Tablero de Control
DIDÁCTICO

emergencia
bloqueado
Esta es el aula virtual del laboratorio de Instrumentación y Control de la UPTValencia. Este espacio fue creado como alternativa para llevar a cabo prácticas de laboratorio virtuales enfocadas en conocer el tablero de control del Módulo Didáctico de Control de Caudal de Lazo Cerrado.
Hola, bienvenido/a al aula virtual de prácticas del laboratorio de Instrumentación y Control de la UPTValencia. Este espacio fue creado como alternativa para llevar a cabo prácticas de laboratorio virtuales enfocadas en conocer el tablero de control del Módulo Didáctico de Control de Caudal de Lazo Cerrado, para así fortalecer la educación a distancia y continuar con el proceso de aprendizaje.
Esta página web es producto del proyecto "Propuesta de Prácticas Virtuales del Tablero de Control del Módulo Didáctico de Control de Caudal de Lazo Cerrado para el Laboratorio de Instrumentación y Control"; elaborado en el año 2021 por los estudiantes:
Para obtener el título de Técnico Superior Universitario en Instrumentación y Control, en la Universidad Politécnica Territorial de Valencia.
Este menú permite simular fallas en el proceso del módulo para poder estudiar su comportamiento. De las siguientes casillas, seleccione la falla que desee simular:
El tanque presente en el módulo se encarga de almacenar el agua del proceso. En un proceso industrial real, este tanque podría almacenar materia prima para la elaboración de un producto.
La bomba centrífuga de 2 HP presete en el módulo se encarga de hacer circular el agua del tanque a través del sistema de tuberías del proceso.
Este dispositivo y el Elemento Primario del proceso miden el caudal, el transmisor produce entonces una señal eléctrica estándar de 4 a 20 mA que representa el resultado de la medición para ser enviado al Controlador Electrónico.
Este dispositivo se instala en la tubería en la cual se realizara la medición de caudal (y por lo tanto, el dispositivo tiene contacto directo con la variable en cuestión) y trabaja en conjunto con el Transmisor para producir el resultado de la medición.
El módulo de caudal cuenta con dos elementos primarios localizados en dos tuberías distintas: La Placa Orificio y el Tubo Venturi.
Este elemento primario produce una diferencia de presión en el agua, que es medida por el Transmisor para así medir el caudal.
Este elemento primario produce una diferencia de presión en el agua, que es medida por el Transmisor para así obtener el caudal que circula por él.
El Convertidor I/P recibe la señal eléctrica estándar proveniente del Controlador Electrónico y la convierte en una señal neumática estándar equivalente para accionar la Válvula de Control.
La Válvula de Control se encarga de abrir y cerrar el paso del agua a través de ella dependiendo de la señal producida por el Convertidor I/P para así regular el caudal del proceso.
La Válvula Solenoide cumple la tarea de abrir un retorno de agua al tanque en caso de que no exista suministro neumatico y se cierre la Válvula de Control.
El Presostato es un dispositivo que cuenta con dos posiciones de trabajo, encendido y apagado, este se activa cuando haya correcto suministro neumático al módulo y se desactiva si no lo hubiese.
Este dispositivo permite el paso de corriente a todo el módulo. Si no se activa, el módulo no se podrá encender.
Este dispositivo permite el paso de corriente a todos los dispositivos de la sección superior del tablero. Si no se activa, no se podrá poner en marcha la bomba del proceso y tampoco funcionaran las luces y botones del tablero.
Este dispositivo permite el paso de corriente hacia la sección inferior del tablero. Si no se activa el Controlador Electrónico no se encenderá. No se energizara sin activar el Breaker.
Este dispositivo es el cerebro del proceso: se encarga de comparar el caudal del proceso con el caudal deseado (el punto de consigna, el cual puede ser introducido por medio de los botones del controlador), para así producir una señal que será usada para accionar la válvula de control, logrando que el caudal del proceso se aproxime al punto de consigna.
Un botón de emergencia y dos selectores de emergencia, son usados para apagar la bomba inmediatamente. Al accionarse, se encenderá la luz de Control de Proceso Bloqueado. No se energizara sin activar el Breaker.
Este selector permite que el operador seleccione el modo en el que operara la Bomba Centrifuga del proceso.
