Libro de neumatica

TECSUP – PFR Neumática
1
ÍNDICE
Unidad I: “SISTEMAS NEUMÁTICOS”
1. Neumática y otras energías..............................................................................1
1.1. Aire atmosférico ...................................................................................1
1.2. Neumática............................................................................................1
1.3. Medios de trabajo y criterios de selección ..............................................1
1.4. Medios de mando y criterios de selección...............................................2
1.5. Propiedad del aire comprimido como medio de trabajo ...........................2
2. Producción de aire comprimido ........................................................................3
2.1. Preparación de aire comprimido ............................................................4
2.2. Distribución del aire comprimido............................................................5
2.3. Tuberías...............................................................................................5
2.4. Racores o conectores............................................................................6
2.5. Elementos de trabajo: cilindros..............................................................7
2.6. El cilindro de simple efecto....................................................................7
2.7. El cilindro de doble efecto .....................................................................8
2.8. Consumo de aire ................................................................................10
2.9. Elementos de mando ..........................................................................11
2.10. Válvula de distribución ........................................................................11
2.11. Simbología .........................................................................................11
2.12. Accionamiento de válvulas ..................................................................13
2.13. Elaboración de esquemas de mando....................................................14
Unidad II: “ACTUADORES Y VÀLVULAS”
1. Actuadores lineales........................................................................................25
1.1. Cilindro de simple efecto.....................................................................25
1.2. Cilindro de doble efecto ......................................................................26
1.3. Cilindro de doble efecto con amortiguación interna regulable ................27
1.4. Cilindro con unidad de bloqueo............................................................28
1.5. Cilindro de vástagos paralelos .............................................................29
1.6. Cilindro plano con vástago antigro.......................................................29
1.7. Cilindro de doble vástago....................................................................30
1.8. Cilindro tandem..................................................................................31
1.9. Cilindro multiposicional .......................................................................31
1.10. Unidades deslizantes...........................................................................32
1.11. Cilindro de tope..................................................................................33
1.12. Cilindro compacto...............................................................................33
1.13. Amortiguadores hidráulicos .................................................................34
1.14. Mesa lineal de traslación .....................................................................34
1.15. Unidad oleoneumática.........................................................................35
1.16. Cilindro sin vástago.............................................................................36
2. Actuadores de giro ........................................................................................36
2.1. Actuador de giro mediante piñón cremallera.........................................36
2.2. Actuador de giro por paleta.................................................................37

Neumática TECSUP – PFR
2
2.3. Actuador giratorio con doble cremallera y piñón................................... 38
2.4. Actuadores rotolineales ...................................................................... 39
3. Válvulas distribuidoras................................................................................... 40
3.1. Válvula distribuidora 2/2, cerrada en reposo, con junta de bola............. 40
3.2. Válvula distribuidora 3/2, cerrada en reposo, con asiento plano ............ 41
3.3. Válvula distribuidora 3/2, cerrada en reposo, de corredera ................... 41
3.4. Válvula distribuidora 3/2, cerrada en reposo, servopilotada................... 43
3.5. Válvula de estrangulación regulable..................................................... 44
3.6. Válvula antirretorno............................................................................ 45
3.7. Válvula de estrangulación regulable con antirretorno............................ 45
3.8. Regulación de la velocidad.................................................................. 46
3.9. Válvula de escape rápido .................................................................... 48
3.10. Válvula distribuidora 3/2, de accionamiento neumático (monoestable)... 49
3.11. Válvula distribuidora 5/2, de accionamiento neumático (monoestable)... 50
3.12. Válvula distribuidora 5/2, de corredera longitudinal y accionamiento
neumático ......................................................................................... 51
3.13. Válvula selectora de circuito (función “OR” o “O”) ................................ 52
3.14. Válvula de simultaneidad (Función “AND” o “Y”) .................................. 52
3.15. Temporizador cerrado en la posición de reposo.................................... 53
3.16. Temporizador abierto en la posición de reposo..................................... 54
3.17. Válvula de secuencia .......................................................................... 56
3.18. Válvula limitadora de presión .............................................................. 57
UNIDAD III: “COMPONENTES ELÉCTRICOS Y ELECTRONEUMÁTICOS”
1. Unidad de alimentación de energía ............................................................... 59
2. Elementos eléctricos de entrada. ................................................................... 60
3. Sensores ...................................................................................................... 62
4. Relé y contactor............................................................................................ 70
5. Solenoides.................................................................................................... 73
6. Sistemas convertidores electroneumáticos...................................................... 76
UNIDAD IV: “MANDOS SECUENCIALES”
1. Mandos secuenciales..................................................................................... 81
1.1. Definición de mando........................................................................... 81
1.2. Clasificación de los mandos................................................................. 82
1.2.1. Mando síncrono .................................................................. 83
1.2.2. Mando asíncrono................................................................. 83
1.2.3. Mando combinatorio............................................................ 83
1.2.4. Mando secuencial................................................................ 83
1.3. Ventajas de los mando secuenciales.................................................... 84
1.4. Estructura de un mando secuencial ..................................................... 84
1.4.1. Tratamiento preliminar ........................................................ 84
1.4.2. Tratamiento secuencial........................................................ 85
1.4.3. Tratamiento posterior.......................................................... 85

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UNIDAD V: “AUTOMATIZACIÓN LÓGICA PROGRAMABLE”
1. Tableros eléctricos de automatización basados en relés ...................................87
1.1. El tablero eléctrico..............................................................................88
1.2. Ventajas y desventajas de los tableros eléctricos ..................................88
2. El PLC como alternativa al automatismo .........................................................90
2.1. Ventajas del PLC respecto a la lógica convencional ..............................91
2.2. Funciones lógicas ..............................................................................93
2.2.1. Función lógica y (and) .........................................................93
2.2.2. Función lógica o (or)..........................................................96
3. Arquitectura del PLC....................................................................................99
3.1. Estructura básica de un PLC ................................................................99
3.2. Fuente de alimentación.....................................................................100
3.3. Unidad de procesamiento central (C.P.U.) ..........................................100
3.4. Módulos o interfases de entrada y salida (E/S) ...................................101
3.4.1. Módulos de entrada discreta ..............................................102
3.5. Módulos de memoria ........................................................................107
3.6. Unidad de programación ...................................................................109
3.7. Memorias internas ............................................................................110
4. Sistemas de configuración ...........................................................................117
4.1. Configuración: PLC compacto ............................................................117
4.2. Configuración: PLC modular ..............................................................118
4.3. Configuración: PLC compacto-modular...............................................120
UNIDAD VI: “HERRAMIENTAS DESCRIPTIVAS DE LOS AUTOMATISMOS”
1. Expresión textual y lenguaje literal ...............................................................122
2. Diagramas de desplazamiento......................................................................124
3. Ecuaciones booleanas..................................................................................127
4. Diagrama lógico ..........................................................................................128
4.1. Funciones combinatorias...................................................................128
4.2. Funciones secuenciales .....................................................................128
5. Esquemas de contactos ...............................................................................131
5.1. Esquemas de contactos para realización cableada ..............................131
5.2. Diagrama en escalera para expresión lógica .......................................133
5.3. Organigramas y diagrama de flujo.....................................................133
6. El gráfico funcional (grafcet) ........................................................................134

1
Unidad I
SSIISSTTEEMMAASS NNEEUUMMÁÁTTIICCOOSS
1. NEUMÁTICA Y OTRAS ENERGÍAS
1.1. AIRE ATMOSFÉRICO
Contenido:
Nitrógeno N2 79%
Oxigeno O2 21%
Otros H2, CO2 y H2O
PRESIÓN ATMOSFÉRICA A NIVEL DEL MAR
• A 0ªC esta a 1013 mbar.
• Variaciones entre 960 a 1040 mbar. Son registrados por barómetros.
1.2. NEUMÁTICA
a) De BAJA PRESIÓN la que se usa en fluídica, es decir, sin elementos de
trabajo (llamados también NEUMATICA LOGICA)
• Presión utilizado: hasta 1.5 bar.
• Aplicación mandos.
b) NEUMÁTICA A PRESIÓN NORMAL O NEUMÁTICA CONVENCIONAL
• Campo de presión: 6 hasta 8 bar.
• Aplicación: Elementos de trabajo y mandos.
c) NEUMÁTICA DE ALTA PRESIÓN
• Hasta 30 bar.
• Aplicación: casos especiales, cuando existen riesgos en usar
elementos de trabajo de tipo eléctrico.
1.3. MEDIOS DE TRABAJO Y CRITERIOS DE SELECCIÓN
Se puede utilizar la:
• MECÁNICA
• ELECTRICIDAD
• NEUMÁTICA
• HIDRÁULICA

2
Para la selección de estas tecnologías se pueden seguir los siguientes
criterios:
• Fuerza lineal
• Fuerza rotativa
• Carrera
• Velocidad
• Tamaño
• Duración
• Manejo (peligros)
• Seguridad
• Ruido
• Sensibilidad
• Costos
• Medio ambiente
1.4. MEDIOS DE MANDO Y CRITERIOS DE SELECCIÓN
• MECÁNICA
• ELECTRICIDAD
• HIDRÁULICA
• NEUMÁTICA: -A baja presión; - A presión normal
• ELECTRÓNICA
CRITERIO DE SELECCIÓN
• Fiabilidad
• Velocidad de la señal
• Tamaño
• Sensibilidad (influencia ambiental)
• Duración
• Manejo
• Reparación
• Costo
VENTAJAS DEL MANDO NEUMÁTICO FRENTE AL HIDRÁULICO
• Velocidad grande (3 m/s) frente al hidráulico (1 m/s)
• Menos pesados (en muchos casos)
• Manejo y reparación.
1.5. PROPIEDAD DEL AIRE COMPRIMIDO COMO MEDIO DE TRABAJO
VENTAJAS:
• Hay en grandes cantidades
• Puede conducirse a grandes distancias sin retorno

3
• Se puede acumular
• Es insensible a cambios de temperatura
• No hay peligro de incendio
• Es limpio
• Fluye a mayor velocidad que los líquidos
• Es controlable: presión, velocidad y caudal
• Los elementos de trabajo son simples y baratos
• Movimientos rectilíneos son simples de realizar y económicos
• Movimientos rotativos san fáciles de realizar (hasta 500,000 RPM).
• Alta velocidad de movimientos.
DESVENTAJAS:
• El aire atmosférico contiene impurezas y humedad, debe ser preparado
(filtrado y secado).
• El compresible (no permite movimientos uniformes) Stick-Slip
• El aire de escape es ruidoso y desagradable
• Sólo es económico hasta 6-8 bares
• El rendimiento es bajo
• El aire comprimido es una energía cara
2. PRODUCCIÓN DE AIRE COMPRIMIDO
• El aire es compresible
• Producción mediante compresores
TIPOS DE COMPRESORES
• De émbolo (da mayor presión)
• de una etapa (hasta 8 bares)
• de varias etapas
• De membrana o diafragma
• De paletas (multicelular)
• Root (lóbulo)
• De tornillo
• Turbocompresor (axial y radial)
Figura 1.1

4
2.1. PREPARACIÓN DE AIRE COMPRIMIDO
Como el aire contiene agua (humedad), polvo, óxidos de metales, aceite,
debe secársele utilizando el SECADOR DE AIRE.
• Adsorción (adhesión)
• Absorción
• Enfriamiento
Figura 1.2
FILTRO DE AIRE, retiene impurezas y filtra la humedad.
Filtro Filtro con purga manual de condensados
Figura 1.3 Figura 1.4
LUBRICADOR, se basa en el principio Venturi; el aceite es aspirado
proporcionalmente al flujo de aire. Use aceites especiales. Ejm: Shell
Tellus 15.
Figura 1.5
La unidad de mantenimiento está compuesta para un filtro, reductor o
regulador de presión y un lubricador (FRL).

