Laboratorio de Mandos Neumaticos

ESCUELA POLITECNICA NACIONALFACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

LABORATORIO DE MANDOS NEUMATICOSPRACTICA MN - 01

1.1 TITULO: ADAPTACIÓN CON LOS ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE MANDO NEUMÁTICO

1.2 OBJETIVOS:

o Conocimiento general de la instalación y de los equipos y accesorios disponibles en el laboratorio.

o Identificarse con ciertos elementos de trabajo y mando neumáticos.o Adaptación a la simbología gráfica e identificación de racores de conexión.o Realizar algunos circuitos básicos de mando neumático

1.3 EQUIPO:

El disponible en el Laboratorio de Control Industrial.

1.4 INFORMACION:

La neumática es una parte del campo de la técnica que se ocupa del comportamiento de los gases y principalmente de los fenómenos y aplicaciones del aire comprimido y del vacío. Su verdadera aplicación industrial en los procesos de fabricación comienza en el año 1950 aproximadamente. En la actualidad, muchas industrias modernas utilizan el aire comprimido para una mejor explotación industrial.

Las instalaciones neumáticas suelen ser de construcción sencilla, seguras en el funcionamiento, fiables, de regulación simple (mediante estranguladores y válvulas de presión) y económicas; tienen muy poco peso por unidad de potencia y con solo pocos módulos se pueden realizar múltiples combinaciones.

1.5 PROCEDIMIENTO:

1.5.1 El instructor dará una explicación sobre la instalación, equipos y accesorios disponibles. Se conocerán las características de la fuente de aire comprimido, en lo referente al tipo de compresor, su accionamiento, regulación y datos técnicos.

1.5.2 El instructor dará una breve explicación sobre la simbología gráfica utilizada y de la identificación normalizada de racores de conexión.

1.5.3 Con ayuda del instructor, cada grupo de trabajo armará y analizará a partir de la unidad de mantenimiento, los siguientes esquemas de conexión:

ESQUEMA 1.1Mando directo de un cilindro de simple efecto.

ESQUEMA 1.2Mando indirecto de un cilindrode simple efecto

ESQUEMA 1.3Mando memorizado de un cilindrode simple efecto.

ESQUEMA 1.4Mando indirecto de un cilindrode doble efecto.

1.6 INFORME

1.6.1 Indique que especificaciones técnicas se deben tomar en cuenta al seleccionar un compresor; y presente los datos técnicos del compresor utilizado en la práctica.

1.6.2 Presente la simbología gráfica de todos los elementos neumáticos utilizados en la práctica.

1.6.3 Modifique el esquema 1.3 de tal forma que se pueda ejercer el mando desde dos puestos diferentes. Marque en el esquema, con trazo más grueso la tubería que considere de fuerza; y con trazo más fino la que considere de control.

1.6.4 Bajo el supuesto que la válvula 1.1 del esquema neumático solicitado en el numeral anterior, sea una electroválvula, diseñe el circuito de control eléctrico que cumpla las mismas condiciones de funcionamiento.

1.6.5 Conclusiones y comentarios.

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2.1 TITULO: MANDOS NEUMÁTICOS BÁSICOS – MANDOS ALTERNATIVOS

2.2 OBJETIVO:

Conocer determinados circuitos básicos, como una introducción al trazado de esquemas de conexiones de mandos neumáticos.

2.3 EQUIPO:


2.4 INFORMACION:

Los accionamientos neumáticos tienen múltiples aplicaciones en sistemas automáticos industriales, tales como remachadoras, estampadoras, máquinas para etiquetar, empacado-ras, tornos, en sistemas de metal-mecánica, etc.

En el trazado de esquemas neumáticos de mando, además de utilizar la simbología normalizada, se debe cuidar que la disposición gráfica de los diferentes elementos sea análoga a la representación esquemática de la cadena de mando, es decir, que las señales deben dirigirse de abajo hacia arriba.

