diseño de circuitos neumaticos metodo intuitivo

1. El aprendizaje de circuitos neumáticos puede ser de dos tipos:
1. Análisis de circuitos neumáticos ya realizados. En ellos que hay que:
 Identificar los elementos que constituyen el circuito.
 Explicar cómo se encuentra el circuito en el instante inicial representado por el
esquema.
 Explicar lo que sucede en el circuito a partir de la señal que desencadena el
funcionamiento del circuito.
2. Diseño de circuitos neumáticos a partir de una serie de premisas. Para realizar este tipo de
problemas es recomendable seguir un protocolo de actuación, de modo que no dejemos ningún
paso sin realizar y contribuya al repaso de la técnica de ejecución cada vez que realicemos un
ejercicio.
Para circuitos sencillos podemos optar por el método intuitivo, pero para circuitos complejos y con
posibilidad de ampliación y/o modificación existen métodos ordenados para el diseño, como son el
método cascada y paso a paso (máximo y mínimo).
METODO INTUITIVO
El método intuitivo, como su nombre expresa, se basa en la intuición, conocimiento y experiencia de
cada diseñador. Normalmente utilizado en el diseño de circuitos sencillos, seguiremos los siguientes
pasos:
1. Enunciado del problema.
Se debe concretar con frases claras, concretas, concisas y sencillas, para evitar confusiones y errores,
las necesidades que se precisan cubrir al resolver del problema al que nos enfrentamos.
2. Elección de receptores.
En primer lugar se tiene que optar por que tipo de receptores o actuadores se van a elegir para solucionar
el problema.
Generalmente se debe elegir entre cilindros de simple o doble efecto, teniendo en cuenta que los cilindros
de simple efecto solamente realizan trabajo durante una carrera, el movimiento de recuperación del
muelle solamente sirve para que el vástago del cilindro regrese a la posición inicial.
3. Elección de las válvulas distribuidoras.
Según el tipo de cilindro que se vaya a emplear, así se deben elegir las válvulas distribuidoras, tendiendo
en cuenta que los cilindros de simple efecto tienen una sola vía de alimentación lo que condiciona que la
válvula distribuidora será 3/2. Mientras que los cilindros de doble efecto tienen dos vías de trabajo, lo que
obliga a que su distribuidora sea del tipo 4/2 ó 5/2.
4. Conexión interna de la válvula distribuidora.
La posición en que se encuentran los receptores en el instante inicial, determinarán como estarán
conectados los conductos internos de la válvula distribuidora.
5. Órdenes de salida del vástago.
Por la vía de pilotaje de la izquierda de la válvula distribuidora, conectaremos la combinación de órdenes
necesarias para provocar, que ésta adquiera la posición necesaria que dará lugar a la salida del vástago
del cilindro.
Se emplean válvulas selectoras (órdenes O) o válvulas de simultaneidad (órdenes Y), o combinación de
ellas, para responder a las órdenes que requiera el circuito.

2. 6. Órdenes de entrada del vástago.
Por la vía de pilotaje de la derecha de la válvula distribuidora conectaremos la combinación de órdenes
necesarias para provocar, que ésta adquiera la posición necesaria que dará lugar a la entrada del
vástago del cilindro.
7. Temporizaciones.
Si fuese necesario, por necesidades del problema, se intercalarían, entre las órdenes de movimiento y las
vías de pilotaje de la válvula distribuidora, los temporizadores convenientes, según se necesite que
retarden la conexión o la desconexión de las órdenes de pilotaje.
8. Detectores de posición
Es necesario saber cuándo el cilindro ha avanzado y para ello hay 2 formas de saberlo:
a) detectores para indicar la posición del pistón: detectores magnéticos.
b) detectores para conocer la posición del vástago: serán accionamientos mecánicos (levas, rodillos,
etc.) que pueden actuar sobre contactos eléctricos o neumáticos.
9. Regulación de velocidad.
En las vías de alimentación y escape de los cilindros se conectarán los equipos adecuados, (válvulas de
regulación unidireccional, o válvulas de escape rápido), para conseguir regular la velocidad del
movimiento de salida o entrada de los vástagos de los cilindros.
10. Alimentación de aire comprimido.
Todas las válvulas del circuito deben estar alimentadas a partir de un compresor y un acondicionador de
aire.
En algunas instalaciones a la salida del equipo acondicionador se suele conectar una válvula
paro/marcha (P/M), para cortar o habilitar la alimentación de los circuitos conectados al compresor.
11. Comprobación del funcionamiento.
Al terminar el diseño, es conveniente verificar el funcionamiento, y se deben introducir las modificaciones
que consideramos que mejoran el resultado, tanto a nivel de ejecutivo como económico.
Para los ejemplos vamos a utilizar Fluidsim 4, así que explicaremos como realizar los ejercicios básicos:
añadir elementos, configuración básica y simulación del circuito.
Instalamos y ejecutamos FluidSim. Aparece la pantalla principal. Vamos a “Archivo>Nuevo” y tenemos un
nuevo documento en blanco para crear nuestro circuito. En caso de querer abrir uno ya creado le damos
a “Archivo>Abrir” y se selecciona. Lo primero de todo es salvar el documento con un nombre:
“Archivo>guardar como”.

3. 12. Adicción de funciones al circuito.
El diseño contemplado mediante métodos es básico para realizar la secuencia pedida, pero en
un circuito normalmente se añaden más elementos para cumplir otras condiciones de
funcionamiento y para ello se insertarán los elementos necesarios para tal fin.
El ejemplo más claro es el pulsador de marcha PM, que será el que inicie el ciclo, pero hay más:
 Pulsador de marcha (PM) Pulsador de marcha para iniciar secuencia. Puede ser
“secuencia única (1 ciclo)” si el pulsador retorna automáticamente a reposo, o “secuencia
cíclica” si es pulsador de enclavamiento.
 Marcha de seguridad Normalmente 2 PM en serie para asegurarse que el operador no
saca las manos de su cabina.
 Interruptor general de alimentación válvula que corta o alimenta de aire a presión al
circuito completo. En este caso puede darse el caso de que sólo corte alimentación y la
presión permanezca en el circuito o que al cortar vacíe al circuito de presión al completo.
 Temporizadores Computan un tiempo establecido antes de cambiar de paso en la
secuencia. Pueden ser “orientados a conexión” (computan el tiempo antes) o “orientados
a la desconexión” (computan el tiempo después).
 Reguladores de velocidad Regulan velocidad de los actuadores. Puede regularse en
avance, en retroceso o ambos.
 Contadores  Cómputo para que una vez llegue al establecido ejecutan una acción.
 Paro de secuencia Pausa de la secuencia. Se mantienen todos los valores actuales.
Tras dar marcha de nuevo la secuencia continua por donde se quedó.
 Paro de emergencia Paro manual de seguridad de la secuencia. Hay dos casos: que
se vacíe el circuito de presión o que se mantenga.
 Detectores de seguridad Paro automático de seguridad de la secuencia. En este caso
cualquier detector que su función sea seguridad general para personas (puertas,
ventanas, proximidad, cabina, etc.) o materiales (objeto mal posicionado, etc.). Hay dos
casos: que se vacíe el circuito de presión o que se mantenga.
 Reset Establece al circuito a sus valores por defecto (reposo). Para ello todos los
detectores deben ir a su estado de reposo. Ídem a iniciar el circuito para comenzar la
secuencia con el PM.
 Etc.
También decir que la llegada de la electroneumática ha desbancado a la neumática pura.
Todas estas funciones comentadas son más fáciles de realizar con electroneumática
porque:
 Los relés pueden tener varias cámaras de contacto y contactos auxiliares.
 Con la llegada de los PLC la lógica programada hace tener menos cambios de
cableado.
 Etc. Entre otros.

4. GUIA RAPIDA CON FLUIDSIM 4
Ejecutamos el programa y en el centro tenemos nuestro
documento vacío y en el lado izquierdo nuestra biblioteca
de elementos.
Como vemos tenemos 6 bloques principales en la
biblioteca, que al expandir nos mostraran otros subbloques
clasificando tipos de elementos.
A la hora de crear un circuito se crea primero el circuito con las funciones principales y tras esto se van
añadiendo elementos para ir añadiendo diversas funcionalidades como parada de emergencia,
interruptor general, etc…lo que creamos conveniente
En circuitos con cilindros de simple efecto se colocan válvulas de 3 vías, de manera que como el
aire no se reutiliza, sino que se expulsa al exterior una vez utilizado, una vía es utilizada como
escape.
La misma filosofía es para cilindros de doble efecto, una vía es utilizada como escape del aire
mientras que las otras se usan conjuntamente para ir llenando una cámara mientras se va
vaciando la otra.
Vamos a crear un circuito básico y le iremos añadiendo elementos: Cilindro de simple efecto que con
un pulsador de enclavamiento avance y con otro pulsador normal reroceda.

5. Expandimos la biblioteca de “neumática>actuadores”,
pinchamos sobre “cilindro de simple efecto” y arrastramos a la
parte del documento que queremos ponerlo.
Ahora vamos a “neumática>válvulas>válvulas de vías
configurables” y añadimos una “válvula de 3n vías”.
Ahora añadimos una Fuente de aire comprimido.

6. En nuestro documento tenemos los componentes añadidos. Para configurar un
elemento concreto hacemos doble click izquierdo encima del mismo, y se nos
abre una pantalla con las características del elemento en cuestión.
Ahora pinchamos dos veces sobre la
válvula y se nos abre su pantalla de
configuración.
Seleccionamos los tipos de
accionamiento pedidos en el ejercicio.
Ahora enlazamos las conexiones
neumáticas. Si pasamos el cursor
del ratón por encima de una
conexión, inmediatamente el cursor
cambia a la forma de una mirilla. En
ese momento mantenemos pulsado
con el click izquierdo y arrastramos
hasta la conexión que queremos
conectar. Soltamos click y veremos
cómo nos enlaza.

7. La conexión 3 de la válvula es el escape de aire, hacemos doble click
sobre ella y elegimos en “Cierre de Conexión” uno de los tres últimos
símbolos (escape directo, escape a tubo o silenciador).
Y nuestro circuito básico ya está hecho. Ahora pulsando
sobre PLAY simulamos el programa.
Como la velocidad de simulación es muy
rápida podemos bajarla modificando en
“Opciones>simulación” el factor de la
velocidad. Hay que ponerlo cada vez que
se abre el programa, y se puede
modificar con simulación en ON.

8. Ahora vamos a modificar el circuito y le
vamos a añadir una válvula con la función
de interruptor general.
Para ello podemos añadir una válvula 2/2 NC
para la función requerida, pero al ponerla en
reposo queda aire en el circuito sin expulsar.
Para evitar esto añadimos una válvula 3/2 NC.
En realidad, es como poner un paro de
emergencia: depende de lo que busquemos al
pulsar la válvula (si se desea que se mantenga
la presión de aire o que se expulse el aire del
circuito) utilizaremos unas válvulas u otras.
Ahora vamos a modificar el circuito y vamos a hacer que se
pueda activar el cilindro desde 2 puntos diferentes.
Para ello en la librería
“Válvulas>Valvulas_de_cierre_y_control_de_caudal” añadir una
válvula selectora.
Ahora vamos a modificar el circuito y vamos a hacer
que se pueda activar el cilindro desde 3 puntos
diferentes.
Para ello en la librería
“Válvulas>Valvulas_de_cierre_y_control_de_caudal” añadir
dos válvulas selectoras.

9. Ahora vamos a modificar el circuito y vamos a hacer que
para activar el cilindro sea necesario pulsar 2 puntos a la
vez.
Para ello en la librería
Válvulas>Valvulas_de_cierre_y_control_de_caudal” añadir una
válvula de simultaneidad.
Ahora vamos a modificar el circuito y vamos a hacer que
para activar el cilindro sea necesario pulsar 3 puntos a la
vez.
Para ello en la librería
“Válvulas>Valvulas_de_cierre_y_control_de_caudal” añadir
dos válvulas de simultaneidad.

10. Ahora vamos a modificar el circuito y vamos a añadir 1 finales de carrera, el cual activara un tubo
de aspiración.
Hacemos doble click encima del cilindro y se
abre una ventana con sus propiedades. En
parámetros vemos la longitud de la carrera del
embolo (50mm), y ahora en etiquetas de
accionamiento insertamos dos: S1 a 0mm
(vástago contraído) y S2 a 50mm (vástago
expandido).
Podemos cambiar la distancia de recorrido y
añadir más detectores en otras distancias.
Ahora se nos muestra encima del cilindro los sensores, y como al estar encima parece que detectan
posiciones del pistón, desplazamos los sensores junto al vástago para que detecten el recorrido del
mismo, pues será el vástago el que los active.

11. Un detector neumático es una válvula 3/2 con un
accionamiento mecánico tipo rodillo, leva o similar.
Hemos añadido 2 marcas de detectores, pero sólo
vamos a añadir uno que será el que detecte el
recorrido final del vástago. En las propiedades de
la válvula seleccionamos lo indicado en la figura.
Encima del accionamiento mecánico abrimos sus
propiedades y le ponemos la marca S2 que indica
recorrido del vástago completamente expandido.
Ahora cuando se expanda el vástago y llegue al final de su
recorrido el detector se activará y el aspirador comienza a
funcionar.

12. Pero la ubicación del detector en una instalación real sería justo
donde sale el vástago, para que él mismo active el detector. Se
observa en la figura.
Sin embargo, para esclarecer mejor el esquema se hace de la
manera anterior (con marcas en su recorrido).
Ahora vamos a modificar el circuito y vamos a hacer que tenga
regulación de velocidad cuando se expanda.
Hemos añadido una válvula estranguladora para regular el avance, y para que
retroceda a su velocidad normal (en vez de descargar otra vez por la válvula
estranguladora) se ha colocado en paralelo una válvula de retención.
Ahora vamos a crear unos circuitos con cilindros de doble efecto.
En la primera figura hemos puesto una válvula 4/2, que hará que mientras se llene una cámara se vacía
la otra, tiene un escape común. En las otras figuras se ha añadido una posición más, con la segunda
paramos el cilindro en la posición deseada mientras que en la tercera dejamos libre el vástago. Para
controlar mejor la simulación ponemos 15 de ralentización.

13. Misma función que la anterior En la primera figura hemos puesto una válvula 5/2, que hará que
mientras se llene una cámara se vacía la otra, tiene un escape propio cada cámara. En las otras
figuras se ha añadido una posición más, con la segunda paramos el cilindro en la posición deseada
mientras que en la tercera dejamos libre el vástago. Para controlar mejor la simulación ponemos 15 de
ralentización.
La válvula limitadora conecta las vías 1 y 2 cuando la presión en 1
supera el valor tarado.
La válvula reguladora mantiene una presión constante en la vía 2
igual a la tarada en la válvula y conectando la vía 1 con el escape
cuando la presión es superior a la tarada

