Automatismo por Rels y Contactores

Lectura y REdaccin2011

TABLA DE CONTENIDO5AUTOMATISMO ELECTRICOS. RELS Y CONTACTORES

51.Objetivos de la Automatizacin.

52.Introduccin.

63.Historia de la Automatizacin.

84.Grado de Automatizacin.

95.Elementos de una Instalacin Automatizada.

95.1.Maquinas:

95.2.Accionadores:

105.2.1.Accionadores Elctricos:

105.2.2.Accionadores Neumticos:

105.2.3.Accionadores Hidrulicos:

105.2.4.Pre Accionadores:

105.3.Captadores:

105.4.Interfaz Hombre Maquina:

105.5.Elementos de Mando:

105.5.1.Parte de Mando:

105.5.2.Parte Operativa:

106.Partes constituyentes de los circuitos de automatismo elctricos.

116.1.Contactor:

126.1.1.Clasificacin.

126.1.1.1.Por el tipo de accionamiento:

126.1.1.2.Por la disposicin de los contactos:

136.1.1.3.Por los Lmites de Tensin.

136.1.1.4.Por la clase de corriente.

136.1.2.Partes importantes de los Contactores.

136.1.2.1.El Electroimn:

136.1.2.2.La Bobina:

146.1.2.3.Los Polos:

146.1.3.Los Contactos Auxiliares:

146.1.4.Simbologa y referenciado.

156.1.5.Principios de funcionamiento del contactor electromagntico.

166.1.6.Eleccin de un contactor electromagntico.

166.1.6.1.Criterios de eleccin de un contactor

186.2.Rels.

186.2.1.Rels de Mando.

186.2.1.1.Rels electromecnicos:

196.2.1.2.Polarizados.

196.2.1.3.Reed inversores.

206.2.1.4.Rels de estado slido.

206.2.1.5.Rels temporizadores.

216.3.Elementos de sealizacin y mando.

216.3.1.Elementos de sealizacin.

216.3.1.1.Sealizacin Luminosa:

216.3.1.2.Sealizacin Acstica:

216.3.1.3.Sealizacin ptica:

216.3.2.Elementos de Mando.

226.3.2.1.Accionamiento Manual:

226.3.2.2.Accionamiento Automtico:

227.Conclusiones.

238.Referencias Bibliogrficas.

AUTOMATISMO ELECTRICOS. RELS Y CONTACTORES

1. Objetivos de la Automatizacin.Integrar varios aspectos de las operaciones de manufactura para:

Mejorar la calidad y uniformidad del producto.

Minimizar el esfuerzo y los tiempos de produccin.

Mejorar la productividad reduciendo los costos de manufactura mediante un mejor control de la produccin.

Mejorar la calidad mediante procesos repetitivos.

Reducir la intervencin humana, el aburrimiento y posibilidad de error humano.

Reducir el dao en las piezas que resultara del manejo manual.

Aumentar la seguridad para el personal.

Ahorrar rea en la planta haciendo ms eficiente:

El arreglo de las mquinas.

El flujo de material.

2. Introduccin.Automatizacin Industrial XE "Automatizacin Industrial" (automatizacin; del griego antiguo auto: guiado por uno mismo) es el uso de sistemas o elementos computarizados y electromecnicos para controlar maquinarias y/o procesos industriales sustituyendo a operadores humanos.

El alcance va ms all que la simple mecanizacin de los procesos ya que sta provee a operadores humanos mecanismos para asistirlos en los esfuerzos fsicos del trabajo, la automatizacin reduce ampliamente la necesidad sensorial y mental del humano. La automatizacin como una disciplina de la ingeniera es ms amplia que un mero sistema de control, abarca la instrumentacin industrial, que incluye los sensores y transmisores de campo, los sistemas de control y supervisin, los sistema de transmisin y recoleccin de datos y las aplicaciones de software en tiempo real para supervisar y controlar las operaciones de plantas o procesos industriales.

Por el momento existen muchos trabajos donde no existe riesgo inmediato de la automatizacin. Ningn dispositivo ha sido inventado que pueda competir contra el ojo humano para la precisin y certeza en muchas tareas; tampoco el odo humano. El menos capacitado de los seres humanos puede identificar y distinguir mayor cantidad de esencias que cualquier dispositivo automtico. Las habilidades para el patrn de reconocimiento humano, reconocimiento de lenguaje y produccin de lenguaje se encuentran ms all de cualquier expectativa de los ingenieros de automatizacin.3. Historia de la Automatizacin. El origen se remonta a los aos 1750, cuando surge la revolucin industrial XE "revolucin industrial" .

1745: Mquinas de tejido controladas por tarjetas perforadas.