2.5 PROCEDIMIENTO:

Instalar y conectar los elementos neumáticos de trabajo y mando para lograr:

2.5.1 El movimiento vaivén continuo de un cilindro de doble efecto, con parada en la posición de vástago entrado.

2.5.2 El mando alternativo de un cilindro de doble efecto, con finales de carrera y temporizador tipo pulso.

2.5.3 El mando alternativo de un cilindro de doble efecto por medio de dos válvulas selectoras y una válvula distribuidora auxiliar a impulsos. No se utilizan finales de carrera.

2.6 INFORME

2.6.1 Describir las especificaciones técnicas de al menos dos válvulas y dos cilindros neumáticos.

2.6.2 Al circuito neumático de movimiento vaivén de un cilindro de doble efecto, incorpórele una válvula de memoria y un contador neumático, para detener el movimiento vaivén luego de un número de repeticiones.

2.6.3 Realizar el esquema de conexión para el mando neumático de una puerta accionada por un cilindro de doble efecto. A la entrada y salida de la puerta existe una válvula 3/2 de pulsador, cada una de las cuales cumple las funciones de abrir y cerrar la misma. Si la puerta queda abierta un tiempo mayor a 15 seg., se cerrará automáticamente.Sugerencia: Utilice el circuito del numeral 2.5.3.




3.1 TITULO: AJUSTE DE VELOCIDAD Y TEMPORIZACION NEUMATICA

3.2 OBJETIVO:

o Conocer las diferentes alternativas que existen para el ajuste de la velocidad de ida y retorno del vástago de cilindros de simple y doble efecto.

o Combinar diferentes válvulas para obtener temporizadores neumáticos.

3.3 EQUIPO:


3.4 INFORMACION:

La reducción de velocidad de salida y retorno del vástago en cilindros, se logra por la aplicación de válvulas de estrangulación. Si se ha de regular la velocidad solo en un sentido del movimiento, se coloca en paralelo a la válvula de estrangulación una válvula antirretorno.

El aumento de velocidad en cilindros se logra por la incorporación de válvulas de escape rápido. Cuando con esto no basta, es preciso aplicar otros métodos, por ejemplo, modificación de las secciones de tuberías, otro dimensionado y otra elección de elementos, etc.

Los temporizadores neumáticos se pueden componer con mucha facilidad, combinando las válvulas distribuidoras, de estrangulación y antirretorno, y un depósito de aire. Es indiferente el que esta composición se logre por el conexionado de elementos individuales o que ya esté integrada en una unidad compacta.

3.5 PROCEDIMIENTO:

3.5.1 Realizar la combinación de válvulas para obtener:

o Un temporizador neumático con retardo a la activación.

o Un temporizador neumático con retardo a la desactivación.

3.5.2 Experimentar sobre las opciones que se tienen para la regulación de velocidad de cilindros neumáticos de simple y doble efecto.

o Regulación de velocidad de un cilindro de simple efecto

o Regulación de velocidad de un cilindro de doble efecto

3.5.3 Realizar el esquema de conexiones y armar el circuito de mando neumático que cumpla la siguiente secuencia:

A+,B+,A-,B+ (Los cilindros A y B son de doble efecto)

Hasta la mitad de su recorrido, la salida del vástago del cilindro A se realiza con velocidad normal y el trayecto final con velocidad reducida. El ciclo único se inicia mediante una válvula 3/2 de pulsador.

3.6 INFORME

3.6.1 Modificar el esquema de conexiones del numeral 3.5.3, de tal forma de tener un mando selectivo: OPCION 1 (CICLO UNICO); OPCION 0 (DESACTIVADO); OPCION 2 (CICLO REPETITIVO). Para este efecto, combine la válvula de pulsador y la de fin de ciclo, con una válvula distribuidora 4/3 accionada por palanca. No incluya el cambio de velocidad.

3.6.2 Realizar el diagrama espacio fase, el diagrama de mando y esquema de conexiones, para el mando de tres cilindros de doble efecto que cumplan la siguiente secuencia de movimientos:

A+,B+,B-,A-,C+,C-

El ciclo de trabajo se inicia al presionar una válvula 3/2 de pulsador. El retorno del cilindro B se realiza luego de 5 seg. de permanecer en su posición extrema.Utilice temporizadores neumáticos o válvulas de rodillo abatible para eliminar las interferencias.