5
Figura 1.6
2.2. DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO
DEPÓSITOS, ACUMULADORES
• Ejecución vertical
• Ejecución horizontal
• Miniacumulador que se suspende en la tubería
El volumen del acumulador en m3
debe corresponder al consumo o flujo
suministrado por minuto.
Por ejm.: Para el flujo de 300 l/min., la capacidad del acumulador debe
ser de 300 litros aproximadamente.
Figura 1.7
Es más económico instalar un depósito más bien grande que uno
demasiado pequeño.
Hay que respetar las reglas y recomendaciones de mantenimiento que da
el fabricante.
2.3. TUBERÍAS
Es la red de aire comprimido.
La selección de la tubería depende de:

6
• La velocidad de circulación admisible (hasta 10m/s)
• La pérdida de presión admisible (0,1 …. 0,3 bar)
• La presión de trabajo (6 bar), todos los elementos de trabajo están
diseñados para 6 bar.
• Número de puntos de estrangulación
• La longitud de tuberías.
Figura 1.8
2.4. RACORES O CONECTORES
1. Con roscas (entre tubos)
2. Con casquillo (para plásticos o acero)
3. Con anillo trapecial
4. Con tuerca y nervadura
5. Con junta cónica
6. Para tubería plástica, con rosca interior y exterior
7. Conectores rápidos
Figura 1.9
Figura 1.10 Figura 1.11

7
2.5. ELEMENTOS DE TRABAJO: CILINDROS
GENERALIDADES
Los equipos de mando neumático se componen de:
1. Elemento de trabajo (órgano de accionamiento)
2. Elemento de maniobra (órgano de potencia)
3. Elementos de tratamiento (de mando)
4. Elementos de emisión de señales (de introducción)
En la parte ejecutiva de trabajo se transforma la energía neumática por
medio de cilindros y motores (actuadores) a trabajo mecánico.
2.6. EL CILINDRO DE SIMPLE EFECTO
Símbolo:
Figura 1.12
Tipos:
1. De diafragma
2. De fuelle (permite mayor carrera que el 1)
3. De émbolo
El resorte interno limita la carrera de este cilindro hasta 100 mm.
Cilindro neumático de simple efecto, retroceso por efecto de fuerza
exterior:
Figura 1.13
FUNCIONAMIENTO
La presión se aplica sólo a un lado, Un solo sentido de trabajo y retorno
por resorte por fuerza exterior.

8
APLICACIÓN
• Sujetar
• Expulsar
• Remachar
• Comprimir
• Sellar.
FUERZA DEL ÉMBOLO
Teóricamente: Ft = P.A
Donde: F: fuerza teórica
P: presión aplicada al cilindro
A: área del émbolo
En la práctica, la fuerza útil es:
Fu = P.A - Ff - Fr
Donde: Ff: fuerza de fricción
Fr: fuerza de resorte
Fu: fuerza útil
2.7. EL CILINDRO DE DOBLE EFECTO
Símbolo: de un solo vástago
Figura 1.14
La fuerza desarrollada por el vástago es mayor al salir que al regresar
debido a que el área de retorno es menor (falta el área del vástago).
Carrera: hasta 2000mm.
Símbolo: de doble vástago
Figura 1.15

9
La flexión es menor y la fuerza desarrollada por el vástago es la misma en
ambos sentidos
Símbolo: Cilindro con amortiguación regulable
Figura 1.16
FUNCIONAMIENTO DEL CILINDRO DE DOBLE EFECTO
• La presión se aplica a los dos lados del émbolo.
• Permite producir trabajo en los dos sentidos del movimiento.
• Existe peligro de pandeo.
APLICACIÓN
• Múltiple y de tipo universal. Ejm. Abrir y cerrar puertas.
FUERZA DEL ÉMBOLO DE UN SÓLO VÁSTAGO
Fuerza de extensión, teóricamente:
Fuerza de retracción, teóricamente:
En la práctica estas fuerzas son afectadas por la fricción.
Fe = p.A1 - Ff y
Fr = p.A2 - Ff
Fr= p (D2
- d2
) π
4
Fe. = P. A 1 ; A1 = D2
.π
4

10
CON DOS VÁSTAGOS
Las fuerzas y velocidades son iguales
2.8. CONSUMO DE AIRE
En un cilindro
Figura 1.17
Si la temperatura es constante, la ley de Boyle - Mariotte dice:
P1 V1 = P2 V2
El consumo de aire depende del volumen del cilindro Vc, del número de
movimientos por unidad de tiempo y de la presión de trabajo.
Qs = Vc. n Pman + Patm
Patm
Qd = Vc.2n Pman + Patm
Patm
En donde:
Qs = Caudal o consumo del cilindro de simple efecto de aire de
alimentación.
Qd = Caudal o consumo de cilindro de doble efecto de aire de
alimentación.
Vc = Volumen del cilindro
Vc = A.S S: carrera del émbolo
A: Area del émbolo
n = número de desplazamientos por minuto
Pman = presión manométrica de trabajo (en bar)
Patm = Presión atmosférica
Fr= p (D2
- d2
) π
4

11
2.9. ELEMENTOS DE MANDO
GENERALIDADES
Las válvulas son dispositivos para controlar, dirigir, graduar el flujo,
marcha-parada, presión, tiempo, dirección, posición.
Se tiene las siguientes válvulas:
• Válvulas distribuidoras
• Válvulas de flujo o de caudal
• Válvulas de presión
• Válvulas de bloqueo.
2.10. VÁLVULA DE DISTRIBUCIÓN
Se emplean en la neumática como elementos emisores de señal, de mano
y de maniobra.
Las válvulas abren o cierran, o cambia la dirección y sentido del flujo.
2.11. SIMBOLOGÍA
Toda válvula está representada por un cuadrado. El número de cuadrados
indica el número de posiciones.
Ejm.:
Figura 1.18
2 Posiciones
3 posiciones; posición o es de reposo
3 vías / 2 Posiciones
4 vías / 2 Posiciones con pase: P-B; A-R
5 vías / 2 Posiciones con pase: P-B; A-R; S

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DENOMINACIÓN DE LAS CONEXIONES
P (1) alimentación de aire comp.
A,B,C (2,4) conexiones de trabajo
R,S,T (3,5) conexiones de purga o escape
Z,Y,X (12,14) conexiones de control y de accionamiento.
POSICIÓN DE REPOSO
La válvula no accionada llega a la posición de reposo por la fuerza de un
resorte.
POSICIÓN DE PARTIDA
Posición de la válvula al inicial un ciclo de trabajo.
Figura 1.19
Figura 1.20
2.12. ACCIONAMIENTO DE VÁLVULAS
Puede ser:
• Muscular
• Mecánico

13
• Combinado
• Eléctrico
• Neumático
Muscular:
Figura 1.21
Mecánico:
Figura 1.22
Neumático: (accionadas indirectamente, pilotadas)
Figura 1.23
Eléctrico:
Figura 1.24

14
Combinado:
Figura 1.25
2.13. ELABORACIÓN DE ESQUEMAS DE MANDO
EL ESQUEMA DE CONEXIONES EN GENERAL
Es la disposición gráfica de los diferentes elementos correspondientes a la
cadena demando.
REGLAS
1. Repartición del esquema en cadena de mando sin considerar su
disposición física.
2. La alimentación de energía debe ser desde abajo hacia arriba,
siguiendo el flujo de la señal.
3. En lo posible representar los elementos en posición horizontal
(cilindros con vástago a la derecha).
4. Trazar las líneas de conexión (tuberías) en forma recta, evitando
cruces.
5. Representar los elementos en la posición inicial de mando.
6. Usar la misma simbología e identificación de componentes en el
esquema y en los dispositivos
a) Numeración continua
b) Numeración por grupo
ESQUEMAS O CIRCUITOS BÁSICOS
MANDO DIRECTO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO
Figura 1.26

15
MANDO DIRECTO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO
Figura 1.27
Nota: El mando directo sólo se utiliza para elementos de trabajo de
pequeño volumen.
MANDO INDIRECTO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO
Figura 1.28
MANDO INDIRECTO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO
El mando indirecto se utiliza para elementos de trabajo grandes, o cuando
están ubicados a distancia. (Válvulas 1S Y 2S son pequeñas).
Figura 1.29

16
RETROCESO AUTOMÀTICO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO
MEDIANTE UNA SEÑAL DE FIN DE CARRERA
La salida del vástago se produce por el pulsador 1S (arranque) el retorno
se realiza mediante la válvula 2S accionada por rodillo al final de carrera.
Figura 1.30
MOVIMIENTO DE VAIVEN CONTINUO DE UN CILINDRO DE
DOBLE EFECTO CON PARADA EN UNA POSICIÓN FIJA
Después de accionar la válvula 3S. el cilindro realiza un movimiento de
vaivén hasta que ésta se cierra, el cilindro finalizará su ciclo y se
detendrá.
Figura 1.31

17
VÁLVULAS DE CAUDAl Y DE BLOQUEO
VÁLVULA DE ESTRANGULAMIENTO
Restringe el área de paso del aire
Bidireccional fija, y variable:
Figura 1.32
Ajustable por acción mecánica:
Figura 1.33
Ejemplo de aplicación:
Figura 1.34

18
VÁLVULA DE BLOQUEO O ANTIRRETORNO
• VÁLVULA ANTIRRETORNO
Figura 1.35
APLICACIONES:
• Seguridad, en dispositivos de sujeción
• Evitar el vaciado de las redes de distribución
• Seleccionar y evitar la influencia de menor presión.
Ejemplo de aplicación
Figura 1.36
VÁLVULA DE ESTRANGULAMIENTO Y DE ANTIRRETORNO
Es la combinación de una válvula de estrangulamiento y otra de bloqueo
en una sola unidad. Esto permite controlar el flujo de aire en un sentido y
en el otro hay flujo libre.
Figura 1.37

19
APLICACIONES
• Control de velocidad en un sentido o dos sentidos, utilizando una o dos
válvulas respectivamente.
• Para un inicio rápido de avance se estrangula la salida del aire.
• Para mayor fuerza resultante se estrangula la alimentación (entrada).
• En un cilindro de simple efecto se puede controlar la velocidad de
salida y entrada del vástago colocando dos válvulas en línea.
Figura 1.38
VÁLVULA SELECTORA
Son válvulas de bloqueo con dos entradas y una salida.
Figura 1.39
Esta válvula dará pase hacia A de una señal en P1 o en P2. Si se tiene a
la vez dos presiones diferentes en P1 y P2, pasará la mayor.
Figura 1.40

20
APLICACIONES:
• Mando de un elemento de trabajo desde dos puntos.
• En lógica, neumática cumple la función 0 (OR)
VÁLVULA DE SIMULTANEIDAD
Habrá presión de salida en A, solo si se tiene señal en P1 y en P2 a la vez.
Figura 1.41
APLICACIÓN
• Mando de seguridad de dos mandos
• Enclavamiento para mando automático
• En lógica neumática cumple la función Y (AND)
•
Figura 1.42 Puede recurrirse al siguiente circuito para la misma finalidad.

21
Figura 1.42 Pero en este caso la señal tarda más tiempo para ejecutar la
acción.
VÁLVULA DE ESCAPE RAPIDO
Es una válvula de bloque con posibilidad de cerrar la entrada P o la purga
R y con conexión A. Debe conectarse cerca al elemento de trabajo.
Figura 1.43
APLICACIÓN
• Purga rápida de cilindros grandes.
• Alta velocidad de retroceso.
VÁLVULA TEMPORIZADORA
Combinación de válvula distribuidora 3/2, válvula de estrangulamiento
con antirretorno y un acumulador de aire comprimido.
Figura 1.44

22
APLICACIÓN:
• Para obtener un intervalo de tiempo entre la entrada de la señal de
mando y su salida. Este tiempo es ajustable. Por ejemplo entre 1 y 30
seg.
VALVULAS DE PRESIÓN
VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN
(Válvula de seguridad)
Protege de sobre presión en un sistema neumático.
Figura 1.45 Es un componente de todo equipo productor de aire comprimido.
VÁLVULA DE SECUENCIA
Es una válvula similar a la válvula limitadora de presión; se diferencia
únicamente en su aplicación.
Figura 1.46
APLICACIONES:
• Para consumidores de preferencia.
• Donde debe garantizarse una presión mínima
• Para obtener una secuencia.

23
VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN
Regula la presión de trabajo
VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN SIN ESCAPE
No puede reducir la presión cuando A es excesiva:
Figura 1.47
VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN CON ESCAPE
Cuando en A la presión es excesiva ésta es purgada por 3.
Figura 1.48
APLICACIÓN:
En toda unidad de mantenimiento (Grupo FRL) para regular la presión
secundaria o de trabajo.

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ANOTACIONES
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
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................................................................................................................................
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................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................

TECSUP - PFR Neumática
25
UNIDAD II
AACCTTUUAADDOORREESS YY VVÁÁLLVVUULLAASS
1. ACTUADORES LINEALES
1.1. CILINDRO DE SIMPLE EFECTO
El cilindro de simple efecto debe producir una fuerza y un movimiento en
sentido rectilíneo.
El cilindro de simple efecto consta de los siguientes elementos:
1. Cuerpo del cilindro
2. Tapa anterior y posterior
3. Embolo con vástago
4. Juntas de estanqueidad
5. Muelle de recuperación
6. Cojinete
Figura 2.1

26
Funcionamiento
El aire comprimido ingresa a la cámara posterior (8) por el conducto (7),
la presión que se va formando produce una fuerza F sobre la superficie
del embolo (3), originando así el movimiento de avance del embolo junto
con el vástago. Una vez que el vástago ha salido totalmente, la presión
sigue aumentando hasta alcanzar la presión de trabajo disponible en la
alimentación.
Después que se ha liberado la presión en el cilindro, el muelle (5) hace
que el embolo vuelva a su posición de partida. Los cilindros de simple
efecto son alimentados con aire comprimido por un solo lado, por lo que
únicamente pueden trabajar en un solo sentido. Debido al muelle
incorporado, la carrera debe ser relativamente corta, ya que al aumentar
esta, disminuye la fuerza efectiva del embolo. El orificio de escape (10) no
debe cerrarse, para que no se forme sobrepresión en la cámara (9) del
vástago, durante su salida.
Aplicación
Los cilindros de simple efecto se utilizan para sujetar, prensar, elevar,
alimentar, etc.
1.2. CILINDRO DE DOBLE EFECTO
Estos cilindros se componen de:
7. Cuerpo del cilindro
8. Tapa anterior
9. Tapa posterior
10. Embolo con vástago
11. Juntas de estanqueidad
12. Cámara anterior.
13. Cámara posterior
14. Cojinete
15. Reten exterior
Al recibir aire comprimido por la tapa posterior y purgándose el lado
anterior, sale el vástago. Cuando el aire se introduce frontalmente el
vástago retrocede.
A igualdad de presión, la fuerza del embolo es mayor en le avance que en
el retroceso, debido a la mayor sección posterior sobre la anterior
(anular).
Se designan por: Ø Embolo / Ø Vástago / L Carrera , medidas en mm.

27
Ejemplo: 25/10/150
Figura 2.2
Aplicación
En los casos en que el trabajo sea en dos sentidos; además las carreras
que pueden obtenerse son mayores a la de los cilindros de simple efecto.
1.3. CILINDRO DE DOBLE EFECTO CON AMORTIGUACIÓN INTERNA
REGULABLE
Cuando se mueven grandes masas con cilindros de doble efecto es
preciso utilizar estos tipos. El cilindro se compone adicionalmente, de
tapas con válvulas de estrangulación regulable con antirretorno y embolo
de amortiguación.
Al salir el aire penetra libremente (antirretorno) y el embolo sale con
toda fuerza y velocidad. Antes de alcanzar la posición final, el embolo de
amortiguación interrumpe la salida directa del aire hacia el exterior. Se
constituye una “almohada” de aire debido a la sobrepresión en el espacio
remanente del cilindro y el aire solo puede salir a través de una pequeña
sección (válvula de estrangulación).
En la inversión sucede lo mismo, ya que el embolo tiene amortiguación al
salir y al entrar.

28
Figura 2.3
Figura 2.4
1.4. CILINDRO CON UNIDAD DE BLOQUEO
El cilindro esta provisto de una cabeza de bloqueo al final de la tapa
anterior. Se podrá sujetar así el vástago en cualquier posición. La acción
de bloqueo es mecánica. Eso asegura que el vástago del embolo este
sujeto correctamente, aun cuando este bajo carga completa.

29
Figura 2.5
1.5. CILINDRO DE VÁSTAGOS PARALELOS
Esta unidad esta formada por dos cilindros de igual dimensión, por lo que
su fuerza total es la suma de los dos.
Figura 2.6
1.6. CILINDRO PLANO CON VÁSTAGO ANTIGIRO
El embolo tiene una forma ovalada, obteniéndose un actuador con
cubierta exterior rectangular, mas plana y que además lleva ya
incorporada la condición de antigiro.

30
Figura 2.7
1.7. CILINDRO DE DOBLE VÁSTAGO
El guiado del vástago es mejor, puesto que tiene más guías de sujeción.
La fuerza resultante es la misma para los dos sentidos, ya que las
secciones de aplicación son iguales.
Figura 2.8
Una aplicación típica es el accionamiento de una mesa de carrera larga,
en donde están fijos los extremo del vástago.
Figura 2.9

31
1.8. CILINDRO TANDEM
El cilindro esta formado por dos cilindros de doble efecto unidos por un
vástago común, para formar una sola unidad. Presurizando
simultáneamente las cámaras posteriores de ambos cilindros, la fuerza de
salida es casi el doble que la de un cilindro estándar del mismo diámetro.
Se utiliza cuando se necesitan fuerzas considerables y el espacio es
reducido.
Figura 2.10
1.9. CILINDRO MULTIPOSICIONAL
Este elemento esta constituido por dos o más cilindros de doble efecto.
Los diferentes elementos están acoplados como se indica en la figura.
Cuando se unen dos cilindros de carreras distintas pueden obtenerse 4
posiciones finales diferentes. Combinando tres cilindros se obtienen 8
posiciones. Con cuatro cilindros 16 posiciones.
Figura 2.11

32
1.10. UNIDADES DESLIZANTES
La unidad deslizante es un actuador lineal de precisión, de dimensiones
compactas, que se pueden utilizar en robots para fabricación y
ensamblaje.
La alta precisión de mecanizado de sus componentes, aseguran un
movimiento lineal perfectamente recto cuando están integrados como
partes constructivas de maquina de transferencia y de posicionamiento.
Figura 2.12
Si los extremos de los vástagos se apoyan sobre superficies de montaje,
el cuerpo se puede mover (a).
Figura 2.13
Si el cuerpo se fija, son los vástagos los que se pueden mover (b).
En ambos casos, la válvula puede estar conectada a la parte que
permanece fija.

33
1.11. CILINDRO DE TOPE
El cilindro de tope es un elemento neumático diseñado para detener la
marcha de productos y se realicen determinadas operaciones. Se trata de
un actuador con vástago y sistema de guiado muy reforzados, capaces de
resistir severas cargas deflectoras. En su extremo puede ser incorporado,
un elemento de amortiguación hidráulica o elástica, para absorber el
golpe originado por el contacto de la pieza frenada.
Figura 2.14
1.12. CILINDRO COMPACTO
Es de carrera corta con
amortiguación elástica fija y con la
posibilidad de detectar a lo largo
de su carrera mediante sensores
magnéticos de posición. Las
dimensiones externas del cilindro,
en comparación con otras
ejecuciones estándar, son entre
2,5 y 4 veces inferiores en
longitud.
Figura 2.15

34
1.13. AMORTIGUADORES HIDRÁULICOS
Estos amortiguadores se caracterizan por un ajuste automático de la
capacidad de absorción, es decir, es posible amortiguar masa pequeñas
con velocidades altas o grandes masas a velocidades menores sin
necesidad de ningún tipo de regulación.
Figura 2.16
1.14. MESA LINEAL DE TRASLACIÓN
Este componente es una mesa adecuada para la traslación de masas,
centradas o descentradas con respecto a su eje simétrico. A pesar de su
tamaño reducido, esta construido por dos cilindros que incrementan el
esfuerzo lineal. El guiado del carro, se realiza mediante una guía de
rodillos cruzados con lo cual el desplazamiento es preciso y silencioso.
También es destacable, la detección magnética de fin de carrera y la
regulación mecánica con tope de amortiguación elástica de la misma.
Figura 2.17

35
1.15. UNIDAD OLEONEUMÁTICA
Este elemento se utiliza, cuando se necesita una velocidad constante y
movimientos lentos.
Es extremadamente compacto y esta constituido por un cilindro
neumático, otro hidráulico de freno y un bloque neumático de mando.
Cando se alimenta con aire comprimido comienza su movimiento de
traslación, pero al tener que arrastrar el freno hidráulico,
independientemente de la resistencia de oposición, el aceite mantiene
rigurosamente constante la velocidad de avance.
Figura 2.18

36
1.16. CILINDRO SIN VÁSTAGO
Este cilindro presenta ventajas cuando se requiere carreras muy largas y
que el espacio total ocupado por el cilindro salido sea reducido.
Existen varias clases de cilindros sin vástago:
Figura 2.19 Cilindro sin vástago de transmisión magnética entre el embolo y el carro.
Figura 2.20 Cilindro sin vástago de transmisión mecánica.
2. ACTUADORES DE GIRO
2.1. ACTUADOR DE GIRO MEDIANTE PIÑÒN CREMALLERA
El eje de salida tiene un piñón que engrana con una cremallera que esta
unida a un embolo doble. Los ángulos de rotación varían entre 90° y
180°.

37
Figura 2.21
2.2. ACTUADOR DE GIRO POR PALETA
La presión de aire actúa sobre una paleta que esta unida al eje de salida.
La paleta hace un cierre hermético mediante una junta de goma o por un
revestimiento elastomérico.
Una juna especial tridimensional cierra el tope contra el eje y el asiento.
El tamaño del tope, determina el giro: 90°, 180° o 270°.

38
Figura 2.22
2.3. ACTUADOR GIRATORIO CON DOBLE CREMALLERA Y PIÑÓN
Es una mesa giratoria de piñón y doble cremallera. La mesa se apoya
sobre rodamientos y es capaz de sustentar cargas elevadas con relación
a su tamaño y girarlas con suavidad y precisión. También se dispone en
este caso, de la posibilidad de regular el ángulo de giro y, además,
absorber la energía cinética por mediación de amortiguadores hidráulicos.

39
Figura 2.23
2.4. ACTUADORES ROTOLINEALES
Estos elementos se utilizan para la manipulación de piezas en maquinas
automatizadas, mecanismos robotizados, posicionamientos o cargas y
descargas de puestos de trabajo, donde sea necesarios movimientos
simultáneos o independientes de traslación y giro.

40
Figura 2.23
3. VÀLVULAS DISTRIBUIDORAS
3.1. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 2/2, CERRADA EN REPOSO, CON
JUNTA DE BOLA
La bola es comprimida por un resorte contra su asiento, y cierra el paso
del aire de P hacia A. Al descender la leva, la bola es separada de su
asiento. Para ello debe vencerse la fuerza del muelle y la presión ejercida
sobre la bola.
Figura 2.24

41
3.2. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2, CERRADA EN REPOSO, CON
ASIENTO PLANO
La característica de esta válvula es el plato, empujado por un resorte
contra el asiento.
Las válvulas de asiento plano se distinguen por su gran sección
transversal de paso con un corto recorrido de accionamiento. Son
insensibles a la suciedad y de gran duración. En posición de reposo, la
válvula 3/2 cierra el paso de P hacia A; el aire escapa de A hacia R.
Al apretar el vástago se cierra el escape, antes de que el plato se levante
de su asiento y abra el paso de P hacia A.
Se emplea para mandar cilindros de simple efecto y como elemento de
señalización para mandar válvulas de accionamiento neumático.
Figura 2.25
3.3. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2, CERRADA EN REPOSO, DE
CORREDERA
La válvula distribuidora 3/2 de corredera, puede convertirse de NC a NA o
viceversa, intercambiando las conexiones P y R.
Sin accionar: P cerrado
Escape de A hacia R
Accionada : Comunica P con A
R cerrado

42
Figura 2.26
Aplicación: Para el control de cilindros de simple efecto cuando el
vástago debe salir por breve tiempo, por ejemplo para la expulsión de
piezas. También se utiliza para el control de otras válvulas.
Válvula distribuidora 3/2, abierta en reposo, con asiento plano
La válvula distribuidora 3/2 abierta en reposo, si no es accionada, deja
pasar el aire de P hacia A y cierra el escape R
Al apretar el vástago, el plato cierra el paso de P hacia A; luego, el otro
plato es levantado de su asiento por el escalón del vástago, quedando
abierto el paso de A hacia R.

43
Figura 2.27
Aplicación: Se emplea para controlar cilindros de simple efecto, cuando
el vástago ha de permanecer en posición extendido durante un tiempo
prolongado, por ejemplo para sujeción de piezas (función NO).
3.4. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2, CERRADA EN REPOSO,
SERVOPILOTADA
La fuerza necesaria para accionar válvulas de asiento pilotadas
directamente aumenta mucho con la presión del aire de trabajo.
Es posible reducir esta fuerza intercalando válvulas distribuidoras 3/2 de
un diámetro nominal pequeño. Al accionar, la válvula pequeña abre el
paso de P hacia la membrana del embolo de accionamiento. Este cierra el
paso de A hacia R y levanta el embolo de su asiento, quedando
comunicado P con A.

44
Figura 2.28
Aplicación: Para la conversión de señales mecánicas en neumáticas,
cuando se dispone de pequeñas fuerzas de accionamiento.
Cuando la presión desciende por debajo de 3 bar, ya no se garantiza el
funcionamiento de la válvula.
Esta válvula se pude convertir de cerrada en reposo a abierta en reposo,
girando el cabezal 180° e intercambiando las conexiones de P con R.
3.5. VÁLVULA DE ESTRANGULACIÓN REGULABLE
El objeto de la válvula es el de limitar un caudal (litros/min.). Esta
limitación se efectúa en ambos sentidos de circulación del aire.
Símbolo en
Detalle.
A
RP

45
Figura 2.29
3.6. VÁLVULA ANTIRRETORNO
Las válvulas de cierre dejan pasar el aire preferentemente en un solo
sentido. Cuando la presión vence la fuerza de pretensado del resorte, el
cuerpo estanqueizador de la válvula antirretorno se levanta de su asiento,
dejando pasar el aire en dicho sentido.
Figura 2.30
3.7. VÁLVULA DE ESTRANGULACIÓN REGULABLE CON
ANTIRRETORNO
Estas válvulas dejan pasar el aire comprimido en una sola dirección y
únicamente por la sección ajustada entre el cono del tornillo y su asiento.
La sección transversal de paso puede variarse desde cero hasta el
diámetro nominal de la válvula. En dirección contraria, la membrana se
levanta de su asiento y el aire comprimido puede pasar libremente.

46
Figura 2.31
Aplicación: Se utilizan cuando es necesario regular un caudal
determinado en un solo sentido, debiendo mantener libre el paso en
sentido contrario.
3.8. REGULACIÓN DE LA VELOCIDAD
Regulación primaria: (Estrangulación del aire de alimentación)
Al accionar la válvula distribuidora 5/2, el aire de alimentación al cilindro
pasa estrangulado a través de la válvula 1.02 y llega el cilindro haciendo
salir el vástago con velocidad controlada; el aire de escape del cilindro
pasa libre por el antirretorno de la válvula 1.01.
Después de la inversión de la válvula 1.1, el aire de alimentación al
cilindro pasa estrangulado a través de la válvula 1.01 y llega el cilindro
haciendo regresar el vástago con velocidad controlada; el aire de escape
del cilindro pasa libre por el antirretorno de la válvula 1.02.
Como en ambos casos se estrangula el aire de alimentación al cilindro,
este tiene un control de velocidad por regulación primaria al salir y al
retornar.
La presión que genera una carga es aproximadamente la diferencia de
lectura de los dos manómetros.

47
Figura 2.32
Regulación secundaria: (Estrangulación del aire de escape)
Al accionar la válvula distribuidora 5/2, el aire de alimentación al cilindro
pasa libre a través del antirretorno la válvula 1.01 y actúa sobre la
superficie del embolo, el cual empieza a salir, mientras que en la cámara
anterior se forma un cojín de aire, incrementándose la presión M2, ya que
el aire de escape pasa estrangulado a través de la válvula 1.02 y en el
otro lado del embolo se ha formando mas o menos la misma presión M1.
Después de la inversión de la válvula 1.1, el aire de alimentación al
cilindro pasa libre a través del antirretorno la válvula 1.02 y actúa sobre la
superficie anular del embolo, el cual empieza a retornar, mientras que en
la cámara posterior se forma un cojín de aire, incrementándose la
presión M1, ya que el aire de escape pasa estrangulado a través de la
válvula 1.01 y en el otro lado del embolo se ha formando mas o menos la
misma presión M2.
Como en ambos casos se estrangula el aire de escape del cilindro, este
tiene un control de velocidad por regulación secundaria al salir y al
retornar.
(A)1.0
1.02 1.01
1.1
M2M1
AB
P
R S

48
La presión que genera una carga es aproximadamente la diferencia de
lectura de los dos manómetros.
Figura 2.33
Comparación
Comparada con la estrangulación del aire de alimentación, la
estrangulación del aire de escape tiene la ventaja de un avance sin
sacudidas (también el retroceso), ya que el embolo esta sujeto entre dos
cojines de aire.
3.9. VÁLVULA DE ESCAPE RÁPIDO
Estas válvulas sirven para purgar rápidamente el aire de los cilindros y
conductos. Especialmente en cilindros de gran volumen, la velocidad del
embolo puede ser aumentada de manera apreciable.
Cuando el aire fluye de P hacia A, la junta obturadora cierra el orificio R.
Al mismo tiempo, las faldas de obturación cambian de posición (se
contraen).
Al purgar el aire, este empuja la junta obturadora contra el orificio P, las
faldas de obturación cambian de posición adhiriéndose a la pared del
(A)1.0
1.01 1.02
1.1
M2M1
AB
P
R S

49
cuerpo y el aire escapa directamente por la sección mayor R hacia la
atmósfera.
Figura 2.34
Aplicación: Para purgar rápidamente el aire
de los cilindros neumáticos y los conductos
flexibles de unión. La velocidad del embolo
aumenta, ya que el aire escapa por un
camino mas corto y no tiene que atravesar
nuevamente la válvula distribuidora.
Un cilindro de simple efecto debe salir
lentamente y regresar lo mas rápido posible.
Figura 2.35
3.10. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2, DE ACCIONAMIENTO
NEUMÁTICO (MONOESTABLE)
Esta válvula cerrada en posición de reposo, es accionada al aplicarle
presión al pilotaje Z, comunicándose los conductos P y A, cerrándose el
escape R.
P
A
P
A
R

50
Al ponerse a escape el conducto Z, el embolo de pilotaje regresa a su
posición inicial por medio del muelle. El disco cierra el conducto de P
hacia A y el aire contenido en el conducto de trabajo A, escapa por R.
Figura 2.36
3.11. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 5/2, DE ACCIONAMIENTO
NEUMÁTICO (MONOESTABLE)
Estas válvulas se emplean para el mando de cilindros de doble efecto. Las
fuerzas necesarias para accionarlas son pequeñas, y el aire puede pasar
en ambas direcciones.
Sin accionar:
El aire pasa de P hacia B
El aire escapa de A hacia R
S esta cerrado
Accionada:
El aire pasa de P hacia A
El aire escapa de B hacia S
R esta cerrado
Figura 2.37
z
z
z

51
3.12. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 5/2, DE CORREDERA LONGITUDINAL
Y ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO
La característica de estas válvulas es el movimiento transversal que
realiza el órgano de mando con respecto a la dirección del medio a
mandar.
Las fuerzas de accionamiento solo tienen que vencer la fuerza de
rozamiento, por tal razón, con una presión de mando pequeña en el
pilotaje Z o Y, pueden conmutarse presiones de trabajo mas altas. Sin
embargo, la carrera de accionamiento es mayor que en las válvulas de
asiento.
Figura 2.38
Aplicación: Para el mando de cilindros de doble efecto en ciclos de
mando automáticos.

