Innovación de PLC y proyectos de mejora

1. AUTOMATISMO
INDUSTRIAL
Tablero de control de motores de inducción, Circuitos de control y dispositivos
de protección para motores.

2. Objetivo
Al finalizar el módulo formativo, el estudiante será
capaz de instalar, reparar y dar mantenimiento a
tableros industriales de control de motores AC en
plantas industriales, cumpliendo las normas
técnicas, las normas de seguridad y salud en el
trabajo y actuando de manera responsable con el
medio ambiente.

3. Tablero control de motores de inducción:
Definición.
Un tablero es un conjunto de elementos estructurales (mecánicos y eléctricos) con funciones de
soporte, separación, aislamiento, defensa, protección, que agrupa los dispositivos eléctricos que
cumplen una función específica en este caso realizar control de máquinas, dentro del sistema eléctrico
en el cual son instalados. Referencia (ABB, 2016)

4. • Aspectos constructivos.
debemos tener en cuenta para el entorno de trabajo y obviamente garantizando seguridad al
operador.
¿Qué debemos considerar?
• condiciones ambientales. Humedad
• fácil acceso a los elementos eléctricos.
• Polvo.
• Temperatura.
• Vibraciones o causantes del mismo

5. Lo que debemos proteger
• Resistencia mecánica.
• Segregación interna.
• Resistencia de arco interno.

6. ¿Cómo nos aseguramos?
Según las normas establecidas por ABB, se deben tener en cuenta las siguientes normas de seguridad
y precaución.
• IEC 61439-1-2 esta norma indica que la temperatura ambiente no supere los 35 a 40 grados
centígrados ya que puede afectar las instalaciones de los elementos eléctricos.
• IEC 60529 la norma establece que el polvo y humedad afectan los sistemas mecánicos y eléctricos,
en nuestro caso el polvo y la humedad no será un factor de accidentabilidad.
• IEC 61641 esta norma va dirigida a las vibraciones que haya en el entorno del tablero ya que puede
provocar el accionamiento de algún contactor o pulsador.
Luis Andrés Arismendi, ASM EPBP, agosto 2016, ABB Tableros de distribución.

7. •GRADO DE PROTECCIÓN IP
Grado de protección IPXX; es el grado de hermeticidad de nuestros tableros, que nos permite
conocer si puede ser instalado en interior o exterior, un mayor grado de protección indica un mejor
soporte para zonas muy agresivas tales como industrias o minas.

10. GRADO NEMA
¿Qué son los grados de protección NEMA? Este grado de protección comprende un conjunto de
estándares creados por la National Electrical Manufactures Association (NEMA) o Asociación
Nacional de Fabricantes Eléctricos, que brindan los estándares más comunes en las
especificaciones de equipos eléctricos y electrónicos.

11.  Tabla de calificaciones NEMA
 Las calificaciones que se muestran en el cuadro a continuación se basan
en descripciones de aplicaciones y expectativas de rendimiento similares.
 Nema Enclosures diseña y fabrica gabinetes eléctricos en los siguientes
estándares NEMA:
 NEMA 1
• Uso en interiores para proporcionar un grado de protección al personal
contra el acceso a piezas peligrosas.
• Para proporcionar un grado de protección del equipo dentro del gabinete
contra la entrada de objetos sólidos extraños (suciedad que cae)