3.6.3 Ilustre mediante un gráfico o describa una aplicación real al ejercicio solicitado en el numeral anterior.




4.1 TITULO: ANULACION DE SEÑALES PERMANENTES POR MEDIO DE VALVULAS CONMUTADORAS (Montaje en cascada)

4.2 OBJETIVOS:

o Aplicar el método de anulación de señales permanentes mediante el montaje en cascada de válvulas conmutadoras auxiliares.

4.3 EQUIPO:


4.4 INFORMACION:

Un problema que se presenta muy frecuentemente en la técnica de mando es la supresión o anulación de señales excesivamente largas y que se mantienen presentes, aún cuando aparece la contra señal, por lo que ésta luego no puede surtir efecto. Esta condición, que puede aparecer como consecuencia del propio desarrollo secuencial de movimientos de los elementos de trabajo, es observada como una INTERFERENCIA.

Para la anulación de estas señales se ofrecen en la neumática diferentes posibilidades, distinguiéndose entre dos grupos principales:

1. Supresión de señales: La señal aún presente, es superada por una señal más fuerte.

Métodos alternativos:

1a. Mediante una válvula direccional de impulsos, con diferente área de pilotaje (válvula diferencial).

2a. Mediante una válvula direccional de impulsos, con un regulador de presión conectado en serie con uno de los pilotajes.

2. Anulación de señales: La señal permanente es anulada por la técnica de mandos o la técnica de los circuitos.

Métodos alternativos:

2a. Anulación mecánica de señales mediante un rodillo abatible de efecto unidireccional.2b. Generación de impulsos por medio de temporizador.2c. A través de válvulas conmutadoras (memoria auxiliar). En este método existen dos

posibilidades de ejecución: Montaje en cascada y registro de desplazamiento o cadenas paso a paso.

4.5 PROCEDIMIENTO:

4.5.1 El instructor realizará una demostración práctica sobre la utilización de rodillos abatibles.

4.5.2 Utilizando el método de válvulas conmutadoras con montaje en cascada, diseñe y realice las conexiones para el mando de tres cilindros neumáticos que deben cumplir la siguiente secuencia de movimientos:

A+, B+, B-, A-, C+, C-

Para disminuir el número de válvulas auxiliares, divida la secuencia en 2 grupos.Los cilindros A y B son de doble efecto y el cilindro C de simple efecto. La válvula de mando del cilindro C es de 3 vías, 2 posiciones, NC, accionada por pilotaje neumático y retorno por muelle.

4.6 INFORME

4.6.1 Realizar el diagrama espacio fase, el diagrama de mando y el esquema de conexiones, utilizando válvulas auxiliares con montaje en cascada para la eliminación de interferencias, de la siguiente aplicación:

SISTEMA DE LAVADO DE PIEZAS

Las piezas vienen de una estación de fresado y taladrado y deben ser limpiadas. El cilindro 1.0 (A) empuja la pieza a limpiar desde la cinta transportadora 1 a un plato de lavado. El cilindro 2.0 (B) sujeta la pieza. Tan pronto la pieza está sujeta, el cilindro 3.0 (C) transporta lentamente la pieza por la cabina de lavado. Al terminar el proceso de lavado, el cilindro 2.0 suelta la pieza. El cilindro 4.0 (D) la empuja sobre la cinta transportadora 2. El cilindro 3.0 lleva el plato de lavado a la posición inicial y se puede empezar un nuevo proceso. La existencia de piezas para lavar (frente al cilindro A) es divisada por un detector de proximidad (reflex) que a su vez activa una válvula 3/2 NC.

Secuencia: A+, (B+A-), C+, B-, D+, D-, C-

Condiciones de mando: Mando automático (ciclo continuo) / Mando manual (ciclo único). Ambas condiciones se inician con un pulsador de marcha. En la opción de ciclo continuo, el proceso se detiene automáticamente después de 5 ciclos. Utilice un contador neumático substractivo para tal efecto.

4.6.2 De haber hecho la anulación de señales permanentes mediante rodillos abatibles, ¿qué emisores de señal hubiesen sido de este tipo?

