7/24/2019 Control de un horno elctrico

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Tema:Sistema de Medicin y Control para un Horno Elctrico.

I.

INTRODUCCIN:

Los sistemas de medicin y control tienen una parte fundamental en la realizacin de los distintosprocesos industriales que se llevan a cabo diariamente. Donde exista un flujo de masa y/o energa

se debe tener un sistema de control.

Los sistemas de control cuentan con una entrada la cual es regulada indirectamente mediante un

elemento de control a un valor de variable fijado (set point) la cual lo compara con el valor actual

de la variable de proceso y la corrige mediante el elemento de accin que se encarga directamente

de regular su valor hasta alcanzar el deseado por el usuario.

Los sistemas de control pueden ser de lazo abierto o de lazo cerrado.

Sistemas de control de lazo abierto son aquellos en los que la variable de salida no es comparadacon la de entrada, generalmente estn en funcin del tiempo.

Sistemas de control de lazo cerrado o realimentados (feedback) son aquellos en los que la variable

de salida es comparada con la de entrada, haciendo que se rectifique su valor hasta alcanzar el

deseado.

La importancia de la implementacin de estos sistemas de control en los distintos procesos

industriales que se presentan es de gran importancia debido a que los mismos brindan

caractersticas de precisin, seguridad, estabilidad y rapidez. Caractersticas de vital importancia

en la produccin de un bien o servicio a prestar por parte de la industria.

Existen normas para la implementacin de estos sistemas, basndose principalmente en su

simbologa para facilitar y agilizar los procesos. Existen normas internaciones como son ANSI/ISA

5.1 o IEC 1082-1 las cuales regulan la simbologa a usarse para poder globalizar el entendimiento y

aplicacin de estos sistemas.

II.

FUNDAMENTACIN TERICA:

La Ingeniera de control es unadisciplina que se focaliza enmodelizar matemticamente una gama

diversa de sistemas dinmicos y el diseo de controladores que harn que estos sistemas se

comporten de la manera deseada. Aunque tales controladores no necesariamente son

electrnicos y por lo tanto la ingeniera de control es a menudo un subcampo de otras ingenieras

como lamecnica.

Dispositivos tales comocircuitos elctricos,procesadores digitales y losmicro controladores son

muy utilizados en todo sistema de control moderno. La ingeniera de control tiene un amplio

rango de aplicacin en reas como los sistemas de vuelo y de propulsin de los aviones de

aerolneas,militares,en lacarrera espacial y ltimamente en laindustria automotriz.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_mecatr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_matem%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_din%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Controlador_l%C3%B3gico_programablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuitos_el%C3%A9ctricoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Procesamiento_digital_de_se%C3%B1aleshttp://es.wikipedia.org/wiki/Microcontroladorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistemahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aerol%C3%ADneashttp://es.wikipedia.org/wiki/Militarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Carrera_espacialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Industria_automotrizhttp://es.wikipedia.org/wiki/Industria_automotrizhttp://es.wikipedia.org/wiki/Carrera_espacialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Militarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Aerol%C3%ADneashttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistemahttp://es.wikipedia.org/wiki/Microcontroladorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Procesamiento_digital_de_se%C3%B1aleshttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuitos_el%C3%A9ctricoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Controlador_l%C3%B3gico_programablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_din%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_matem%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_mecatr%C3%B3nica

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El objetivo del control automtico es poder manejar con una o ms entradas (o referencia), una o

ms salidas de una planta o sistema, para hacerlo, la idea ms primitiva es colocar entre la

referencia y la planta, un controlador que sea el inverso de la funcin de transferencia de la

planta, de tal manera que la funcin de transferencia de todo el sistema (la planta ms el

controlador), sea igual a uno; logrando de esta manera que la salida sea igual a la entrada; esta

primera idea se denomina control en la lazo abierto. Un ejemplo clsico de control en lazo abierto

es una lavadora de ropa ya que sta funciona durante un ciclo predeterminado sin hacer uso de

sensores.

Todo circuito de control est formado de un nmero de componentes bsicos conectados entre s

para alcanzar el funcionamiento deseado. El tamao de los componentes vara de acuerdo a la

potencia del motor, pero el principio de operacin es el mismo. Usando solo pocos componentes

bsicos, es posible disear sistemas de control muy complejos, cabe sealar que en caso de

realizar un circuito de control automtico se deber adicionar dispositivos autnomos como los

PIC, PLC, etc.

III.

OBJETIVOS DE LA PRCTICA

Conocer los diagramas de potencia y control para un sistema de medicin y control de un

horno elctrico.

Realizar las conexiones de los diagramas de potencia y control en el panel del laboratorio

de control automtico.

Usar la simbologa de la norma IEC 1082-1 para realizar los diagramas elctricos.

IV. EQUIPOS Y MATERIALES:V.

Panel de control del laboratorio de control automtico.- Panel donde se

encuentran colocados los instrumentos descritos a continuacin e

interconectados para facilitar su uso demostrativo en el laboratorio.

