Estoy preparándome para asistir a una jornada técnica sobre electroneumática y curioseando entre mis montañas de apuntes, esquemas y libros me he vuelto a encontrar con un concepto sencillo pero muy poderoso: el de transformar (eléctricamente hablando) un elemento o componente monoestable en biestable.
Vamos a verlo con un problema de aplicación práctica, un caso que bien nos puede suceder cuando estamos al cargo del mantenimiento de una instalación electrotécnica.
Imaginemos que tenemos una instalación como la siguiente:
(Click en la imagen para ampliar)
Vemos que tenemos 2 cilindros neumáticos gobernados cada uno por una electroválvula biestable, es decir, que puede adoptar 2 estados distintos y los 2 son estables. Por ejemplo, el cilindro 1A sale al pulsar S1 y vuelve a entrar al pulsar S2.
El circuito eléctrico de maniobra es muy sencillo, ya que una electroválvula de dos solenoides (biestable) nos permite hacerlo así sin más dificultad.
Imaginemos ahora que, sea por el motivo que fuere, necesitamos sustituir esa electroválvula por otra y resulta que, entre los recambios, no hay más que electroválvulas monoestables. La instalación tiene que seguir funcionando y no podemos permitirnos el lujo de quedarnos esperando a que nuestro proveedor nos traiga el componente que nos falta.
En un caso así, podríamos hacer la siguiente modificación:
Cogeremos el componente que sí tenemos, una electroválvula monoestable, y haremos un poco de cableado extra en el circuito de maniobra para conseguir que se comporte del mismo modo que si fuera biestable.
Antes, S1 y S2 estaban en paralelo gobernando cada uno un solenoide. Puesto que ahora solo tenemos un solenoide, lo conectamos a un relé KA1. Los pulsadores S1 y S2 los conectamos en serie con KA1 y lo realimentamos. De esta manera, seguiremos pulsando S1 para que el cilindro salga y S2 para que vuelva a entrar (en la imagen están al revés, podéis ver la asignación correcta en el vídeo de más abajo).
Éste es uno de los múltiples trucos de automatismos a los que siempre podemos recurrir.
Después de haber visto contactores y relés temporizadores, hoy le toca el turno a los contadores. Otra herramienta más con la que contar en nuestro arsenal a la hora de diseñar circuitos de maniobra que ejecuten los ciclos de trabajo deseados.
En muy resumidas cuentas un contador puede ser progresivo o regresivo, lo cuál como imaginaréis solo afecta al sentido del conteo. Si tiene que contar hasta 6, bien lo hará del 1 al 6 o bien del 6 al 1. Si no es necesario tener un registro del sentido del conteo lo mismo nos dará que la cuenta sea progresiva o regresiva.
Una aplicación muy común de los contadores es la de hacer recuento de una serie de piezas que avanzan por una cinta transportadora para, al llegar al valor preseleccionado, modificar el circuito de manera que se realicen cambios en la maniobra.
Un contador puede simplemente almacenar el número de señales que le llegan almacenando el valor. En este caso diremos que es un contador sin preselección. En cambio, en un contador con preselección podemos seleccionar un valor concreto y cuando el contador llega a este valor modifica el estado de sus contactos, lo que nos permitirá hacer los cambios necesarios en el circuito al llegar a ese evento.
Además de sus contactos auxiliares y los contactos que alimentan su bobina, los contadores disponen de una entrada "Reset" que al recibir una señal volverá a poner el contador a cero. Todas estas características hacen del contador un componente muy valioso a la hora de automatizar un proceso.
Este es su símbolo eléctrico:
Para ver su funcionamiento vamos a volver a ese circuito de maniobra que llamé "Blink", en honor al famoso programa de inicio de la comunidad Arduino, y vamos a implementarlo allí. Consideremos que un ciclo de trabajo es cuando la luz amarilla se apaga o se enciende una sola vez. Vamos a hacer que una luz púrpura se encienda entre los ciclos 5 y 8 del siguiente modo:
Luz amarilla = 1 0 1 0 1 0 1 0 .........
Luz púrpura = 0 0 0 0 1 1 1 1 ..........
Después de esto, esta misma secuencia se repetirá ad infinitum hasta que detengamos el automatismo. El comportamiento deseado para la luz púrpura lo conseguiremos mediante el uso de contadores. Vamos a echarle un vistazo al esquema:
Hasta la network o rama número 10, no hay ninguna diferencia con respecto al "Blink" original. Vamos a ver en detalle el segmento comprendido entre las networks 11 - 17. Es allí donde tenemos una señalización nueva respondiendo a otra programación cableada.
¿Que es lo que está sucediendo aquí? En primer lugar, estamos usando un contacto auxiliar de K3 para enviar señales o pulsos al primer contador, C1. K3 se activa cada dos ciclos, es decir después de que la luz amarilla se enciende y se apaga. Cada vez que sucede esto, K3 envía una señal a C1. Como C1 tiene un valor preseleccionado de 2, cuando este evento sucede 2 veces el contacto NO de C1 se cierra dejando que la corriente fluya hasta la luz púrpura.
Cuando un contador llega a su valor programado permanece en ese estado hasta que recibe una señal de reset. No será hasta entonces que el contador volverá a contar desde cero otra vez. Esta señal de reset puede ser suministrada, por ejemplo, por otro contador.
Observemos ahora C2. También tiene un contacto de K3 enviándole señales para que cuente pero en los primeros ciclos no cuenta. Esto es porque he puesto un relé temporizador a la desconexión en serie con la luz púrpura. Un contacto NC de éste está conectado al reset de C2. Esto quiere decir que C2 está en un estado de reset permanente pues siempre recibe corriente. Esto seguirá así hasta que ese contacto NC se abra.
Después de que C1 ha contado hasta 2, la luz púrpura se enciende y la corriente llega hasta KA4. Recordemos que un relé temporizador a la desconexión cambia el estado de sus contactos en el momento de recibir corriente y después de recibirla comienza su cuenta atrás prefijada, tras la cuál vuelve a cambiar ése estado devolviéndolos a como estaban anteriormente. He aprovechado esta característica particular del temporizador a la desconexión para conseguir este efecto.
Durante 4 ciclos (contados de 2 en 2), C1 cuenta y entonces se enciende la segunda luz. Entonces, el contacto NC de KA4 se abre permitiendo a C2 contar con normalidad, sin recibir la señal constante que lo resetea. Durante otros 4 ciclos (contados de 2 en 2), C2 cuenta para que la luz púrpura permanezca encendida un tiempo más, justo el que queremos. Cuando C2 llega al final de su cuenta resetea C1 y al hacer esto causa que KA4 empiece su cuenta atrás. Transcurrido un segundo, el contacto NC de KA4 se volverá a cerrar sumiendo nuevamente a C2 en un estado de reset continuo. De esta manera cerramos el ciclo para que éste pueda ejecutarse en un loop constante hasta que cortemos la alimentación.
Como decía Elliot en E.T, después de haber leído la frase en un cómic de Buck Rogers:
En instalaciones automáticas es muy frecuente la maniobra de actuadores en función del tiempo. Usamos relés temporizadores para retardar la activación o desactivación de los contactores que gobiernan el funcionamiento de máquinas o motores.
Vamos a ver algunos circuitos sencillos para comprender el funcionamiento de este tipo de relés y ver todo lo que pueden hacer por nosotros.
Activación retardada
S1 es un accionamiento de tipo interruptor, como bien podría ser un selector. Es un elemento biestable que puede estar a 0 o a 1. Al ponerlo a 1, el relé temporizador a la conexión recibe corriente y empieza su cuenta atrás. En este caso le he asignado un tiempo de 4 segundos. Al transcurrir ese lapso de tiempo el contacto temporizado normalmente abierto KA1 se cierra y no es hasta entonces cuando KM1 recibe corriente. Es por eso que este circuito puede describirse como función de activación retardada. Vamos a implementar esta función en un clásico circuito de control de un contactor con los habituales pulsadores de paro, marcha e incluyendo además, la también necesaria función de realimentación.
Un detalle crucial, en estos casos, es usar un contacto NC de KM1 para desconectar K1 en el momento en que KM1 se pone en marcha, así nos cercioramos de que cada rama del circuito funciona en el momento deseado.
Aquí tenéis un vídeo que muestra la simulación de ambos circuitos:
A partir de aquí, ocurre un big bang para el/la estudiante de automatismos ya que las posibilidades se disparan de forma exponencial. Echándole tiempo e imaginación, podemos construir infinidad de circuitos curiosos con el solo uso de los componentes que hemos visto hasta ahora. Cuando digo curiosos me refiero a que empezamos a trabajar con estructuras de automatización que pueden incluso simular comportamientos con cierto grado de inteligencia, ya que poco a poco nos vamos adentrando en una "programación" cableada cada vez más compleja.
Llegará un momento, que esa manera de "programar" cableando será tan y tan compleja, que será mucho más sencillo y práctico implementar las funciones deseadas mediante un autómata programable. Ya llegaremos a eso. Por ahora, sigamos en el reino de la lógica cableada ya que es la base fundamental de la automatización y es vital entenderla bien.
Veamos algunos ejemplos creativos que nos darán una idea de esas posibilidades que mencioné antes.
Semáforo
Este esquema, puede resultar un poco intimidante al principio pero no hay nada nuevo aquí que no hayamos usado ya. Simplemente hemos tirado de temporizadores y contactos auxiliares para organizar una secuencia similar a la que ejecuta un semáforo. Analizándolo en términos de electrónica digital, bien podríamos definir este circuito como de tipo secuencial.
Los relés temporizadores nos permiten programar las acciones en el tiempo, mientras que los contactos auxiliares funcionan como las puertas lógicas en la electrónica digital. Combinando unos y otros podemos diseñar prácticamente cualquier secuencia deseada.
Blink
Cuando se empieza a estudiar un lenguaje de programación, lo habitual es empezar por escribir un programa sencillo llamado "Hello World". Cuando se inicia un@ en el manejo de un microcontrolador como el de Arduino o el de una computadora como Raspberry Pi, se suele empezar por hacer parpadear un led. Eso, en el mundillo del Physical Computing, sería el equivalente del "Hello World" que se escribe por primera vez en un lenguaje como C++ o Python. En Arduino, este programa se llama Blink. He reproducido ese efecto con lógica cableada y por el camino, he descubierto una cosa curiosa que explico en el siguiente vídeo:
Es primordial que cada rama o network, como dicen en lógica programada, funcione en el momento que le toca y no se superponga a otras si no es eso lo que se está buscando. Si la secuencia no está bien ordenada o las transiciones entre etapas no están claras, transcurrido un solo ciclo el circuito puede empezar a comportarse de forma errática, dando errores y pudiendo desembocar en un caos que no nos podemos permitir. Es por eso que se desarrollaron métodos como el Grafcet o la guía Gemma para diseñar secuencias de automatización prestando especial atención a las etapas y las transiciones entre éstas, para que no ocurran fallos como éste que ocurría en la primera versión de Blink que habéis visto en el vídeo.
Está claro que temporizadores y contactos auxiliares dan mucho juego. En estos ejemplos estoy usando luces como receptores, pero bien podrían ser motores, electroválvulas u otros. Los temporizadores que he usado en estos ejemplos son a la conexión, pero también tenemos a la desconexión e incluso a la conexión-desconexión. Todos estos componentes juntos nos ofrecen mucha versatilidad.
La lógica cableada tiene sus ventajas como su robustez y resistencia en entornos industriales. Sin embargo, cada vez más se va imponiendo la lógica programada por su flexibilidad y facilidad. El semáforo y el parpadeo que hemos hecho están bien pero, ¿y si quisiéramos hacer una secuencia de luces como la del coche fantástico? Tendríamos que hacer un circuito como el del semáforo con unas cuantas ramas más, y luego conseguir que al llegar a la última luz, todas las luces hicieran la secuencia inversa. Imaginaros la de cableado que hace falta para eso. En fin, sigue siendo factible. Hay cuadros eléctricos que pueden tener decenas e incluso cientos de relés. Pero pensad que, por otro lado, podemos tener un autómata programable en el que simplemente conectamos las entradas por un lado y las salidas por otro ... y ya está. A partir de ahí nos ponemos a programar hasta conseguir la automatización requerida y listo. No se puede negar que es infinitamente más práctico, como tampoco se puede negar que a pesar de todo, la lógica cableada sigue teniendo su encanto, ¿cierto?
En lógica programada, un esquema como el de Blink, se queda en esto:
Un generador de funciones crea una onda cuadrada de frecuencia 1 Hz. Suficiente para conseguir que nuestra luz se encienda y se apague de modo intermitente.
¿Verdad que fue mucho más divertido hacerlo con lógica cableada?
La automatización es uno de esos campos de estudio donde, por mucho que se aprenda, uno siempre tiene la sensación de saber poco. Un automatismo sencillo es fácil de entender. No obstante, como pasa con cualquier otro sistema, a medida que éste crece y evoluciona se va tornando cada vez más complejo. Leer el esquema de un automatismo con cierto grado de sofisticación puede ser frustrante si ya desde el principio no se han entendido bien los principios básicos, el abc de la automatización.
Aunque en el montaje no se incluya ningún autómata programable, en un automatismo compuesto únicamente de contactores y relés, se habla de lógica cableada para referirse al "programa" que ejecuta el circuito de maniobra. Una "programación" que podemos variar alterando el cableado entre componentes.
Como nunca está de más recordar los ladrillos básicos sobre lo que se sustenta todo lo que sigue, vamos a centrarnos en las maniobras más sencillas. A partir de ellas, cada vez iremos haciendo cosas más complejas.
Un pulsador y una bobina
Un pulsador cierra un contacto normalmente abierto (NO) y de esta manera alimentamos una bobina que bien puede ser de un contactor o de un relé. Los pulsadores tienen un resorte en su interior que hace que vuelvan a su posición original cuando dejamos de pulsarlos. Esto plantea un inconveniente y es que para que la bobina reciba corriente debemos mantener presionado el pulsador, lo cual no tiene mucho sentido ya que estamos tratando de automatizar una tarea para que se ejecute sin nuestra intervención directa.
Podríamos resolverlo usando un selector en lugar de un pulsador. Esto bastaría en una maniobra tan sencilla como ésta pero ... ¿y si tenemos un circuito con un paro de emergencia? Esto, en instalaciones industriales, es algo de lo más normal. En el momento en el que hay algún peligro para las personas alrededor de una máquina, se pulsa el paro de emergencia para pararlo todo. Imaginemos que es un selector el mando que pone en marcha la máquina. Un selector "memoriza" su estado. Si después de detener la instalación usando el paro de emergencia nadie recuerda poner el selector a 0, en el mismo momento de desenclavar el paro la máquina volverá a ponerse en marcha porque el selector está a 1 y eso es algo que puede provocar una situación peligrosa. Eso no sucederá si en lugar de un selector usamos un pulsador, porque el pulsador solo está a 1 en el mismo momento de pulsarlo y después vuelve a 0. Si se pulsa el paro de emergencia, al desenclavarlo, la máquina permanecerá parada hasta que se accione nuevamente el pulsador.
Es por éstas importantes cuestiones de seguridad que se hace necesario muchas veces el utilizar pulsadores y no selectores. Lo que necesitamos entonces, es usar un pulsador como mando para dar la orden de marcha y que la bobina permanezca alimentada hasta que pulsemos el pulsador de paro. Este problema lo solucionamos con un circuito de realimentación.
Realimentación
Los contactores y los relés están provistos de contactos principales y contactos auxiliares. Son los auxiliares los que nos permiten implementar funciones como ésta. Tras un pulso inicial en S1 alimentamos la bobina y está continuará así gracias a la realimentación hasta que pulsemos el paro S2.
Una variante de este circuito sería ésta:
Obtenemos el mismo resultado. En términos de estudio del esquema, diríamos que éste es un circuito de realimentación con predominio a la activación. Esto se considera así porque se ha puesto el contacto normalmente cerrado (NC) en serie con el contacto auxiliar de enclavamiento.
Sigamos con más maniobras.
Varios pulsadores
Muchas veces es conveniente poder ordenar tanto la marcha como el paro desde varios puntos. Este es un ejemplo de circuito de maniobra con 3 pulsadores de marcha (S1, S2 y S3) y 2 de paro (S4 y S5). Recalcar que los contactos NO se conectan en paralelo junto con el contacto de realimentación mientras que los contactos NC se conectan en serie.
Dos contactores independientes
No es que podamos hacer gran cosa con un solo contactor o relé. Si bien es cierto que para aplicaciones muy sencillas puede bastar, lo normal es usar varios y a veces hay que usar muchos. Podéis ver que añadir, por ejemplo, otro contactor es tarea fácil. Volvéis a hacer, en paralelo, otra estructura igual que la anterior formada por paro, marcha, realimentación y bobina.
Analicemos en conjunto el comportamiento de los dos contactores. Pueden adoptar 4 estados posibles: los dos en reposo; los dos funcionando; K1M en reposo y K2M funcionando; K1M funcionando y K2M en reposo.
En este caso, los dos contactores pueden estar funcionando a la vez. No es algo que queramos siempre. Ya sea por motivos de seguridad u otros, nos puede interesar que solo uno de los dos esté funcionando y que el otro no pueda entrar en funcionamiento hasta que éste pase al estado de reposo. Para conseguir esto cablearíamos la siguiente maniobra:
Dos contactores con accionamiento condicionado
Este esquema es parecido al anterior, pero con una diferencia muy importante. Del mismo modo que usamos un contacto auxiliar de cada contactor para provocar su realimentación hasta que se pulsa el paro, usamos otro de esos contactos auxiliares de tipo NC para impedir que un contactor puede ponerse en marcha si el otro está funcionando. Es un cableado cruzado que nos permite asegurar la maniobra para que el circuito se comporte como nosotros queremos.
Aquí teneis un par de vídeos donde explico todo en detalle al mismo tiempo que hago la simulación en FluidSIM.
Y para terminar, un truquillo. Cuando hagamos un esquema más elaborado, será habitual la necesidad de incluir la simbología del relé térmico en el esquema de maniobra, ya que es un dispositivo de protección que suele representarse en dicho esquema. Un programa como FluidSIM versión 4, pensado para electroneumática, no dispone de este componente pero podemos usar los que vienen en la biblioteca para "crear" uno.
Relé térmico
Recordemos que un relé térmico se compone de dos contactos. Uno cerrado, que mantendrá el circuito en funcionamiento mientras todo vaya bien pero que lo abrirá en el momento que detecte una sobrecarga peligrosa. Uno abierto, que se cerrará al abrirse el otro y que podemos utilizar para señalizar con una luz la anomalía.
Teniendo todo esto en cuenta, podemos usar dos interruptores de FluidSIM para que actúen del mismo modo que lo harían los contactos de un relé térmico. La clave está en que uno tiene que ser cerrado y el otro abierto. Les ponemos el mismo nombre (F1) para que el programa los trate como un conjunto y listo.
Como podéis ver, en automatización las posibilidades son infinitas y lo que hemos visto en esta entrada no es sino lo más básico de entre lo básico. Cuando entran en escena los relés temporizadores, es cuando las posibilidades empiezan a nublar la mente. Y todo esto antes de ni siquiera llegar a los autómatas programables.
Como ya dije otra vez, la automatización es sin duda una de las ramas más fascinantes de la electrotecnia. Seguiré escribiendo artículos sobre el tema que espero sean de vuestro interés.
Siguiendo con una serie de artículos especialmente dedicados al proyecto de fin de grado que estamos realizando en el IOC, os presento hoy la parte correspondiente a telecomunicaciones. Me ha tocado a mí encargarme de esta parte, lo que quiere decir diseñar toda la ICT (Infraestructura Común de Telecomunicaciones) del edificio en el que estamos trabajando.
Recordemos que se trata de un edificio de cinco plantas: planta -1, planta baja (restaurante y local comercial) y tres plantas destinadas a viviendas. Tenemos dos viviendas por planta.
Plano diseñado con AutoCAD por Toni Reixachs.
Repasemos el trabajo realizado. En este edificio instalaremos TDT y TVSAT. Necesitaremos: una antena yagi TDT para la televisión digital terrestre y una parabólica con su LNB para captar la señal de satélite. Un equipo de cabecera que constará de amplificador y mezclador. Derivadores para distribuir la señal por el bajante del edificio y repartirla por cada planta. Puntos de terminación de red (PTR), también llamados puntos de acceso al usuario (PAU) donde delimitaremos donde acaba la red común y donde empieza la red interna de usuario. Por último, bases de acceso terminal (BAT) donde conectaremos los receptores a la red de telecomunicaciones. Recordemos que en este tipo de circuitos se utiliza cable coaxial.
Toda esta parte de la instalación se realiza para todas plantas, excepto la -1, que esta destinada a albergar el parking y el centro de transformación, por lo que no necesita disponer de estas señales.
Instalación colectiva de UHF + FI
Un aspecto muy a tener en cuenta, cuando se realiza un circuito como éste, son las perdidas en decibelios que va experimentando la señal en su viaje a lo largo del cable coaxial, así como cada vez que pasa por un dispositivo como puede ser un derivador, un PAU o un BAT. Estas pérdidas deben calcularse para poder hacer un ajuste óptimo del amplificador, acorde con la normativa. Cuando seleccionamos componentes, estos incluyen un datasheet que nos indicará las perdidas en inserción y/o derivación en dB de dicho componente para que podamos efectuar nuestros cálculos.
Para este ejercicio he escogido material de Televés. Os muestro en una tabla todos los elementos con sus perdidas.
Derivadores
Referencia
Pérdidas
de inserción (dB) (UHF + FI)
Pérdidas
de derivación (dB) (UHF + FI)
Planta
baja (Restaurante y local)
5425
2,2
13
Planta
1ª
5426
1,2
16
Planta
2ª
5426
1,2
16
Planta
3ª
5427
1,1
20
PAU
+ Repartidor
Referencia
Pérdidas
de inserción (dB) (UHF + FI)
Pérdidas
de derivación (dB) (UHF + FI)
Todo
el edificio
5152
7,5
dB (4 salidas, una de ellas cerrada)
-
Tomas de usuario
Referencia
Pérdidas
de inserción (dB) (UHF + FI)
Pérdidas
de derivación (dB) (UHF + FI)
Todo
el edificio
5229
-
0,6
dB
Como se puede ver, estamos usando un PAU + Repartidor de 4 salidas, cuando solo vamos a usar 3. Esto no representa ningún problema, podemos cerrar las salidas que no vamos a usar con un elemento llamado carga.
Ahora que ya conocemos las pérdidas de inserción y derivación, podemos hacer los cálculos para el ajuste del amplificador. Calculando desde la salida del mezclador y contando con una atenuación en el cable coaxial de 0.15 dB/m para la frecuencia de 800 MHz:
En la mejor toma tenemos una pérdida de 29.4 dB mientras que en la peor la pérdida se nos va hasta los 31.85 dB. Según la normativa ICT 2011 el nivel de la señal tiene que estar entre 47 y 70 dBuV. Para conseguirlo ajustaremos el amplificador:
Nivel medio = So
PérdidaMáxima + MínimoNormativa < So < PérdidaMínima + MáximoNormativa
31,85
dB + 47 dbuV < So < 29,4 dB + 70 dbuV
78,85
dbuV < So < 99,4 dbuV
Ajustaremos el amplificador a 90 dBuV (nivel medio). Ahora podemos hacer otro sencillo cálculo para comprobar que los valores quedarán dentro de lo que marca la normativa:
So
– PérdidaMáxima < NivelUsuario < So – PérdidaMínima
90
dBuV – 31,85 dB < NivelUsuario < 90 dBuV – 29,4 dB
58,15
dBuV < NivelUsuario < 60,6 dBuV
El nivel en las tomas de usuario queda entre 47 y 70 dBuV, por lo que el ajuste del amplificador es el adecuado.
Con esto, tendríamos hecha la parte de antenas. La ICT de un edificio se compone además de la instalación de telefonia. No voy a entrar en detalles sobre esta parte porque esta entrada se alargaría demasiado y simplemente diré que se trata de un circuito telefónico convencional con cable de pares para la red común y cable de par trenzado categoría 6 para la red interna de usuario.
Esquema global de la ICT del edificio
Nomenclatura
Nos queda un último punto para acabar de dotar al edificio de una infraestructura de telecomunicaciones completa y es el intercomunicador. Los sistemas de intercomunicación no están regulados por la normativa ICT, sino que se tratan como una instalación eléctrica general y, por lo tanto, están regulados por el REBT.
Para este edificio he optado por instalar un videoportero, el sistema VDS de Fermax. Se utilizará un cableado de 3 hilos comunes + coaxial o cable UTP de 5 hilos. La llamada desde la placa se convierte en una señal digital que se envía por un hilo común. Esta señal solo la reconoce el terminal programado para ello, generando la correspondiente señal audible. El abrepuertas puede funcionar a 18VDC y a 12VAC. Para hacerlo necesita una fuente de alterna que, a través del relé del amplificador, proporcionará la corriente necesaria para activar el abrepuertas. La instalación consta de 1 acceso de vídeo a 6 viviendas distribuida en 2 troncales de 3 viviendas cada uno, un monitor por vivienda y conexión del abrepuertas en alterna.
Videoportero
Conexión del abrepuertas en alterna
Esquemas realizados con QElectroTech.
Esquema del abrepuertas sacado del libro técnico de Fermax.
Hemos llegado al final de esta entrada sobre telecomunicaciones. Espero que os haya resultado interesante.
Los automatismos son, sin duda, una de las ramas más interesantes de la electrotecnia. Si te interesan y te gustan, es algo en lo que puedes especializarte. Sus aplicaciones son inmensas y es un campo de estudio en constante evolución. De la automatización nacen algunos conceptos muy interesantes y que están de moda hoy en día, como el de mecatrónica.
Como parte del trabajo de fin de grado que estamos realizando en el IOC, mi estimado compañero Daniel Iglesias ha diseñado unos automatismos para el parking del edificio en el que estamos haciendo las instalaciones. Primero ha hecho un dibujo incluyendo los diferentes elementos como la puerta automática, ventiladores, extracción de agua residual y un montacargas que puede ser utilizado por el restaurante y el local comercial que se hallan en la planta baja.
Dibujo realizado por Daniel Iglesias usando el software DIA.
A continuación, vamos a ver los esquemas para los diversos automatismos que ha diseñado Daniel, cada uno de los cuáles se divide, como suele ser habitual, en circuitos de potencia y maniobra.
Automatismos diseñados con CADe_SIMU por Daniel Iglesias.
Ventilación forzada
Dos ventiladores accionados por motores asíncronos trifásicos con arranque directo. Se controlan desde un interruptor manual de tres posiciones: manual, paro y automático. El modo automático se consigue gracias a la acción de un telerruptor que, en este caso, actúa como interruptor horario y que apagará la ventilación transcurrido el tiempo determinado. Además, un temporizador a la conexión se encarga de que el segundo ventilador siempre se ponga en marcha con un retardo de 5 segundos respecto al primero.
Puerta automática
La puerta es abatible y controlada por un motor asíncrono trifásico con arranque directo y, evidentemente, inversión de giro. Desde dentro, se puede abrir desde dos puntos distintos gracias a dos pulsadores. La puerta se cierra una vez pasado el tiempo predeterminado. Una barrera fotoeléctrica actúa como detector de presencia y hará que la puerta se vuelva a abrir si, en el momento de cerrarse, alguien o algo perturba dicha barrera. Dos finales de carrera situados en los extremos superior e inferior de la puerta le indican al motor cuando debe pararse. El conjunto de la instalación se completa con las pertinentes señalizaciones luminosas: automatismo en funcionamiento, puerta abriéndose y puerta cerrándose.
Montacargas
Este es el automatismo más complejo de los 4 que ha diseñado Daniel para esta parte del proyecto. Sus especificaciones técnicas son las siguientes: Funcionamiento mediante motor asíncrono trifásico de arranque directo. Puertas interiores y exteriores manuales con sensores de puertas cerradas y de pistones eléctricos para bloquear las puertas exteriores. Pulsadores de control en el interior de la cabina y en las dos plantas (planta -1 y planta baja). Paro de emergencia en el interior de la cabina. Tres señales luminosas que indican instalación en funcionamiento, cabina bajando y cabina subiendo. Línea de suministro eléctrico de 400 V trifásica.
Extracción de agua residual
Fijémonos, por último, en este otro automatismo. De lo que se trata aquí es de dotar al parking de capacidad para drenar el agua que pueda acumularse en su interior. La extracción de agua residual se realiza al interior de un depósito, utilizando una bomba accionada por un motor asíncrono trifásico con arranque directo. Un interruptor S1 pone la instalación en funcionamiento. En el interior del depósito ponemos dos interruptores de final de carrera accionados por un flotador. Al llegar al nivel alto de agua, la bomba se pone en funcionamiento y deja de funcionar al llegar al nivel bajo. Tres señales luminosas indican: instalación en funcionamiento, bomba en funcionamiento y emergencia. Al llegar al nivel alto de agua y transcurridos 10 segundos, si el nivel alto no baja se activará la luz de emergencia.
CADe_SIMU de Juan Luis Villanueva Montoto es un programa que está bien para dibujar esquemas de potencia y maniobra y hacer simulaciones para comprobar que el funcionamiento es correcto. Es antiguo pero es sencillo y cumple bien su cometido. Otra aplicación que podemos usar para comprobar circuitos de maniobra (que no de potencia) es FluidSIM de Festo. Este programa, específico para electroneumática, nos sirve también para simular maniobras de automatismos cableados. He cogido el esquema de Daniel y lo he vuelto a hacer en FluidSIM:
Esquema realizado con FluidSIM.
He añadido una sirena para que ademas de detectar la alarma visualmente podamos escucharla. Comprobemos el funcionamiento:
Es correcto. Al pulsar S2, que es el final de carrera inferior, simulamos que el depósito se ha vaciado con lo cual la alarma no salta. Si dejamos que la cuenta del temporizador llegue a su fin podemos ver como se ejecuta la maniobra prevista.
Estoy usando una versión educacional de FluidSIM que no me deja configurar el tiempo para el relé temporizador que hace saltar la alarma. Es por eso que pasan 5 segundos en lugar de los 10 que mencioné antes pero eso no afecta a la cuestión que nos ocupaba que era simular y comprobar un circuito de maniobra.
En esta entrada me he centrado en automatismos cableados. Más adelante escribiré sobre autómatas programables, PLCs, microcontroladores, etc.
