón quedan
mecánicamente enclavados en el primer accionamiento. En el segundo accionamiento
vuelve a quedar anulado el enclavamiento, el interruptor reconecta a la
posición Inicial. Los pulsadores e interruptores de botón están especificados
en la DIN 43605 y tienen una determinada posición de montaje.
El interruptor también ocupa por el accionamiento
una posición de conexión muy determinada. Pero para mantener dicha posición no
hace falta un accionamiento continuo del interruptor. Este interruptor
incorpora casi siempre un enclavamiento mecánico. Sólo por un nuevo
accionamiento regresa el interruptor a la posición inicial.
Figura 5.
Interruptor
Fuente: G.Prede, «Electroneumatics, Basic level », Festo Didactic GmbH & Co. 2002.
Interruptor normalmente abierto
con accionamiento manual por estirado
Interruptor normalmente
abierto con accionamiento manual por giro
El interruptor que se encuentra en los bancos electrohidráulicos cuenta con dos contactos NA y dos contactos NA, los cuatro contactos cambian su estado al accionar el interruptor.
Figura 6. Interruptor de múltiples contactos
Figura 7. Entradas de señales FESTO
La gráfica anterior describe la distribución de
Interruptor y pulsadores presentes en el laboratorio FESTO.
1.1.3. Finales de carrera mecánicos
Con los finales de carrera se detectan determinadas posiciones
de piezas de maquinaria u otros elementos de trabajo.
En la elección de tales elementos introductores de señales
es preciso atender especialmente la solicitación mecánica, la seguridad de
contacto y la exactitud del punto de conmutación.
En su ejecución normal estos interruptores finales tienen un contacto conmutado. En ejecución especial son posibles otras combinaciones de conexión.
Los finales de carrera se distinguen también según la
introducción de contactos: Contacto lento o contacto rápido.
En el contacto lento, la velocidad de apertura o cierre de
los contactos es idéntica a la del accionamiento del pulsador (apropiado para
bajas velocidades de acceso). En el contacto rápido no tiene importancia la
velocidad de acceso, ya que, en un punto muy determinado, el conmutado tiene
lugar bruscamente. El accionamiento del final de carrera puede tener lugar a
través de una pieza fija, ej. leva o palanca con rodillo. Para el montaje y el
accionamiento de los finales de carrera hay que fijarse en las indicaciones del
fabricante, siendo preciso restar el ángulo de acceso y el sobre-recorrido.
Los finales de carrera son frecuentes que estén diseñados
con un par de contactos de conexión – desconexión
Figura 8. Final de carrera en posición de reposo (no está accionado)
En
este caso el final de carrera se puede usar como normalmente cerrado (NC) o como normalmente abierto (NA).
Figura 9. Final de carrera mecánico accionado (por el cilindro o pieza).
En este caso los contactos del final de carrera se representan de la siguiente forma:
El
contacto normalmente cerrado (NC) o como normalmente abierto (NA).
Actividad: Observar el video FESTO “Señales Eléctricas.” en el enlace
https://www.youtube.com/watch?v=IB84iT3tYoU&list=PLD2A9AFF534188D93&index=4
1.1.4. Sensores de proximidad
Los sensores de proximidad son componentes
electrónicos que detectan la presencia de objetos cercanos sin
necesidad de contacto físico. Dentro de
sus múltiples aplicaciones están, la
detección de la posición de
los cilindros en sistemas
electroneumático o electrohidráulico, sistemas de transporte, maquinaria
industrial, pantallas táctiles, sensores
de parqueaderos, sistemas de advertencia y dispositivos móviles. Los sensores
de proximidad utilizan una serie de métodos de detección físicos que incluyen
el acoplamiento capacitivo, captador inductivo, infrarrojo, fotodetección de
luz ambiental , ultrasonido y efecto Hall.
1.1.4.1 Los sensores de proximidad capacitivos
Los sensores de proximidad capacitivos son dispositivos sin contacto que pueden detectar la presencia o ausencia de prácticamente cualquier objeto independientemente del material.
La señal es generada ante la presencia de materiales aislantes con
gran constante dieléctrica
que se atraviesan en el
campo eléctrico generado.