52
3.13. VÁLVULA SELECTORA DE CIRCUITO (FUNCIÓN “OR” O “O”)
Esta válvula deja fluir el aire comprimido desde X o Y hacia A,
cerrándose la salida opuesta por el desplazamiento de la bola; en caso de
diferencias de presión la de mayor presión es la que fluirá hacia A.
Figura 2.39
Aplicación: Para el mando a distancia de elementos neumáticos desde
dos puntos diferentes.
3.14. VÁLVULA DE SIMULTANEIDAD (FUNCIÓN “AND” O “Y”)
Tiene dos entradas de presión X e Y, y una salida A.
En A solo habrá salida cuando ambas entradas reciban aire comprimido.
Una única señal bloquea el paso. En caso de diferencias cronológicas de
las señales de entrada, la que llega en último lugar sale por A; en caso de
diferencias de presión la de menor presión es la que fluirá hacia A.
Figura 2.40

53
Aplicación: Se utiliza principalmente en mandos de bloqueo, funciones
de control y combinaciones lógicas.
3.15. TEMPORIZADOR CERRADO EN LA POSICIÓN DE REPOSO
El temporizador se compone de una válvula distribuidora 3/2 de
accionamiento neumático, una válvula de estrangulación regulable y
antirretorno, y un pequeño deposito de aire comprimido (acumulador).
El aire de pilotaje entra por Z y llega al acumulador a traves de la válvula
de estrangulación regulable. En dicho acumulador se forma gradualmente
una presión, que cuando alcanza cierto valor, el embolo se desplaza hacia
abajo, abriendo el paso de P hacia A y cerrando el de A hacia R.
Aplicación:
Cuando se desea que la señal de entrada Z actúe después de un tiempo
determinado.
Figura 2.41

54
3.16. TEMPORIZADOR ABIERTO EN LA POSICIÓN DE REPOSO
El temporizador se compone de una válvula distribuidora 3/2 de
accionamiento neumático, una válvula de estrangulación regulable y
antirretorno, y un pequeño deposito de aire comprimido (acumulador).
El aire de pilotaje entra por Z y llega al acumulador a través de la válvula
de estrangulación regulable. En dicho acumulador se forma gradualmente
una presión, que cuando alcanza cierto valor, el embolo se desplaza hacia
abajo, abriendo el paso de A hacia R y cerrando el de P hacia A.
Aplicación:
Cuando se desea que la señal de entrada Z actúe después de un tiempo
determinado.
Figura 2.42

55
Diagramas de mando
Retardo a la conexión (ON DELAY)
Figura 2.43
Retardo a la desconexión (OFF DELAY)
Figura 2.44
Retardo a la conexión y retardo a la desconexión
Figura ………….
Figura 2.45
Z
A
P R
RP
Z
A
RP
Z
A
1
0
1
0
Z
A
T1
1
0
1
0
Z
A
T2
1
0
1
0
Z
A
T2T1

56
3.17. VÁLVULA DE SECUENCIA
Esta válvula sirve para transmitir una señal de P hacia A en función de la
presión.
Cuando no actúa presión sobre la membrana, la válvula de asiento de
bola cierra el paso al aire comprimido proveniente de P; el aire de A
escapa por R.
Según la tensión previa ajustable del muelle de recuperación de la
membrana, hay que aplicar en Z una presión correspondiente mayor,
para que el embolo desplaza el cuerpo de la válvula y cierre R. Al seguir
avanzando el embolo, el taque levanta la bola de su asiento, abriendo el
paso de P hacia A.
Aplicación: Se emplea para transmitir una señal solo en el momento en
que una pieza a mecanizar este ya sujeta.
Figura 2.46

57
3.18. VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN
Esta válvula se compone de una junta de asiento cónico, un muelle de
compresión y un tronillo de ajuste.
Cuando la presión actuante en P alcanza un valor que corresponde a la
tensión previa del muelle, el cono se levanta de su asiento y franquea el
paso hacia el escape. Para evitar oscilaciones a causa de variaciones
pequeñas de la presión, delante de del cono hay una cámara de mayor
volumen, que solo puede evacuarse por un punto de estrangulación en
dirección a R. se conoce también como válvula de sobrepresión o de
seguridad.
Figura 2.47

58
ANOTACIONES
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................

59
Unidad III
CCOOMMPPOONNEENNTTEESS EELLÉÉCCTTRRIICCOOSS YY
EELLEECCTTRROONNEEUUMMÁÁTTIICCOOSS
La sección del mando en sistemas electro-neumáticos o electro-hidráulicos esta
compuesto de componentes eléctricos y electrónicos. Dependiendo de la tarea a ser
realizada, la parte del mando puede variar en el diseño:
Los mandos relativamente simples usan componentes electromecánicos (por ejemplo los
relays) o una combinación de componentes electromecánicos y los componentes
electrónicos.
Para las tareas complejas, particularmente el PLC es el màs usado para el mando.
Para garantizar el correcto dimensionado de mandos y la rápida localización de errores
cuando aparecen es necesario conocer los elementos operativos su constitución,
función y aplicación, así como sus símbolos en los esquemas eléctricos.
En este capítulo nos proponemos presentar los elementos para la entrada, el
procesamiento y la conversión de señales.
1. UNIDAD DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA
Los sistemas de mando Electro-hidráulico generalmente no se alimentan con
electricidad de sus propias fuentes de voltaje (por ejemplo las baterías), sino a
través de conductores desde otro suministro principal, vía una unidad de la
alimentación eléctrica, llamada también Fuente de alimentación, Fuente de
energía.
Los módulos de una unidad de la alimentación eléctrica
Figura 3.1

60
La unidad de la fuente de energía consiste en los siguientes módulos:
• El transformador de tensión, que transforma el voltaje alterno que
llega del suministro principal (por ejemplo 220 V) en el voltaje
adecuado para el mando (principalmente 24 V).
• Un voltaje directo DC aplanado (rizado) se genera por el rectificador y
el condensador.
• El voltaje DC se estabiliza entonces por el regulador en la línea.
2. ELEMENTOS ELÉCTRICOS DE ENTRADA.
Los Interruptores se instalan en un circuito para abrir o cerrar el flujo de
corriente hacia algún dispositivo.
En cuanto a la función se distingue entre los elementos contacto de cierre,
contacto de apertura y contacto de conmutación.
El contacto de cierre (normalmente abierto) tiene el cometido de cerrar el
circuito, el contacto de apertura (normalmente cerrado) ha de abrir el circuito, el
contacto de conmutación abre o cierra el circuito.
Contacto de cierre NA contacto de apertura NC contacto de conmutación
Figura 3.2
El contacto de conmutación es un ensamblaje constructivo de contacto de cierre
y contacto de apertura. Ambos contactos tienen un elemento móvil de conexión.
Este elemento de conexión, en posición de reposo tiene contacto siempre sólo
con una conexión.
El accionamiento de estos elementos puede tener lugar manual o
mecánicamente o bien por mando a distancia (energía de mando eléctrica,
neumática).
Estos interruptores son divididos en dos grupos principales "interruptores de
botón" (Push-botton) y "interruptores de mando." (switch). Los dos tipos del
interruptor están disponibles para el funcionamiento como contactos
normalmente-cerrados, o normalmente-abiertos.
El pulsador (switch), un botón de presión sólo abre o cierra un circuito
durante un tiempo, mientras el botón de presión se aprieta. Al soltarlo vuelve a
ocupar la posición inicial.

61
El interruptor (Push-button), incorpora casi siempre un enclavamiento
mecánico. Solo por un nuevo accionamiento regresa el interruptor a la posición
inicial.
Figura 3.3
PULSADORES
Para que una máquina o instalación pueda ponerse en movimiento, hace falta un
elemento que introduzca la señal. Un pulsador, es un elemento tal, que ocupa en
el accionamiento continuo la posición deseada de conexión.
La figura muestra ambas posibilidades, es decir como contacto de cierre y como
contacto de apertura. Al accionar el pulsador, actúa el elemento móvil de
conexión en contra de la fuerza del muelle, uniendo los contactos (contacto de
cierre) o separándolos (contacto de apertura). Haciendo esto está el circuito
cerrado o interrumpido. Al soltar el pulsador, el muelle fuerza la reposición a la
posición inicial.
Figura 3.4 figura 3.5
A continuación se muestran ambas funciones, es decir contacto de cierre y
contacto de apertura, están ubicadas en un solo cuerpo. Accionando el pulsador
quedan libres los contactos superiores e interrumpen el circuito. En el contacto
inferior se establece el elemento de conexión el cierre entre los empalmes,
Accionamiento
Contacto
Normalmente
abierto
Accionamiento
Contacto
Normalmente
cerrado

62
quedando el circuito cerrado. Soltando el pulsador el muelle lleva los elementos
de conexión a la posición inicial.
Figura 3.4
Figura 3.6
Un pulsador puede estar equipado también con varios contactos, por ejemplo 2
contactos de cierre y 2 contactos de apertura o 3 contactos de apertura.
3. SENSORES
Se usan los sensores para obtener información sobre el estado de un sistema y
pasar esta información al control. En los sistemas electro-hidráulicos, o electro-
neumáticos, los sensores son principalmente usados para las siguientes tareas:
• Obtener la posición de componentes de accionamiento.
• Medir y supervisar la presión y temperatura del fluido utilizado.
• Para el reconocimiento de material.
FINALES DE CARRERA MECÁNICOS (Limit Switch)
Con los finales de carrera se detectan determinadas posiciones de piezas de
maquinaria u otros elementos de trabajo.
En la elección de estos elementos, es preciso atender especialmente el aspecto
mecánico, la seguridad de contacto y la exactitud del punto de conmutación.