Este botón pulsador es usado para poner en marcha la Bomba Centrífuga cuando el Selector de Modo de Operación se halle en el modo manual. También cuenta una luz integrada de color verde que se encenderá siempre y cuando la bomba se halle en marcha.
Este botón pulsador es usado para detener la Bomba Centrífuga cuando el Selector de Modo de Operación se halle en el modo manual. También cuenta con una luz integrada de color rojo que se encenderá cuando la bomba se halle detenida.
Estas luces se encenderán para indicar fallas o advertencias que pueden surgir en el proceso.
Esta luz informa cuando se presenta una falla con el suministro de aire comprimido, lo cual representa una situación riesgosa que provocara el cierre de la Válvula de Control del proceso y podría provocar que la Bomba Centrífuga trabaje forzada.
Esta luz indicadora informa cuando el Relé Térmico se ha accionado debido a una sobrecarga en la Bomba Centrífuga. Cuando esto sucede se debe averiguar la causa de la sobrecarga y será imposible poner en marcha la bomba nuevamente sin antes reiniciar manualmente el relé térmico.
Esta luz se encenderá cuando cualquiera de los Interruptores de Emergencia se accione, provocando la parada de la Bomba Centrífuga e indicando que no podrá ser puesta en marcha.
Esta luz indica que la Válvula Solenoide del proceso ha sido accionada. Dicha situación se presentara estando la Bomba Centrífuga en marcha y al mismo tiempo existiendo una falla con el suministro de aire comprimido.
El Protector de Voltaje es un dispositivo de protección que se encenderá (indicado por su luz roja) cuando la tensión de 220 V (proveniente de dos líneas de 110 V) se halle en un rango seguro de operación. Cuando el voltaje se salga del rango seguro de operación, se apagara y cortara el paso de corriente a los elementos del tablero.
Este elemento supervisa la corriente usada por la Bomba Centrífuga del proceso y se dispara cuando esta corriente supere un valor máximo. Al dispararse, desconecta el contactor y por ende a la bomba centrífuga, además, se encenderá también la Luz de Sobrecarga del tablero.
El contactor se encarga de suministrar las dos líneas de 110 V necesarias para activar la bomba centrífuga y a su vez otorga protección a la misma.
Se activa cuando el Presostato se halla desactivado (lo cual sucede durante una falla de suministro neumático). Se usa para energizar la Válvula Solenoide del proceso y la Luz de Válvula Solenoide.
Este relé se usa para encender la Luz de Control de Proceso Bloqueado cuando alguno de los Interruptores de Emergencia se accione.
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Conocer los componentes presentes en el del Módulo Didáctico de Control de Caudal de Lazo Cerrado.
El Módulo Didáctico de Control de Caudal de Lazo Cerrado (Figura 1) se encuentra en el laboratorio de Instrumentación y Control de la UPTValencia y brinda la posibilidad a los estudiantes de las distintas carreras impartidas en la universidad de interactuar con un proceso de control real.
El proceso del módulo didáctico tiene por objeto controlar el caudal en un sistema de tuberías, llevando el valor del caudal lo más cercano a un valor establecido (conocido como set-point o punto de consigna) por el operador del proceso.
A continuación se describen los distintos elementos que conforman el módulo didáctico (excluyendo a aquellos pertenecientes al tablero de control del mismo):
Tanque de Suministro de Agua. Un tanque de agua es un contenedor diseñado para almacenar agua para su posterior uso en un proceso o para su consumo. El módulo cuenta con un tanque de 460 litros para almacenar el agua de todo el proceso.
Sistema de Tuberías de Agua. El módulo consta de un sistema de tuberías de hierro y de PVC para transportar el agua almacenada en el tanque. Estas tuberías son de color verde y tienen adheridas 4 tipos de etiquetas: “Limpieza”, “Suministro”, “Decapado” y “Agua”.
Válvulas Tipo Bola. Una válvula de tipo bola es una clase de llave de paso y su función es regular un fluido canalizado. El módulo cuenta con múltiples válvulas de este tipo, para así cortar o permitir el flujo de agua en caso de: ser necesario desmontar un instrumento para su mantenimiento, para llenar o vaciar el tanque y/o para permitir a los estudiantes estudiar el flujo del agua.