Utilizan
la propiedad eléctrica de la capacitancia y el cambio de capacitancia basado en
un cambio en el campo eléctrico alrededor de la cara activa del sensor. Tiene contactos asociados que
abren o cierran cuando
su campo electromagnético es
cambiado
Figura 10. Sensor capacitivo
Fuente : Software fluid
Sim P V4.2 -
Festo ©
1.1.4.2 Sensores de proximidad inductivos
Los sensores de proximidad inductivos son Interruptor que se
cierra cuando se cambia el campo electromagnético inducido.
La señal es
generada ante la
presencia de un material
con buena conductividad que en el campo
magnético oscilante.
Detectan cambios en la resistencia magnética (reluctancia).
Un bucle de inducción detecta los cambios en la composición del material del
flujo magnético que viaja y por el que crea la resistencia. Estos son sensores
extremadamente reforzados utilizados en aplicaciones industriales, puede
detectar objetos metálicos ,sensores de rotación y control de semáforos. Los
sensores de efecto Hall funcionan de manera similar a la detección inductiva,
pero utilizan desviación de electrones provocada por las fuerzas de Lorentz
creadas por un campo magnético.
Figura 11. Sensor inductivo
Fuente : Software fluid
Sim P V4.2 -
Festo ©
Un campo magnético de alta frecuencia es generado por la bobina L en el circuito de oscilación. Cuando un objeto se acerca al campo magnético, fluye una corriente de inducción (corriente de Foucault) en el objeto, debido a la inducción electromagnética. Conforme el objeto se acerca al sensor, aumenta el flujo de corriente de inducción, lo cual provoca que la carga en el circuito de oscilación crezca. Entonces, la oscilación se atenúa o decrece. El sensor detecta este cambio en el estado de oscilación mediante el circuito de detección de amplitud, y emite una señal de detección.
Figura 12. Sensor de efecto Hall
Fuente : https://www.keyence.com.mx/ss/products/sensor/sensorbasics/proximity/info/
1.1.4.3 Los sensores de proximidad infrarrojos/ópticos
Los detectores de proximidad infrarrojos/ópticos son Interruptores que se cierran cuando se interrumpe la barrera de luz o cuando la luz es detectada de regreso, son una combinación de un LED emisor, lente direccional, lente receptor y una matriz fotodetectora.
Se emite un haz luminoso desde el elemento emisor de luz, el cual es recibido por el elemento receptor de luz.
Figura 13. Sensor de proximidad infrarrojos/ópticos
Fuente : Software fluid Sim P V4.2 - Festo ©
Tipos de sensores ópticos
Figura 14. Tipos de sensores ópticos
Fuente: https://es.slideshare.net/ybladeshark/unidad-1-sensores
Modelo reflectivo
Fuente: https://www.keyence.com.mx/ss/products/sensor/sensorbasics/photoelectric/info/
Un sensor fotoeléctrico de tipo reflectivo se utiliza para detectar el haz de luz reflejado desde el objeto.
Tanto el emisor de luz como los elementos
receptores están contenidos en una sola carcasa. El sensor recibe la luz
reflejada desde el objeto.
Modelo de barrera
Un sensor de tipo de haz de barrera se utiliza para medir el cambio en la cantidad de luz causado por el objeto al cruzar el eje óptico.
El transmisor y el receptor están separados. Cuando el objeto se encuentra entre el transmisor y el receptor, se interrumpe la luz.
Fuente: https://www.keyence.com.mx/ss/products/sensor/sensorbasics/photoelectric/info/
Modelo retroreflectivo
Tanto el emisor de luz como los elementos receptores están contenidas en un mismo recinto. La luz del elemento emisor incide en el reflector y regresa al elemento receptor de luz. Cuando hay un objeto presente, se interrumpe la luz.
Fuente: https://www.keyence.com.mx/ss/products/sensor/sensorbasics/photoelectric/info/
1.1.4.5 Sensor de Proximidad Magnético
La señal es generada por un imán cuyo campo cierra los contactos integrados en el interruptor.
Figura 15. Sensor magnético
Fuente :
Software fluid Sim P
V4.2 - Festo
©
Un (Reed Switch)
interruptor de lengüeta es un interruptor electromagnético que se
utiliza para controlar el flujo de electricidad en un circuito. Están hechos de
dos o más cañas ferrosas encerradas dentro de una pequeña envoltura similar a
un tubo de vidrio, que se magnetizan y se mueven juntas o se separan cuando un
campo magnético se mueve hacia el interruptor.
Fuente : https://www.first4magnets.com/blog/what-is-a-reed-switch-and-which-magnets-operate-them/
1.2. Elementos eléctricos para el procesamiento de señales
Los
relés son elementos, que conectan y mandan con un coste energético
relativamente bajo. Los relés se aplican principalmente para el procesamiento
de señales. El relé se puede contemplar como un interruptor accionado
electromagnéticamente, para determinadas potencias de ruptura.
Hoy
en día se recurre a los relés para cometidos de mando o regulación en máquinas
e instalaciones por su característica para multiplicar los contactos. Existen razones de peso para que el
relé tenga todavía su sitio en el mercado, pese a la era electrónica.
- Ampliamente exento de mantenimiento.
- Adaptación fácil para diferentes tensiones de servicio.
- Alta frecuencia de conexiones.
- A temperaturas 80°C hasta -40°C aprox. trabajan los relés todavía con seguridad.
- Permite la conexión de varios circuitos independientes.
- Conexión tanto de muy pequeñas. como también de relativamente altas intensidades y tensiones
- Existe
una separación galvánica entre el circuito de mando y el circuito principal.
Dado que todas estas características positivas de un relé son deseables en la práctica y quedan cumplidas, ocupará el relé como elemento de conexión en electrotecnia, un sitio importante en el futuro. No obstante, el relé como todo elemento, tiene sus desventajas:
-
Abrasión de los contactos de trabajo por arco voltaico y también oxidación de los
contactos.
-
El espacio necesario en comparación con los transistores.
-
Ruidos en el proceso de conmutación.
-
Velocidad conmutadora limitada de 3 m/s a 17 m/s.
-
Influencias por suciedades (polvo) en los contactos.
En la práctica existen múltiples y diferentes tipos de construcción y sin embargo el funcionamiento es idéntico en todos los casos.
Figura 16. Relé electromecánico
Funcionamiento
Aplicando tensión a la bobina, circula corriente eléctrica
por el arrollamiento y se crea un campo magnético, por lo que la armadura es atraída
al núcleo de la bobina. Dicha armadura, a su vez, está unida mecánicamente a
los contactos que llegan a abrirse o a cerrarse. Esta posición de conexión
durará, mientras esté aplicada la tensión. Una vez desaparezca la tensión, se
desplaza la armadura a la posición inicial, debido a la fuerza del resorte.
En la práctica se utilizan símbolos
para los relés, para facilitar mediante una representación sencilla la lectura
de esquemas de circuito
Figura 17. Relé electromecánico de contactos NO
Fuente: Elaboración propia
El relé recibe las designaciones A1 y A2 (conexiones de la bobina). El relé tiene 4 contactos de cierre (NA), la figura 11. lo muestra claramente. Por lo demás se recurre a las designaciones numéricas
13 23 33 43
14 24 34 44
La primera cifra es una numeración
continua de los contactos. La segunda cifra, en el presente ejemplo siempre
3-4, indica que se trata de un contacto de cierre (NA).
Figura 18. Relé electromecánico de múltiples contactos
Fuente:
Elaboración propia
Cuando hacen falta contactos distintos, se emplean relés con contactos de apertura y de cierre en un mismo elemento.
Los relés con los que se cuenta en
los bancos didácticos están diseñados con cuatro contactos de conexión-
desconexión.
Figura 19. Relé electromecánico de 14 pines
La designación numérica es una gran ayuda
en la práctica. Facilita considerablemente la conexión de relés.
La figura anterior ilustra la caja de (3) tres relés electromecánicos a 24 VDC usados para las prácticas de laboratorio
Actividad: Observar el video FESTO “Electroneumática
explicación básica” en el enlace https://www.youtube.com/watch?v=9y6QgTQ4OQM
Actividad: Observar el video FESTO denominado “Elementos Electromecánicos” El cual amplia el funcionamiento del relé, temporizador y contador electromecánico. En el enlace
https://www.youtube.com/watch?v=3Ka3e23fp7w&list=PLrX8zzQI15uSthnXAOcEi1KCczs673Zd-
1.3. Relés de tiempo o temporizadores
Este tipo de relés tiene el cometido de transcurrido un
tiempo ajustable determinado conectar o desconectar en un circuito los
contactos, tanto si son de apertura como de cierre.
En este caso se habla de órganos temporizadores con
retardo a la excitación o retardo a la des excitación.
1.3.1 Temporizador
con retardo a la conexión (al trabajo – On delay).
Al
aplicar tensión, es decir, al accionar el pulsador S, empieza el contaje del
tiempo ajustado; una vez alcanzado el tiempo ajustado, tiene lugar un cierre
del circuito por medio de la conexión15-18.
¿Cómo se lleva a cabo el retardo?
Cerrando el contacto S pasa la
corriente por la resistencia R1, que es ajustable. La corriente no tomará el
camino hacia el relé K1, sino que llegará a través del contacto de apertura de
K1 hacia el condensador C. El condensador se cargará y excitará al relé K1, una vez
alcanzada la tensión de atracción después de cierto tiempo.
El tiempo depende de la resistencia
ajustable R1. Cuando se activa el relé K1 queda el circuito cerrado en la
conexión 18. El contacto conmutador en el condensador cierra el circuito a
través de la resistencia R2, por lo que inicia la descarga de este y el proceso
puede comenzar de nuevo.
Figura 20. Temporizador al trabajo
Fuente: «Introducción a la electroneumática, manual de estudio para el seminario FESTO PE 23», H. Meixner / E. Sauer, Festo Didactic GmbH & Co. 1997.
Los elementos recuadrados se encuentran dentro del elemento temporizador.
Figura 21. Caja de temporizadores
usada en las prácticas del laboratorio – FESTO
Fuente: «Electrohydraulic, workbook
advanced level », D. Merkle, A. Zimmermann, H. Werner, Festo Didactic GmbH
& Co. 1995.
Figura 22. Circuito básico de temporización al trabajo
Fuente: Elaboración propia
Funcionamiento: Cuatro (4) segundos después que llega la señal del pulsador se activan los contactos asociados del temporizador.
Actividad: Simule el circuito con el software Fluid Sim para comprobar
el funcionamiento de un temporizador a la conexión (al trabajo).
1.3.2. Temporizador con retardo a la desconexión (al reposo-Off delay).
En el relé temporizador con retardo a
la desconexión al cierre del pulsador S aparece de inmediato una señal de
salida (ver diagrama de funcionamiento).
Sólo una vez anulada la tensión de
mando o la señal de entrada, comienza el descuento del tiempo de retardo
ajustado.
¿Qué aspecto tiene aquí el
comportamiento del órgano temporizador?
La figura siguiente lo vuelve a
explicar.
Figura 23. Temporizador a la desconexión 
Fuente: « Introducción a la electroneumática, manual de estudio para el seminario FESTO PE 23», H. Meixner / E. Sauer, Festo Didactic GmbH & Co. 1997.
Los elementos recuadrados se vuelven
a encontrar dentro del órgano temporizador.
Al accionar el pulsador S, el relé K1
puede atraer y lo hará, suministrando una señal. El condensador que
ha sido cargado a través de la resistencia
R2, después de que el contacto conmutador de K1 ha creado la unión entre ambos
elementos.
Pero una vez conectado el relé K1, el
contacto K1 conmutará.
Este estado queda mantenido. Sólo cuando
el pulsador S vuelve a interrumpir el circuito, se descarga el condensador a
través de la resistencia ajustable R1 y del relé K1. Haciendo esto permanece el relé K1 aún en
estado conectado, mientras el condensador se descarga. Sólo entonces vuelve a
establecerse la posición inicial.
Figura 24. Circuito básico de
temporización a la desconexión
Fuente: Elaboración propia
Funcionamiento: Inmediatamente llega la señal a este temporizador se activan sus contactos asociados, tres (3) segundos después de la desconexión del pulsador se desactiva contactos asociados del temporizador
Actividad: Simule el circuito con el software Fluid Sim para comprobar el funcionamiento de un temporizador a la desconexión (al reposo).
1.4. Contador electromecánico
El contador es un relevo electromecánico que se activa después de recibir un número de eventos (señales) determinadas, después de las cuales conmuta los contactos asociados, y requiere de una señal de Reset para reestablecerlo a su estado original.