63
Figura 3.7
Para el montaje y el accionamiento de los finales de carrera que hay que fijarse
en las indicaciones del fabricante, siendo preciso restar el ángulo de acceso y
sobre-recorrido.
PRESOSTATO (Pressure Switch)
El presostato tiene la función, de convertir señales neumáticas o hidráulicas
ajustables (presión) a señales eléctricas.
Al quedar introducida una señal en la entrada X, la membrada conmutará el
interruptor. Esto sólo es posible, si la presión en la entrada X es mayor que la
fuerza ajustada en el muelle de compresión. Este ajuste de la fuerza tiene lugar
en el tornillo de regulación.
Cuando es vencida la fuerza ajustada en el muelle, es conmutado un micro-
switch (contacto de conmutación) a través de una palanca de mando. Este
contacto de conmutación puede utilizarse como contacto de apertura o de cierre.
La señal eléctrica de salida queda mantenida en tanto que la señal de entrada en
x sea superior a la presión ajustada.

64
Figura 3.8 Usualmente estos pueden funcionar con tensiones continuas y alternas.
Sensores de proximidad (sin contacto)
1. Contacto hermético tipo Reed
2. Sensores de carrera inductivos
3. Sensores de carrera capacitivos.
4. Sensores Fotoeléctricos.
1. CONTACTO HERMÉTICO TIPO REED (MAGNETO SENSIBLE)
Los finales de carrera sin contacto se pueden accionar magnéticamente.
Son especialmente ventajosos, cuando hace falta un alto número de maniobras.
También encuentran aplicación, cuando no existe sitio para el montaje de un
interruptor final mecánico o cuando lo exigen determinadas influencias
ambientales (polvo, arena, humedad).

65
Figura 3.9
En un bloque de resina sintética están inyectados dos contactos, junto con un
tubito de vidrio lleno de gas protector. Por la proximidad de un émbolo con imán
permanente, los extremos de las lengüetas solapadas de contacto se atraen y
conectan, y cuando se aleja el imán, se separan las lengüetas de contacto.
Nota Los cilindros con interruptores de proximidad de accionamiento magnético
no deberían montarse en lugares con fuertes campos magnéticos (por ejemplo:
máquinas de soldadura).
Por lo demás hay que tener presente, que no todos los cilindros son aptos para
la aplicación de estos finales de carrera sin contacto.
Figura 3.10
SENSORES DE
PROXIMIDAD
MAGNETICOS
CINTADO
MAGNETICO
VASTAGO
LIBRE DE
INTERFERENCIAS

66
2. SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS
En la práctica a menudo se han de detectar o contar las piezas (piezas a
mecanizar, etc.) movidas en máquinas o dispositivos. En la mayoría de los casos
ya no pueden utilizarse para estos procesos los finales de carrera mecánicos ni
tampoco los magnéticos.
En el primer caso porque ya no suele ser suficiente la fuerza de accionamiento
de la pieza, para accionar los finales de carrera; en el segundo caso, porque la
detección de la pieza ya no suele hallarse en el campo de acción del cilindro,
para facilitar un detectado magnético. Entonces se ofrece la posibilidad de
realizar esa detección sin contacto.
Figura 3.11
Constitución: Los interruptores de proximidad inductivos constan de un
oscilador, un disparador de nivel determinado y un amplificador.
Funcionamiento: El oscilador, con ayuda de su bobina osciladora, genera un
campo alterno de alta frecuencia, que emerge en forma de cazoleta de la cara
frontal del sensor. Al introducir en este campo alterno una pieza metálica, esta
resta al oscilador energía debido a corrientes Foucault resultantes. Por ello
desciende la tensión en el oscilador y el paso basculante siguiente dispara una
señal.
Los interruptores de proximidad inductivos reaccionan sólo a metales.

67
Formas de ejecución: Según el caso de aplicación existen interruptores de
proximidad para servicio de corriente alterna o continua.
La frecuencia de conexiones asciende a unos 2000 impulsos por segundo.
Conexiones de salida para corriente continua 5 – 24V
Según, si en la aplicación ha de conectarse la carga al polo negativo o al polo
positivo, se empleará un sensor de proximidad con salida NPN ó PNP.
La inversión de los empalmes positivo y negativo destruye eléctricamente
el elemento (transitor). Mediante una conexión puede lograrse una seguridad
contra el permutado de los empalmes.
Los finales de carrera inductivos por lo general están equipados ya con dicha
conexión.
En la práctica, es importante montar estos interruptores de proximidad de
acuerdo con las indicaciones del fabricante
Figura 3.12
3. SENSORES DE PROXIMIDAD CAPACITIVOS
Los interruptores de proximidad capacitivos reaccionan - en contraposición a los
interruptores de proximidad inductivos - a todos los materiales (también a los no
metálicos), cuyas propiedades dieléctricas provocan una modificación de la
superficie activa.
SENSORES DE
PROXIMIDAD
INDUCTIVOS
S1 S2
2..20 mm
METAL

68
Figura 3.13
Pero esto significa también, que las magnitudes perturbadoras cambiantes, como
polvo y virutas, pueden influirlos.
Figura 3.14
LOS INTERRUPTORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS SOLO REACCIONAN A
METALES Y LOS CAPACITIVOS REACCIONAN A TODOS LOS OBJETOS.
4. SENSORES FOTOELECTRÓNICO
En general son mas conocidos los sistemas fotoelectrónicos de una sola
dirección.
SENSORES DE
PROXIMIDAD
CAPACITIVOS
S1 S2
2..20 mm
CUALQUIER
MATERIAL, NO
NECESARIAMEN
TE METAL

69
Figura 3.15
Pero también existen otros sistemas que funcionan bajo principios
diferentes. Están los sistemas Fotoelectrónicos por reflexión, que tienen al
emisor y al receptor dentro de un solo bloque
El rayo de luz del emisor se dirige hacia un objeto y de allí es reflejado
hacia el receptor. El objeto interrumpe el camino del rayo de luz, lo que
da lugar a la conmutación. Los objetos no deben ser brillantes ya que
entonces el objeto mismo se convierte en reflector (por ejemplo el
vástago brillante de un cilindro). La ventaja de esta disposición es su
construcción compacta. El emisor y el receptor forman un mismo bloque y
no requieren de una conexión que los una como en la figura anterior.
Una tercera posibilidad, el sensor difuso, para detectar la presencia de
objetos es la reflexión propia de éstos, que en este vienen a hacer las
veces del reflector. Por este motivo la luz es reflejada en forma directa o
difusa (por ejemplo: en cajas de color claro).
Figura 3.16

70
Para hacer el sistema insensible a las interferencias que pudieran causar
agentes externos (lámparas, luces de ventanas, etc.), la señal que sale
del emisor es de muy alta frecuencia. El receptor detectará solo señales
de esa frecuencia.
Figura 3.17
4. RELÉ Y CONTACTOR
La representación de reles y contactores en el esquema eléctrico es idéntica, al
igual que el principio de funcionamiento que utilizan.
• Los Reles se utilizan para conectar o desconectar corrientes relativamente
pequeñas.
• Los Contactores se usan para corrientes relativamente grandes.
Aplicando tensión a la bobina, circula corriente eléctrica por el arrollamiento y se
crea un campo magnético, por lo que la armadura es atraída al núcleo de la
bobina. Dicha armadura, a su vez, está unida mecánicamente a los contactos,
que llegan a abrirse o a cerrarse. Esta posición de conexión durará, mientras esté
aplicada la tensión. Una vez desaparezca la tensión, se desplaza la armadura a la
posición inicial, debido a la fuerza del resorte.
Figura 3.18

71
Relé
Figura 3.19
Ejemplo de aplicación:
Hay varios tipos de reles; ejemplo: rele de retraso de tiempo y rele contador.
Los reles se pueden utilizar para varias funciones de regulación, del control y el
monitoreo:
• Como interfaces entre los circuitos de control y los circuitos de la carga,
• para la multiplicación de la señal,
• Para la separación de circuitos de corriente directa y circuitos de la corriente
alterna,
• Para el retraso de señales de generación y convertirla, y
• Para conectar la información.
Terminales designaciones y símbolo de circuito:
Dependiendo de diseño, los reles poseen números que varían de contactos
normalmente cerrados, contactos normalmente abiertos, contactos de
conmutadores, contactos normalmente cerrados retrasados, contactos
normalmente abiertos retrasados y contactos de conmutadores retrasados. Las
designaciones de los terminales de los reles son estandarizados (DIN EN 50 005,
50011-13 ):
• los reles se señalan K1, K2, K3 etc.
• las terminales de la bobina se señalan A1 y A2.
• los contactos cambiados por el reles también se señalan K1, K2 etc. en los
diagramas eléctricos.
• hay además números de identificación del dos-dígitos para los contactos de
conmutación. El primer dígito está para la enumeración de todos los contactos
existentes (número ordinal), mientras que el segundo dígito denota el tipo de
contacto (número de la función).

72
Función de los Números para los reles:
1 2 contacto normalmente cerrado.
3 4 contacto normalmente abierto.
5 6 contacto normalmente cerrado, de un temporizador, Timer.
7 8 contacto normalmente abierto, de un temporizador.
1 2 4 contacto de cambio del conmutador.
5 6 8 contacto de cambio del conmutador, de un temporizador.
Figura 3.20
Los contactores trabajan con el mismo principio base que los relais.
Las características típicas de un contactor son:
• doble-corte (2 puntos de desconexión por contacto),
• contactos de acción-positivo y
• los compartimientos de formación de arcos cerrados (chispas se forma en
compartimientos separados).
Un contactor posee varios elementos de contacto, normalmente entre 4 y 10.
Hay también diversos tipos de contactores con varias combinaciones de
contactos normalmente cerrados, contactos normalmente abiertos, contactos de
conmutación, contactos temporizados, etc. Los contactos se dividen entre
contactos principales y contactos auxiliares.
• Los contactos principales pueden interrumpir Salidas de 4 - 30 kW.
• Los contactos auxiliares se pueden utilizar para cambiar simultáneamente
funciones de control y operaciones lógicas.
• Los contactores de potencia, llamados también contactores de fuerza, usan
como función principal, los contactos principales.

