05022014 electronica industrial moderna 5ta edicion

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libro de electronica industrial

Transcript of 05022014 electronica industrial moderna 5ta edicion

  • 1. ELECTRNICAINDUSTRIALMODERNAQ U II N TAE D I C I NTimothy J. MaloneyMonroe County Community CollegeMonroe, MichiganTRADUCCIN:Carlos Mendoza BarrazaInstituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de MonterreyCampus Estado de MxicoVirgilio Gonzlez y PozoFacultad de QumicaUniversidad Nacional Autnoma de MxicoREVISIN TCNICA:Agustn Surez FernndezDepartamento de Ingeniera ElctricaUniversidad Autnoma Metropolitana. Unidad Iztapalapa

2. Datos de catalogacin bibliogrficaMALONEY, TIMOTHY J.Electrnica industrial moderna. 5a. edicin PEARSON EDUCACIN, Mxico, 2006ISBN: 970-26-0669-1rea: Ingeniera electrnicaFormato: 20 25.5 cm Pginas: 1000Authorized translation from the English language edition, entitled Modern Industrial Electronics by Timothy J.Maloney, published by Pearson Education, Inc., publishing as Prentice Hall, Inc. Copyright 2004, 2001,1996, 1986, 1979. All rights reserved.ISBN 0-13-048741-4Traduccin autorizada de la edicin en idioma ingls, titulada Modern Industrial Electronics por Timothy J.Maloney, publicada por Pearson Education, Inc., publicada como Prentice Hall, Inc. Copyright 2004, 2001,1996, 1986, 1979. Todos los derechos reservados.Esta edicin en espaol es la nica autorizada.Edicin en espaolEditor: Pablo Miguel Guerrero Rosase-mail: [email protected] de desarrollo: Felipe Hernndez CarrascoSupervisor de produccin: Enrique Trejo HernndezEdicin en inglsEditor in Chief: Stephen Helba Design Coordinator: Diane ErnsbergerAssistant Vice President and Publisher: Charles E. Stewart, Jr. Cover Designer: Jeff VanikAssistant Editor: Mayda Bosco Cover art: Digital VisionProduction Editor: Alexandrina Benedicto Wolf Production Manager: Matt OttenwellerProduction Coordination: The GTS Companies/York, PA Campus Marketing Manager: Ben LeonardQUINTA EDICIN, 2006D.R. 2006 por Pearson Educacin de Mxico, S.A. de C.V.Atlacomulco 500, 5o. pisoColonia Industrial Atoto53519 Naucalpan de Jurez, Edo. de MxicoE-mail: [email protected] Nacional de la Industria Editorial Mexicana.Reg. Nm. 1031.Prentice-Hall es una marca registrada de Pearson Educacin de Mxico, S.A. de C.V.Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de esta publicacin pueden reproducirse, registrarseo transmitirse, por un sistema de recuperacin de informacin, en ninguna forma ni por ningn medio, seaelectrnico, mecnico, fotoqumico, magntico o electroptico, por fotocopia, grabacin o cualquierotro, sin permiso previo por escrito del editor.El prstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesin de uso de este ejemplar requerir tambin la autorizacindel editor o de sus representantes.ISBN 970-26-0669-1Impreso en Mxico. Printed in Mexico.1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 - 08 07 06 3. PREFACIOEiiilectrnica industrial moderna, quinta edicin, proporciona un panorama de sistematotal del mundo de la fabricacin y produccin automatizada para estudiantes de tec-nologaelectrnica y elctrica. Mantiene el compromiso original, intacto desde laprimera edicin, de mostrar la forma en que los dispositivos electrnicos modernos se em-pleanen las aplicaciones industriales del mundo real.Los nuevos temas que esta seccin abarca son:Captulo 3, PLCs Bifurcacin de programas instruccin de salto. Subrutinas paso de parmetros a una subrutina y parmetros de retorno desde una subrutina.Captulo 8, Amplificadores operacionales Degradacin de la seal de voltaje ocasionada por: (1) cada IR; (2) ruido elctrico acopla-dode forma capacitiva, incluyendo transitorios de conmutacin; y (3) ruido acoplado mag-nticamente. Blindaje magntico y elctrico. Conexin a tierra adecuada. Transmisin de seal de lazo de corrienteNOTA PARA LOS ESTUDIANTESLas capacidades de los sistemas de fabricacin industrial se han expandido a un nivel sobresa-lientedesde la primera edicin de electrnica industrial moderna que fue publicada en 1979.Parte de esta nueva capacidad tiene que ver con un control ms preciso sobre los procesos y lasmquinas, y por otra parte con nuestra mayor capacidad para medir y realizar registros de las va-riablesde produccin. Esta expansin tiene dos repercusiones directas para usted. En primer lu-gar,hace que su trabajo sea ms demandante. En segundo lugar, le ofrece la oportunidad de unamayor satisfaccin y recompensas personales, debido a que quien pueda aprender y dominar loscontroles industriales de alta tecnologa actuales es buscado por los empleadores. Como tecn-logode ingeniera o tcnico que trabaja en una industria moderna, usted forma parte de un gru-poselecto, indispensable para la rentabilidad y la productividad de su compaa. De hecho, la 4. iv PREFACIOcontribucin de su trabajo tiene un impacto evidente sobre la productividad total de la sociedady la seguridad econmica. El hecho de saber que le ha sido confiada esa responsabilidad debeser un cumplido.En esta edicin, como en las cuatro ediciones previas que sus predecesores emplearon