Actividad: Simule el circuito con el software para comprobar el funcionamiento de un contador electromecánico
En la figura se aprecia un modelo de
contador electromecánico elaborado por FESTO Didactics.
Figura 26.
Contador electromecánico – FESTO
1.5. Válvulas electroneumáticas
Al aplicar la técnica de mandos a sistemas
electroneumáticos, es preciso el empleo de sistemas convertidores como lo son las
válvulas electroneumáticas, estas son sistemas convertidores que tienen el
cometido de transformar las señales eléctricas aplicadas a las bobinas en
señales neumáticas.
Estas componentes constan de una
válvula neumática y de una parte eléctrica de mando (cabeza de electroimán).
En esta sección se presentarán y explicarán
las electroválvulas más importantes.
Actividad: Buscar en la Web y analizar el siguiente video: “Funcionamiento de una electroválvula y válvula” en el enlace https://www.youtube.com/watch?v=G07pIwiblc8
1.5.1. Electroválvula 3/2 vías.
La electroválvula 3/2 vías monoestable consta de una posición de cierre en reposo con retroceso por muelle y accionamiento auxiliar manual, es utilizada para el mando de cilindros de simple efecto y para el mando de otras válvulas.
Por una señal eléctrica en la bobina, se origina un campo magnético, que hace que la armadura se levante de su asiento, ocupando la posición superior.
Existen dos (2) posibles estados en los
que puede estar una electroválvula monoestable.
Uno cuando la bobina magnética está sin corriente: el puerto 1 está cerrado y el aire puede fluir del puerto 2 a 3 hacia la atmosfera y el conducto de servopilotaje está bloqueado por el inducido.
El otro estado corresponde a la bobina magnética energizada: en este caso el electroimán levanta el bloque del inducido y abre el conducto del servopilotaje de aire que acciona el embolo de la válvula y permite el flujo de aire del puerto 1 al 2, bloqueando el número 3.
Figura 27. Electroválvula 3/2 vías, normalmente cerrada
Fuente: D. Scholz, «Fundamental
of electrohydraulic, Collection of transparencies », Festo Didactic GmbH &
Co. Pag.110, 2001.
Actividad: Observar el video FESTO “Electroválvulas” en el enlace https://www.youtube.com/watch?v=JtmijW6LjqM
1.5.2. Electroválvula 5 /2 vías monoestable.
La electroválvula 5/2 vías monoestable consta de una
posición de reposo con retroceso por muelle y accionamiento auxiliar manual, se
utiliza para el mando de cilindros de doble efecto y para el mando de otras
válvulas.
La alimentación de la bobina debe ser mantenida (autorretenida) para lograr
el accionamiento del cilindro, una vez desenergizada la bobina el cilindro retorna
a la posición inicial por efecto de un resorte.
Existen dos (2) posibles posiciones en los que puede estar una electroválvula monoestable.
En la posición de reposo: la bobina magnética se encuentra sin
corriente, permitiendo que el aire a presión pasa del puerto 1 al 2, la salida del
aire se habilita del puerto 4 al 5, manteniendo la conexión 3 está cerrada y el
conducto del servopilotaje está cerrado por el cuerpo del inducido.
En la posición activada: La bobina magnética se encuentra
alimentada con 24 VDC y fluye la corriente, produciendo el levantamiento del
inducido; y la apertura del conducto guía del servopilotaje que empuja el embolo
de la válvula, ocasionando que el aire a presión que entra por el punto 1 al 4,
el escape de aire se presenta entre el punto 2 al 3 y se cierra la conexión 5.
Figura
28. Electroválvula 5 /2 vías monoestable.
Fuente: D. Scholz, «Fundamental of
electropneumatics, Collection of transparencies », Festo Didactic GmbH &
Co. Pag.12, 2003.