Bomba Centrifuga. Una bomba centrifuga es un tipo de bomba hidráulica y su fin es de aumentar la velocidad de los fluidos para que estos puedan desplazarse a grandes distancias. El módulo cuenta con una bomba centrifuga de 2 hp que se encarga de hacer circular el agua del tanque a través del sistema de tuberías.
Filtro de Línea de la Bomba Centrifuga. Se trata de un filtro hidráulico que se encuentra instalado en la tubería de succión de la bomba centrifuga. Su función es de retirar impurezas del agua para que estas no alcancen a los equipos e instrumentos del módulo y evitando así que estos se deterioren.
Selectores de Parada de Emergencia. Estos elementos de maniobra son interruptores eléctricos de dos posiciones. El módulo cuenta con 2 de ellos (uno junto a la válvula de control y otro junto a la bomba centrifuga) y son usados para detener la bomba centrifuga inmediatamente en caso de emergencia.
Placa Orificio. Este dispositivo se clasifica como un elemento primario y produce una diferencia de presión en el fluido, la cual es usada por un transmisor en el proceso para medir el caudal. El módulo cuenta con dos elementos primarios incluyendo la placa orificio.
Tubo Venturi. Este elemento primario es un tubo con un estrechamiento en su centro. Cuando un fluido pasa por el tubo venturi se crea una diferencia de presión que es usada por el transmisor del proceso para medir el caudal. Este es el segundo elemento primario del módulo.
Transmisor de Presión Diferencial. Este dispositivo se clasifica como un transmisor. Los transmisores utilizan un elemento primario para medir una variable física y transmitirla en forma de una señal estándar.
El transmisor de presión diferencial del módulo mide la diferencia de presión causada ya sea por la placa orificio o por el tubo venturi; así determina el caudal en el sistema de tuberías y transmite dicho valor (en forma de una señal de 4 a 20 mA) al controlador electrónico del módulo.
Controlador Electrónico. Este dispositivo se clasifica como un controlador. Los controladores son instrumentos encargados de comparar la variable controlada del proceso con el valor deseado para dicha variable, para generar como señal de salida una corrección que será enviada al elemento final de control. El controlador del proceso es electrónico y está instalado en el tablero de control.
Convertidor I/P. Un convertidor es un dispositivo que recibe como entrada una señal estándar y la transforma en otro tipo de señal estándar equivalente. El convertidor I/P (convertidor corriente a presión) del módulo recibe la señal eléctrica (de 4 a 20 mA) de salida del controlador y la transforma en una señal de presión neumática (de 3 a 15 psi) que es usada para accionar la válvula de control del módulo.
Sistema de Suministro Neumático. El módulo consta de un sistema de tuberías galvanizadas para transportar aire comprimido que se necesita para la válvula de control. Estas tuberías están pintadas de color azul.
Válvula de control. Una válvula de control es un tipo de válvula que controla el flujo de un fluido según la señal producida por un controlador. Estas válvulas se clasifican como un elemento final de control. La válvula de control del módulo es neumática y trabaja con una señal de 3 a 15 psi proporcionada por el convertidor I/P.
Presostato. Un presostato es un interruptor de presión que acciona un contacto eléctrico cuando un fluido a su entrada alcanza una presión preestablecida. El módulo cuenta con un presostato para detectar la presencia de aire comprimido en el sistema de suministro neumático.
Ante la falta de aire comprimido (dicha situación se denomina en el módulo como un “fallo de aire”), la válvula de control se cerrara imprevistamente y esto podría forzar la bomba centrifuga al no haber retorno del agua hacia el tanque. Esto hará que la bomba entre en proceso de cavitación, ocasionándole daños. El presostato y la válvula solenoide evitan que esto suceda.
Válvula Solenoide. Una válvula solenoide es una válvula electromecánica de dos posiciones: abierta y cerrada. Cuando es energizada, se conmuta y cierra o abre el paso en una tubería. El módulo cuenta con una válvula solenoide normalmente cerrada para permitir el retorno del agua al tanque durante una falla de aire. Durante dicha falla (detectada gracias al presostato), se energiza la válvula y esta abre una tubería de retorno que se encuentra adyacente a la tubería de salida de la bomba, permitiendo que el agua se retorne al tanque.