14. Activamos la válvula manual con un
pulso y sale el vástago del cilindro.
Cuando el vástago llegue a S1 activa la
válvula derecha y el vástago retrocede.
Activamos la válvula manual con un pulso
y sale el vástago del cilindro. Cuando el
vástago llegue a S1 activa la válvula
derecha activando un temporizador de
5sg. Terminado este tiempo le da un
impulso a la válvula superior y el vástago
retrocede.
Hay multitud de ejemplos en internet para
ver y descargar. Se debe tener en cuenta que en los problemas de diseño no hay una solución única,
sólo la pericia de cada diseñador puede hacer un circuito más o menos complejo: la imaginación de cada
uno es el límite en el diseño de programas.
Hasta aquí he explicado un poco el funcionamiento básico de neumática y el programa FluidSim. Por
supuesto el programa puede controlar magnitudes de presión y caudal.

15. MANDOS DE COMPORTAMIENTO TEMPORIZADO
Un cilindro de doble efecto saldrá al pulsar en el pulsador de marcha y regresará a su posición al alcanzarse el
final de carrera que detecta su salida total, pero tras un tiempo determinado
CONTROL SOBRE CILINDROS DE DOBLE EFECTO
Conseguir mediante el accionamiento de un pulsador “a” que el cilindro “A” salga y el cilindro “B” retroceda y
mediante otro pulsador “b” que ocurran los movimientos inversos.

16. POSICIONAMIENTO INTERMEDIO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO
Se desea que accionando un pulsador “a” comience el avance del cilindro, pero en cuanto se suelte el pulsador,
el cilindro quede bloqueado. Lo mismo con el retroceso pero con un pulsador “b”.
MOVIMIENTO OSCILANTE DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO
Realizar un esquema que gobierne un cilindro de doble efecto, de tal manera que su funcionamiento sea
automático, repitiendo el ciclo indefinidamente hasta pulsar la válvula de parada-marcha

17. MANDO INDIRECTO DE CILINDRO DE DOBLE EFECTO
El avance del cilindro debe ser conseguido desde dos pulsadores “a” y “b” accionados simultáneamente, mientras
que el retroceso se conseguirá o bien pulsando el pulsador “c” o uno de los pulsadores “d” “e”.
MANDO INDIRECTO DE CILINDRO DE SIMPLE EFECTO DE OTRAS MANERAS
Se desea que un cilindro de simple efecto salga cuando ocurran una de las siguientes cosas, regresando al cesar
la acción que lo lanzó: un pulsador “a”, uno de los pulsadores “b” o “c” o los pulsadores “d” y “e” a la vez

18. CIRCUITO DE AUTO-RETENCIÓN (AUTOALIMENTACIÓN).
Se desea que accionando un pulsador “a” avance el vástago de un cilindro de
simple efecto y continúe salido aunque se suelte el pulsador “a”; al cabo de un tiempo
accionamos otro pulsador y conseguimos que el vástago del cilindro retroceda. En
esta solución se emplean distribuidoras monoestables, hay otras soluciones.
REGULAR LA VELOCIDAD DE AVANCE DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO.
Se desea que accionando un pulsador “a” avance el vástago de un cilindro de doble efecto y con otro pulsador
“b”, conseguir el retroceso, de tal forma que el avance se realice a velocidad controlada y el retroceso libre

19. REGULACIÓN DE LA VELOCIDAD DE ENTRADA Y SALIDA DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO
(se puede hacer con un regulador bidireccional que presupone la misma velocidad de entrada que de salida o dos
reguladores unidireccionales regulando independientemente la velocidad de entrada y salida).
REGULAR LA VELOCIDAD DE AVANCE DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO.
Se desea que accionando un pulsador “a” avance el vástago de un cilindro de doble efecto y con otro pulsador
“b”, conseguir el retroceso, de tal forma que el avance se realice a velocidad controlada y el retroceso libre.

20. ACCION CICLICA QUE MARCA EL CONTADOR
Al pulsar marcha el cilindro ejecuta el ciclo de avanzar – retroceder el número de veces fijado por el contador.
Tras esto se debe resetear el contador.