Circuitos Neumáticos y Electroneumáticos UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER NEUMÁTICA BÁSICA.

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1 Circuitos Neumáticos y Electroneumáticos UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER NEUMÁTICA BÁSICA

2 DIAGRAMAS DE FUNCIONAMIENTO representar la secuencia de movimientos El diagrama de funcionamiento de un circuito neumático o electroneumático se emplea para representar la secuencia de movimientos que tendrá cualquier elemento de trabajo del mismo (cilindro, motor, etc.) así como también la de los elementos de mando que intervienen en la secuencia (pulsadores, captadores de información, etc.).

3 DIAGRAMAS DE FUNCIONAMIENTO un solo elemento de trabajo el diagrama de funcionamiento no es tan necesario Cuando se trata de circuitos en los que interviene un solo elemento de trabajo, por ejemplo un cilindro, el diagrama de funcionamiento no es tan necesario a menos de que existan fases en que deba variar el tiempo de avance o retroceso del vástago y deseen reflejarse estas particularidades sobre el diagrama. En aquellos circuitos en donde ya intervienen dos o más elementos de trabajo es necesario. el estado de los distintos elementos facilita en gran manera su estudio coincidencia de señales Es posible conocer en cualquier instante del ciclo secuencia! el estado de los distintos elementos de trabajo y de mando del circuito lo que facilita en gran manera su estudio, como por ejemplo la localización de la coincidencia de señales sobre los dos pilotajes de una misma válvula biestable. PERMITEN UN ANÁLISIS DE UN PROCESO NEUMÁTICO O ELECTRONEUMÁTICO

4 DIAGRAMA DE MOVIMIENTOS DIAGRAMA DE MANDOS DIAGRAMAS DE FUNCIONAMIENTO DIAGRAMAS DE FUNCIONAMIENTO

5 DIAGRAMAS DE MOVIMIENTO DIAGRAMA DE ESPACIO - FASE DIAGRAMA ESPACIO - TIEMPO

6 DIAGRAMA DE MOVIMIENTO El diagrama de movimientos de un ciclo neumático o electroneumático puede estar formado por uno, o ambos, de los diagramas expuestos seguidamente : - Diagrama espacio-fase - Diagrama espacio-tiempo

7 DIAGRAMA ESPACIO - FASE diagrama de proceso sin tener en cuenta el tiempo que tarda en efectuar estas operaciones. También se le llama diagrama de proceso y en él se representan los movimientos o estados de los elementos de trabajo en función de las fases o pasos del ciclo o programa, por ejemplo vástago del cilindro saliendo o entrando y vástago del cilindro entrado o salido sin tener en cuenta el tiempo que tarda en efectuar estas operaciones. En el diagrama espacio-fase PUEDE APRECIARSE el cambio de estado de un elemento de trabajo, pero no se aprecia la velocidad relativa del mismo.

8 DIAGRAMA DE ESPACIO – FASE CONSIDERACIONES PARA SU CONSTRUCCIÓN 1.Cada elemento de trabajo tendrá representado su propio ciclo. 2.Los ciclos de los distintos elementos de trabajo serán representados uno a continuación de otro y de arriba hacia abajo. 3.Se dibujan dos líneas horizontales y paralelas para cada elemento de trabajo. La distancia entre ellas se considera como el " Espacio " entre vástago entrado y salido. Esta distancia no se representa a escala sino con una magnitud igual para todos los elementos de trabajo, independientemente de su carrera. La distancia entre las dos líneas paralelas puede considerarse que representa también el espacio o camino recorrido por el vástago (carrera) o el estado del vástago.

9 4.Para cada cilindro siguiente se dibujan dos nuevas líneas paralelas debajo de las anteriores separadas por una distancia menor a la empleada para los pares de líneas anteriores, pero suficiente para que el diagrama quede claro y legible. DIAGRAMA DE ESPACIO – FASE CONSIDERACIONES PARA SU CONSTRUCCIÓN 5.Las líneas paralelas anteriores se cortan por líneas perpendiculares a las mismas y equidistantes. Cada línea vertical se considera como una " Fase " o " Paso " del ciclo numerándose a partir de 1 desde la izquierda.

10 6.En la fase a partir de la cual el ciclo vuelve a repetirse, por ejemplo en la 5 anterior, se coloca 5=1. 7.En la parte izquierda y entre cada dos líneas paralelas de mayor anchura se indica el código de identificación del elemento de trabajo considerado, por ejemplo “Cilindro 1A", "Cilindro 2A ‘, etc. o simplemente 1A, 2A, etc. También es conveniente colocar junto a lo anterior la función del elemento de trabajo (por ejemplo sujeción, remachado, etc ). DIAGRAMA DE ESPACIO – FASE CONSIDERACIONES PARA SU CONSTRUCCIÓN

11 En la línea superior de las dos que representan a un elemento de trabajo se anota vástago salido o bien 1, mientras que en la línea inferior se indica vástago entrado o bien 0. DIAGRAMA DE ESPACIO – FASE CONSIDERACIONES PARA SU CONSTRUCCIÓN

12 El desarrollo del ciclo de cada elemento de trabajo se representa por líneas gruesas entre fases, uniendo de forma adecuada los puntos de intersección de las líneas que representan las fases con las dos líneas horizontales paralelas que cortan a las mismas. DIAGRAMA DE ESPACIO – FASE CONSIDERACIONES PARA SU CONSTRUCCIÓN En el diagrama espacio-fase anterior se puede comprobar que de la fase 1 a la fase 2 el cilindro 1A (sujeción) va desde su posición entrado a su posición salido que alcanza en la fase 2. En ese instante el cilindro 2A (remachado) efectúa la misma operación desde la fase 2 a la fase 3 siguiendo el 1A en la posición salido.x

13 DIAGRAMA DE ESPACIO – FASE CONSIDERACIONES PARA SU CONSTRUCCIÓN En la fase 3 el cilindro 2A va desde la posición salido a la posición entrado que alcanza en la fase 4. En ese instante se inicia la entrada del cilindro 1A que finaliza en la fase 5, en cuyo instante los dos cilindros vuelven a estar en la situación de la fase 1.

14 DIAGRAMA DE ESPACIO – FASE ELEMENTOS DE TRABAJO ROTATIVOS

15 DIAGRAMA DE ESPACIO – FASE ciclos secuenciales El diagrama espacio-fase es aconsejable emplearlo para representar ciclos secuenciales controlados por el propio proceso en los que normalmente el tiempo no interviene en su desarrollo o bien tiene una importancia secundaria.

16 DIAGRAMA DE ESPACIO – TIEMPO En el diagrama espacio-tiempo el espacio que recorre el elemento de trabajo es representado en función del tiempo que se indica en el eje de abscisas, por lo que de hecho el diagrama está facilitando la velocidad del elemento de trabajo. El diagrama espacio-tiempo es aconsejable emplearlo para representar ciclos programados en los que la consideración del tiempo es ya importante en su desarrollo.

17 El trazado es muy similar al del diagrama espacio-fase. Únicamente las líneas verticales ya no serán equidistantes entre sí al tener que considerar ahora el tiempo que tarda por ejemplo el cilindro en hacer su recorrido de avance o de retroceso. Además de todo lo expuesto para el diagrama espacio-fase, en la parte inferior del diagrama espacio-tiempo debe figurar la escala del tiempo. Con ello se podrán considerar las distintas velocidades de actuación que tendrán los elementos de trabajo en el ciclo. DIAGRAMA DE ESPACIO – TIEMPO Representación del diagrama de movimientos espacio-tiempo para dos cilindros con distintas velocidades de entrada y salida.

18 DIAGRAMA DE MOVIMIENTO DIAGRAMAS DE MOVIMIENTO DIAGRAMA DE ESPACIO – FASE CICLOS SECUENCIALES DIAGRAMA ESPACIO - TIEMPO CICLOS PROGRAMADOS

19 DIAGRAMA DE MANDO elementos de mando El diagrama de mando se emplea para representar el estado de actuación o conexión de los distintos elementos de mando o conmutación (válvulas de vías con accionamiento manual, mecánico, con aire, etc.) en función de la fase o del tiempo.

20 DIAGRAMA DE MANDO El diagrama de mando se traza en combinación con el diagrama espacio-fase o espacio-tiempo. Tiene una representación similar a los anteriores diagramas indicándose dos líneas paralelas horizontales para cada elemento con una distancia entre ellas algo menor (aproximadamente la mitad de la considerada para los elementos de trabajo). No se acostumbra a tener en cuenta en la representación el tiempo que la válvula necesita para su conmutación, es decir el tiempo que tarda en pasar de abierta a cerrada o viceversa. Por ello se considera que el cambio es instantáneo.

21 DIAGRAMA DE MANDO En la figura se indica el diagrama de mando para un válvula de vías 3/2, NC con accionamiento mecánico. En la fase 1 la vía 1 de la válvula está cerrada, y la vía 2 está conectada al escape 3. En la fase 2 tiene lugar la actuación de la válvula pasando a abierta, es decir que las vías 1 y 2 quedan comunicadas y la vía 3 obturada, estado que se mantiene hasta la fase 3 en que la válvula vuelve a su posición inicial.

22 DIAGRAMA DE MANDO Cuando la válvula es de accionamiento mecánico la leva del elemento de trabajo la activa unos instantes antes de llegar a la correspondiente fase, mientras que en el retroceso la leva deja de activarla unos instantes más tarde de la correspondiente fase. Diagrama de mando para una válvula de accionamiento mecánico con activación antes de la fase y desactivación después de la fase.

23 DIAGRAMA DE MANDO Hay aplicaciones en que el elemento de mando, por ejemplo una válvula de accionamiento manual, es activada sólo durante el pequeño instante de la puesta en marcha.

24 DIAGRAMA DE MANDO La figura indica el diagrama de mando para una electroválvula de dos posiciones con dos bobinas que es actuada por un conmutador de tres posiciones.

25 DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO El diagrama de funcionamiento reúne en uno solo el diagrama espacio-fase y/o el diagrama espacio-tiempo con el diagrama de Mando. Con él ya es posible ver la situación de cada uno de los elementos que intervienen en el ciclo neumático o electroneumático. Se indicará en primer lugar y de arriba hacia abajo el diagrama espacio-fase y/o el diagrama espacio-tiempo correspondiente a los elementos de trabajo. A continuación y debajo de aquél se representará el diagrama de mando indicando en primer lugar la válvula de puesta en marcha del ciclo y a continuación los captadores de información o válvulas de accionamiento mecánico que son las que establecerán los cambios de fase.

26 DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO - EJEMPLO Representación esquemática y el diagrama espacio-fase de una instalación en la que una pieza es empujada y sujetada por un cilindro 1A mientras que a continuación es estampada por otro cilindro 2A.

27 DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO - EJEMPLO Representación de la cadena de mando (señales de abajo hacia arriba). Junto a los elementos citados se indican los códigos de identificación de los captadores de información (sensores) 1S2 accionado por 1A, y 2S1 y 2S2 accionados por 2A, que se necesitan para el desarrollo del ciclo. Seguidamente se representan los órganos de mando o válvulas de potencia 1V y 2V (biestables) que accionan, respectivamente, a 1A y 2A. En el tercer escalón de la cadena de mando se indican los elementos que proporcionan las señales a las válvulas biestables anteriores. Así a la izquierda se tiene la válvula de accionamiento manual 1S1 a la que un impulso momentáneo sobre la misma sirve para iniciar el ciclo saliendo el vástago de sujeción 1 A. El accionamiento de 1S2, al final de la carrera de avance de 1A, origina la salida del vástago del cilindro de estampado 2A. Su captador de información 2S2 da la señal para que el mismo vástago de 2A inicie la carrera de retroceso. El nuevo accionamiento de 2S1 por el vástago de 2A da lugar a la entrada del vástago de 1A finalizando así el ciclo descrito en el diagrama de funcionamiento. Se supone que la válvula 1S1 ha dejado de accionarse para que 1V no tenga señal en su pilotaje opuesto. En la parte inferior de la disposición de elementos de la figura 9 se encuentra la fuente de alimentación de presión en la que se ha indicado la válvula general OV y la unidad de mantenimiento OZ en distintos planos aunque pueden representarse ambos elementos en el mismo escalón.

28 DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO - EJEMPLO La interpretación del diagrama de espacio – fase es: Para ello se indica un pequeño círculo en cada intersección de una fase con la línea paralela horizontal correspondiente en donde un captador de información origina un cambio. Desde él se inicia una línea hasta otro punto de la misma fase en donde se produce el cambio del elemento de trabajo siguiente (fases 2 y 4) o del mismo ( fase 3).

29 DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO - EJEMPLO

30 SEÑALES PERMANENTES En el diagrama de Funcionamiento de la figurase observa que en la fase 1, y si se acciona a 1S1, están a 1 las señales de 1S1 y 2S1 que actúan sobre los dos pilotajes 12 y 14 de 1V, respectivamente, por lo que no podrá iniciarse el ciclo. Es necesario eliminar de alguna forma la señal que proporciona 2S1 si se quiere iniciar la puesta en marcha del ciclo. Lo mismo ocurre en la fase 3 con 1S2 y 2S2 cuyas señales actúan sobre los dos pilotajes 12 y 14 de 2V. Será pues necesario eliminar la señal de 1S2 si se desea que 2S2 invierta la posición de la válvula 2V.

31 CÓDIGO DE IDENTIFICACIÓN PARA LOS COMPONENTES Los esquemas neumáticos y electroneumáticos utilizan un código de identificación para los componentes empleados, que se indicará al lado de sus símbolos respectivos. La norma ISO 1219-2 emplea, además, un pequeño rectángulo para enmarcar este código de identificación. Se emplean distintos sistemas, entre los que sobresalen: La identificación por cifras con una numeración continua. La identificación por cifras con una numeración compuesta La identificación por letras La identificación por cifras y letras según lo indicado en la norma ISO 1219-2.

32 El empleo de uno u otro sistema depende lógicamente de quien diseña el esquema. sistema cascada Se observa una tendencia a utilizar normalmente el sistema b) mientras que el c) es utilizado en los esquemas cuyo mando es programado en función del desplazamiento, como ocurre con el llamado sistema cascada empleado para la confección de esquemas neumáticos secuenciales. El sistema d), es decir la identificación por cifras y letras indicada en la norma ISO 1219-2, debe ser la prioritaria al tratarse de la indicada en la Norma. Se completa la utilización de las designaciones neumáticas de la ISO 1219-2 con el empleo de las marcas de identificación en el equipo eléctrico de las máquinas industriales CÓDIGO DE IDENTIFICACIÓN PARA LOS COMPONENTES

33 Identificación por cifras con una numeración continua Se emplea en mandos muy complicados cuando es problemático el aplicar los otros métodos. Se trata de ir numerando a los distintos componentes del esquema siguiendo la serie de números naturales 1,2, 3, etc.

34 número del grupo número del componente La identificación se forma indicando primero el número del grupo y a continuación el número del componente separados por un punto. Si se trata del grupo 1 y en él se está considerando el componente 6, el componente en cuestión se numera por 1.6. Identificación por cifras con una numeración compuesta

35 Los números de los componentes se han clasificado de la forma indicada

36 Identificación por cifras con una numeración compuesta Se relacionan las siglas y designación de cada componente con la indicación de en que semiciclo influye. Con el sistema anterior al personal de mantenimiento le es fácil averiguar de un determinado componente, sobre que elemento de trabajo actúa. Así por ejemplo, y de forma general, si un cilindro marcado como 3.0 presenta una anomalía, debe revisar a los componentes cuya primera cifra sea un 3. Si la anomalía ocurre en el movimiento de avance debe, además, de revisar aquellos componentes que lleven una cifra par después del 3 citado, mientras que si el defecto es durante el movimiento de retroceso debe revisar los componentes que lleven una cifra impar

37 Identificación por letras Este método es empleado en esquemas cuyo mando es programado en función del desplazamiento. Los elementos de trabajo (motores, cilindros, etc.) se designan por letras mayúsculas a partir de la letra A siguiendo un orden alfabético (A, B, C, etc.). La letra anterior se completa con el signo más (A+, B+, C+, etc.) o con el signo menos (A-, B-, C-, etc.) si se desea referirse a la carrera de salida o a la de entrada, respectivamente.

38 Identificación por letras Para las válvulas de potencia de los cilindros, sus accionamientos se identificarán con las mismas letras mayúsculas anteriores afectadas por el signo más (+) o por el signo menos (-) según realicen el movimiento de trabajo o el de retomo, respectivamente.

39 Identificación por cifras y letras según lo indicado en la norma ISO 1219-2 Algunas definiciones de la norma: Componente: Unidad <p.e. bomba, motor, distribuidor, filtro) que comprende una o más partes destinadas a intervenir en la funcionalidad de un sistema hidráulico o neumático. Convertidor de señal: Componente que transforma un tipo de señal (p.e. mecánica, neumática, eléctrica, etc.) en otro tipo. Elemento de trabajo: Componente que transforma la energía fluídica en un movimiento rectilíneo o de rotación y en fuerza mecánica (p.e. motor, cilindro, etc.).

40 El esquema del circuito debe ser claro y permitir seguir los movimientos y los mandos de las diferentes secuencias durante el ciclo. El conjunto del equipamiento neumático o hidráulico con su conexionado serán representados conjuntamente con los componentes que influyen sobre el funcionamiento. En el esquema no es necesario tener en cuenta la disposición real, en el espacio, de los componentes. Los símbolos de las transmisiones hidráulicas y neumáticas deben disponerse en principio desde abajo a arriba y de izquierda a derecha como sigue : Alimentación de energía : Abajo a la izquierda. Elementos de mando : En orden secuencial hacia arriba y de izquierda a derecha. Elementos de trabajo : En lo alto y de izquierda a derecha. Identificación por cifras y letras según lo indicado en la norma ISO 1219-2

41 Para la representación de los aparatos neumáticos se emplearán los símbolos conforme a la norma ISO 1219-1. Al existir un símbolo detallado y un símbolo simplificado para determinados aparatos, es necesario utilizar una sola representación del mismo dentro de un mismo circuito. Salvo indicación contraria, los componentes son representados con la posición anteriora la puesta en marcha estando la presión aplicada. Aparatos

42 Reglas de identificación de los aparatos en los circuitos neumáticos Número de grupo funcional (I) Este parte del código de identificación se compone de cifra/s empezando por 1. Este número será utilizado en sistemas o instalaciones que dispongan más de un grupo funcional. Número de circuito (II) Esta parte del código de identificación está compuesto de cifra/s. Es preferible empezar por 0 para todos los componentes dispuestos sobre el grupo generador o las fuentes de alimentación. La numeración se efectúa de manera continua para cada circuito. Código del componente (III) Cada componente será identificado por una letra conforme a la lista siguiente Número del componente (IV) Esta parte del código de identificación se compone de cifras empezando por 1 con numeración continua.

43 Ejemplos de esquemas de circuitos según lo indicado en la norma ISO 1219-2 El primer grupo funcional dispone de los circuitos 1 y 2 (forman los códigos 1-1 y 1-2), el segundo grupo funcional dispone sólo del circuito 1 (código 2-1) y el tercer grupo funcional dispone nuevamente de los circuitos 1 y 2 (códigos 3-1 y 3-2).