ejercableados - Departamento de Electrónica y Automática

UPCOMILLAS ICAI Departamento de Electrónica y Automática 1Problemas de automatismos cableadosPROBLEMA 1Diseñar el esquema eléctrico de un automatismo con pulsadores, relés y contactores que permitaponer en marchar y parar una bomba para sacar agua de un pozo. Como alimentación se utiliza230 VDC. El sistema tiene un cuadro de control con 2 pulsadores rotulados (Marcha y Paro),para poner en marcha y parar la bomba, y tres pilotos (Arrancada, Parada y Agua), que indicansi la bomba está en marcha, parada y si hay agua en el pozo. Para poner en marcha la bombadebe haber agua en el pozo. De igual forma, en el momento que no haya agua en el pozo se parala bomba. En el pozo hay situada una boya que tiene un contacto auxiliar que se cierra cuando elnivel del agua del pozo alcanza la boya.PROBLEMA 2Automatizar el llenado de un depósito de agua a partir de dos pozos (1 y 2). En cada pozo hayuna bomba movida por un motor trifásico a 380V (Mx) y una boya (Bx) para detectar el nivelen el pozo. La bomba no puede funcionar si no hay agua. Por otro lado, el depósito tiene tresboyas (BH, BM y BB) situadas en el nivel superior, nivel medio y nivel bajo del depósito.Además en la caseta de control del depósito existe un pequeño pupitre con los siguienteselementos:• Pulsador PM: permite poner en marcha el automatismo de las bombas.• Pulsador PP: para el automatismo de las bombas.• Seta de emergencia.• Piloto HM: indica que el automatismo está en marcha.• Piloto HP: indica que el automatismo está parado.• Piloto HB1: indica el estado de la bomba 1.• Piloto HB2: indica el estado de la bomba 2.• Piloto HD: indica que se ha pulsado la seta de emergencia.El automatismo de las bombas es el siguiente:• Cuando el nivel baja por debajo de BB se pone en marcha la bomba B1, si se puede.• Cuando el nivel baja por debajo de BM se pone en marcha la bomba B2, si se puede.• Cuando el nivel alcanza el nivel BH se paran las bombas que estén en marcha.Los relés para realizar el automatismo son del tipo de losutilizados en el laboratorio (ver figura). Los contactores tienenademás de los contactos principales tienen 2 contactos: uncontacto NC y otro NO. Los pulsadores pueden tener hasta doscontactos del tipo que se desee.a. Esquema de control.b. Esquema de potencia.Automatización Industrial © José Antonio Rodríguez Mondéjar 2011

UPCOMILLAS ICAI Departamento de Electrónica y Automática 2PROBLEMA 3Automatizar un seccionador de subestación mediante un automatismo cableado. El seccionadortiene asociados 2 finales de carreras: FC para indicar seccionador cerrado y FA para indicarseccionador totalmente abierto. Cada final de carrera tiene dos contactos: uno de tipo NO y otrode tipo NC. El seccionador es movido con un motor alimentado a 110 VCC. El operador puedemanejar el seccionador desde 2 pupitres. En cada pupitre existe:• Un pulsador PC de cierre• Un pulsador PA de apertura• Un pulsador PP de paro• Un piloto HA para indicar abierto• Un piloto HC para indicar cerrado• Un piloto HI para indicar seccionador en estado intermedio. Está encendido mientrasno está el seccionador ni cerrado ni abierto.• Un piloto HD para indicar defecto en el seccionador. HD se enciende cuandosimultáneamente están actuados los dos finales de carrera. Cuando esto ocurre no sepermite la maniobra.Al pulsar PA o PC desde uno de los pupitres, el seccionador comienza la maniobra de apertura ode cierre. No es necesario que el pulsador siga pulsado para completar la maniobra. Si encualquier momento se pulsa PP la maniobra se para. También se para si se activansimultáneamente los 2 finales de carrera del seccionador (defecto).Para realizar la automatización se disponen de relésequivalentes a los utilizados en el laboratorio (ver figura) y decontactores de calibre adecuado para el motor con 2 contactosprincipales, 1 contacto auxiliar NO y un contacto auxiliar NC.Los pulsadores pueden llevar 2 contactos de cualquier tipo(NO, NC)Dibujar circuito de potencia y circuito de control.PROBLEMA 4Diseñar el automatismo cableado para el control del movimiento manual de una compuerta depantano. El sistema a automatizar está formado por una compuerta que es movida mediante unmotor trifásico 380 VAC, con su correspondiente protección térmica. La compuerta tieneasociado dos finales de carrera para indicar que está completamente abierta (CA) ocompletamente cerrada (CC). En el cuarto de máquina existe un cuadro de control con lossiguientes elementos:• Pulsador PCA: al pulsar se conecta la alimentación del motor y sus contactores (circuitode potencia).• Pulsador PDA: al pulsar se desconecta la alimentación del motor y sus contactores.• Pulsador PA: una vez pulsado PCA, con PA se indica si se quiere abrir la compuerta. Alpulsar PA la compuerta se abre hasta alcanzar la posición señalada por el sensor CA. Lamaniobra se realiza de forma automática sin necesidad de mantener pulsado el pulsador.• Pulsador PC: una vez pulsado PCA, permite dar la orden para cerrar la compuerta. Encualquier caso si salta la protección térmica no se permite la maniobra. Si se quiereparar una maniobra en curso hay que pulsar PDA.• Piloto A para indicar que está la alimentación conectada.• Piloto MA para indicar que está abriéndose la compuerta.• Piloto MC para indicar que está cerrándose la compuerta.• Piloto CA para indicar que la compuerta está abierta.• Piloto CC para indicar que la compuerta está cerrada.a. Esquema del circuito de potencia.b. Esquema del circuito de control.Automatización Industrial © José Antonio Rodríguez Mondéjar 2011