73
Figura 3.21
En los diagramas eléctricos, el contactor que alimenta los motores trifásicos son
señaladas por la letra K (para el contactor) y M (para el motor) así como un
número de serie. El número de serie identifica la función del dispositivo; por
ejemplo: K1M = Contactor principal, de un motor trifásico.
La aplicación de contactores es múltiple. Se utilizan para la conexión de motores,
calentadores, acumuladores de corriente, calefacciones, aparatos de
climatización, grúas, etc.
5. SOLENOIDES
Los solenoides hacen posible operar las electroválvulas con la ayuda de energía
eléctrica.
Un solenoide consiste en un bobinado el cual lleva en su núcleo un elemento
desplazable el cual a su vez lleva adosado una corredera, carrete o spool.
Cuando se energiza el solenoide el campo magnético en el núcleo desplaza a la
corredera con lo cual se logra cambiar de una posición a otra a la electroválvula.
Figura 3.22

74
TIPOS
POR LA ALIMENTACIÓN:
Solenoides Discretos:
Actúan de tal manera que la corredera presenta solo dos posiciones: Cuando no
está energizado (posición “NORMAL”) y cuando se energiza. Es decir o no está
activada o está activada.
Los solenoides discretos se alimentan con tensión:
12 V, 24V, 36V, 190V Continuos
110 V, 220 V Alternos
De estos valores el de 24 V Continuos es un valor común muy usado en
hidráulica.
Solenoides Continuos o Proporcionales:
Actúan en forma proporcional a la señal de entrada. Por ejemplo si es alimentada
con 100 mA se desplazara una distancia y si se alimenta con 200 mA se
desplazara el doble. Esto quiere decir que a mayor intensidad de corriente como
señal de entrada, mayor desplazamiento de la corredera. El objetivo de estos
solenoides es de guardar una proporcionalidad lineal entre la señal de entrada y
el desplazamiento.
Comúnmente una tarjeta electrónica alimenta con corriente a estos solenoides
siendo el rango de alimentación de aproximadamente: [0..2500 mA].
POR SU SELLADO DE SU VASTÁGO:
Solenoide De Pin Seco:
El elemento desplazable ubicado dentro del núcleo del solenoide está sellado con
respecto a la cámara donde se encuentra el aceite hidráulico, en cambio puede
presentar una extensión hacia fuera del solenoide para el accionamiento manual.
Figura 3.23

75
Solenoide De Pin Húmedo:
El elemento desplazable ubicado dentro del núcleo del solenoide está en
contacto con el aceite de las cámaras hidráulicas, pero está sellado con
respecto al exterior. Mediante un dispositivo se logra accionar al elemento
externamente.
Figura 3.24
Figura 3.25
Figura 3.26

76
Figura 3.27
6. SISTEMAS CONVERTIDORES ELECTRONEUMÁTICOS
Al aplicar en la práctica mandos con aire comprimido y corriente eléctrica, es
preciso el empleo de sistemas convertidores.
Por la aplicación de los convertidores pueden ponerse en evidencia las ventajas
de ambos sistemas.
En estos sistemas convertidores se trata de válvulas electromagnéticas, que
tienen el cometido, de convertir las señales eléctricas en señales neumáticas.
Estas válvulas electromagnéticas constan de una válvula neumática y de una
parte eléctrica de mando (cabeza de electroimán).
Los electroimanes se emplean para el accionamiento de válvulas cuando la señal
de mando proviene de un elemento eléctrico, tales como finales de carrera,
pulsadores, temporizadores, presostatos o programadores eléctricos. Sobre todo
cuando las distancias de mando sean grandes.
En este capítulo explicaremos algunos convertidores. Lo suficiente para captar el
concepto de funcionamiento de los mismos.
Figura 3.28

77
Electroválvula 2/2 vías, con accionamiento manual auxiliar.
En posición de reposo está cerrada, siendo ésta su posición base. Este elemento
es una válvula de asiento, de mando directo unilateral. En la conexión 1 (P) llega
el aire comprimido. La corriente de aire hacia la salida 2 (A) queda bloqueada por
la armadura. Al aplicar una señal eléctrica en la bobina, se crea un campo
magnético y la armadura es atraída. El aire comprimido fluye desde la entrada
1(P) hacia 2(A). Una vez anulada la señal eléctrica, la válvula vuelve a ocupar la
posición básica debido al muelle de reposición.
Figura 3.29
La desaireacción del conducto de aire comprimido a través del empalme 2(A) no
puede tener lugar, ya que no existe un orificio de escape.
La corriente de aire desde 1(P) hacia 2(A) se puede franquear manualmente por
medio de un accionamiento auxiliar. A través de una superficie existente en un
tornillo, la armadura es levantada de su asiento.
Esta electroválvula 2/2 vías se aplica como órgano de cierre.
Electroválvula 3/2 vías, con accionamiento manual auxiliar.
Al aplicar una señal eléctrica a la bobina, se origina un campo magnético, que
hace que la armadura se levante de su asiento, ocupando la posición superior.
El aire comprimido fluye desde la entrada 1(P) hacia la salida 2(A); el orificio de
escape 3(R), existente en el tubo del imán; queda cerrado por la armadura. Al
anular en la bobina el campo magnético, el muelle de reposicionamiento vuelve a
empujar la armadura sobre el asiento obturador. El paso de aire comprimido de
1(P) hacia 2(A) queda bloqueado; el aire comprimido del conducto de trabajo
escapa a través de la conexión 2(A) hacia 3(R) en el tubo del imán.

78
También aquí facilita el accionamiento auxiliar un conmutado manual de esta
electroválvula 3/2 vías.
Este elemento se aplica en mandos provistos de cilindros de simple efecto, en el
mando de otras válvulas y en la conexión y desconexión de aire comprimido en
mandos. Se muestra a continuación una NC.
Figura 3.30
Electroválvula 3/2 vías, cerrada en posición de reposo (con servopilotaje,
accionamiento manual auxiliar).
Para no tener que dimensionar demasiado grandes las bobinas en la válvula, se
aplican válvulas con servopilotaje neumático.
La función del elemento, mostrado abajo, es similar a la de las electroválvulas
3/2 vías precedente. La diferencia está en el accionamiento indirecto del émbolo
de la válvula.
Existiendo una señal eléctrica, la armadura de la bobina magnética franqueará el
paso. Por el canal de aire, existente desde la conexión 1(P) hacia la armadura y
luego hacia el émbolo de la válvula, conmuta el aire comprimido al émbolo de la
válvula. La función de conmutación de 1(P) hacia 2(A), es mantenida mientras
existe la señal eléctrica de entrada.
En esta válvula servopilotadas es indispensable respetar la presión mínima y
máxima.

79
Figura 3.31
Electroválvula 5/2 servopilotada.
El mando previo de la válvula 5/2 vías se realiza a través de otra 3/2 vías,
accionada por la bobina.
Los émbolos de mando de la unidad principal son impulsados por aire
comprimido,
Figura 3.32
Electroválvula 5/2 servopilotada, de impulsos eléctricos.

80
La inversión de la válvula se realiza por válvulas de 3/2 vías accionadas por
solenoides incorporados. Al producirse la atracción del núcleo del mientras exista
tensión en la bobina.
Por medio del servopilotaje se accionan válvulas mas grandes, gracias a
electroimanes relativamente pequeños.
Figura 3.33
La válvula piloto realiza la conmutación, quedando en esta posición hasta el
siguiente impulso de la válvula contraria.

TECSUP- PFR Neumática
81
Unidad IV
MMAANNDDOOSS SSEECCUUEENNCCIIAALLEESS
1. MANDOS SECUENCIALES
Para que las máquinas o instalaciones puedan trabajar por si solos, es decir en
forma automática, deben estar equipadas con dispositivos de mando y/o
regulación.
La naturaleza de estos dispositivos puede ser de origen mecánico, eléctrico,
electrónico, neumático o hidráulico.
Cuando queremos describir una serie de eventos de naturaleza secuencial,
utilizamos un diagrama de flujo. Pero en el ámbito industrial hay otra
herramienta descriptiva llamada GRAFCET.
La propuesta e este trabajo es mostrar las reglas que rigen el grafcet y a partir
de este desarrollar una metodología para traducirlo en un programa de mando
que puede ser implementado en:
• PLC,
• Circuitos eléctricos, o electrónicos
• Circuitos neumáticos.
1.1. DEFINICIÓN DE MANDO
Comúnmente se entiende por mando el conjunto de los órganos con los
que se modifica el funcionamiento de una maquina o sistema.
Mando es aquel suceso en un sistema, en el cual influyen uno o varios
parámetros, considerados de entrada, en otros parámetros considerados
de salida, en virtud de leyes propias del sistema.

Neumática tecsup - RFR
82
Figura 4.1
Se caracteriza por el desarrollo abierto del flujo de la señal. Las señales
actúan sobre la maquina sin corrección continua del proceso de mando.
1.2. CLASIFICACIÓN DE LOS MANDOS
La clasificación de los mandos puedes hacerse según diversos criterios.
Por ejemplo puede hacerse una clasificación según:
La forma de energía utilizada.
Dependiendo de las señales con que opera (analógico, digital, binario),
El sistema con que se desarrolla.
La forma de tratamiento de las señales.
Utilizaremos la clasificación (DIN 19237), según la forma de
tratamiento de las señales. Estos son: Mandos sincrónico, Mando
asincrónico, mando combinatorio y el mando de desarrollo secuencial.
MANDO
Síncrono Asíncrono Combinatorio De desarrollo
secuencial
En función
del tiempo
En función del
desplazamiento
Parámetros de salida
s1e1
e2
e3
s1
s2
s3
Parámetros de entrada Sistema
Flujo de la señal

83
1.2.1. MANDO SÍNCRONO
Es aquel, en el cual el tratamiento de las señales es
sincrónico a una señal rítmica. Por ejemplo, en el mando
de las manecillas de un reloj de péndulo.
1.2.2. MANDO ASÍNCRONO
Es aquel que opera sin señal rítmica. Las modificaciones
de la magnitud producida se provocan sólo por
modificaciones de las señales de entrada. Por ejemplo, el
mando para la conexión de la luz de una lámpara o de un
contactor, o el mando directo de un cilindro.
1.2.3. MANDO COMBINATORIO
Es aquel, en que la combinación de las señales de
entrada, por medio de operaciones lógicas definidas en el
mando, determina el estado de la magnitud producida.
1.2.4. MANDO SECUENCIAL
Es un mando con desarrollo forzado a pasos, en que la
conmutación de un paso al siguiente sucede en función
de condiciones determinadas por el mando.
MANDO SECUENCIAL en función del tiempo
Es aquel en el que las condiciones de conmutación
dependen sólo del tiempo. Para ello, puede emplearse por
ejemplo temporizadores, levas de mando o rejilla de levas
con velocidad variable.
MANDO SECUENCIAL en función del desplazamiento
Es aquel en que las condiciones de conmutación
dependen sólo de señales de la instalación gobernada.
MANDO SECUENCIAL en función de la presion
Es aquel en que las condiciones de conmutación
dependen sólo de señales originadas por la presión. Para
ello puede emplearse válvulas de secuencia (por presión o
vacío), presostatos, vacuostatos.

84
1.3. VENTAJAS DE LOS MANDO SECUENCIALES
Veamos algunas ventajas de los mandos secuenciales:
Realización sencilla y por lo tanto ahorro de tiempo en el programa y
proyecto.
Clara visualización de la construcción del programa.
Cambio fácil en el desarrollo de las funciones.
Localización rápida de perturbaciones y averías en el desarrollo de las
funciones.
1.4. ESTRUCTURA DE UN MANDO SECUENCIAL
Cada mando secuencial se compone por lo menos de tres partes:
• Tratamiento preliminar (formas de servicio.)
• Tratamiento secuencial (cadena secuencial).
• Tratamiento posterior (salida de órdenes).
1.4.1. TRATAMIENTO PRELIMINAR
Es la parte en la cual se trabajan las condiciones para
cada una de las diferentes formas de servicio. Se
comunica con las otras etapas, ya sea con la zona del
tratamiento sequencial, o la del tratamiento posterior.
TRATAMIENTO PRELIMINAR
Posición inicial, Marcha, Paro,
Manual, Automático,
Semiautomático, etc.
TRATAMIENTO SECUENCIAL
Secuencia paso a paso
TRATAMIENTO POSTERIOR
Salida de las ordenes
Salida de mando manual
Enclavamientos, etc.