1817-1870: Mquinas especiales para corte de metal.

1863: Primer piano automtico, inventado por M. Fourneaux.

1856-1890: Sir Joseph Whitworth enfatiza la necesidad de piezas intercambiables.

1870: Primer torno automtico, inventado por Christopher Spencer.

1940: Surgen los controles hidrulicos, neumticos y electrnicos para mquinas de corte automticas.

1945-1948: John Parsons comienza investigacin sobre control numrico.

1960-1972: Se desarrollan tcnicas de control numrico directo y manufactura computadorizada.

Para la automatizacin de procesos, se desarrollaron mquinas operadas con Controles Programables (PLC), actualmente de gran ampliacin en industrias como la textil y la alimentacin.

Para la informacin de las etapas de diseo y control de la produccin se desarrollaron programes de computacin para el dibujo (CAD XE "CAD" ), para el diseo (CADICAE XE "CADICAE" ), para la manufactura CAM XE "CAM" , para el manejo de proyectos, para la planeacin de requerimientos, para la programacin de la produccin, para el control de calidad, etc.

La insercin de tecnologas de la informacin produccin industrial de los pases desarrollados ha conocido un ritmo de crecimiento cada vez ms elevado en los ltimos aos. Por ejemplo, la Informacin amplia enormemente la capacidad de controlar la produccin con mquinas de control computarizado y permite avanzar hacia mayores y ms complejos sistemas de automatizacin, unas de cuyas expresiones ms sofisticadas y ms ahorradoras de trabajo humano directo son los robots, los sistemas flexibles de produccin y los sistemas de automatizacin integrada de la produccin (computer integrad manufacturing CIM XE "CIM" ).

Aunque es evidente que la automatizacin sustituye a un alto porcentaje de la fuerza laboral no calificada, reduciendo la participacin de los salarios en total de costos de produccin, las principales razones para automatizar no incluye necesariamente la reduccin del costo del trabajo.Por otra parte, la automatizacin electromecnica tradicional ya ha reducido significativamente la participacin de este costo en los costos de produccin. Actualmente en Estados Unidos la participacin tpica el trabaj directo en el costo de le produccin Industriales de 10 % o 15 % y en algunos productos de 5 %. Por otra parte, existen otros costos, cuya reduccin es lo que provee verdadera competitividad a la empresa.Entre estos costos est trabajo indirecto, administracin control de calidad compras de insumos, flujos de informacin, demoras de proveedores, tiempos muertos por falta de flexibilidad y adaptabilidad etc. Estos son los costos que pueden ser reducidos por las nuevas tecnologas de automatizacin al permitir mayor continuidad, Intensidad y control Integrado del proceso de produccin, mejor calidad del producto y reduccin significativa de errores y rechazos, y a la mayor flexibilidad y adaptabilidad de la produccin a medida y en pequeos lotes o pequeas escalas de produccin.

La mayor calidad en los productos se logra mediante exactitud de las mquinas automatizadas y por la eliminacin de los errores propios del ser humano; lo que a su vez repercute grandes ahorros de tiempo y materia al eliminarse la produccin de piezas defectuosas.

La flexibilidad de las mquinas permite su fcil adaptacin tanto a una produccin individualizadas y diferenciada en le misma linee de produccin, como mi cambio total de la produccin. Esto posibilite una adecuacin flexible a las diversas demandas del mercado.

La automatizacin en los procesos Industriales, se basa en la capacidad para controlar la informacin necesaria en el proceso productivo, mediante la ex ancle de mecanismos de medicin y evaluacin de las normas de produccin. A travs de diversos instrumentos controlados por la informacin suministrada por el computadora, se regula el funcionamiento de las mquinas u otros elementos que operan el proceso productivo.

En concreto, este sistema funciona bsicamente de la siguiente manera:

Mediante la utilizacin de captadores o sensores (que son esencialmente instrumentos de medicin, como termmetros o barmetros), se recibe la informacin sobra el funcionamiento de las variables que deben ser controladas (temperatura, presin, velocidad, espesor o cualquier otra que pueda cuantificarse), esta informacin se convierte en una seal, que es comparada por medio de la computadora con la norma, consigna, o valor deseado para determinada variable. Si esta seal no concuerda con la norma de Inmediato se genere una seal de control (que es esencialmente una nueva Instruccin), por la que so acciona un actuador o ejecutante (que generalmente son vlvulas y motores), el que convierte la seal de control en una accin sobre el proceso de produccin capaz de alterar la seal original imprimindole el valor o la direccin deseada.