4.6.3 Conclusiones y comentarios sobre la práctica.



5.1 TITULO: EJERCICIO DE APLICACION CON ANULACION DE SEÑALES PERMANENTES POR MEDIO DE VALVULAS CONMUTADORAS (Montaje en cadenas paso a paso)

5.2 OBJETIVO:

o Aplicar el método de anulación de señales permanentes mediante el montaje en cadenas paso a paso de válvulas conmutadoras auxiliares (montaje en paralelo).

5.3 EQUIPO:


5.4 INFORMACION:

Un problema que se presenta muy frecuentemente en la técnica de mando es la supresión o anulación de señales excesivamente largas y que se mantienen presentes, aún cuando aparece la contra señal, por lo que ésta luego no puede surtir efecto. Esta condición, que puede aparecer como consecuencia del propio desarrollo secuencial de movimientos de los elementos de trabajo, es observada como una INTERFERENCIA.

Como ya se indicó y se experimentó en la práctica anterior, para la anulación de estas señales se ofrecen en la neumática diferentes posibilidades; en esta práctica de laboratorio y como una continuación de la anterior, se realizará una aplicación sobre anulación de señales a través de válvulas conmutadoras de memoria dispuestas en cadenas paso a paso (montaje en paralelo).

5.5 PROCEDIMIENTO:

5.5.1 Utilizando el método de válvulas conmutadoras con montaje en cadenas paso a paso, diseñe y realice las conexiones para el mando de dos cilindros neumáticos que deben cumplir la siguiente secuencia de movimientos:

A+, A-, A+, B+, B-, A-

5.6 INFORME

5.6.1 Presentar el diagrama espacio-fase, el diagrama de mando con indicación de interferencias y el esquema de conexiones de la aplicación implementada en la práctica.

5.6.2 Modificar el esquema armado en la práctica de tal forma de tener 2 opciones de control:

Opción 1: Ciclo único Opción 2: Ciclo continuo con paro mediante pulsador.

Incorporar adicionalmente válvulas de accionamiento manual para condiciones de emergencia y reset de la cadena rítmica. En condiciones de emergencia, se suprime la energía al sistema de mando y todos los cilindros van a la condición de vástago entrado.

5.6.3 Realizar el diagrama espacio fase, el diagrama de mando y el esquema de conexiones de una aplicación real, utilizando válvulas auxiliares con montaje en cadenas paso a paso para la anulación de señales

5.6.4 Conclusiones y comentarios sobre la práctica.



6.1 TITULO: MANDOS ELECTRONEUMATICOS

6.2 OBJETIVOS:

Realizar una aplicación sobre mandos electroneumáticos, utilizando un controlador lógico programable.

6.3 EQUIPO:


6.4 INFORMACION:

El mando combinado a base de la electrotecnia y neumática representa una nueva posibilidad de elección, además del mando neumático puro. Lo eléctrico se utiliza en la parte de información y proceso de señales. La neumática se emplea en la parte energética y el trabajo propiamente considerado. El elemento de unión es la válvula electromagnética (electroválvula) que es empleada como órgano de mando y regulador combinado, y representa también la función de amplificación. La rapidez en la parte eléctrica de la información unida con la rapidez de la parte neumática de energía, permite uno de los mandos de trabajo más rápidos, de los que resultan un gran número de variantes procedentes de los dos medios.

6.5 PROCEDIMIENTO:

Se realizará la programación del PLC y se conectarán los elementos de control y trabajo, para resolver una aplicación de mandos electroneumáticos. 6.6 INFORME:

6.6.1 Realizar el programa de escalera, las conexiones externas de entrada y salida al PLC y las conexiones de los elementos neumáticos de mando y trabajo, de la aplicación realizada en el laboratorio, incluyendo: Modo automático y Manual.

En el modo automático y mediante el pulsador de marcha se realiza un ciclo completo. En el modo manual y mediante pulsadores adicionales, puede efectuarse el pilotaje de cualquier elemento de trabajo, independientemente del programa. En el modo manual, el servicio automático y marcha están inactivos.

6.6.2 Comentarios y sugerencias respecto al curso de "Mandos Neumáticos" y el interés despertado.

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