12.  NEMA 3
• Uso en interiores o exteriores para proporcionar un grado de protección al personal contra el acceso
a piezas peligrosas.
• Para proporcionar un grado de protección del equipo dentro del gabinete contra la entrada de objetos
extraños sólidos (suciedad que cae y polvo arrastrado por el viento)
• Para proporcionar un grado de protección con respecto a los efectos nocivos en el equipo debido a la
entrada de agua (lluvia, aguanieve, nieve).
• Y eso no se verá afectado por la formación externa de hielo en el recinto.
 NEMA 3R
• Recintos construidos para uso en interiores o exteriores para proporcionar un grado de protección al
personal contra el acceso a partes peligrosas
• Para proporcionar un grado de protección del equipo dentro del gabinete contra la entrada de objetos
sólidos extraños (suciedad que cae)
• Para proporcionar un grado de protección con respecto a los efectos nocivos en el equipo debido a la
entrada de agua (lluvia, aguanieve, nieve).
• Y eso no se verá afectado por la formación externa de hielo en el recinto.
 NEMA 3RX
• Recintos construidos para uso en interiores o exteriores para proporcionar un grado de protección al
personal contra el acceso a partes peligrosas.
• Para proporcionar un grado de protección del equipo dentro del gabinete contra la entrada de objetos
sólidos extraños (suciedad que cae)
• Proporcionar un grado de protección con respecto a los efectos nocivos en el equipo debido a la
entrada de agua (lluvia, aguanieve, nieve); que no sufrirá daños por la formación externa de hielo en
el recinto
• Los gabinetes NEMA 3RX están diseñados con la misma resistencia a la corrosión que NEMA 4X, pero como
no se requiere que sean herméticos al polvo, se pueden agregar rejillas y otras opciones de
ventilación.

13.  NEMA 4
• Uso en interiores o exteriores para proporcionar un grado de protección al
personal contra el acceso a piezas peligrosas.
• Para proporcionar un grado de protección del equipo dentro del gabinete
contra la entrada de objetos extraños sólidos (suciedad que cae y polvo
arrastrado por el viento)
• Para proporcionar un grado de protección con respecto a los efectos nocivos
en el equipo debido a la entrada de agua (lluvia, aguanieve, nieve,
salpicaduras de agua y agua dirigida por manguera).
• Y eso no se verá afectado por la formación externa de hielo en el recinto.
 NEMA 4X
• Uso en interiores o exteriores para proporcionar un grado de protección al
personal contra el acceso a piezas peligrosas.
• Para proporcionar un grado de protección del equipo dentro del gabinete
contra la entrada de objetos sólidos extraños (polvo arrastrado por el
viento)
• Para proporcionar un grado de protección con respecto a los efectos nocivos
en el equipo debido a la entrada de agua (lluvia, aguanieve, nieve,
salpicaduras de agua y agua dirigida por manguera).
• Eso proporciona un nivel adicional de protección contra la corrosión.
• Y eso no se verá afectado por la formación externa de hielo en el recinto.

14.  NEMA 12
• Construido (sin agujeros ciegos) para uso en interiores para proporcionar
un grado de protección al personal contra el acceso a piezas peligrosas
• Para proporcionar un grado de protección del equipo dentro del gabinete
contra la entrada de objetos extraños sólidos (suciedad que cae y polvo
circulante, pelusa, fibras y partículas volantes)
• Y para proporcionar un grado de protección con respecto a los efectos
nocivos en el equipo por la entrada de agua (goteos y salpicaduras
leves).

18. Especificación.
Alcances y limitaciones
• Uso interior
• Permitir hacer el cierre de todos los interruptores manualmente
• No exceder las celdas eléctricas
• La red debe que tener un breaker de protección
• Señalización (pilotos)
• Mandos (pulsadores, selectores)
• Máximo 1000Vac o 15000Vdc
• Máximo 250A de entrada por fase
• Máximo voltaje nominal a tierra: 300V
• Máximo 125A para las líneas de salida

21. • Suministro eléctrico en baja tensión:
• Definición
Tipos de esquemas de distribución para el suministro de energía eléctrica
 Sistemas de red
 Las redes eléctricas de baja tensión se diferencian según:
• El tipo de corriente: AC, DC, 3(N)AC
• El tipo y número de conductores activos del sistema: L1, L2, L3, N o L+, L-
• El tipo de puesta a tierra del sistema: IT, TT, TN
 La elección de la puesta a tierra adecuada es fundamental, ya que determina el comportamiento y
las propiedades de la red e influye en aspectos de su utilización como los siguientes:
• Seguridad del suministro o disponibilidad de la energía eléctrica
• Complejidad de la instalación
• Mantenimiento, tiempos de inactividad
• Compatibilidad electromagnética