En la prctica, la automatizacin de la industria alcanza diferentes niveles y grados ya que la posibilidad concrete de su implementacin en los procesos de fabricacin industrial varia considerablemente segn se trate de procesos de produccin continua o en serie. En efecto, en el primer caso, el primer caso, el conducto es el resultado de una serie de operaciones secuenciales, predeterminadas en su orden, poco numerosas, y que requieren su Integracin en un flujo continuo de produccin.Los principales aportes de la microelectrnica a este tipo de automatizacin son los mecanismos de control de las diversas fases o etapas productivas y la creciente capacidad de control integrado de todo el proceso productivo. Por su parte, la produccin en serle est formada por diversas operaciones productivas, generalmente paralelas entre si o realizadas en diferentes perodos de tiempos o sitios de trabajo, lo que ha dificultado la integracin de lneas de produccin automatizacin. Desde mediados de los aos setenta las posibilidades de automatizacin integrada han aumentado rpidamente gracias a lo adelantos en la robtica, en las mquinas herramienta de control numrico, en los sistemas flexibles de produccin, y en el diseo y manufactura asistidos por computadora (CAD/CAM).

4. Grado de Automatizacin.La importancia de la automatizacin, se distinguen los siguientes grados:

Aplicaciones en pequea escala como mejorar el funcionamiento de una mquina en orden:

Mayor utilizacin de una mquina, mejorando del sistema de alimentacin.

Posibilidad de que un hombre trabaje con ms de una mquina.

Coordinar o controlar una serie de operaciones y una serie de magnitudes simultneamente.

Realizar procesos totalmente continuos por medio de secuencias programadas.

Procesos automticos en cadena errada con posibilidad de autocontrol y auto correccin de desviaciones.

La automatizacin no siempre se justifica la implementacin de sistemas de automatizacin, pero existen ciertas seales indicadoras que justifican y hacen necesario la implementacin de estos sistemas, los indicadores principales son los siguientes:

Requerimientos de un aumento en la produccin.

Requerimientos de una mejora en la calidad de los productos.

Necesidad de bajar los costos de produccin.

Escasez de energa.

Encarecimiento de la materia prima.

Necesidad de proteccin ambiental.

Necesidad de brindar seguridad al personal.

Desarrollo de nuevas tecnologas.

La automatizacin solo es viable si al evaluar los beneficios econmicos y sociales de las mejoras que se podran obtener al automatizar, estas son mayores a los costos de operacin y mantenimiento del sistema.

La automatizacin de un proceso frente al control manual del mismo proceso, brinda ciertas ventajas y beneficios de orden econmico, social, y tecnolgico, pudindose resaltar las siguientes:

Se asegura una mejora en la calidad del trabajo del operador y en el desarrollo del proceso, esta depender de la eficiencia del sistema implementado.

Se obtiene una reduccin de costos, puesto que se racionaliza el trabajo, se reduce el tiempo y dinero dedicado al mantenimiento.

Existe una reduccin en los tiempos de procesamiento de informacin.

Flexibilidad para adaptarse a nuevos productos (fabricacin flexible y multifabricacin).

Se obtiene un conocimiento ms detallado del proceso, mediante la recopilacin de informacin y datos estadsticos del proceso.

Se obtiene un mejor conocimiento del funcionamiento y performance de los equipos y mquinas que intervienen en el proceso.

Factibilidad tcnica en procesos y en operacin de equipos.

Factibilidad para la implementacin de funciones de anlisis, optimizacin y autodiagnstico.

Aumento en el rendimiento de los equipos y facilidad para incorporar nuevos equipos y sistemas de informacin.

Disminucin de la contaminacin y dao ambiental.

Racionalizacin y uso eficiente de la energa y la materia prima.

Aumento en la seguridad de las instalaciones y la proteccin a los trabajadores.

5. Elementos de una Instalacin Automatizada.

5.1. Maquinas XE "Maquinas" : Son los equipos mecnicos que realizan los procesos, traslados, transformaciones, etc. de los productos o materia prima.5.2. Accionadores XE "Accionadores" : Son equipos acoplados a las mquinas, y que permiten realizar movimientos, calentamiento, ensamblaje, embalaje. Pueden ser:

5.2.1. Accionadores Elctricos: Usan la energa elctrica, son por ejemplo, electro vlvulas, motores, resistencias, cabezas de soldadura, etc.

5.2.2. Accionadores Neumticos: Usan la energa del aire comprimido, son por ejemplo, cilindros, vlvulas, etc.

5.2.3. Accionadores Hidrulicos: Usan la energa de la presin del agua, se usan para controlar velocidades lentas pero precisas.

5.2.4. Pre Accionadores: Se usan para comandar y activar los accionadores. Por ejemplo, contactores, switchs, variadores de velocidad, distribuidores neumticos, etc.

