04 - Electroneumatica Parte Ii 605v46

Electroneumática (Parte II)

Sistema Combinacionales y Sistemas Secuencial Un sistema combinacional es un sistema en el que el valor de sus salidas en un instante determinado, depende únicamente del valor de sus entradas en el mismo instante de tiempo. Entradas

Sistema combinacional

salidas

En cambio, un sistema secuencial es un sistema en el que el valor de sus salidas en un instante determinado, depende de la combinación de sus entradas en ese instante y de la historia previa en la evolución de dicho sistema. Entradas

Sistema combinacional Elementos de memoria

salidas

Para resolver sistemas secuenciales podemos seguir distintos métodos entre los que podemos mencionar: Método Intuitivo: Este método, sin descartar una cierta sistemática, se basa en la experiencia y la intuición del diseñador. Sin embargo cuando la complejidad de los circuitos se incrementa no es fácil establecer una ruta para su realización. Cuando se trabaja con finales de carrera mecánicos se suelen utiliza rodillos abatibles. Métodos Sistemáticos: En este tipo de método se incluyen metodologías sistemáticas de diseño que eliminan o minimizan la influencia del diseñador, por lo que permiten que la secuencia de operaciones se incremente sin problema. Los métodos mas comunes en neumática y electroneumático son los siguientes: - Método de cascada - Método de paso a paso

Métodos Sistemáticos Para poder explicar estos métodos vamos a ir desarrollándolos sobre un ejemplo que detallaremos a continuación: A

A

B B

Presionando un pulsador la maquina realiza un ciclo de mecanizado.

Método de cascada Este método plantea la elaboración del circuito eléctrico en dos partes, en la primera el circuito que memoriza los estados de la maquina y en la segunda el circuito que maneja los actuadores de la maquina. Comenzamos realizando un vuelo de águila sobre el circuito terminado del ejemplo planeado.

Cascada

Memoria

Método de cascada El procedimiento a realizar en este método, en principio, lo dividimos en 7 pasos: 1 – Dibujar todos los actuadores que intervengan con sus correspondientes válvulas de maniobra. También identificar los sensores que se utilizaran en el sistema, su tipo, su posición e identificarlo. Para el ejemplo se utilizaran electroválvulas 5/2 visitables, finales de carrera reedswitch y un pulsador NA.

Método de cascada 2 – Analizar la secuencia de movimientos de los actuadores de la maquina, realizar el cuadro de secuencia y el diagrama de pasos completo. Del ejemplo: A+ B+

a0

A

B-

s

b0

b1

B

A-

a1

a0

Método de cascada 3 - Dividir la secuencia de trabajo en grupos de manera que un mismo grupo no tenga dos letras iguales, y al mismo tiempo, que cada grupo tenga el máximo número de letras posible. A continuación encontramos los grupos para el ejemplo planteado: Grupo I A+

B+

Grupo II B-

A-

Condiciones de este punto: - Un mismo grupo no tiene movimientos de un mismo cilindro. - El número de grupos resultante debe ser el menor posible.

Método de cascada 4 – Representar en una tabla, la señales de accionamiento de las válvulas biestables para cada paso, en correspondencia con el cuadro de secuencia. También representar los finales de carreras accionados al final de cada movimiento. Para el ejemplo: Grupo I

Paso

1 2 3 4

Grupo

GI

GII

Señal en la Válvula

Final de carrera que se activa

A+(Y1)

a1

B+(Y3)

b1

B-(Y4)

b0

A-(Y2)

a0

Grupo II

A+

B+

B-

A-

a1

b1

b0

a0

Método de cascada 5 – Identificar en el cuadro de secuencia las señales de los finales de carrera que producen cambio de grupo. Para el ejemplo tenemos: Grupo I

Grupo II

A+

B+

B-

A-

a1

b1

b0

a0

Cambio de grupo

Cambio de grupo

Luego dibujar el circuito de memoria de los grupos. La estructura utilizada (n relés para n grupos) es la siguiente :

El valor de i varía desde 1 a n, siendo n el número de grupos.

Realizamos como ejemplo la estructura para el caso de tener dos grupos:

Rele K1 activo = grupo 1 Rele K1 inactivo = grupo 2

FC-G1: Final de carrera que genera el cambio al grupo 1 FC-G2: Final de carrera que genera el cambio al grupo 2

Para nuestro ejemplo tendríamos:

Grupo I

Grupo II

A+

B+

B-

A-

a1

b1

b0

a0

Cambio de grupo

Cambio de grupo

Para el caso de tener tres grupos:

Rele 1 Activo

Grupo I

Rele 2 Activo

Grupo II

Rele 1 y 2 Inactivo

Grupo III

FC-G1: Final de carrera que genera el cambio al grupo 1 FC-G2: Final de carrera que genera el cambio al grupo 2 FC-G3: Final de carrera que genera el cambio al grupo 3

Esta estructura se repite para cualquier numero de grupos:

3 grupos

2 grupos

4 grupos

n grupos

Método de cascada 6 – Realizar la estructura en cascada de los actuadores en el sector de potencia. En primer lugar se realizará el esquema correspondiente a la conexión en cascada de los solenoides activos con la primer señal de cada grupo. Los solenoides activos con la primer señal de cada grupo se conecta directamente al o del relé de ese grupo. Estructura general para conexión de actuadores en cascada para n grupos

Método de cascada Si particularizamos esta estructura para dos grupos nos queda:

1G1 = selenoide activo con la primer señal del grupo 1 1G2 = selenoide activo con la primer señal del grupo 2

Para nuestro ejemplo tenemos uniendo las estructuras del paso 5 y 6:

A+

B-

GI

GII

A+

B+

B-

A-

a1

b1

B0

A0

Para mas de dos grupos la estructura de cascada será:

7 - Finalmente se realiza la conexión de las siguientes solenoides en cada grupo, con sus correspondientes señales de activación. A continuación se muestra la estructura general de la conexión en cascada:

Los solenoides activos con señales posteriores a la primera de cada grupo se conecta a través de los finales de carreras activados en la acción anterior indicada en el cuadro de secuencia.

Método de cascada Si particularizamos esta estructura para dos grupos nos queda:

FC-2G1: Final de carrera 2 que genera cambios dentro del grupo1 FC-ZG1: Final de carrera Z que genera cambios dentro del grupo1 2G1: Solenoide 2 del grupo 1 ZG1: Solenoide Z del grupo 1

Para nuestro ejemplo tenemos en este punto la estructura final:

GI

GII

A+

B+

B-

A-

a1

b1

B0

A0

Métodos de cascada Ejemplo 2:

Presionando un pulsador la maquina realiza un ciclo de mecanizado

Paso 1:

Finales de carrera mecánicos (A0 – A1 – B0 – B1 – C0 – C1)

Paso 2: Diagrama de pasos completo c0

s

b0 b1

A+ B+

B-

A-

C+

C-

c1

a1

c0

Cuadro de secuencia a0

Método de cascada Paso 3:

GI A+

GII B+

B-

A-

GIII C+

C-

Método de cascada Paso 4:

Paso

1 2

Grupo

GI

3 4

GII

5 6

GIII

Señal en la Válvula

Final de carrera que se activa

A+(Y1)

a1

B+(Y3)

b1

B-(Y4)

b0

A-(Y2)

a0

C+(Y5)

c1

C-(Y6)

c0

GI

GII

GIII

A+

B+

B-

A-

C+

C-

a1

b1

b0

a0

c1

c0

Método de cascada Paso 5

GI

GII

GIII

A+

B+

B-

A-

C+

C-

a1

b1

b0

a0

c1

c0

Método de cascada Paso 6 GI

GII

GIII

A+

B+

B-

A-

C+

C-

a1

b1

b0

a0

c1

c0

Método de cascada Paso 7 GI

GII

GIII

A+

B+

B-

A-

C+

C-

a1

b1

b0

a0

c1

c0

Esquema final (método de cascada)

Método de paso a paso Al igual que el método anterior este método plantea la elaboración del circuito eléctrico en dos partes, la primera el circuito que memoriza los estados de la maquina y el segundo el circuito que maneja los actuadores de la maquina. Este método sólo es aplicable cuando el número de grupos es mayor o igual a tres.

Paso a paso

Memoria

Método de paso a paso Recordemos que este método sólo es aplicable cuando el número de grupos es mayor o igual a tres. El procedimiento para realizarlo en principio también utiliza 7 pasos. Los cuatro primeros son idénticos al método de cascada visto anteriormente: 1- Dibujar los actuadores que intervengan con sus correspondientes válvulas de maniobra y los sensores que se utilizaran en el sistema. 2 - Realizar el cuadro de secuencia y el diagrama de pasos. 3 - Dividir la secuencia de trabajo en grupos . 4 – Identificar la señales de accionamiento de cada válvula de maniobra biestable. Hacer lo mismo con los final de carrera activados con el movimiento de cada actuador.

Método de paso a paso: 5 - Identificar en el cuadro de secuencia las señales que producen cambio de grupo y dibujar el circuito de memoria de los grupos. La estructura que se propone requiere la utilización de un relé de memoria por grupo. A este relé de memoria se le llama también relé de activación de grupo.

El valor de i varía desde 1 a n, siendo n el número de grupos.

Esta estructura se repite para cualquier numero de grupos: 3 grupos

4 grupos

n grupos

Método de paso a paso 6 – Realizar la estructura de paso a paso de los actuadores en el sector de potencia. En primer lugar se realizará el esquema correspondiente a la conexión de paso a paso de los solenoides activos con la primer señal de cada grupo. Los solenoides activos con la primer señal de cada grupo se conecta directamente al o del relé de ese grupo. 3 grupos

Grupo I

4 grupos

Grupo II

Grupo III

Grupo I

Grupo II

Grupo III

n grupos

Grupo I

Grupo II

Grupo III

Grupo n

Grupo IV

Método de paso a paso 7 – A continuación se conectan los solenoides restantes de cada grupo con sus correspondientes señales de activación. Para este punto damos únicamente un ejemplo para 3 grupos

Grupo I

Grupo II

Grupo III

Los solenoides activos con señales posteriores a la primera de cada grupo al igual que en el método de cascada se conecta a través de los finales de carreras activados en la acción anterior indicada en el cuadro de secuencia.