Actividad: Observar el video FESTO “Válvulas Electroneumáticos” en el enlace https://www.youtube.com/watch?v=A0xX2zORIQY&list=PLD2A9AFF534188D93
Actividad: Observar el video FESTO “Aplicación
de las señales electroneumáticas.” en el enlace https://www.youtube.com/watch?v=EWIEME3Y5rw&list=PLD2A9AFF534188D93&index=1
1.5.3. Electroválvula 5/2 vías biestable
La electroválvula 5/2 vías biestable se utiliza para el mando
de cilindros de doble efecto y para el mando de otras válvulas, consta de dos
(2) posibles posiciones, es también llamada válvula de “memoria” debido a que mantendrá
la posición que le ha asignado la última señal de mando sin necesidad de que esta
se mantenga autorretenida, es decir que en esta válvula solo es necesario darle
la señal de mando una sola vez para que ejecuta la acción, pero es muy importante
asegurarse que la bobina contraria no esté alimentada, de lo contrario se presentaría
una “interferencia
La electroválvula 4/3 vías consta de dos bobinas a ambos
lados de la misma que le permiten el avance o retroceso de un cilindro, en su
control no se debe permitir que ambas bobinas estén activas simultáneamente ya
que se produciría una “interferencia”, lo que bloquearía la válvula, quedándose
donde estaba inicialmente.
Existen dos (3) posibles situaciones para el accionamiento de una electroválvula biestable:
1)
La bobina magnética Y2 alimentada y
la bobina magnética Y1 sin corriente: en esta situación, la válvula
conmuta, cerrando el puerto 3, el aire a presión fluye del puerto 1 al 2, el
escape de aire se presente desde el puerto 4 al 5.
2)
La bobina magnética Y1 energizada,
bobina magnética Y2 sin alimentación: la válvula conmuta, se cierra la
conexión 5, el aire pasa del puerto 1 al 4, la salida del aire a la atmosfera 2
tiene lugar entre los conductos 2 y 3.
3)
Las dos bobinas magnéticas (Y1 y Y2)
sin alimentación: la válvula se mantiene en la última posición de
maniobra.
Figura 29. Electroválvula 5/2 vías biestable
Fuente: D. Scholz, «Fundamental of electropneumatics, Collection of transparencies », Festo Didactic GmbH & Co. Pag.14, 2003.
Actividad: Observar el video FESTO “Válvulas Electrohidráulicas”
https://www.youtube.com/watch?v=h7z-3KXjvo8&list=PLrX8zzQI15uSthnXAOcEi1KCczs673Zd-
1.6. Válvulas electrohidráulicas
Las
electroválvulas son los equipos que hacen el enlace entre los sistemas de
control eléctrico (rapidez) y la parte operativa de las máquinas (fuerza
hidráulica), haciendo las veces de preacionamientos, es decir que el control
acciona la electroválvula y esta gobierna los actuadores hidráulicos. El uso de
las electroválvulas pone en evidencia las ventajas de ambos sistemas.
Estos sistemas convertidores se tratan de válvulas electromagnéticas, que tienen el cometido de convertir las señales eléctricas en señales hidráulicas.
Estas
válvulas electromagnéticas constan de una válvula hidráulica y de una parte
eléctrica de mando (cabeza de electroimán).
En
esta sección se presentarán y explicarán las electroválvulas más importantes.
Actividad: Observar el video FESTO “Válvulas Electrohidráulicas” en el enlace http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&NR=1&v=h7z-3KXjvo8
1.6.1. Electroválvula 2/2 vías (NC), con accionamiento manual auxiliar.
En posición de reposo está cerrada siendo ésta su posición base. Este elemento es una válvula de corredera de mando directo unilateral (monoestable). En la conexión 1 (P) llega el líquido comprimido. La corriente de líquido hacia la salida 2 (A) queda bloqueada por la armadura. Al aplicar una señal eléctrica en la bobina, se crea un campo magnético y la armadura es atraída. El líquido fluye desde la entrada 1 (P) hacia 2 (A). Una vez anulada la señal eléctrica, la válvula vuelve a ocupar la posición básica debido al muelle de reposición.
La
corriente de aceite desde 1 (P) hacia 2 (A) se puede franquear manualmente por
medio de un accionamiento auxiliar. A través de una superficie existente en un
tornillo, la armadura es levantada de su asiento.
Esta
electroválvula 2/2 vía se aplica como órgano de cierre.
Figura 30. Válvula electrohidráulica 2/2 vías (NC),
Fuente: D. Scholz, «Fundamental
of electrohydraulic, Collection of
transparencies », Festo Didactic GmbH & Co. Pag.08, 2001.
1.6.2. Electroválvula 3/2 vías (NC), con accionamiento manual auxiliar
Por una señal eléctrica en la bobina, se origina un campo magnético, que hace que la armadura se levante de su asiento, ocupando la posición superior.