Rotámetro. Un rotámetro es un instrumento indicador que mide el caudal volumétrico de un fluido que circula por un tubo cerrado. El módulo cuenta con un rotámetro que permite al operador leer el caudal en el sistema de tuberías, permitiéndole comprobar que el caudal este siendo controlado por los instrumentos del módulo.
Manómetro. Un manómetro es un instrumento indicador usado para la medición de presión de fluidos en tanques, recipientes o en tuberías. El módulo cuenta con múltiples manómetros, algunos en el sistema de suministro de aire y otros en el sistema de tuberías de agua.
De todos los manómetros del módulo, dos resaltan debido a su propósito. Están instalados juntos al transmisor y están destinados a usarse para realizar mediciones de la presión del agua en los elementos primarios.
Debe responder todas las preguntas de la práctica para poder imprimirla.
A continuación puede guardar o imprimir los resultados escritos en la práctica.
Conocer los elementos que conforman el tablero de control del Módulo Didáctico de Control de Caudal de Lazo Cerrado.
El tablero de control alberga la mayoría de los dispositivos eléctricos del módulo y constituye un centro de operación desde el cual los estudiantes o los profesores pueden poner en marcha el módulo. Desde él se pueden realizar diversas tareas:
La Figura 1 muestra la sección superior del tablero de control, donde se pueden observar los distintos elementos de maniobra que un operador puede usar.
A continuación se explican todos los elementos que constituyen el tablero de control:
Botón de parada de emergencia. Este botón cumple la misma función que los selectores de parada de emergencia. Este botón es un elemento de maniobra usado para parar la bomba centrifuga inmediatamente en caso de que se presente una emergencia.
Selector de Modo de Operación. Este selector es un elemento de maniobra y permite que el operador seleccione el modo en el que opera la bomba centrifuga. Existen tres modos de operación:
Pulsador Luminoso de Encendido. Este pulsador es usado para poner en marcha la bomba centrifuga (cuando esta seleccionado el modo manual) y además cuenta con una luz de color verde que se encenderá siempre que la bomba este en marcha.
Pulsador Luminoso de Apagado. Este pulsador es usado para parar la bomba centrifuga (cuando esta seleccionado el modo manual) y además cuenta con una luz de color rojo que se encenderá siempre que la bomba centrifuga este detenida.
Luz de Fallo de Aire. Esta luz indicadora de color amarillo informa cuando se presenta una falla de aire, lo cual representa una situación riesgosa que provocara el cierre de la válvula de control del proceso.
Luz de Sobrecarga. Esta luz indicadora de color rojo informa cuando el relé térmico se ha accionado debido a un exceso de corriente en la bomba centrifuga. Cuando se presenta esta situación es imposible poner en marcha la bomba nuevamente sin antes reiniciar manualmente el relé térmico (con su botón “reset”).
Luz de Control de Proceso Bloqueado. Es una luz indicadora de color blanco que informa el accionamiento de cualquiera de los tres interruptores de emergencia, lo cual produce la parada inmediata de la bomba centrifuga. La bomba no podrá ser puesta en marcha mientras alguno de los interruptores este accionado.
Luz de Válvula Solenoide. Esta luz indicadora de color amarillo se encenderá siempre que la válvula solenoide del proceso sea accionada durante una falla de aire y a la vez estando la bomba centrífuga en marcha.
Controlador Electrónico. La pantalla del controlador y sus botones permiten al operador cambiar el set-point (este procedimiento debe buscarse en su manual de operación). El controlador compara la señal del transmisor (que representa el caudal actual) con el set-point asignado (el caudal deseado) para así producir una señal de salida que accionara la válvula de control, haciendo que el caudal se acerca lo más posible al set-point.
Breaker Principal. Este breaker permite el paso de corriente a todos los dispositivos eléctricos del módulo y funciona de protección contra corrientes elevadas (como aquellas ocasionadas por un cortocircuito). Si no se activa, el módulo no se podrá encender.
Breaker de Control N°1. Este breaker permite el paso de corriente a todos los dispositivos de la sección superior del tablero. Si no se activa, no se podrá poner en marcha la bomba centrifuga y tampoco funcionaran las luces y botones del tablero.
Breaker de Control N°2. Este breaker permite el paso de corriente a la sección inferior del tablero de control. De no activarse, no se suministrara corriente al controlador electrónico, a la fuente de 30 V DC del transmisor de presión diferencial ni al convertidor I/P.
Protector de Voltaje. Este dispositivo protege el tablero de control contra fallas con el suministro eléctrico, específicamente en caso de una sobretensión, una baja tensión o una pérdida de fase.
Relé N°1. Este relé es usado por el circuito de control del tablero para suministrar corriente a la válvula solenoide y a la luz de la válvula solenoide durante una falla de suministro neumático.
Relé N°2. Es usado por el circuito de control del tablero para encender la luz de control de proceso bloqueado cuando alguno de los interruptores de emergencia se accione.
Contactor. Este elemento de maniobra es un contactor trifásico que permite o interrumpe el suministro eléctrico a la bomba centrífuga. El circuito de control del tablero gobierna la activación de este contactor.
Relé Térmico. Este dispositivo protege a la bomba centrifuga contra sobrecargas de corriente. Al dispararse el rete térmico, desconecta la bomba centrífuga y se enciende la luz de sobrecarga del tablero.
Un exceso de corriente en la bomba puede dañarla a causa del sobrecalentamiento que se produciría, dañando el aislamiento entre sus bobinados.
Debe responder todas las preguntas de la práctica para poder imprimirla.
A continuación puede guardar o imprimir los resultados escritos en la práctica.
Conocer el procedimiento para la puesta en marcha y parada de la bomba centrifuga del Módulo Didáctico de Control de Caudal de Lazo Cerrado y sus modos de operación.
El módulo de caudal cuenta con una bomba centrifuga para hacer circular el agua almacenada en el tanque. Dicha bomba puede ser puesta en marcha y puede pararse desde el tablero de control mediante el uso de un selector y dos botones pulsadores (los cuales integran luces indicadoras para informar el estado de la bomba).
Antes de poder poner en marcha la bomba centrifuga o encender cualquier elemento del módulo didáctico, el tablero de control debe energizarse, para ello el tablero cuenta con tres breakers que deben activarse para que la corriente pueda ser suministrada:
Estos breakers cumplen una función de protección importante: protegen el circuito del daño provocado por un exceso de corriente (causado por alguna sobrecarga o por un cortocircuito).
La Figura 1 muestra una sección simplificada del diagrama de escalera del tablero de control y la Tabla 1 es la leyenda de dicho diagrama.
Símbolo | Significado |
---|---|
L1 | Fase de 120 V |
N | Neutro |
Selector | Selector de Modo de Operación |
STOP | Pulsador de Apagado |
START | Pulsador de Encendido |
K1 | Contactor de la Bomba Centrifuga |
L1 | Luz Piloto de Encendido de la Bomba Centrifuga |
L2 | Luz Piloto de Apagado de la Bomba Centrifuga |
El selector de 3 posiciones en el diagrama representa al selector de modo de operación. Al colocar el selector en la posición “manual” y se procede a presionar el botón START (pulsador luminoso de encendido) se energiza la bobina del contactor K1 (el cual pone en marcha la bomba) y la luz piloto L1 (luz piloto del pulsador luminoso de encendido). El contacto normalmente abierto K1 se cierra y este mantiene energizado al contactor K1 incluso luego de soltar el pulsador. Además, el contacto normalmente cerrado K1 se abre y apaga la luz L2 (luz piloto del pulsador de apagado).
Si el selector es colocado en la posición “off” o si se presiona el botón STOP (pulsador luminoso de apagado) estando la bomba en marcha en el modo manual, se cortara la corriente hacia el contactor K1 y provocara la parada de la bomba, el apagado de la luz piloto de encendido y finalmente el encendido de la luz piloto de apagado.
Si el selector es colocado en la posición “automático”, se energiza directamente al contactor K1 (y a la luz de encendido), se enciende la bomba y se apaga la luz de apagado; lo mismo que ocurría al presionar el botón de encendido durante el modo manual. Note que los botones de encendido y apagado no influyen en la bomba mientras el modo automático esté en uso.
La Figura 2 representa una sección sin simplificar del diagrama escalera y la Tabla 2 constituye su leyenda.
Símbolo | Significado |
---|---|
L1 | Fase de 120 V |
L2 | Fase de 120 V |
N | Neutro |
R1 | Relé del Protector de Voltaje (220 V) |
S1 | Interruptor de Emergencia |
S2 | Interruptor de Emergencia |
S3 | Interruptor de Emergencia |
Selector | Selector de Modo de Operación |
STOP | Pulsador de Apagado |
START | Pulsador de Encendido |
K1 | Contactor de la Bomba Centrifuga |
OL | Relé Térmico |
L1 | Luz Piloto de Encendido de la Bomba Centrifuga |
L2 | Luz Piloto de Apagado de la Bomba Centrifuga |
Se pueden observar los elementos de maniobra del primer diagrama escalera, más otros elementos extras: una bobina R1 que pertenece al protector de voltaje del tablero, tres interruptores (S1, S2, S3) que corresponden a los interruptores de emergencia, y el contacto OL que pertenece al relé térmico usado para proteger la bomba contra sobrecargas de corriente.
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Conocer la función de los tres interruptores de emergencia disponibles en el Módulo Didáctico de Control de Caudal de Lazo Cerrado.
El tablero de control del módulo didáctico cuenta con un botón de parada de emergencia en su sección superior. El módulo también dispone de dos interruptores localizados a la izquierda y a la derecha. Estos tres elementos de maniobra constituyen los interruptores de emergencia del módulo y tienen la función de parar instantáneamente la bomba centrifuga en caso una emergencia.
La forma en la que estos interruptores logran su función se explicara por medio de la Figura 1 (y su leyenda en la Tabla 1), que representa la sección del diagrama de control encargada de controlar la bomba centrifuga.
Símbolo | Significado |
---|---|
L1 | Fase de 120 V |
L2 | Fase de 120 V |
N | Neutro |
R1 | Relé del Protector de Voltaje (220 V) |
R3 | Relé N°2 (Relé de Control de Proceso Bloqueado) |
S1 | Interruptor de Emergencia |
S2 | Interruptor de Emergencia |
S3 | Interruptor de Emergencia |
Selector | Selector de Modo de Operación |
STOP | Pulsador de Apagado |
START | Pulsador de Encendido |
K1 | Contactor de la Bomba Centrifuga |
OL | Relé Térmico |
L1 | Luz Piloto de Encendido de la Bomba Centrifuga |
L2 | Luz Piloto de Apagado de la Bomba Centrifuga |
L5 | Luz de Control de Proceso Bloqueado |
Se observan los interruptores S1, S2 y S3, que representan los interruptores de parada de emergencia. El circuito hace uso de los contactos normalmente cerrados de estos interruptores en serie con los elementos que ponen en marcha la bomba. Por lo tanto, al ser accionado cualquiera de los interruptores, se cortara cualquier posible conexión al contactor K1. Esto detendrá la bomba (en caso de que se háyase en marcha) e inhabilita al selector de modo de operación y a los pulsadores. De este modo, será imposible poner en marcha la bomba hasta que el interruptor en cuestión se coloque en su posición original.
Cuando ningún interruptor se halle accionado, se energizara la bobina del relé R3 y esto apagara la luz indicadora L5 (luz de control de proceso bloqueado). El accionamiento de cualquiera de los interruptores provocara la desactivación de R3 y encenderá la luz de proceso bloqueado, dando una advertencia visual al operador.
Debe responder todas las preguntas de la práctica para poder imprimirla.
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Identificar una falla de tensión eléctrica en el tablero de Módulo Didáctico de Control de Caudal de Lazo Cerrado.
El tablero de control dispone de un protector de voltaje que desempeña una función de seguridad bastante importante porque desconecta la electricidad del tablero cada vez que se presenten los siguientes problemas con el suministro eléctrico:
Cualquiera de las situaciones anteriores podría ocasionar daños a los equipos eléctricos del tablero de control, como por ejemplo: sobrecalentamiento, reducción de la vida útil y destrucción de los mismos. Otro ejemplo es la bomba centrifuga, donde dichos problemas provocaran un exceso de corriente y como resultado sobrecalentamiento, dañando el aislamiento entre sus bobinados.
El protector de voltaje es capaz de desconectar los equipos durante una falla gracias a que posee en su interior un relé, el cual se energiza cuando la tensión sea normal y se desenergiza cuando una de las fallas mencionadas se presenta.
La Figura 1 muestra una versión simplificada del diagrama de control del tablero y el Tabla 1 muestra su leyenda. La bobina R1 representa al protector de voltaje y note que este es alimentado con dos líneas de 120 V desfasadas 120°, ya que esté supervisa la tensión de 240 V del módulo. El contacto R1 pertenece al relé interno del protector.
Símbolo | Significado |
---|---|
L1 | Fase de 120 V |
L2 | Fase de 120 V |
N | Neutro |
R1 | Relé del Protector de Voltaje (220 V) |
S1 | Interruptor de Emergencia |
S2 | Interruptor de Emergencia |
S3 | Interruptor de Emergencia |
Selector | Selector de Modo de Operación |
STOP | Pulsador de Apagado |
START | Pulsador de Encendido |
K1 | Contactor de la Bomba Centrifuga |
OL | Relé Térmico |
L1 | Luz Piloto de Encendido de la Bomba Centrifuga |
L2 | Luz Piloto de Apagado de la Bomba Centrifuga |
Cuando la tensión del suministro eléctrico se encuentra en un rango seguro, el contacto normalmente abierto R1 se cierra (y se enciende una luz roja en protector de voltaje denominada “on”) y permite el paso de corriente al resto del circuito para que trabaje con normalidad.
Cuando se presenta una falla, por ejemplo, una sobretensión, el contacto R1 se abrirá (y se apagara la luz “on” del protector) y cortara la corriente al resto del circuito. Esto apagara todos los dispositivos de maniobra y la bomba instantáneamente.
Debe responder todas las preguntas de la práctica para poder imprimirla.
A continuación puede guardar o imprimir los resultados escritos en la práctica.
Comprender el compartimiento del tablero de control del Módulo Didáctico de Control de Caudal de Lazo Cerrado durante una sobrecarga de corriente en la bomba centrifuga.
El tablero de control del módulo cuenta con un relé térmico, cuya tarea es proteger a la bomba centrifuga contra sobrecargas de corriente. Un exceso de corriente en la bomba centrífuga puede dañarla a causa del sobrecalentamiento que se produciría. Si el sobrecalentamiento es excesivo, se dañara el aislamiento de las bobinas de la bomba y se estropeara.
Cuando el relé térmico detecta una sobrecarga de corriente, este se dispara y su mecanismo interno conmuta una serie de contactos eléctricos usados para parar la bomba centrifuga y evitar que se dañe. Una vez que el relé térmico se dispara, su mecanismo continuara en esta posición de disparo hasta que se sea reiniciado manualmente por un operador.
La Figura 1 muestra una versión simplificada del diagrama de control del tablero (y la Tabla 1 es su leyenda). Los contactos OL pertenecen al relé térmico y son accionados cuando se produce una sobrecarga de corriente en la bomba centrifuga.
Símbolo | Significado |
---|---|
L1 | Fase de 120 V |
L2 | Fase de 120 V |
N | Neutro |
R1 | Relé del Protector de Voltaje (220 V) |
R3 | Relé N°2 (Relé de Control de Proceso Bloqueado) |
S1 | Interruptor de Emergencia |
S2 | Interruptor de Emergencia |
S3 | Interruptor de Emergencia |
Selector | Selector de Modo de Operación |
STOP | Pulsador de Apagado |
START | Pulsador de Encendido |
K1 | Contactor de la Bomba Centrifuga |
OL | Relé Térmico |
L1 | Luz Piloto de Encendido de la Bomba Centrifuga |
L2 | Luz Piloto de Apagado de la Bomba Centrifuga |
L5 | Luz de Control de Proceso Bloqueado |
L6 | Luz de Sobrecarga |
El disparo del relé térmico provoca que el contacto normalmente cerrado de OL se abra, lo que desconecta la bobina del contactor K1, produciendo la parada de la bomba centrifuga y evitando que los botones y el selector de modo de operación la puedan poner en marcha.
Además, el disparo del relé térmico produce el cierre del contacto normalmente abierto de OL y esto hace que se encienda la luz indicadora L6, la cual corresponde a luz de sobrecarga y le informa al operador que se ha presentando una sobrecarga en la bomba centrífuga.
Si el relé térmico es reiniciado manualmente por un operador, los contactos volverán a sus posiciones normales, la luz L6 se apagara y la operación de la bomba se restaurara.
Debe responder todas las preguntas de la práctica para poder imprimirla.
A continuación puede guardar o imprimir los resultados escritos en la práctica.
Identificar una falla de suministro neumático desde el tablero de control del Módulo Didáctico de Control de Caudal de Lazo Cerrado.
El módulo didáctico utiliza aire comprimido para accionar la válvula de control y así poder controlar el caudal. Este aire comprimido es producido por un compresor de aire lejos del laboratorio y es transportado por medio de tuberías de color azul hasta el módulo.
La válvula de control del módulo es de acción inversa, es decir, la válvula se encuentra normalmente cerrada y se abrirá al inyectarle aire comprimido (observe la Figura 1 para diferenciar sus posiciones). Como consecuencia, la válvula se cerrara si por algún motivo el módulo deja de recibir aire comprimido. Esto crea una situación peligrosa en la que si la bomba centrífuga se encuentra en marcha y a la vez ocurre la mencionada situación (falla de suministro neumático), la válvula de control se cerrara y no existirá retorno del agua hacia el tanque y la bomba trabajara forzada y entrara en proceso de cavitación.
El módulo didáctico lidia con esta falla gracias a la válvula solenoide normalmente cerrada que se muestra en la Figura 2. Cuando esta válvula se acciona, abre un retorno para el agua y la bomba no correrá riesgos. El módulo cuenta con un presostato para detectar la presencia de aire en el suministro neumático.
La Figura 3 muestra el diagrama de control del tablero en su totalidad y la Tabla 1 muestra su leyenda. La sección que se encarga de la falla de aire está constituida por las luces indicadoras L3 (luz de válvula solenoide) y L4 (luz de fallo de aire); la bobina del relé R2 (que energiza la válvula solenoide); el contacto normalmente abierto R2 y el contactor normalmente cerrado K2 del presostato.
Símbolo | Significado |
---|---|
L1 | Fase de 120 V |
L2 | Fase de 120 V |
N | Neutro |
R1 | Relé del Protector de Voltaje (220 V) |
R2 | Relé N°1 (Relé de Control de la Válvula Solenoide) |
R3 | Relé N°2 (Relé de Control de Proceso Bloqueado) |
S1 | Interruptor de Emergencia |
S2 | Interruptor de Emergencia |
S3 | Interruptor de Emergencia |
Selector | Selector de Modo de Operación |
STOP | Pulsador de Apagado |
START | Pulsador de Encendido |
K1 | Contactor de la Bomba Centrifuga |
OL | Relé Térmico |
L1 | Luz Piloto de Encendido de la Bomba Centrifuga |
L2 | Luz Piloto de Apagado de la Bomba Centrifuga |
L3 | Luz de Válvula Solenoide |
L4 | Luz de Fallo de Aire |
L5 | Luz de Control de Proceso Bloqueado |
L6 | Luz de Sobrecarga |
Ante la presencia de aire en el suministro neumático, el módulo trabaja correctamente y el presostato K1 se acciona (ya que detecta la presión del aire). Esto abre el contacto normalmente abierto K2 del presostato. Como resultado, queda aislada la sección del relé R2 y la válvula solenoide no se accionara y ninguna de las luces L3 y L4 se encenderá.
Durante una falla de suministro neumático, la falta de presión hace que el presostato se desactive, por lo tanto, su contacto K2 vuelve a su posición normalmente cerrado y se enciende L4 (luz de fallo de aire) para dar una advertencia visual al operador.
En caso de que la bomba centrífuga se encuentre en marcha o se ponga en marcha durante la falla de suministro de aire, el contacto normalmente cerrado K1 del contactor se encuentra cerrado y se energiza la bobina del relé R2. El contacto normalmente abierto R2 se cierra y energiza la válvula solenoide (permitiendo el retorno del agua desde la bomba hacia el tanque) y se enciende la luz indicadora L3 (luz de válvula solenoide) dando una advertencia visual al operador.
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