5.3. Captadores: Son los sensores y transmisores, encargados de captar las seales necesarias para conocer los estados del proceso, y luego enviarlas a la unidad de control.

5.4. Interfaz Hombre Maquina: Permite la comunicacin entre el operario y el proceso, puede ser una interfaz grfica de computadora, pulsadores, teclados, visualizadores, etc.

5.5. Elementos de Mando: Son los elementos de clculo y control que gobiernan el proceso, se denominan autmata, y conforman la unidad de control.

Los sistemas automatizados se conforman de dos partes: parte de mando y parte operativa.5.5.1. Parte de Mando: Es la estacin central de control o autmata. Es el elemento principal del sistema, encargado de la supervisin, manejo, correccin de errores, comunicacin, etc.

5.5.2. Parte Operativa: Es la parte que acta directamente sobre la mquina, son los elementos que hacen que la mquina se mueva y realice las acciones. Son por ejemplo, los motores, cilindros, compresoras, bombas, rels, etc.6. Partes constituyentes de los circuitos de automatismo elctricos.6.1. Contactor XE "Contactor" :El contactor electromagntico es un aparato mecnico de conexin controlado mediante electroimn y con funcionamiento todo o nada. Cuando la bobina del electroimn est bajo tensin, el contactor se cierra, estableciendo a travs de los polos un circuito entre la red de alimentacin y el receptor. El desplazamiento de la parte mvil del electroimn que arrastra las partes mviles de los polos y de los contactos auxiliares o, en determinados casos, del dispositivo de control de stos, puede ser: Rotativo, girando sobre un eje,

Lineal, deslizndose en paralelo a las partes fijas,

Una combinacin de ambos.

Cuando se interrumpe la alimentacin de la bobina, el circuito magntico se desmagnetiza y el contactor se abre por efecto de:

Los resortes de presin de los polos y del resorte de retorno de la armadura mvil,

La fuerza de gravedad, en determinados aparatos (las partes mviles recuperan su posicin de partida).

El contactor ofrece numerosas ventajas, entre las que destacan la posibilidad de:

Interrumpir las corrientes monofsicas o polifsicas elevadas accionando un auxiliar de mando recorrido por una corriente de baja intensidad.

Funcionar tanto en servicio intermitente como en continuo,

Controlar a distancia de forma manual o automtica, utilizando hilos de seccin pequea o acortando significativamente los cables de potencia,

Aumentar los puestos de control y situarlos cerca del operario.A estas caractersticas hay que aadir que el contactor:

Es muy robusto y fiable, ya que no incluye mecanismos delicados,

Se adapta con rapidez y facilidad a la tensin de alimentacin del circuito de control (cambio de bobina),

Garantiza la seguridad del personal contra arranques inesperados en caso de interrupcin de corriente momentnea (mediante pulsadores de control),

Facilita la distribucin de los puestos de paro de emergencia y de los puestos esclavos, impidiendo que la mquina se ponga en marcha sin que se hayan tomado todas las precauciones necesarias.

Protege el receptor contra las cadas de tensin importantes (apertura instantnea por debajo de una tensin mnima).

Puede incluirse en equipos de automatismos sencillos o complejos.

6.1.1. Clasificacin.

Se puede establecer diversas clasificaciones de los contactores segn la clase de corriente que las acciona, segn su principio de funcionamiento, la configuracin de sus contactos y sus valores limites de tensin. Seguidamente vamos a enumerar y estudiar algunos aspectos de su funcionamiento, as como veremos los tipos diferenciados en cada clasificacin.

6.1.1.1. Por el tipo de accionamiento XE "accionamiento" :Contactores neumticos: Su principio de funcionamiento esta basado en la accin de gases

Contactores Neumticos y Electromecnicos: En estos contactores su activacin se origina por medio de procesos mecnicos (muelles, balancines, etc.), en ellos la orden para que los medios mecnicos realicen una funcin determinada se da distancia por medios elctricos o electromagnticos como son los electroimanes.

Contactores Hidrulicos:

Son contactores que se diferencian de los mecnicos y electromagnticos en que el sistema de accionamiento del mbolo es un liquido, por ejemplo aceite, agua, etc. Las instalaciones auxiliares que precisan son costosas y de gran envergadura, hacindolos a veces antieconmicos para los fines que se pretenden. Disponen de accionamientos por electrovlvulas, por lo que se podran denominar contactores electrohidrulicos.

Contactores Electromagnticos:

Son aquellos en los que su accionamiento se realiza a travs de un electroimn. Son actualmente los mas usados, por esta razn le dedicaremos un apartado en el que se explicaran todos sus detalles tanto co0nstructivo como de funcionamiento.6.1.1.2. Por la disposicin de los contactos:

Contactores al Aire: En ellos la ruptura se produce en el seno del aire.

Contactores al Aceite: En este caso la ruptura se realiza dentro de aceite. Los de baja tensin y potencia estn en desuso pero aun podemos encontrar algunos ruptores de media tensin que realizan la ruptura en medios aceitosos.

Contactores en Ambiente Gaseoso: La ruptura en estos contactores se produce en ambientes gaseosos. Se aconseja su empleo para elevadas tensiones, son usados muy frecuentemente como seccionadores.

6.1.1.3. Por los Lmites de Tensin.Los lmites de tensin son los lmites que pueden aguantar sus contactos. Los hay de dos tipos:

Contactores de Alta Tensin: Son los que sus contactos son capaces de soportar tensiones superiores a los 1000V.Contactores de Baja Tensin: En este caso sus contactos son capaces de soportar como mximo hasta tensiones de 1000V.

6.1.1.4. Por la clase de corriente.Solo tienen cabida en esta clasificacin los contactores del tipo electromagnticos; los hay de dos clases:

Contactores de Corriente Alterna:

La bobina del circuito magntico es alimentada con corriente alterna.

Contactores de Corriente Continua:

La bobina de su circuito magntico se alimenta con corriente continua.

6.1.2. Partes importantes de los Contactores.6.1.2.1. El Electroimn: Es el elemento motor del contactor. Sus elementos ms importantes son el circuito magntico y la bobina. Se presenta bajo distintas formas en funcin del tipo de contactor e incluso del tipo de corriente de alimentacin, alterna o continua.6.1.2.2. La Bobina: Es la que genera el flujo magntico necesario para atraer la armadura mvil del electroimn. Puede estar montada en una rama del circuito magntico o, excepcionalmente, en dos, segn el modelo de contactor. Est diseada para soportar los choques mecnicos que provocan el cierre y la apertura de los circuitos magnticos y los choques electromagnticos que se producen cuando la corriente recorre las espiras. Para atenuar los choques mecnicos, la bobina o el circuito magntico, y en algunos casos ambos, estn montados sobre unos amortiguadores.6.1.2.3. Los Polos: La funcin de los polos consiste en establecer o interrumpir la corriente dentro del circuito de potencia. Estn dimensionados para que pase la corriente nominal del contactor en servicio permanente sin calentamientos anmalos. Consta de una parte fija y una parte mvil. Esta ltima incluye unos resortes que transmiten la presin correcta a los contactos que estn fabricados con una aleacin de plata con una excepcional resistencia a la oxidacin, mecnica y al arco.6.1.3. Los Contactos Auxiliares:Realizan las funciones de automantenimiento, esclavizacin, enclavamiento de los contactores y sealizacin. Existen cuatro tipos bsicos:

Contactos instantneos de cierre NA, abiertos (no pasantes) cuando el contactor est en reposo, y cerrados (pasantes) cuando el electroimn est bajo tensin.

Contactos instantneos de apertura NC, cerrados (pasantes) cuando el contactor est en reposo, y abiertos (no pasantes) cuando el electroimn est bajo tensin.

Contactos instantneos NA/NC. Cuando el contactor est en reposo, el contacto NA se encuentra en estado no pasante y el contacto NC en estado pasante. El estado de los contactos se invierte cuando se cierra el contactor. Los dos contactos tienen un punto comn.

Los contactos temporizados NA o NC se establecen o se separan cuando ha transcurrido un tiempo determinado despus del cierre o la apertura del contactor que los activa. Este tiempo se puede regular.6.1.4. Simbologa y referenciado XE "Simbologa y referenciado" .

Los bornes de conexin de los contactores se nombran mediante cifras o cdigos de cifras y letras que permiten identificarlos, facilitando la realizacin de esquemas y las labores de cableado.

Los contactos principales se referencian con una sola cifra, del 1 al 16. Los contactos auxiliares estn referenciados con dos cifras. Las cifras de unidades o cifras de funcin indican la funcin del contacto:

1 y 2, contacto normalmente cerrados (NC).

3 y 4, contacto normalmente abiertos (NA).

5 y 6, contacto de apertura temporizada.

7 y 8, contacto de cierre temporizado.

La cifra de las decenas indica el nmero de orden de cada contacto en el contactor. En un lado se indica a qu contactor pertenece.

Las bobinas de un contactor se referencian con las letras A1 y A2. En su parte inferior se indica a qu contactor pertenece.

El contactor se denomina con las letras KM seguidas de un nmero de orden.

Es necesario conocer las siguientes caractersticas del receptor:

La tensin nominal de funcionamiento, en voltios (V).

La corriente de servicio (Ie) que consume, en amperios (A).

Representacin vertical de un contactoRepresentacin horizontal de un contacto

6.1.5. Principios de funcionamiento del contactor electromagntico.

A los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurando el establecimiento y cortes de las corrientes principales y segn el nmero de vas de paso de corriente, ser bipolar, tripolar, tetrapolar, etc. realizndose las maniobras simultneamente en todas las vas.

Los contactos auxiliares son de dos clases abiertos y cerrados. Estos forman parte del circuito auxiliar del contactor y aseguran las autoalimentaciones, los mandos, enclavamientos de contactos y sealizaciones en los equipos de automatismo.

Cuando la bobina del contactor queda excitada por la circulacin de la corriente, mueve el ncleo en su interior y arrastra los contactor principales y auxiliares, estableciendo a travs de los polos el circuito entre la red y el receptor. Este arrastre o desplazamiento puede ser:

Por rotacin, pivote sobre su eje.

Por traslacin, deslizndose paralelamente a las partes fijas.

Combinacin de movimientos, rotacin y traslacin.

Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los contactos por efecto del resorte de presin de los polos y del resorte de retorno de la armadura mvil.

La bobina est concebida para resistir los choque mecnicos provocados por el cierre y la apertura de los contactos y los choques electromagnticos debidos al paso de la corriente por sus espiras, con el fin de reducir los choques mecnicos la bobina o circuito magntico, a veces los dos se montan sobre amortiguadores.

Si se debe gobernar desde diferentes puntos, los pulsadores de marcha se conectan en paralelo y el de parada en serie.

6.1.6. Eleccin de un contactor electromagntico.

Los fabricantes incluyen en sus catlogos tablas que permiten determinar el calibre de los contactores en funcin del tipo general de aplicacin (distribucin o control de motores) y de las tensiones y corrientes utilizadas. Dichas tablas se establecen para:

Cadencias de funcionamiento < a 30 ciclos de maniobras por hora.

Una temperatura ambiente de 40 C.

Una tensin o 440 v.

En estas condiciones, un contactor puede conmutar una corriente igual a su propia corriente asignada de empleo segn las categoras de empleo AC-1. En los dems casos puede ser necesaria una desclasificacin, es decir, utilizar un contactor de calibre superior que se determina consultando las tablas o curvas correspondientes.

6.1.6.1. Criterios de eleccin de un contactorElegir un contactor para una aplicacin concreta significa fijar la capacidad de un aparato para establecer, soportar e interrumpir la corriente en el receptor que se desea controlar, en unas condiciones de utilizacin establecidas, sin recalentamientos ni desgaste excesivo de los contactos. Para elegir correctamente el contactor hay que tener en cuenta:

El tipo y las caractersticas del circuito o del receptor que se desea controlar: intensidad y tipo de corriente, tensin, regmenes transitorios en la puesta bajo tensin, etc.

Las condiciones de explotacin: Ciclos de maniobras/hora, factor de marcha, corte en vaco o en carga, categora de empleo, tipo de coordinacin, durabilidad elctrica deseada, etc.

Las condiciones del entorno: Temperatura ambiente, altitud cuando sea necesario, etc.

Control de un circuito resistivo:Este tipo de aplicacin (por ejemplo resistencias de calentamiento) pertenece a la categora de empleo AC-1, con un nmero de ciclos de maniobras reducido. El calentamiento del contactor depende principalmente de la corriente nominal del receptor y del tiempo de paso de esta corriente.

Control de receptores con un pico de corriente transitorio elevado en la puesta bajo tensin:Este es el caso de, por ejemplo, los primarios de un transformador o de las bateras de condensadores. La corriente de cresta en la puesta bajo tensin de estos aparatos puede llegar a ser ms de diez veces superior a la corriente nominal. El poder de cierre asignado del contactor debe ser lo bastante alto como para que la fuerza de repulsin de la corriente transitoria no provoque la apertura no controlada ni la soldadura e los contactos. Este es pues el criterio bsico para la eleccin de un contactor en este tipo de aplicacin.

Los fabricantes elaboran las tablas de eleccin teniendo en cuenta todos estos criterios, lo que permite elegir cmodamente el contactor ms apropiado para cada aplicacin.

Ejemplos de eleccin en funcin de las aplicaciones:En los siguientes ejemplos los contactores se han elegido utilizando las tablas de eleccin que figuran en nuestro catlogo general de producto. Para cada tipo de aplicacin, dichas tablas se han elaborado teniendo en cuenta las condiciones de explotacin y entorno ms habituales.

Permiten elegir el contactor ms apropiado rpidamente y sin necesidad de clculos.

Los contactores tambin se pueden elegir segn la durabilidad elctrica deseada. En tal caso, se recomienda consultar las curvas que indican el calibre del contactor que se debe utilizar en funcin de la corriente cortada, y que figuran igualmente en el catlogo de producto. Dichas curvas se han utilizado en los ejemplos de eleccin para control de motores.

El entorno de los contactores en cada aplicacin es el mismo: montaje en cofre y temperatura ambiente exterior = 40 C, es decir, unos 55 C en el entorno del aparato dentro del cofre.

De este modo se aprecia mejor la diferencia del calibre elegido para cada una de las aplicaciones.

La potencia de los receptores es de 22 Kw en 400 V/50 Hz (230 V para las lmparas)...

6.2. Rels.El Rel o Relevadores XE "Relevadores" es un dispositivo electromecnico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito elctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimn, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos elctricos independientes. Fue inventado por Joseph Henry en 1835.

Dado que el rel es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador elctrico. Como tal se emplearon en telegrafa, haciendo la funcin de repetidores que generaban una nueva seal con corriente procedente de pilas locales a partir de la seal dbil recibida por la lnea. Se les llamaba "relevadores". De ah "Rel".

Un rel es un sistema mediante el cul se puede controlar una potencia mucho mayor con un consumo en potencia muy reducido. 6.2.1. Rels de Mando.6.2.1.1. Rels electromecnicos:Estn formados por una bobina y unos contactos los cuales pueden conmutar corriente continua o bien corriente alterna. Vamos a ver los diferentes tipos de rels electromecnicos.Convencionales.Rels de tipo armadura: Son los ms antiguos y tambin los ms utilizados. El esquema siguiente nos explica prcticamente su constitucin y funcionamiento. El electroimn hace vascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.O N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado).

Rels de Ncleo Mvil: Estos tienen un mbolo en lugar de la armadura anterior. Se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos, debido a su mayor fuerza atractiva (por ello es til para manejar altas corrientes).

6.2.1.2. Polarizados.

Rels Polarizados: Llevan una pequea armadura, solidaria a un imn permanente. El extremo inferior puede girar dentro de los polos de un electroimn y el otro lleva una cabeza de contacto. Si se excita al electroimn, se mueve la armadura y cierra los contactos. Si la polaridad es la opuesta girar en sentido contrario, abriendo los contactos cerrando otro circuito ( varios)

6.2.1.3. Reed inversores XE "Reed inversores" .

Rel tipo Reed o de Lengeta: Formados por una ampolla de vidrio, en cuyo interior estn situados los contactos (pueden se mltiples) montados sobre delgadas lminas metlicas. Dichos contactos se cierran por medio de la excitacin de una bobina, que est situada alrededor de dicha ampolla.

6.2.1.4. Rels de estado slido.Un Rel de estado slido SSR (Solid State Relay), es un circuito electrnico que contiene en su interior un circuito disparado por nivel, acoplado a un interruptor semiconductor, un transistor o un tiristor. Por SSR se entender un producto construido y comprobado en una fbrica, no un dispositivo formado por componentes independientes que se han montado sobre una placa de circuito impreso.

Estructura del SSR XE "SSR" .Circuito de Entrada o de Control.

Control por Tensin Continua:

El circuito de entrada suele ser un LED (Fotodiodo), solo o con una resistencia en serie, tambin podemos encontrarlo con un diodo en antiparalelo para evitar la inversin de la polaridad por accidente. Los niveles de entrada son compatibles con TTL, CMOS, y otros valores normalizados (12V, 24V, etc.).

Control por Tensin Alterna: El circuito de entrada suele ser como el anterior incorporando un puente rectificador integrado y una fuente de corriente continua para polarizar el diodo LED.

Acoplamiento:El acoplamiento con el circuito se realiza por medio de un optoacoplador o por medio de un transformador que se encuentra acoplado de forma magntica con el circuito de disparo del Triac.

Circuito de Conmutacin o de salida:

El circuito de salida contiene los dispositivos semiconductores de potencia con su correspondiente circuito excitador. Este circuito ser diferente segn queramos conmutar CC, CA.