El aceite fluye desde la entrada 1 (P) hacia la salida 2
(A); el orificio de escape 3 (T), existente en el tubo del imán, queda cerrado
por la armadura. Al anular en la bobina el campo magnético, el muelle de
reposición vuelve a empujar la armadura sobre el asiento obturador. El paso del
aceite de 1 (P) hacia 2 (A) queda bloqueado; el aceite del conducto de trabajo
escapa a través de la conexión 2 (A) hacia 3 (T) en el tubo del imán. También
aquí se permite un accionamiento manual de esta electroválvula 3/2 vías.
Este elemento se aplica en mandos provistos de cilindros
de simple efecto, en el mando de otras válvulas y en la conexión y desconexión
de aceite de pilotaje en mandos.
Figura 31. Válvula electrohidráulica 3/2 Normalmente cerrada
Fuente: D. Scholz, «Fundamental
of electrohydraulic, Collection of transparencies », Festo Didactic GmbH &
Co. Pag.10, 2001.
1.6.3. Electroválvula 4/2 vías (con accionamiento manual auxiliar).
La ele ctroválvula 4/2 vía consta de 2 válvulas
distribuidoras 3/2 y se
utiliza para el mando de cilindros de doble efecto y para el mando de otras
válvulas.
En estado accionado existe
comunicación entre los conductos 1 (P) Y 2 (A); el conducto 4 (B) está en
escape hacia 3 (T). Al quedar anulada la señal eléctrica, ambos émbolos de
válvula regresan a su posición inicial, por lo que existe comunicación entre
los conductos 1 (P) Y 4 (B); el conducto 2 (A) está en escape hacia 3 (T).
También en este caso facilita el accionamiento auxiliar un conmutado manual.
Figura 32. Válvula electrohidráulica 4/2
Fuente: D. Scholz, «Fundamental of electrohydraulic, Collection of transparencies », Festo Didactic GmbH & Co. Pag.15, 2001.
1.6.4. Electroválvula 4/3 vías
La electroválvula 4/3 vías constan de dos bobinas a ambos lados de la misma que le permiten el avance o retroceso de un cilindro, en su control no se debe permitir que ambas bobinas estén activas simultáneamente ya que se produciría una interferencia (bloqueo), esta válvula con centro cerrado permite en su posición central, fijar el cilindro en cualquier posición intermedia.
Figura 33. Válvula electrohidráulica 4/3 centro cerrado
Fuente: D. Scholz, «Fundamental of electrohydraulic, Collection of transparencies », Festo Didactic GmbH & Co. Pag.27, 2001.
- S. Majumdar. Oil Hydraulic Systems. New Delhi: Tata McGraw-Hill, 2001.
- A. Creus. Hidráulica y Neumática, 2da. ed. México: Alfaomega Marcombo, 2010
- C. Rouff, H. Werner, Electro-Pneumatics, workbook advanced level, Esslingen, Germany, Festo Didactic KG, (1994).
- D. Merkle, H. Werner, Electro-Hydraulics, workbook basic level, Esslingen, Germany, Festo Didactic KG, (1995).
- D. Merkle, A. Zimmermann, H. Werner, Electro-Hydraulics, workbook basic level, Esslingen, Germany, Festo Didactic KG, (1995).
- D. Merkle, K. Rupp, D. Scholz, Electro-Hydraulics, workbook basic level, Esslingen, Germany, Festo Didactic KG, (1995).
- G.Prede, D. Scholz, Electro-Pneumatics, basic level, Esslingen, Germany, Festo Didactic KG, (1995).
- D. Waller, H. Wemer, Th. Ocker, Electro-Pneumatic, workbook advanced level, Esslingen, Germany, Festo Didactic KG, (2002).
- C. Rouff, D. Waller, H. Wemer,Electro-Pneumatic, workbook basic level, Esslingen, Germany, Festo Didactic KG, (2002).
- Millan Teja, S. Automatización neumática y electroneumática. México: Alfaomega. (1996).
- FESTO Didactic. Introducción a la electroneumática, manual de estudio para el seminario FESTO PE 23. H. Meixner / E. Sauer. 2011.
- FESTO DIDACTIC. Introducción a la electrohidráulica, manual de estudio para el seminario FESTO PE 23. H.
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