UPCOMILLAS ICAI Departamento de Electrónica y Automática 3c. Modificar el circuito de control para que las órdenes de dar alimentación, quitaralimentación, abrir y cerrar compuerta pueden ser dadas desde un PLC. Al cuadro decontrol se le ha añadido un conmutador de tres posiciones rotuladas como MAN-STOP-PLC. En la posición STOP el sistema no responde ni al PLC ni a los pulsadores del pupitrede control.PROBLEMA 5Diseñar el automatismo del llenado de un depósito mediante 2 bombas. En el pupitre de controlexiste un pulsador de arranque SV, un pulsador de parada SVR y 3 pilotos que indican bombasparadas (HR), una bomba arrancada (HV1) y 2 bombas arrancadas (HV2). También existe unaseta de emergencia. Con las bombas paradas, si se pulsa una vez SV se arranca la primerabomba. Si se vuelve a pulsar SV se arranca la segunda bomba. Y si nuevamente se vuelve apulsar SV se paran las bombas. En cualquier momento, al pulsar SVR o la seta de emergencia,se paran las bombas. El ciclo vuelve a iniciarse si se vuelve a pulsar SV (en el caso de pulsar laseta de emergencia, previamente hay rearmarla).PROBLEMA 6Identificar en elsiguiente esquemageneral de conexioneslas ecuaciones lógicasque rigen el control delos motores. Paraidentificar loselementos que no seconozcan puedeutilizareltelesquemario de lapágina web de laasignatura.Automatización Industrial © José Antonio Rodríguez Mondéjar 2011

UPCOMILLAS ICAI Departamento de Electrónica y Automática 4PROBLEMA 7Diseñar un automatismo con pulsadores, relés y contactores que permita poner en marchar ensecuencia un conjunto de 3 bombas (B1, B2 y B3). El sistema tiene un cuadro de control con lossiguientes elementos:• Tres pulsadores rotulados como PB1, PB2 y PB3• Un pulsador rotulado como PP• Tres pilotos rotulados como HB1, HB2 y HB3• Un piloto rotulado como HTEl funcionamiento del sistema es el siguiente:• Las tres bombas se ponen en marcha siguiendo la secuencia B1, B2 y B3. Al pulsarPB1, se pone en marcha B1; al pulsar PB2, se pone en marcha PB2; y asísucesivamente. Si en vez de pulsar PB2, una vez puesta en marcha PB1, se pulsa PB3,la bomba B3, no se arranca, permaneciendo arrancada B1. De la misma forma,cualquier otra secuencia de pulsadores que no se la correcta, ni para ni arranca bombas.• Los pilotos HB1, HB2 y HB3 se encienden si el contactor correspondiente estáactivado.• Al pulsar PP se paran las bombas. Para volver a poner en marcha las bombas hay queseguir la secuencia definida.• Cada bomba tiene una protección térmica (FR1, FR2 y FR3). Al saltar una de ellas separan las bombas y se activa el piloto HT. Hasta que no se rearme la protección térmicaactivada no se puede volver a poner en marcha las bombas siguiendo la secuenciadefinida.PROBLEMA 8Modificar el automatismo anterior para que, en caso de saltar una protección térmica en una delas bombas, no se para el resto de bombas si están funcionando y se pueda continuar con lasecuencia de arranque. Ejemplo: si ya se ha arrancado B1, y salta su protección, el motor B1 separará, pero se podrá mediante PB2 arrancar B2; y, una vez arrancado B2, se podrá arrancar B3con PB3.PROBLEMA 9Diseñar un automatismo cableado que permita mediante un mismo pulsador apagar y encenderuna bombilla. Cuando se pulse el pulsador si la bombilla está apagada, la bombilla se enciende,y si está encendida se apaga.PROBLEMA 10Modificar el automatismo anterior para que la operación de apagar y encender se pueda realizardesde varios pulsadores. Si la bombilla está apagada y se pulsa uno cualquiera de lospulsadores, la bombilla se enciende. Y viceversa, si la bombilla está encendida y se pulsacualquiera de los pulsadores la bombilla se enciende.PROBLEMA 11Modificar el automatismo del PROBLEMA 8 para que la operación de encender las bombas ensecuencia se pueda realizar con un solo pulsador. Al ir pulsando el pulsador las bombas se vanarrancando en la secuencia establecida. Si en alguna bomba ha saltado la protección térmica sesalta a la bomba siguiente. Con el pulsador de parada PP se paran las bombas.Automatización Industrial © José Antonio Rodríguez Mondéjar 2011