Métodos de paso a paso Tomamos el ejemplo 2 para realizar este metodo:

Presionando un pulsador la maquina realiza un ciclo de mecanizado

Paso 1:

Finales de carrera mecánicos (A0 – A1 – B0 – B1 – C0 – C1)

Paso 2:

c0

s

b0 b1

A+ B+

B-

A-

C+

C-

c1

a1

c0 a0

Método de paso a paso Paso 3:

GI

A+

GII

B+

B-

A-

GIII

C+

C-

Método de paso a paso Paso 4:

Paso

1 2

Grupo

GI

3 4

GII

5 6

GIII

Señal en la Válvula

Final de carrera que se activa

A+(Y1)

a1

B+(Y3)

b1

B-(Y4)

b0

A-(Y2)

a0

C+(Y5)

c1

C-(Y6)

c0

GI

GII

GIII

A+

B+

B-

A-

C+

C-

a1

b1

b0

a0

c1

c0

Método de paso a paso Paso 5

GI

GII

GIII

A+

B+

B-

A-

C+

C-

a1

b1

b0

a0

c1

c0

Método de paso a paso Paso 6

GI

GII

GIII

A+

B+

B-

A-

C+

C-

a1

b1

b0

a0

c1

c0

Método de paso a paso Paso 7

GI

GII

GIII

A+

B+

B-

A-

C+

C-

a1

b1

b0

a0

c1

c0

Esquema final (método de paso a paso)

Aplicación de los métodos vistos cuando tenemos movimiento de mas de un actuador en cada paso.

el

Para explicar los mismos tomaremos el siguiente diagrama de pasos.

a0

s

a1

a1

a0

b1 a0 b0

C0 c1

Método de Cascada Paso 1:

Finales de carrera mecánicos (A0 – A1 – B0 – B1 – C0 – C1)

Paso 2:

a0

A+

B+

B-

A-

A+

C+

C-

A-

s

a1

a1

a0

b1 a0 b0

C0 c1

Paso 3:

GI A+

G II B+

B-

G III G IV A-

A+

C+

C-

A-

Paso 4:

Paso

1 2

Grupo

GI

3 4

GII

5 6

GIII

Señal en la Válvula

Final de carrera que se activa

A+(Y1)

a0

B+(Y3)

b1

B-(Y4)

b0

A-(Y2)

a0

C+(Y5)

c1

C-(Y6)

c0

GI A+

a1

G II B+

b1

B-

b0

G III G IV A-

A+

C+

C-

a0ᴧc1

a1ᴧc0

A-

a0

Paso 5:

GI A+

a1

G II B+

b1

B-

b0

G III

G IV

A-

A+

A-

C+

C-

a0ᴧc1

a1ᴧc0

a0

Paso 6: En este paso si seguimos el procedimiento encontramos que A+ esta en dos puntos. Esto no es posible debido a que es un único elemento. GI A+

a1

G II B+

b1

B-

b0

G III

G IV

A-

A+

A-

C+

C-

a0ᴧc1

a1ᴧc0

a0

Paso 6: Para solucionar este inconveniente, hacemos una función OR del GI y GIII para el solenoide A+:

Paso 7: En este paso si seguimos el procedimiento encontramos que A- esta en dos puntos. Esto tampoco es posible representar en el plano debido a que es un único elemento.

Paso 7: Para solucionar este inconveniente, hacemos una función OR del GII y GIV para el solenoide A-:

El esquema completo que cumple con el diagrama de pasos dado es el siguiente:

Una ultima modificación, se remplaza los dos os NA del sensor A1 y B0 por dos os NA de un relé denominado KA1 y KB0. El mismo es activado por un solo o NA de B0.

Realizamos el mimos ejemplo pero desarrollado con el método de paso a paso. Como vimos anteriormente los pasos 1 al 4 son idénticos. Por lo que comenzamos desde el paso 5.

GI A+

a1

G II B+

b1

B-

b0

G III G IV A-

A+

C+

C-

a0ᴧc1

a1ᴧc0

A-

a0

Paso 6: primer intento (paso previo) A+

a1

GI

G II B+

b1

B-

b0

G III G IV A-

A+

C+

C-

a0ᴧc1

a1ᴧc0

A-

a0

Paso 6: corregido

Paso 7: primer intento (paso previo) GI A+

a1

B+

b1

G II B-

b0

G III G IV A-

A+

C+

C-

a0ᴧc1

a1ᴧc0

A-

a0

Paso 7: corregido

El esquema completo que cumple con el diagrama de pasos dado es el siguiente: