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LOS COMPONENTES ESENCIALES DE
ALLEN-BRADLEY
Ing. David Soto Sánchez
Jefe de Producto Control Industrial,
Sensores y Safety
Abmatic Ltda.
INTRODUCCION
Actuadores
HMI
Controlador
Máquina
Detección
Comando
y Protección
¿DE QUE HABLAREMOS HOY?
1. Componentes de Potencia1. Componentes de Potencia
2. Interfaces Operador2. Interfaces Operador
3. Componentes Lógicos3. Componentes Lógicos
4. Sensores y Seguridad4. Sensores y Seguridad
Comando y Protección de Potencia
Actuadores
HMI
Controlador
Máquina
Detección
Comando
y Protección
PROTECCION DE MOTORES
Interruptores Automáticos Línea 140M
Sistema de montaje 141A MCS
Contactores – Nuestra Gama
12008604205 9 72 85
100-K
100-C/100S-C
100-D/100S-D
12
100-G
550
100-D 630/860 A
AC-3
(A)
Contactores – Características Principales
Coordinación de Protecciones
• La Norma IEC 60947:
• Privilegia la protección de las
personas y de las instalaciones.
• Establece el nivel del arrancador
después de un cortocircuito (grado
de deterioro en los componentes).
• Define los niveles de coordinación:
Tipo 1, Tipo 2 y Total mediante
ensayos bajo normas establecidas.
Norma IEC 60947
• Qué es coordinación ?
• Es la óptima combinación:
• Del Dispositivo de Protección contra
Cortocircuitos
• Del Contactor
• Del Dispositivo de Protección contra
sobrecarga diseñado para soportar una
determinada corriente de cortocircuito.
Niveles de Coordinación
• Sin Coordinación
Tiempo
Corriente
k x Ie1 4 6 8 10 17 In 30
Protección
contra
Cortocircuito
Relé térmico
Curva Motor
Capacidad Apertura
del contactor AC3
(IEC 60947-4)
Límite térmico del
rélé térmico
Normal Sobrecarga Rotor Bloq. Cortocircuito
Niveles de Coordinación
• Con Coordinación
Tiempo
Corriente
k x Ie1 4 6 8 10 17In 30
Protección
contra
Cortocircuito
Relé térmico
Curva Motor
Capacidad Apertura
del contactor AC3
(IEC 947-4)
Límite térmico
del Relé térmico
Normal Sobrecarga Rotor-Bloq. Cortocircuito
Niveles de Coordinación
• Coordinación 1 (IEC 60947-4):
• Seguridad del operador y las instalaciones
• Después de un cortocircuito, admite posible cambio
del contactor y/o relé térmico
• Coordinación 2 (IEC 60947-4):
• Seguridad del operador y las instalaciones
• Después de un cortocircuito, admite leves
soldaduras en los contactos del contactor
• Coordinación Total (IEC 60947-6.2):
• Seguridad del operador y las instalaciones
• Continuidad del servicio
• Después del un cortocircuito, no se admite daño
alguno en el arrancador.
Desconectadores Línea 194
194L: Control
194E: Potencia a pie de motor
194R: Potencia en panel
Reles de Sobrecarga
IEC 947-4: Clases de Disparo
TIPOGRAFIA
Reles Térmicos Bimetálicos Línea 193M
Relés de Sobrecarga de Estado Sólido
Microprocesados
Relés de Sobrecarga de Estado Sólido
Microprocesados
Respuesta ante Pérdida de Fase
• Respuesta ante pérdida de Fase
sec
Bimetálico
tradicional
E1/E3 Plus
Electrónico
sec
Rele de Sobrecarga Electrónico E1 Plus
E1 Plus – Características Principales
E1 Plus – Características Principales
Mecanismo
De unión
E1 Plus - Módulos Adicionales
Módulos de Atascamiento y Reset Remoto
193-EJM
193-ERR
Módulo de Falla a Tierra
Sensores para detección de falla a tierra
193-CBCT2
193-CBCT1
Cada sensor de falla a tierra cubre todo
el rango desde 20 mA a 5 A
Módulo PTC
193-EPT
Módulo EDN
193-EDN
Accesorios
Rele de Sobrecarga Electrónico E3 Plus
E3 Plus – Características Principales
Montaje
• Directo hasta 860A.
E3 Plus – Características Principales
E3 Plus – Características Principales
E3 Plus – Características Principales
E3 Plus – Características Principales
E3 Plus – Características Principales
E3 Plus – Características Principales
E3 Plus – Características Principales
E3 Plus – Características Principales
E3 +
• Sobrecarga
• Pérdida de Fase
• Fuga a Tierra
• Atascamiento
• Atoramiento
• Subcarga
• Sobretemperatura (PTC)
• Desbalance de Corriente
• Inhibición Cantidad de Arranques/hora
• Sensibilidad a Falla a Tierra Seleccionable
• Número de Arranques
• Horas de Operación
• Ultimas cinco Alarmas y Disparos
• 4 Entradas / 2 Salidas Configurables
• Comunicación DeviceNet Incorporada
• DeviceLogix
DeviceLogix™
E3 Plus - DeviceNet
E3 Plus – DeviceNet: Diagnóstico
100-DSA
Permite el control Discreto para elementos pasivos :
Sensores, Contactores, Breakers.
• 4 Entradas
• 2 Salidas
• Permite arranque
directo hasta
Contactores tamaño
Nema 5.
Sobre que hablaremos hoy …
1. Componentes de Potencia1. Componentes de Potencia
3. Componentes Lógicos3. Componentes Lógicos
4. Sensores y Seguridad4. Sensores y Seguridad
2. Interfaces Operador2. Interfaces Operador
Interfases del Operador
Actuadores
HMI
Controlador
Máquina
Detección
Comando
y Protección
Pulsadores y Luces Piloto
La más amplia línea de productos en 30mm de la industria
• Norma NEMA
• Botones pulsadores momentáneos
• Botones pulsadores mantenidos
• Operadores “pulsar-tirar” o “pulsar/tirar-girar para
desbloquear
• Conmutadores Selectores de 2, 3 y 4 posiciones
• Luces piloto (LED, Incandescente y Neón)
• Operadores iluminados
• Operadores especiales
• Interruptores de llave
• Interruptores basculantes
• Interruptor oscilante
• Selector/botón pulsador
• Conjunto de luces piloto
• Paro de Emergencia Luminoso
• Amplia variedad de accesorios de operadores
• Candados, Guardas, Protectores y Herramientas
Pulsadores y Luces Piloto Línea 800T/H 30mm.
800T/H - Características Diferenciadoras
• Bujes de metal fundido
• Construcción remachada
• Eje de metal sólido en los
pulsadores no iluminados
• Sello de Diafragma
completo con
cubierta de
protección
800T/H - Operadores Luminosos y Luces Piloto
• Luces Piloto
• en 6 colores diferentes
• en 2 y 4 colores en un
solo elemento
• Operadores
• Pulsadores
• Selectores
• Pulsadores pulsar-tirar
Pulsadores y Luces Piloto Línea 800F 22,5mm.
• Norma IEC
• Diseño totalmente Moderno y Ergonómico
• Botones pulsadores momentáneos
• Botones pulsadores mantenidos
• Operadores “pulsar-tirar” o “pulsar/tirar-girar par
desbloquear
• Conmutadores Selectores de 2, 3 y 4 posiciones
• Luces piloto (LED, Incandescente y Neón)
• Operadores Luminosos
• Operadores Especiales
• Interruptores de Llave
• Paros de Emergencia Iluminados
• Interruptores Basculantes
• Selector/botón pulsador
• Pulsador Multifunción
• Amplia variedad de accesorios de operadores
• Accesorios para candados, guardas,
protectores y herramientas
• Cumplimiento con las Normativas RoHS
800F - Propuesta de Calidad y Confiabilidad
Diafragma completo y Sellos tipo “K” en
Operadores lineales y de rotación
Empaquetadura de panel de
material flexible para mejor
sellado y mayor retención del
panel
Los dientes rígidos en los Selectores
800F proporcionan retén positivo
asegurando que el mismo no quede
en posiciones intermedias
800F – Instalación Simple y Segura
Lengüeta antigiratoria y
empaquetadura de
panel para instalación
por una persona y
alineamiento de
operador
Collar giratorio para
fácil extracción del
seguro
Ensamble seguro
sin herramientas
Bloques de
Contacto de
encaje directo
codificados
por colores
Reducción del Tiempo y Costo de la Instalación
Envolventes 800F
• Cajas de Plástico o Metal
• Color Gris disponible con 1, 2, 3, 4 ó 6
orificios (Plásticas)
• Color Amarillo disponible con 1 orificio
(Plásticas)
• Disponibles con 1, 2, 3 ó 5 orificios (Metal)
• Muy livianas con Grado de Protección
IP66, NEMA 4/4x/13
• En lista de UL, con certificación CSA
• Disponible con prensacables en Métrica o
PG
• Acepta conector NPT de ½ pulg.
• Acepta componentes para montaje tipo
panel (en la tapa) o en la base de la caja
• Conexiones de tierra y de neutro dentro
del envolvente
• Montaje horizontal o vertical
• Facilidad de orientación de la base con la
tapa
Aplicaciones en todo tipo de Industrias
• Mineria
• Agroalimentaria
• Siderúrgia
• Maderera
• Packaging
• Química
• Mantención
• Máquinas
Herramienta
• Metalmecánica
• Textil
• Mecanizado
• Plástico
• Envasado
• Oil&gas
• Bebidas; etc.
Señalización Visual- Sonora Nuestra Gama 855
Indicacion de
un solo estado
Areas
pequeñas
Round Beacons
Mini-Square
Strobe
855P Panel
Alarms
1.5m 3m 4.5m 6m 7.5m 9m 10.5 12m 13.5 15m
855E
855T
Areas
Grandes
855D
Indicacion
Multi-estado
Estaciones Colgantes – Línea 800FC
• Industrias clave
• Maderera
• Equipos de control
de proceso
• Procesamiento de
alimentos y
envasado
• Aplicaciones clave
• Puentes-grúas
• Montacargas
• Equipos Elevadores
• Depósitos de Materiales
• Estaciones de control remotas /
portátiles
Sobre que hablaremos hoy …
1. Componentes de Potencia1. Componentes de Potencia
2. Interfaces Operador2. Interfaces Operador
3. Componentes Lógicos3. Componentes Lógicos
4. Sensores y Seguridad4. Sensores y Seguridad
Componentes Lógicos
Actuadores
HMI
Controlador
Máquina
Detección
Comando
y Protección
Relés y Temporizadores – Línea 700
Rango completo de
Relés de interposicion
Cinco nuevos diseños de temporizador
Aspecto
Moderno
Nuevos Reles de
Estado Sólido
Mejor
Conmutación
de baja energía
Relé tipo Bornera
Borneras - Línea 1492
3 Líneas de borneras IEC / 3 Tecnologías
Aislamiento desplazable
1492-J K L
Terminación de tornillo Abrazadera de resorte
(Libre de mantención)
Fuentes de alimentación – Línea 1606
UPS - Línea 1609
Detección
Actuadores
HMI
Controlador
Máquina
Detección
Comando
y Protección
Características de los Sensores
•Exactitud
•Precisión
•Rango de
funcionamiento
•Velocidad de respuesta
• Calibración
•Fiabilidad
Tipos de Sensores
• Interruptores de final de Carrera
• Sensores de Proximidad Inductivos
• Sensores de Proximidad Capacitivos
• Sensores de Proximidad Ultrasonicos
• Sensores Fotoelectricos
• Encoders
• Sensado de interruptores de condición
de estado solido
(presion,temperatura,flujo)
Criterios de selección de producto
Factor de
Forma
Montaje
Distancia de
Sensado
Voltaje de
operación
Conexión
Material del
empaque
Características
Especiales
Temperatura,
soldadura,
material ferroso /
no ferroso
Tipo de
Salida
• Interruptores de final de Carrera
• Dispositivo Electromecanico
• Requiere contacto con el objeto
• Puede manejar cargas pesadas
• Las corrientes de fuga no representan
un problema
• Interruptores de final de Carrera
¿Por qué SÍ Interruptores de
Limite?
• Dispositivos Eléctromecanicos
– Pueden controlar cargas
mecánicas pesadas.
– Pueden manejar mayor
corriente.
– Sin problemas de corriente de
fuga.
– Inmunes a ruidos
electromagneticos.
– Más robustos a ambientes
rudos.
¿Por qué NO Interruptores de
Limite?
• Requiere contacto con el objeto
a ser sensado.
• Sistema mecánico más lento.
• Menor vida útil
(1 millón operaciones vs. 10
millones)
Limit Switch: Actuadores rotatorios lateralesLimit Switch: Actuadores rotatorios laterales
Palanca
tipo
Rodillo
Palanca tipo
Rodillo Longitud
Ajustable
Lazo de
Nylatron
Palanca de
doble acción
Palanca tipo
Varilla
Palanca tipo
Rodillo Ajuste
Micrométrico
Palanca tipo
Rodillo
Una-Dirección
Sensor de Proximidad Inductivo
Sensor de
proximidad
Objeto
Metalico
Campo
Electromagnetico
Carga &
Alimentación
Corrientes
inducidas
bobinaCircuito
de
disparo
OsciladorCircuito
de
salida
Tipos de Sensores Inductivos
BLINDADOS
• Detección del objeto solo en la cara del sensor.
VENTAJAS:
- Instalación al mismo nivel
de la superficie de la
aplicación.
- Unidades múltiples se
pueden instalar mas cerca
entre si.
Coil Coil
Cara Sensible Anillo Blindado
Metal
Tipos de Sensores Inductivos
Zona
Libre
Metal
NO-BLINDADOS
• Detección del objeto en la cara y los bordes del sensor.
VENTAJAS:
- Mayor distancia nominal de
sensado.
Cara Sensible
Efectos del material del objeto
• Acero Dulce ≈1 x por la distancia de operacion nominal
• Acero inoxidable ≈ 0.9 x por la distancia de operacion
nominal
• Laton ≈0.5 x por la distancia de operacion
nominal
• Aluminio ≈ 0.45 x por la distancia de operacion nominal
• Cobre ≈0.4 x por la distancia de operacion nominal
Sensores de Proximidad Inductivos
VENTAJAS:
- No afectado por la humedad.
- No afectado por el polvo/ suciedad.
- Operación independiente del color.
- Ningún tipo de desgaste mecánico.
- Ninguna zona oculta o banda muerta.
Sensor de Proximidad Capacitivo
Permiten detectar objetos metálicos y no metálicos, sólidos y líquidos,
aunque más apropiados para detectar objetos no metálicos
Similares a los inductivos en cuanto a su tamaño, forma y concepto
Constantes Dieléctricas
Aire (Seco) 1.000264
Ammonia 15 - 25
Soluciones acuosas 50 - 80
Polvo de Cemento 4
Vidrio 3.7 - 10
Mármol 8.5
Nylon 4 - 5
Porcelana 5 - 7
Hule 2.5 - 35
Arena 3 - 5
Aceite de Soya 2.9 - 3.5
Azúcar 3
Vaselina 2.2 - 2.9
Agua 80
Madera (Seca) 2 - 6
Madera (Mojada) 10 - 30
Versiones Blindadas y No Blindadas
Consideraciones de Aplicación
Ventajas
• Detecta: metales y no-metales, líquidos y
sólidos
• Pueden ver a través de ciertos materiales
(cajas de productos)
• Estado sólido, larga vida
Desventajas
• Muchas configuraciones de montaje
• Distancia de sensado corta - basada en el
material
– usualmente una pulgada o menos
• Muy sensitivos a factores ambientales
– El Agua en climas húmedos/costeros
puede afectar la salida
• No selectivos de su objetivo
– Se debe controlar lo que se acerca al
sensor
Sensor de Proximidad Ultrasonico
• Detecta varios tipos de materiales:
• Los mejores objetivos : sólidos, líquidos y granulares con alta
reflectividad acústica.
• Los peores objetivos : materiales porosos que muestran alta
absorción como : ropa, hule, espuma, esponja.
• Sensado no es inhibido por color o polvo del objeto.
• Distancia de sensado considerable.
• La Solución más simple para control de nivel sin inmersión.
• Salidas discretas o analógicas.
• Sin partes móviles / no componentes mecánicos.
Operación de un sensor Ultrasonico
Utiliza la reflección de ondas de sonido.
Perfil del objeto, material y alineamiento son claves.
ESPONJA
CARTON
METAL
Consideraciones de sensado
OptimoOptimo CorrectoCorrecto IncorrectoIncorrecto
Componentes Básicos
• Transductor/Receptor
– Emite ondas de sonido y recibe eco
• Circuito Comparador y Detector
– Calcula “tiempo para recibir” para determinar distancia
• Dispositivo de salida de estado sólido
• digital - presencia/ausencia de objeto
• analógica - distancia hacia un objeto
• Frecuencia de Sensado
– Frecuencia de sensado inversamente proporcional a la distancia
Consideraciones Ambientales
• Ruido Ambiental
– Función confiable en ambientes ruidosos
• Presión del Aire
– Cambios de presión afectan poco la precisión del sensor
• Temperatura del aire
– Cambios en temperatura pueden afectar la distancia de sensado
• Turbulencia del aire
– Intervalo, exactitud y estabilidad son afectados por turbulencia
Web Tension
Height Measurement
Level Detection
Parts Counting
• Objetos dificiles
– Independiente del Color – Claro, brilloso, u objetos oscuros.
– Independiente del material – Liquidos, solidos, granular,
plasticos, metales.
• Ambientes dificiles.
– Polvo, humedad, magnetismo.
Aplicaciones
Roll Diameter
Operación Programable
Aplicaciones
10
P1
P2
108520
Output 2
Output 1
Analog Output
Switchpoint
Switchpoint
No Olvide los Accesorios…
Cables
Fuentes de Poder
Reflectores
Accesorios para
montaje
Sensores Fotoeléctricos
• Fortalezas sobre otras tecnologías de sensado
– No depende del material del objetivo
– Alcanza más de 200m de distancia de sensado
– Tiempos rápidos de respuesta de 30µs
• Retos en Aplicaciones
– El polvo y la suciedad les puede causar problemas
– Algunas aplicaciones requieren hacer pruebas de
funcionamiento
Modos de Operación de Sensores Fotoeléctricos
• Haz transmitido
- Estándar
- Laser
• Retroreflectivo
- Estándar
- Laser
- Polarizado
• Difuso
- Estándar
- Supresión de fondo
- Corte Abrupto
- Foco Fijo
- Gran Angular
Operación por Luz / Operación por Oscuridad
Retroreflectivo (dark op)
Rayo transmitido (dark op)
Difuso (light op)
¿Que es un Encoder ?
Encoders
Un dispositivo que convierte el movimiento mecánico en
señales eléctricas para determinar la posición y la velocidad
de una máquina.
0000000000
0000000001
0000000011
0000000010
0000000110
0000000111
0000000101
0000000100
Movimiento
aplicado al eje
Configuraciones de Montaje
Borde
4
Tornillos
3
Clamps
Servo
Cara de
Montaje
Construcción Básica de Encoder
Señal condicionada
Disco Rotatorio
Detector de Luz
Mascara
Lente
Fuente de Luz
Eje de
entrada
Conector
Operación Óptica de Encoder
LenteLED
Disco de
código
Mascara
Foto-detector
A
A
B
Z
B
Z
Señales
Encoders Incrementales
La salida proporciona la posición relativa del eje: la electrónica externa tal
como contadores se requiere para acumular datos para determinar la
posición, la velocidad, y la dirección
Utilizado para la velocidad o posición relativa
-Control de Velocidad
-Secuencia
Resolución
La resolución depende del número de ranuras en el disco de código
Resolución = Pulsos Por Revolución (PPR)
Encoders Absolutos
• La salida proporciona el ángulo absoluto (posición) del eje
• Utilizado para el control de la posición
– Maquinas de Empaquetado
– Robótica
– Colocación rotatoria de la tabla
– Selección y colocación
– Inserción componentes
La resolución depende del número de pistas en el disco de código
Cada pista requiere un alambre (perno conexión) para la señal de salida para
cada bit
Resolución
Salidas y/o señales Absolutas
El código gray proporciona la
colocación de alta velocidad
más confiable con el costo más
bajo
Los discos de código absoluto
son código gray
Binario Natural – Tipo
tradicional de salida
BCD – tipo tradicional de salida
Latch/No latch – Latch se
requiere para las salidas
binarias o del BCD naturales
para prevenir lecturas erróneas
mientras que el eje está dando
vuelta (ambigüedad)
• Señales
– Tres tipos de código
– BCD, Binario, Gray
Código Gray
Solo cambia un BIT a la
vez
Sensores de Condición de Estado Sólido
Electro-Mecánicos
Estado Sólido
Presión serie 836E
Temperatura serie 837E
Flujo serie 839E
Características Generales 836E/837E/839E
• Control de Presión de Estado
Sólido(836E), de Temperatura
(837E) y de Flujo (839E)
• Configuración Programable
– Salidas programables tipo
Dual PNP
• Programable por computadora
o directamente en el controlador
• Material es de acero inoxidable
(ANSI 316L) – IP66/68
– Resistente a la corrosión
química y abrasión
mecánica
• Placa de datos grabada por
láser
Presión (836E)
Temperatura (837E)
Flujo (839E)
Características Generales 836E/837E/839E
• Opciones de montaje Múltiples
– La tapa puede ser rotada por encima de
340°
– La pantalla puede ser invertida
Superior al IFM Efector y Turck
– Pantalla, Opciones de programación, Grado
IP , Alojamiento, Flexibilidad de montaje
• Todos los controles puedes ser configurados directamente en
el equipo
• Se Utilizan los botones y la pantalla para su programación
• Menú fácil e intuitivo para su programación
• Protección con contraseña para bloquear el equipo y no
autorizar cambios locales
Programación
Interfase del Control Presión/ Temperatura/ Flujo
Estatus del LED
Verde = OK
Rojo = Error
Botones de entrada del
Usuario
(E = enter)
Puerto de Comunicación
Pantalla
•14 Segmentos
• retro iluminado
Estatus de las
salidas LED’s
•1 para cada salida
•Amarillo: Salida ON
•Apagado: Salida OFF
Principales razones para implementar equipos
de seguridad industrial
• Preocupación por la integridad física de los empleados
• Preocupación por la pérdida de productividad
• Crecimento de la legislación de normas de
protección personal
• OSHA y la Comunidad Económica Europea
• Preocupación por indemnizaciones por accidentes
• Preocupación por las condiciones y ambiente de trabajo
Estrategias de Seguridad
PLAN DE ACCIONPLAN DE ACCION
F a c t o r e s T í p i c o sGuardas en
Maquinarias
Ropa de
Protección
Prácticas de
Seguridad
Entrenamiento
al Personal
Evaluación del Riesgo
Legislación
Safety Relay Control System
Interlocks Paro de EmergenciaRelés
Normas Europeas
NBR NM 213/1/2
NBR 14153
En USA, las
máquinas deben
cumplir con la
OSHA.
En Europa, las
máquinas debem
tener la marca CE.
Evaluación del Riesgo
En un esfuerzo para evaluar los
riesgos, los diseñadores de las
máquinas deben señalar todas las
áreas de riesgo y reducir los
riesgos a niveles acceptables
• Material y Químico
• Mecánico
• Eléctrico
• Térmico
• Ruído
• Vibración
• Radiación
• Ergonómico
Registro de datos y pruebas
¿Qué tan
malo?
¿Qué tan
probable?
¿Qué tan
frecuente?
Normas
• NBR 14153 e NBR 13759
• ANSI TR11.3 “Evaluación y reducción de riesgos”
• EN1050 “Principios para evaluación de riesgos”
Evaluación del Riesgo
Nivel de Riesgo
Gravedad
Probabilidad
Frecuencia
Alto
Medio
Bajo
Coloque un bloque sobre otro
para determinar el nivel de riesgo
EN 954 – Partes relativas a la seguridad
en sistemas de control
• Cat. 1 Se enfoca a la prevención de fallas
– Se logra mediante la aplicación de principios de diseño
• Cat. 2,3 y 4 Se enfoca a la detección de fallas
– Monitoreo y verificación es la clave
– Duplicación-Redundancia es el método usual
• Malos entendidos comunes
– Cat 1 No requiere de una protección mínima
– Cat 4 No requiere de un método de protección
Seguridad:
Escáner
de láser
Tapetes de
seguridad
PLC de seguridad
Paros de
emergencia y
señalización
Contactores
de seguridad Relés de seguridad
Interruptores
accionados por
cable
Bordes de
seguridad
Cortinas de luz
Interruptores de
compuerta
Llaves de Bloqueo
Interruptores de
habilitación de seguridad
Variadores de
seguridad
Interruptores sin
contacto
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el Control Industrial
www.ab.com/raise
Preguntas…Preguntas…
Muchas Gracias!!!
El Control Industrial de Allen-Bredley

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  • 1.
  • 2. LOS COMPONENTES ESENCIALES DE ALLEN-BRADLEY Ing. David Soto Sánchez Jefe de Producto Control Industrial, Sensores y Safety Abmatic Ltda.
  • 4. ¿DE QUE HABLAREMOS HOY? 1. Componentes de Potencia1. Componentes de Potencia 2. Interfaces Operador2. Interfaces Operador 3. Componentes Lógicos3. Componentes Lógicos 4. Sensores y Seguridad4. Sensores y Seguridad
  • 5. Comando y Protección de Potencia Actuadores HMI Controlador Máquina Detección Comando y Protección
  • 9. Contactores – Nuestra Gama 12008604205 9 72 85 100-K 100-C/100S-C 100-D/100S-D 12 100-G 550 100-D 630/860 A AC-3 (A)
  • 11. Coordinación de Protecciones • La Norma IEC 60947: • Privilegia la protección de las personas y de las instalaciones. • Establece el nivel del arrancador después de un cortocircuito (grado de deterioro en los componentes). • Define los niveles de coordinación: Tipo 1, Tipo 2 y Total mediante ensayos bajo normas establecidas.
  • 12. Norma IEC 60947 • Qué es coordinación ? • Es la óptima combinación: • Del Dispositivo de Protección contra Cortocircuitos • Del Contactor • Del Dispositivo de Protección contra sobrecarga diseñado para soportar una determinada corriente de cortocircuito.
  • 13. Niveles de Coordinación • Sin Coordinación Tiempo Corriente k x Ie1 4 6 8 10 17 In 30 Protección contra Cortocircuito Relé térmico Curva Motor Capacidad Apertura del contactor AC3 (IEC 60947-4) Límite térmico del rélé térmico Normal Sobrecarga Rotor Bloq. Cortocircuito
  • 14. Niveles de Coordinación • Con Coordinación Tiempo Corriente k x Ie1 4 6 8 10 17In 30 Protección contra Cortocircuito Relé térmico Curva Motor Capacidad Apertura del contactor AC3 (IEC 947-4) Límite térmico del Relé térmico Normal Sobrecarga Rotor-Bloq. Cortocircuito
  • 15. Niveles de Coordinación • Coordinación 1 (IEC 60947-4): • Seguridad del operador y las instalaciones • Después de un cortocircuito, admite posible cambio del contactor y/o relé térmico • Coordinación 2 (IEC 60947-4): • Seguridad del operador y las instalaciones • Después de un cortocircuito, admite leves soldaduras en los contactos del contactor • Coordinación Total (IEC 60947-6.2): • Seguridad del operador y las instalaciones • Continuidad del servicio • Después del un cortocircuito, no se admite daño alguno en el arrancador.
  • 16. Desconectadores Línea 194 194L: Control 194E: Potencia a pie de motor 194R: Potencia en panel
  • 18. IEC 947-4: Clases de Disparo
  • 20. Relés de Sobrecarga de Estado Sólido Microprocesados
  • 21. Relés de Sobrecarga de Estado Sólido Microprocesados Respuesta ante Pérdida de Fase • Respuesta ante pérdida de Fase sec Bimetálico tradicional E1/E3 Plus Electrónico sec
  • 22. Rele de Sobrecarga Electrónico E1 Plus
  • 23. E1 Plus – Características Principales
  • 24. E1 Plus – Características Principales Mecanismo De unión
  • 25. E1 Plus - Módulos Adicionales
  • 26. Módulos de Atascamiento y Reset Remoto 193-EJM 193-ERR
  • 27. Módulo de Falla a Tierra
  • 28. Sensores para detección de falla a tierra 193-CBCT2 193-CBCT1 Cada sensor de falla a tierra cubre todo el rango desde 20 mA a 5 A
  • 32. Rele de Sobrecarga Electrónico E3 Plus
  • 33. E3 Plus – Características Principales Montaje • Directo hasta 860A.
  • 34. E3 Plus – Características Principales
  • 35. E3 Plus – Características Principales
  • 36. E3 Plus – Características Principales
  • 37. E3 Plus – Características Principales
  • 38. E3 Plus – Características Principales
  • 39. E3 Plus – Características Principales
  • 40. E3 Plus – Características Principales
  • 41. E3 Plus – Características Principales E3 + • Sobrecarga • Pérdida de Fase • Fuga a Tierra • Atascamiento • Atoramiento • Subcarga • Sobretemperatura (PTC) • Desbalance de Corriente • Inhibición Cantidad de Arranques/hora • Sensibilidad a Falla a Tierra Seleccionable • Número de Arranques • Horas de Operación • Ultimas cinco Alarmas y Disparos • 4 Entradas / 2 Salidas Configurables • Comunicación DeviceNet Incorporada • DeviceLogix
  • 43. E3 Plus - DeviceNet
  • 44. E3 Plus – DeviceNet: Diagnóstico
  • 45. 100-DSA Permite el control Discreto para elementos pasivos : Sensores, Contactores, Breakers. • 4 Entradas • 2 Salidas • Permite arranque directo hasta Contactores tamaño Nema 5.
  • 46. Sobre que hablaremos hoy … 1. Componentes de Potencia1. Componentes de Potencia 3. Componentes Lógicos3. Componentes Lógicos 4. Sensores y Seguridad4. Sensores y Seguridad 2. Interfaces Operador2. Interfaces Operador
  • 49. La más amplia línea de productos en 30mm de la industria • Norma NEMA • Botones pulsadores momentáneos • Botones pulsadores mantenidos • Operadores “pulsar-tirar” o “pulsar/tirar-girar para desbloquear • Conmutadores Selectores de 2, 3 y 4 posiciones • Luces piloto (LED, Incandescente y Neón) • Operadores iluminados • Operadores especiales • Interruptores de llave • Interruptores basculantes • Interruptor oscilante • Selector/botón pulsador • Conjunto de luces piloto • Paro de Emergencia Luminoso • Amplia variedad de accesorios de operadores • Candados, Guardas, Protectores y Herramientas Pulsadores y Luces Piloto Línea 800T/H 30mm.
  • 50. 800T/H - Características Diferenciadoras • Bujes de metal fundido • Construcción remachada • Eje de metal sólido en los pulsadores no iluminados • Sello de Diafragma completo con cubierta de protección
  • 51. 800T/H - Operadores Luminosos y Luces Piloto • Luces Piloto • en 6 colores diferentes • en 2 y 4 colores en un solo elemento • Operadores • Pulsadores • Selectores • Pulsadores pulsar-tirar
  • 52. Pulsadores y Luces Piloto Línea 800F 22,5mm. • Norma IEC • Diseño totalmente Moderno y Ergonómico • Botones pulsadores momentáneos • Botones pulsadores mantenidos • Operadores “pulsar-tirar” o “pulsar/tirar-girar par desbloquear • Conmutadores Selectores de 2, 3 y 4 posiciones • Luces piloto (LED, Incandescente y Neón) • Operadores Luminosos • Operadores Especiales • Interruptores de Llave • Paros de Emergencia Iluminados • Interruptores Basculantes • Selector/botón pulsador • Pulsador Multifunción • Amplia variedad de accesorios de operadores • Accesorios para candados, guardas, protectores y herramientas • Cumplimiento con las Normativas RoHS
  • 53. 800F - Propuesta de Calidad y Confiabilidad Diafragma completo y Sellos tipo “K” en Operadores lineales y de rotación Empaquetadura de panel de material flexible para mejor sellado y mayor retención del panel Los dientes rígidos en los Selectores 800F proporcionan retén positivo asegurando que el mismo no quede en posiciones intermedias
  • 54. 800F – Instalación Simple y Segura Lengüeta antigiratoria y empaquetadura de panel para instalación por una persona y alineamiento de operador Collar giratorio para fácil extracción del seguro Ensamble seguro sin herramientas Bloques de Contacto de encaje directo codificados por colores Reducción del Tiempo y Costo de la Instalación
  • 55. Envolventes 800F • Cajas de Plástico o Metal • Color Gris disponible con 1, 2, 3, 4 ó 6 orificios (Plásticas) • Color Amarillo disponible con 1 orificio (Plásticas) • Disponibles con 1, 2, 3 ó 5 orificios (Metal) • Muy livianas con Grado de Protección IP66, NEMA 4/4x/13 • En lista de UL, con certificación CSA • Disponible con prensacables en Métrica o PG • Acepta conector NPT de ½ pulg. • Acepta componentes para montaje tipo panel (en la tapa) o en la base de la caja • Conexiones de tierra y de neutro dentro del envolvente • Montaje horizontal o vertical • Facilidad de orientación de la base con la tapa
  • 56. Aplicaciones en todo tipo de Industrias • Mineria • Agroalimentaria • Siderúrgia • Maderera • Packaging • Química • Mantención • Máquinas Herramienta • Metalmecánica • Textil • Mecanizado • Plástico • Envasado • Oil&gas • Bebidas; etc.
  • 57. Señalización Visual- Sonora Nuestra Gama 855 Indicacion de un solo estado Areas pequeñas Round Beacons Mini-Square Strobe 855P Panel Alarms 1.5m 3m 4.5m 6m 7.5m 9m 10.5 12m 13.5 15m 855E 855T Areas Grandes 855D Indicacion Multi-estado
  • 58. Estaciones Colgantes – Línea 800FC • Industrias clave • Maderera • Equipos de control de proceso • Procesamiento de alimentos y envasado • Aplicaciones clave • Puentes-grúas • Montacargas • Equipos Elevadores • Depósitos de Materiales • Estaciones de control remotas / portátiles
  • 59. Sobre que hablaremos hoy … 1. Componentes de Potencia1. Componentes de Potencia 2. Interfaces Operador2. Interfaces Operador 3. Componentes Lógicos3. Componentes Lógicos 4. Sensores y Seguridad4. Sensores y Seguridad
  • 61. Relés y Temporizadores – Línea 700 Rango completo de Relés de interposicion Cinco nuevos diseños de temporizador Aspecto Moderno Nuevos Reles de Estado Sólido Mejor Conmutación de baja energía Relé tipo Bornera
  • 62. Borneras - Línea 1492 3 Líneas de borneras IEC / 3 Tecnologías Aislamiento desplazable 1492-J K L Terminación de tornillo Abrazadera de resorte (Libre de mantención)
  • 63. Fuentes de alimentación – Línea 1606
  • 64. UPS - Línea 1609
  • 66. Características de los Sensores •Exactitud •Precisión •Rango de funcionamiento •Velocidad de respuesta • Calibración •Fiabilidad Tipos de Sensores • Interruptores de final de Carrera • Sensores de Proximidad Inductivos • Sensores de Proximidad Capacitivos • Sensores de Proximidad Ultrasonicos • Sensores Fotoelectricos • Encoders • Sensado de interruptores de condición de estado solido (presion,temperatura,flujo)
  • 67. Criterios de selección de producto Factor de Forma Montaje Distancia de Sensado Voltaje de operación Conexión Material del empaque Características Especiales Temperatura, soldadura, material ferroso / no ferroso Tipo de Salida
  • 68. • Interruptores de final de Carrera • Dispositivo Electromecanico • Requiere contacto con el objeto • Puede manejar cargas pesadas • Las corrientes de fuga no representan un problema
  • 69. • Interruptores de final de Carrera ¿Por qué SÍ Interruptores de Limite? • Dispositivos Eléctromecanicos – Pueden controlar cargas mecánicas pesadas. – Pueden manejar mayor corriente. – Sin problemas de corriente de fuga. – Inmunes a ruidos electromagneticos. – Más robustos a ambientes rudos. ¿Por qué NO Interruptores de Limite? • Requiere contacto con el objeto a ser sensado. • Sistema mecánico más lento. • Menor vida útil (1 millón operaciones vs. 10 millones)
  • 70. Limit Switch: Actuadores rotatorios lateralesLimit Switch: Actuadores rotatorios laterales Palanca tipo Rodillo Palanca tipo Rodillo Longitud Ajustable Lazo de Nylatron Palanca de doble acción Palanca tipo Varilla Palanca tipo Rodillo Ajuste Micrométrico Palanca tipo Rodillo Una-Dirección
  • 71. Sensor de Proximidad Inductivo Sensor de proximidad Objeto Metalico Campo Electromagnetico Carga & Alimentación Corrientes inducidas bobinaCircuito de disparo OsciladorCircuito de salida
  • 72. Tipos de Sensores Inductivos BLINDADOS • Detección del objeto solo en la cara del sensor. VENTAJAS: - Instalación al mismo nivel de la superficie de la aplicación. - Unidades múltiples se pueden instalar mas cerca entre si. Coil Coil Cara Sensible Anillo Blindado Metal
  • 73. Tipos de Sensores Inductivos Zona Libre Metal NO-BLINDADOS • Detección del objeto en la cara y los bordes del sensor. VENTAJAS: - Mayor distancia nominal de sensado. Cara Sensible
  • 74. Efectos del material del objeto • Acero Dulce ≈1 x por la distancia de operacion nominal • Acero inoxidable ≈ 0.9 x por la distancia de operacion nominal • Laton ≈0.5 x por la distancia de operacion nominal • Aluminio ≈ 0.45 x por la distancia de operacion nominal • Cobre ≈0.4 x por la distancia de operacion nominal
  • 75. Sensores de Proximidad Inductivos VENTAJAS: - No afectado por la humedad. - No afectado por el polvo/ suciedad. - Operación independiente del color. - Ningún tipo de desgaste mecánico. - Ninguna zona oculta o banda muerta.
  • 76. Sensor de Proximidad Capacitivo Permiten detectar objetos metálicos y no metálicos, sólidos y líquidos, aunque más apropiados para detectar objetos no metálicos Similares a los inductivos en cuanto a su tamaño, forma y concepto
  • 77. Constantes Dieléctricas Aire (Seco) 1.000264 Ammonia 15 - 25 Soluciones acuosas 50 - 80 Polvo de Cemento 4 Vidrio 3.7 - 10 Mármol 8.5 Nylon 4 - 5 Porcelana 5 - 7 Hule 2.5 - 35 Arena 3 - 5 Aceite de Soya 2.9 - 3.5 Azúcar 3 Vaselina 2.2 - 2.9 Agua 80 Madera (Seca) 2 - 6 Madera (Mojada) 10 - 30 Versiones Blindadas y No Blindadas
  • 78. Consideraciones de Aplicación Ventajas • Detecta: metales y no-metales, líquidos y sólidos • Pueden ver a través de ciertos materiales (cajas de productos) • Estado sólido, larga vida Desventajas • Muchas configuraciones de montaje • Distancia de sensado corta - basada en el material – usualmente una pulgada o menos • Muy sensitivos a factores ambientales – El Agua en climas húmedos/costeros puede afectar la salida • No selectivos de su objetivo – Se debe controlar lo que se acerca al sensor
  • 79. Sensor de Proximidad Ultrasonico • Detecta varios tipos de materiales: • Los mejores objetivos : sólidos, líquidos y granulares con alta reflectividad acústica. • Los peores objetivos : materiales porosos que muestran alta absorción como : ropa, hule, espuma, esponja. • Sensado no es inhibido por color o polvo del objeto. • Distancia de sensado considerable. • La Solución más simple para control de nivel sin inmersión. • Salidas discretas o analógicas. • Sin partes móviles / no componentes mecánicos.
  • 80. Operación de un sensor Ultrasonico Utiliza la reflección de ondas de sonido. Perfil del objeto, material y alineamiento son claves. ESPONJA CARTON METAL
  • 81. Consideraciones de sensado OptimoOptimo CorrectoCorrecto IncorrectoIncorrecto
  • 82. Componentes Básicos • Transductor/Receptor – Emite ondas de sonido y recibe eco • Circuito Comparador y Detector – Calcula “tiempo para recibir” para determinar distancia • Dispositivo de salida de estado sólido • digital - presencia/ausencia de objeto • analógica - distancia hacia un objeto • Frecuencia de Sensado – Frecuencia de sensado inversamente proporcional a la distancia Consideraciones Ambientales • Ruido Ambiental – Función confiable en ambientes ruidosos • Presión del Aire – Cambios de presión afectan poco la precisión del sensor • Temperatura del aire – Cambios en temperatura pueden afectar la distancia de sensado • Turbulencia del aire – Intervalo, exactitud y estabilidad son afectados por turbulencia
  • 83. Web Tension Height Measurement Level Detection Parts Counting • Objetos dificiles – Independiente del Color – Claro, brilloso, u objetos oscuros. – Independiente del material – Liquidos, solidos, granular, plasticos, metales. • Ambientes dificiles. – Polvo, humedad, magnetismo. Aplicaciones Roll Diameter
  • 85. No Olvide los Accesorios… Cables Fuentes de Poder Reflectores Accesorios para montaje
  • 86. Sensores Fotoeléctricos • Fortalezas sobre otras tecnologías de sensado – No depende del material del objetivo – Alcanza más de 200m de distancia de sensado – Tiempos rápidos de respuesta de 30µs • Retos en Aplicaciones – El polvo y la suciedad les puede causar problemas – Algunas aplicaciones requieren hacer pruebas de funcionamiento
  • 87. Modos de Operación de Sensores Fotoeléctricos • Haz transmitido - Estándar - Laser • Retroreflectivo - Estándar - Laser - Polarizado • Difuso - Estándar - Supresión de fondo - Corte Abrupto - Foco Fijo - Gran Angular
  • 88. Operación por Luz / Operación por Oscuridad Retroreflectivo (dark op) Rayo transmitido (dark op) Difuso (light op)