Interruptor de cuchillas.- Este interruptor asla el motor de la fuente de poder al

suspender el paso de corriente desde la red de distribucin principal. Consiste de 3

cuchillas y 3 fusibles (en caso de tratarse de una red trifsica) colocados en una caja

metlica. Las cuchillas pueden abrir o cerrar el flujo de energa por medio de una

palanca externa que acta simultneamente en las tres fases de corriente.

Rel trmico.- Rel que se abre automticamente cuando la corriente excede un

lmite predeterminado, despus se reactiva manualmente. Se usan en lugar de las

cuchillas porque no se tienen que cambiar fusibles.

http://es.wikipedia.org/wiki/Sensorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sensor

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Interruptor de levas.-Tiene un grupo de contactos fijos y uno de contactos mviles. Los

contactos abren y cierran al hacer girar una perilla. Los interruptores de levas se

utilizan en el control de movimiento y posicin de bandas transportadoras y mquinas

herramientas.

Botones de presin.- Es un interruptor que se activa presionando y 2 o ms

contactos se abren o cierran. Estos botones tienen un resorte que los hace regresar

a su posicin original al soltarlos.

Contactor Magntico.- Bsicamente un relevador de control diseado para abrir y

cerrar circuitos de potencia. Posee una bobina y un mbolo magntico que lleva un

conjunto de contactos mviles.

Controlador Lgico Programable (PLC).- El Controlador Lgico Programable (PLC por

sus siglas en ingls), es un dispositivo que permite hacer ms rpidas y eficientemente

las tareas de control, en particular para el control de motores, puesto que se pueden

manejar algunas variables con mayor facilidad que la que sera con los dispositivos de

control convencional as como una simplificacin con el alambrado del circuito de

control.

Elemento de medicin de temperatura (termocuplas): Son transductores bimetlicos

de temperatura formados por la unin de dos tipos de metales diferentes para

producir una diferencia de potencial que es funcin de la diferencia de temperatura

debido al efecto Seebeck. Existen diversos tipos de termocuplas de acuerdo a la

composicin de los materiales que la forman y segn esto est el alcance de sus

capacidades para sus aplicaciones.

Horno Elctrico: Equipo que funciona con alimentacin de energa elctrica y la

transforma a energa trmica mediante el uso de resistencias elctricas para

producir calor. Es de fcil uso, accesible y de bajo costo, lo cual lo hacen de gran

aplicacin.

VI.

PROCEDIMIENTO:

La prctica consiste en hacer funcionar el horno elctrico al pulsar Marcha S2. Al cesar la pulsacin

seguir conectado el motor porque est enclavado el pulsador con un contacto NO del contactor

KM1, es decir, el contactor est realimentado. Si accionamos el pulsador S1 el horno elctrico se

parar. A continuacin se indican circuitos de potencia con diferentes tipos de protecciones

contra sobrecargas y cortocircuitos:

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CIRCUITOS:

Se debe tomar en cuenta que si no existiera retroalimentacin, resultara imposible el

enclavamiento del contactor de forma permanente al pulsar ON.

PROCEDIMIENTO:

Conectar un circuito de potencia y de control como muestra la figura 1 y 2, se debe

recalcar que en este circuito el horno elctrico utilizado no es trifsico y su alimentacion es

de 110 V (lneaneutro)

Se debe asegurar que el voltaje suministrado al horno elctrico es el nominal para el

mismo produciendo un adecuado funcionamiento del mismo.

El rel trmico no se conecta debido a que el mdulo de control lo contiene internamente.

Se debe conectar la retroalimentacin con los contactos auxiliares del contactor.

Se debe verificar el tipo de termocupla segn su cdigo de colores para conectarse en su

polaridad correspondiente y asegurar que es la correcta para el controlador.

Fig. 2Diagrama de control o maniobra.

Fig. 1 Diagrama de potencia

Bobina del

contactor

Contactor

Rel trmico

OFF

ON

Retroalimentacin

Rel Trmico

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VII. CONCLUSIONES

Para el control de sistemas se deben tener en cuenta los circuitos bsicos de puesta en

marcha y paro, debido a estos circuitos son utilizados frecuentemente en cualquier

mquina con motor elctrico. Si no se considera la retroalimentacin ser imposible enclavar el contactor mediante

un solo pulso.

No se debe considerar los elementos de proteccin en el circuito debido a que el

modulo ya los contiene internamente.

Se recomienda revisar el circuito antes de ponerlo en marcha, debido a que puede

tenerse un cortocircuito que podra daar los equipos.

Verificar la compatibilidad de los instrumentos antes de conectarlos para asegurar un

adecuado funcionamiento.

VIII.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

CREUS, Antonio. Instrumentacin Industrial. Octava Edicin. 2008

NISE, Norman. Sistemas de control para ingeniera. Primera Edicin. 2004

Norma IEC 1082-1 1992

http://www.arian.cl/downloads/nt-002.pdf

http://www.ing.unlp.edu.ar/cys/DI/termocuplas.pdf

http://materias.fi.uba.ar/6653/material/02Introduccion.pdf

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