22. ESQUEMAS DE CONEXIÓN A TIERRA O SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN
 La norma IEC 603464 otorga rango oficial a 3 tipos de esquemas de conexión
a tierra o sistemas de distribución: TN, TT, IT.
Primera letra indica la condición de la puesta a tierra de la fuente de energía (
Transformador, grupo electrógeno u otro tipo de fuente).
Segunda letra indica la condición de la puesta a tierra de las masas conductoras
de las cargas de las cargas de utilización (tomacorrientes, iluminación, cargas
especiales).
T.- Puesta a tierra directa
I.- Aislación con respecto a tierra o puesta a tierra a través de la . .
Impedancia
N.- Masas de las cargas de la utilización conectadas a neutro de la
fuente de energía.

23. Sistema TT
 En los sistemas TT existe un punto
puesto a tierra directamente (puesta
a tierra de servicio). Las masas de
la instalación eléctrica están
conectadas a tomas de tierra
independientes eléctricamente de
las tomas de tierra para la puesta a
tierra del sistema.
Dispositivos de protección
autorizados:
• Dispositivo de protección de
sobreintensidad
• Dispositivos de protección contra
corrientes de fallo (RCD)

24.  Sistema TN
 El neutro de la fuente de energía está conectado a tierra,
Las masas conductoras de la utilización están
interconectadas entre si y puestas al neutro.
TN-C .- donde el conductor Neutro (N) y el
. conductor de protección (PE) son un solo con – . .
ductor.
TN-S .- en que ambos conductores están separados , se
utiliza con conductor para neutro (N) y otro para protección
(PE).
Ante las fallas a fases a tierra , los sistemas TN-C y TN-S
generan corrientes muy altas semejante a las de corto
circuito , lo cual es la desventaja de crear riesgos de incendio
o disturbios electromagnéticos.

25. • Sistema IT
El neutron de la Fuente de energia no está
conectado solidamente a tierra , puede estar totalmente
aislado o unido a tierra por medio de una impedancia
de alto valor .
Las masas conductoras de esta utilización están :
- Interconectadas entre si y puestas a una tierra común.
- Conectadas a tierra separadas.
• Se permiten los siguientes dispositivos de
protección:
• Vigilante del aislamiento o IMD (del inglés Insulation
monitoring device)
• Dispositivos de protección de sobreintensidad
• Dispositivos de protección contra corriente de fallo o
RCD (del inglés Residual current protective device),
conocidos también como interruptores diferenciales
(interruptores FI, por sus siglas en inglés)

28.  Circuitos de control y dispositivos de protección para motores.
• Fusible: • Dimensionamiento. • Especificaciones.
• Interruptor termomagnético: • Definición, partes, tipos. • Curvas de disparo. • Símbolo en IEC
• Guardamotor,
relé térmico: • Definición, partes, tipos. • Símbolo en IEC • Accesorios • Condiciones de montaje
Referencia CNE 080

29. • Relé electromecánico: • Definición, partes, tipos • Base para relés
• pulsadores luminosos, selectores, finales de carrera, sensores, lámparas de señalización. • Definición,
partes • Símbolo en IEC
• Elementos de cableado y conexión: • Bloques repartidores.
• Etiquetado, indicaciones. • Terminales pre aislados.

62. CONSIDERACIONES DE LA BOBINA
 La tensión permanente de alimentación debe ser la especificada por el fabricante con un :
- 10 % de tolerancia.
- Cierre se produce con el 85 % de Vn.
- Apertura con el 65 % Vn.
Si el núcleo y la armadura no se cierra por completo , la bobina se calienta hasta su destrucción por
el aumento de la corriente de mantenimiento.