  • 89. ¿Que es un Encoder ? Encoders Un dispositivo que convierte el movimiento mecánico en señales eléctricas para determinar la posición y la velocidad de una máquina. 0000000000 0000000001 0000000011 0000000010 0000000110 0000000111 0000000101 0000000100 Movimiento aplicado al eje
  • 91. Construcción Básica de Encoder Señal condicionada Disco Rotatorio Detector de Luz Mascara Lente Fuente de Luz Eje de entrada Conector
  • 92. Operación Óptica de Encoder LenteLED Disco de código Mascara Foto-detector A A B Z B Z Señales
  • 93. Encoders Incrementales La salida proporciona la posición relativa del eje: la electrónica externa tal como contadores se requiere para acumular datos para determinar la posición, la velocidad, y la dirección Utilizado para la velocidad o posición relativa -Control de Velocidad -Secuencia Resolución La resolución depende del número de ranuras en el disco de código Resolución = Pulsos Por Revolución (PPR)
  • 94. Encoders Absolutos • La salida proporciona el ángulo absoluto (posición) del eje • Utilizado para el control de la posición – Maquinas de Empaquetado – Robótica – Colocación rotatoria de la tabla – Selección y colocación – Inserción componentes La resolución depende del número de pistas en el disco de código Cada pista requiere un alambre (perno conexión) para la señal de salida para cada bit Resolución
  • 95. Salidas y/o señales Absolutas El código gray proporciona la colocación de alta velocidad más confiable con el costo más bajo Los discos de código absoluto son código gray Binario Natural – Tipo tradicional de salida BCD – tipo tradicional de salida Latch/No latch – Latch se requiere para las salidas binarias o del BCD naturales para prevenir lecturas erróneas mientras que el eje está dando vuelta (ambigüedad) • Señales – Tres tipos de código – BCD, Binario, Gray Código Gray Solo cambia un BIT a la vez
  • 96. Sensores de Condición de Estado Sólido Electro-Mecánicos Estado Sólido Presión serie 836E Temperatura serie 837E Flujo serie 839E
  • 97. Características Generales 836E/837E/839E • Control de Presión de Estado Sólido(836E), de Temperatura (837E) y de Flujo (839E) • Configuración Programable – Salidas programables tipo Dual PNP • Programable por computadora o directamente en el controlador • Material es de acero inoxidable (ANSI 316L) – IP66/68 – Resistente a la corrosión química y abrasión mecánica • Placa de datos grabada por láser Presión (836E) Temperatura (837E) Flujo (839E)
  • 98. Características Generales 836E/837E/839E • Opciones de montaje Múltiples – La tapa puede ser rotada por encima de 340° – La pantalla puede ser invertida Superior al IFM Efector y Turck – Pantalla, Opciones de programación, Grado IP , Alojamiento, Flexibilidad de montaje • Todos los controles puedes ser configurados directamente en el equipo • Se Utilizan los botones y la pantalla para su programación • Menú fácil e intuitivo para su programación • Protección con contraseña para bloquear el equipo y no autorizar cambios locales Programación
  • 99. Interfase del Control Presión/ Temperatura/ Flujo Estatus del LED Verde = OK Rojo = Error Botones de entrada del Usuario (E = enter) Puerto de Comunicación Pantalla •14 Segmentos • retro iluminado Estatus de las salidas LED’s •1 para cada salida •Amarillo: Salida ON •Apagado: Salida OFF
  • 100. Principales razones para implementar equipos de seguridad industrial • Preocupación por la integridad física de los empleados • Preocupación por la pérdida de productividad • Crecimento de la legislación de normas de protección personal • OSHA y la Comunidad Económica Europea • Preocupación por indemnizaciones por accidentes • Preocupación por las condiciones y ambiente de trabajo
  • 101. Estrategias de Seguridad PLAN DE ACCIONPLAN DE ACCION F a c t o r e s T í p i c o sGuardas en Maquinarias Ropa de Protección Prácticas de Seguridad Entrenamiento al Personal Evaluación del Riesgo Legislación Safety Relay Control System Interlocks Paro de EmergenciaRelés
  • 102. Normas Europeas NBR NM 213/1/2 NBR 14153 En USA, las máquinas deben cumplir con la OSHA. En Europa, las máquinas debem tener la marca CE.
  • 103. Evaluación del Riesgo En un esfuerzo para evaluar los riesgos, los diseñadores de las máquinas deben señalar todas las áreas de riesgo y reducir los riesgos a niveles acceptables • Material y Químico • Mecánico • Eléctrico • Térmico • Ruído • Vibración • Radiación • Ergonómico
  • 104. Registro de datos y pruebas ¿Qué tan malo? ¿Qué tan probable? ¿Qué tan frecuente? Normas • NBR 14153 e NBR 13759 • ANSI TR11.3 “Evaluación y reducción de riesgos” • EN1050 “Principios para evaluación de riesgos” Evaluación del Riesgo
  • 105. Nivel de Riesgo Gravedad Probabilidad Frecuencia Alto Medio Bajo Coloque un bloque sobre otro para determinar el nivel de riesgo
  • 106. EN 954 – Partes relativas a la seguridad en sistemas de control • Cat. 1 Se enfoca a la prevención de fallas – Se logra mediante la aplicación de principios de diseño • Cat. 2,3 y 4 Se enfoca a la detección de fallas – Monitoreo y verificación es la clave – Duplicación-Redundancia es el método usual • Malos entendidos comunes – Cat 1 No requiere de una protección mínima – Cat 4 No requiere de un método de protección
  • 107. Seguridad: Escáner de láser Tapetes de seguridad PLC de seguridad Paros de emergencia y señalización Contactores de seguridad Relés de seguridad Interruptores accionados por cable Bordes de seguridad Cortinas de luz Interruptores de compuerta Llaves de Bloqueo Interruptores de habilitación de seguridad Variadores de seguridad Interruptores sin contacto
  • 108. Componentes Esenciales para el Control Industrial
  • 111. Muchas Gracias!!! El Control Industrial de Allen-Bredley