parainiciar sus carreras, he tomado todas las previsiones posibles para ayudarle a alcanzar el nivelde habilidad necesaria para desempear sus responsabilidades laborales. Con el fin de alcanzaresta meta, esta edicin presenta un ejercicio de Solucin de problemas en la industria al finalde cada captulo. Estos ejercicios requieren que aplique el conocimiento que ha adquirido del cap-tulopara solucionar un problema. Al realizarlos de manera individual o por equipo, se encontrara s mismo ejercitando su comprensin tcnica, pensando imaginativamente, y resolviendo pro-blemasde la vida real, en otras palabras, realizando la transicin de ser un estudiante de salnde clase a un tcnico prctico o un tecnlogo en el rea industrial.Mis mejores deseos para su carrera laboral.CARACTERSTICAS DEL TEXTOFotografa al inicio de cada captuloCada captulo comienza con una fotografa explicativa que representa alguna prctica industrialmoderna. La figura A muestra las pginas de apertura del captulo 17. Utilice estas presentacio-nespara darse una idea de algunas de las oportunidades interesantes y responsabilidades labora-lesen el campo de la electrnica industrial. Los textos descriptivos y los crditos de ests se pre-sentanen la pgina vii.ObjetivosLa primera edicin, publicada en 1979, fue el libro de texto original tecnolgico universitarioque explcitamente expuso los objetivos de aprendizaje al inicio de cada captulo. Como esnatural, ese precedente se contina en esta quinta edicin. Al encontrarse estudiando o leyendo,FIGURA AFotografa de apertura delcaptulo 17: la telemetramoderna de radio a menudoutiliza un satlite de rbitaterrestre para laretransmisin de informacincodificada digitalmente omodulada por pulsos.C A P T U L O17TTEELLEEMEETTRRAFPO En la mayor parte de los casos de control industrial, el transductor de medicin y el dis-positivode correccin final estn en la misma zona. Hay aplicaciones ocasionales enlas que debe transmitirse el valor medido a una distancia bastante grande, quiz varioscientos de metros o ms. Hay otros casos adems, por ejemplo en la distribucin de energaelctrica, que la medicin debe transmitirse a muchos kilmetros hasta el controlador. Siem-preque se manda una medicin hasta una gran distancia, por cable o por fibra ptica, no puedemantenerse en su forma analgica original. El ruido y la degradacin de la seal a grandesdistancias perjudican la integridad de los voltajes analgicos.En su lugar, el voltaje analgico original debe convertirse en alguna forma de modu-lacinde pulsos, o bien convertirse en un valor digital codificado, y transmitido bit por bit.La telemetra es la tecnologa de cambiar una medicin analgica a una de las dos formas an-teriores(modulacin o codificacin), transmitir la forma alterada una distancia grande, paraentonces volver a convertir la informacin recibida en seal analgica.OBJETIVOSDespus de estudiar este captulo, podr usted:1. Describir las ventajas de transmitir los valores medidos por medio de modulacin depulsos, y no en forma analgica directa.2. Indicar cmo un par de circuitos integrados 555 pueden hacer modulacin por ancho depulso.3. Indicar cmo se demodula una seal modulada por ancho de pulso con un filtro de paso bajo.4. Explicar cmo se deriva la modulacin por posicin de pulso de la modulacin por anchode pulso.5. Explicar por qu la modulacin por frecuencia de pulsos es ms inmune al ruido que lamodulacin por ancho de pulso o por posicin de pulso.6. Indicar cmo se hace la modulacin por frecuencia de pulsos con un 555.7. Describir el funcionamiento de un lazo de seguimiento de fase.8. Usar un lazo de seguimiento de fase tipo 565 para demodular una seal modulada porfrecuencia de pulsos.9. Describir la ventaja del multiplexado en un sistema de telemetra.10. Trazar el diagrama de bloques de un sistema de telemetra multiplexada y explicar sufuncionamiento.11. Describir el uso de radiotransmisin en vez de transmisin por cable o por fibra, en latelemetra.12. Indicar la diferencia entre los mtodos analgicos de modulacin de pulsos y la codificacindigital de pulsos, y describir la ventaja del mtodo digital.803 5. PREFACIO vDiodos dealto voltaje30 a40 kVcd+PlacasCFIGURA 612Precipitador electrosttico para eliminar ceniza proveniente de la combustin de carbnde una planta elctrica.trate de realizar la tarea que cada objetivo requiere. Si puede realizar estas tareas, entonces esta-raprendiendo lo que el libro o el curso tienen que ofrecer. Si encuentra que no puede satisfacerlos objetivos, realice preguntas adicionales en clase o consltelas en privado con su instructor.Solucin de problemas en la industriaEn la seccin final de cada captulo se proporciona un ejercicio denominado Solucin de pro-blemasen la industria que es representativo de los deberes que desempear cuando trabaje comoapoyo tcnico o de ingeniera. La figura B muestra la solucin de problemas en la industria delcaptulo 6, de las pginas 242 a la 243, el cual requiere que disee un procedimiento para probary arreglar desperfectos en un precipitador electroesttico de cenizas de gran escala. Esta tareainvariablemente requiere que utilice el con