67. SEGÚN LA NORMA IEC ( INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL COMMISSION)
 Los fusibles :
 LA PRIMERA LETRA : Indica régimen operativo.
letra : g ……interrumpe sobrecarga y cortocircuito.
letra : a …interrumpe solo corto circuito.
LA SEGUNDA LETRA : Categoría de utilización .
Letra : G fusible protege líneas y aparatos en general.
L fusible protege líneas y aparatos en general ( DIN ,VDE).
M fusible protege motores.
Tr fusible protege transformadores.
C protege condensadores.
R protege semiconductores de potencia
B aplicable en minas.

68. ESPECIFICACIÓN DEL FUSIBLE
Corriente nominal (In)
Tensión nominal ( Vn )
Capacidad de ruptura ( I rup)
Tipo de corriente ( DC ò AC )
Clase
Frecuencia
Tipo de fusión
Curvas de operación.

69. Consideraciones en la elección de fusible :
 Corriente nominal del fusible debe ser 1.25 In del circuito.
 La tensión nominal comprendidas entre 70 % al 100% de la Vn del circuito.
 La capacidad de interrupción es
1.6 Icc .
. Debe ser capaz de no actuar al arranque de motores.

71. Fusibles vs Termomagnéticos :

81.  En la Imagen anterior se puede observar un motor NEMA (color dorado) y
otro motor IEC (color celeste)
 Una gran diferencia es que los motores NEMA como ven en la imagen traen
la caja de conexiones al lado derecho (visto desde la tapa del ventilador
del motor), esto se conoce como montaje F-1, mientras que los IEC, su
estándar es en la parte superior, esto se conoce como montaje F-3. En
ambas nomas se pueden hacer motores “Customs”, que tengan la caja de
conexión en otra posición, sin embargo lo dicho anteriormente es lo
usual.
 Las dimensiones del motor están dadas por el frame, los frames también
cambian entre una norma y otra.
 En NEMA, los frames están compuestos por 3 dígitos y una letra. Si se
dividen los 2 primeros dígitos entre 4, se obtiene la altura de la base
al centro del eje en pulgadas (Dimension “D”) Ver figura 3.
 Mientras que en IEC, la altura del centro del eje a la base en milímetros
es el frame. (Dimension H) Ver Figura 3
 Otro aspecto de los frames es que en NEMA tienen algunos sufijos que nos
indican cosas como el tipo de flanger del motor, si tiene alguna
variación en el eje y otros aspectos. En el caso de IEC eso no existe por
lo que hay que ponerle atención a un código de montajes. Vamos a ver las
diferencias en los montajes a continuación.

84. ¿Qué es NEMA?
Sus siglas son de National Electric Manufactures Association, Son los
Estándares principales en los Estados Unidos y la Norma Nema MG1 dicta los
estándares para la producción de motores y Generadores.
¿Qué es IEC?
Sus Siglas vienen de International Electrotechnical Comission, son los
estándares Internacionales, con más de 67 países afiliados, muy fuerte
sobre todo en Europa.
El asunto con esto es que Costa Rica no tiene una normativa que predomine,
Se tiene tanto maquinaria NEMA como IEC y por lo tanto motores con ambos
estándares.

91. PULSADOR
 Es un dispositivo electromecánico , utilizado para activar alguna función como ;
abrir cerrar ,etc.
 Funcionamiento : Para activarlo se actúa sobre él , pero al dejar de hacerlo el
pulsador se desactiva a causa de un resorte.

92. Tipos de pulsadores
 Pulsador rasante .- que impide maniobra involuntaria.
 Pulsador saliente .- accionamiento cómodo.
 Pulsador de seta .- para emergencia.
 Pulsador de llave .- para aplicaciones de seguridad o responsabilidad.
 Pulsadores doble .- parada marcha.
 Pulsadores luminoso.

93. Tipos de pulsadores
a) pulsador.
b) Contacto puente.
c) Resorte de reajuste.
d) Contactos de conexión.
e) Terminales.