6.2.1.5. Rels temporizadores.

Un rel temporizador es un componente que est diseado para temporizar eventos en un sistema de automatizacin industrial, cerrando o abriendo contactos antes, durante o despus del perodo de tiempo ajustado.Un temporizador es un aparato mediante el cual, podemos regular la conexin desconexin de un circuito elctrico pasado un tiempo desde que se le dio dicha orden.Tipos de Rels Temporizadores.Temporizador a la Conexin: Cuando el temporizador recibe tensin y pasa un tiempo hasta que conmuta los contactos, se denomina Temporizador a la Conexin. Es un rel cuyo contacto de salida conecta despus de un cierto retardo a partir del instante de conexin de los bornes de su bobina a la red. El tiempo de retardo es ajustable mediante un potencimetro o regulador frontal del aparato si es electrnico. Temporizador a la Desconexin: Cuando el temporizador deja de recibir tensin y al cabo de un tiempo conmuta los contactos, se denomina Temporizador a la Desconexin. Es un rel cuyo contacto de salida conecta instantneamente al aplicar la tensin de alimentacin en los bornes de la bobina. Al quedar sin alimentacin, el rel permanece conectado durante el tiempo ajustado por el potencimetro frontal o remoto, desconectndose al final de dicho lapso.6.3. Elementos de sealizacin y mando.6.3.1. Elementos de sealizacin.Son elementos que sirven para indicar cualquier estado en que se encuentran los elementos de mando y control, tenemos:6.3.1.1. Sealizacin Luminosa: Tenemos a las lmparas incandescentes las cuales estn siendo reemplazadas por los LEDs (Diodo emisor de luz), su utilizacin de es para poder visualizar si los dispositivos estn funcionando.6.3.1.2. Sealizacin Acstica:Las mas usuales tenemos a los timbres, sirenas y zumbadores, estas por lo general suelen indicar de situaciones de funcionamiento peligroso.

6.3.1.3. Sealizacin ptica:Normalmente son adhesivos con diferentes colores y marcas o placas indicadoras situadas alrededor del botn accionador.

6.3.2. Elementos de Mando.

Son elementos de accionamiento que sirven para cerrar o abrir un circuito permitiendo el paso o no de la corriente a travs de ellos, tenemos:

6.3.2.1. Accionamiento Manual: Entre los ms comunes tenemos:Los Pulsadores: Son los que conectan y desconectan mediante un pulso y posteriormente vuelven a su posicin inicial.

Los Conmutadores: Suelen ser botones o palancas giratorias que abren o cierran circuitos mediante conmutacin de levas.6.3.2.2. Accionamiento Automtico: Entre los ms comunes tenemos:

Finales de Carrera: Son dispositivos situados al final del recorrido de un elemento mvil y su accionamiento es mecnico.

Los Sensores: Un sensor XE "sensor" es un dispositivo capaz de detectar magnitudes fsicas o qumicas, llamadas variables de instrumentacin, y transformarlas en variables elctricas. Las variables de instrumentacin pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumnica, distancia, aceleracin, inclinacin, desplazamiento, presin, fuerza, torsin, humedad, pH, etc. Una magnitud elctrica puede ser una resistencia elctrica (como en una RTD), una capacidad elctrica (como en un sensor de humedad), una Tensin elctrica (como en un termopar), una corriente elctrica (como en un fototransistor), etc.7. Conclusiones.

Podemos definir al Rel y Contactor como un aparato mecnico de conexin y desconexin elctrica, accionado por cualquier forma de energa, menos manual, capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito, incluso las de sobrecarga. Existe gran variedad de dispositivos auxiliares de mando, la diferencia entre unos y otros radica muy especialmente en el campo de aplicacin.

En cuando a los contactores, se puede notar su gran importancia en cuanto al desarrollo de sistemas de produccin y de la industria en general.

Es muy importante la caracterstica de proteccin al operario que posee el contactor pues la conservacin de la integridad de la vida humana debe ser prioridad siempre.

Gracias al uso de estos dispositivos se han logrado muchos procesos que antes no se podan imaginar por su cantidad de maniobras.

Existen gran cantidad de clases de contactor para lo cual debemos tener muy en cuenta las caractersticas de la carga para la escogencia de estos.

La bobina es el elemento fundamental para el funcionamiento del contactor.

Los contactos son el principal elemento en cuanto a la aplicacin del contactor.

El arco elctrico es el principal obstculo en el diseo de instalaciones con contactores.

8. Referencias Bibliogrficas.

http://www.voltimum.es/news/1785/s/Elecci-n-de-un-contactor-para-aplicaciones-no-motor.htmlhttp://www.profesormolina.com.ar/electromec/contactor.htmhttp://www.schneider-electric.cl/documents/local/cap05.pdf

INDICE

AAccionadores9

accionamiento12

Automatizacin Industrial5

CCAD6

CADICAE6

CAM6

CIM6

Contactor11

MMaquinas9

RReed inversores19

Relevadores18

revolucin industrial6

Ssensor22

Simbologa y referenciado14

SSR20

FACULTAD DE INGENIERA, ARQUITECTURA Y URBANISMO

LECTURA Y REDACCIN

ESCUELA DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

13 06 - 2011

AUTOMATISMO ELECTRICOS. RELS Y CONTACTORES

Herencia Castillo FabioPagina 23