85
En el servicio automático se activan los aparatos de ajuste
exclusivamente en dependencia del tratamiento secuencial;
éstos no pueden activarse de forma manual. Después del
arranque, se realiza el recorrido de la secuencia sucesivamente
hasta que ser reciba la orden de parada.
El servicio de paso único facilita la prueba del programa, la
regulación de la máquina y la eliminación de perturbaciones. En
esta forma de servicio puede realizarse la evolución paso a
paso de la parte secuencial pero de forma manual.
En la forma de servicio pulsatorio o manual, pueden
conectarse manualmente cada uno de los aparatos de ajuste.
Frecuentemente se combinan las formas de servicio de paso
único y pulsatorio.
1.4.2. TRATAMIENTO SECUENCIAL
Es en donde se elabora el propio programa del mando.
Cada uno de los pasos de la secuencia se ejecuta en
dependencia de ciertas condiciones.
1.4.3. TRATAMIENTO POSTERIOR
Aquí se dan las ordenes de salidas. Las órdenes que se
generan en la zona de tratamiento preliminar (formas de
servicio), asi como en el tratamiento secuencial se
concatenan en la zona del tratamiento posterior. Además,
se tienen en cuenta aquí las órdenes para el mando
manual de cada uno de los aparatos de ajuste. Como
resultado, los aparatos de ajuste son conectados y
desconectados por medio de las salidas del aparato de
automatización.

86
ANOTACIONES
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
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................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
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................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................

87
Unidad V
AAUUTTOOMMAATTIIZZAACCIIÓÓNN LLÓÓGGIICCAA PPRROOGGRRAAMMAABBLLEE
1. TABLEROS ELÉCTRICOS DE AUTOMATIZACIÓN BASADOS EN RELÉS
Todos nosotros, los técnicos que de una u otra manera hemos tenido la
oportunidad de reparar o mantener tableros eléctricos, hemos invertido,
dependiendo del tipo de falla, poco o mucho tiempo, en función de la
complejidad de los equipos, cantidad de ellos y la experiencia del técnico.
Figura 5.1 Planta industrial

Neumática TECSUP - PFR
88
1.1. EL TABLERO ELÉCTRICO
Un tablero eléctrico de automatización es aquel que está constituido por
equipos electromagnéticos, tales como relés auxiliares, contadores,
temporizadores electrónicos, temporizadores neumáticos, etc.
Su función es albergar diferentes dispositivos eléctricos, electrónicos, etc.
que gobiernen la lógica y energicen cargas, tales como motores,
generadores, máquinas de procesos, etc., o sea, todo aquello que
necesite la industria para controlar el funcionamiento de las máquinas.
Estos datan desde principios de siglo. Sin duda estos equipos aún
constituyen, en algunas empresas, el soporte para la automatización de
sus procesos industriales, especialmente en países en desarrollo.
A continuación se sintetizan las ventajas y desventajas de los tableros
eléctricos a base de relés.
1.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS TABLEROS ELÉCTRICOS
Es importante destacar las ventajas y desventajas, para poder compararla
con otras alternativas.
Ventajas
• La totalidad de sus componentes se pueden adquirir rápidamente.
• Su estudio, fabricación e instalación es muy difundido desde hace
décadas.
• La adaptación de los responsables del mantenimiento es rápida, debido
a que todo es conocido.
• Se enseña en todas las universidades, institutos técnicos y escuelas
técnicas.
• Existe gran cantidad de material de consulta, tales como libros,
revistas, catálogos, separatas, etc., y aprender su lógica resulta
sencilla.
• No existen inconvenientes en cuanto al lugar de su instalación, ya que
todos los equipos son de ambientes industriales, salvo en aquellas
zonas donde puedan existir fugas de gases explosivos.
Desventajas
• El costo de estos tableros es alto, incrementándose de acuerdo al
tamaño del proceso a automatizar.
• Generalmente ocupan mucho espacio.
• Requiere mantenimiento periódico, debido a que gran parte de sus
componentes están constituidos por piezas móviles sujetos a desgaste.
• Cuando se origina una falla es muy laboriosa su ubicación y
reparación.
• No son versátiles, solamente se les pueden utilizar para una
determinada aplicación.

89
• Con el tiempo disminuye su disponibilidad, debido al incremento de la
probabilidad de fallas.
• No es posible, con equipos electromecánicos, sensar señales de alta
frecuencia, para ello se requiere el apoyo de la electrónica.
• En tableros grandes el consumo de energía es representativa.
• No permite una comunicación directa entre todos sus componentes, es
necesario hacer varias modificaciones, adquiriendo para ello, equipos
de interfases, elevando de esta forma su costo.
Figura 5.2 Tablero eléctrico convencional.
Figura 5.3 Relés auxiliares en un tablero eléctrico convencional.

90
Analizando las desventajas que se han señalado acerca de los tableros
eléctricos convencionales, donde para muchas empresas no es tolerable
aceptar alguna de ellas, es conveniente, sobre todo, en el aspecto
económico, discutir su uso.
Téngase presente que existe otra alternativa moderna que elimina casi la
totalidad de estas desventajas, y por el contrario, disponen de mayor
capacidad para realizar más de lo necesario.
2. EL PLC COMO ALTERNATIVA AL AUTOMATISMO
El PLC es la denominación dada al Controlador Lógico Programable, y se define
como un equipo electrónico inteligente diseñado en base a microprocesadores,
que consta de unidades o módulos que cumplen funciones específicas, tales
como, una unidad central de procesamiento (CPU), que se encarga de casi todo
el control del sistema, módulos que permiten recibir información de todos los
sensores y comandar todos los actuadores del sistema, además es posible
agregarle otros módulos inteligentes para funciones de pre-procesamiento y
comunicación.
El PLC es utilizado para automatizar sistemas eléctricos, electrónicos, neumáticos
e hidráulicos de control discreto y análogo. Las múltiples funciones que pueden
asumir estos equipos en el control, se debe a la diversidad de operaciones a nivel
discreto y análogo con que dispone para realizar los programas lógicos sin la
necesidad de contar con equipos adicionales.
Es importante, también, resaltar el bajo costo que representa respecto a una
serie de equipos que cumplen las mismas funciones, tales como: relés auxiliares,
temporizadores, contadores, algunos tipos de controladores, etc.
Pero no solamente el PLC está limitado a realizar este trabajo, sino a múltiples
funciones avanzadas.
A las diversas ventajas que tiene el PLC respecto a la alternativa convencional, se
suma la capacidad que tiene para integrarse con otros equipos, a través de redes
de comunicación. Esta posibilidad toma, cada día, mayor aceptación en la
industria, por su capacidad de comunicarse con otros equipos y por el costo
adicional razonable.
Son estas las razones que obligan a analizar, antes de tomar una decisión,
cuándo se requiere automatizar un sistema; sin duda, hoy en día el PLC
representa una buena alternativa para la automatización.
Con tal cantidad de equipos con que está construido el
tablero eléctrico, debe ser tedioso encontrar una falla.

91
2.1. VENTAJAS DEL PLC RESPECTO A LA LÓGICA CONVENCIONAL
Son muchas las ventajas que resaltan, a simple vista, el empleo de los
PLCs para automatizar sistemas, desde aplicaciones básicas hasta
sistemas muy complejos. Actualmente, su uso es tan difundido que ya no
se requiere mucho análisis para decidir qué técnica emplear: si la lógica
cableada en base a relés o la lógica programada en base al PLC. Sin
embargo, a continuación se fundamenta cada una de estas ventajas, con
el propósito que el lector reconozca mejor el panorama.
Menor costo
Las razones que justifican una mayor economía a la alternativa del uso
del PLC, especialmente en aplicaciones complejas, se da porque prescinde
del uso de dispositivos electromecánicos y electrónicos, tales como: relés.
Auxiliares, temporizadores, algunos controladores, contadores, etc., ya
que estos dispositivos simplemente deben ser programados en el PLC sin
realizar una inversión adicional. El costo que implica invertir en los
equipos anteriormente señalados, es muy superior al costo del PLC,
además de otras ventajas con que cuenta y no son cuantificadas.
Menor espacio
Un tablero de control que gobierna un sistema automático mediante un
PLC, es mucho más compacto que un sistema controlado con dispositivos
convencionales (relés, temporizadores, contadores, controladores, etc.)
esto se debe a que el PLC está en capacidad de asumir todas las
funciones de control. La diferencia de espacio se hace muy notable,
cuando por medios convencionales se cuenta con varios tableros de
control.
Confiabilidad
La probabilidad para que un PLC pueda fallar por razones constructivas es
insignificante, exceptuando errores humanos que pueden surgir en
algunas partes vulnerables (módulos de salida). Esto se debe a que el
fabricante realiza un riguroso control de calidad, llegando al cliente un
equipo en las mejores condiciones; además, sus componentes son de
estado sólido, con pocas partes mecánicas móviles, haciendo que el
equipo tenga una elevada confiabilidad.
Versatilidad
La versatilidad de estos equipos radica en la posibilidad de realizar
grandes modificaciones en el funcionamiento de un sistema automático
con sólo realizar un nuevo programa y mínimos cambios de cableado.
Además, es importante resaltar, que el tiempo empleado en realizar
modificaciones, comparado con la técnica por lógica cableada, es
significante.

92
Poco mantenimiento
Estos equipos, por su constitución de ser muy compactos, respecto a la
cantidad de trabajo que pueden realizar, y además, porque cuentan con
muy pocos componentes electromecánicos, no requieren un
mantenimiento periódico, sino lo necesario para mantenerlo limpio y con
sus terminales ajustados a los bornes y puesta a tierra.
Fácil instalación
Debido a que el cableado de los dispositivos, tanto de entrada como de
salida, se realiza de la misma forma y de la manera más simple, además
que no es necesario mucho cableado, su instalación resulta sumamente
sencilla en comparación a la lógica convencional, que sí se requiere de
conocimientos técnicos avanzados.
Compatibilidad con dispositivos sensores y actuadores
Actualmente las normas establecen que los sistemas y equipos sean
diseñados bajo un modelo abierto, de tal manera que para el caso de los
PLCs éstos puedan fácilmente conectarse con cualquier equipo sin
importar la marca ni procedencia. Hoy en día, casi todas las marcas de
PLCs están diseñadas bajo este modelo.
Integración en redes industriales
El avance acelerado de las comunicaciones obliga a que estos equipos
tengan capacidad de comunicarse a través de una red y de este modo
trabajar en sistemas jerarquizados o distribuidos, permitiendo un mejor
trabajo en los niveles técnicos y administrativos de la planta.
Detección de fallas
La detección de una falla resulta sencilla porque dispone de leds
indicadores de diagnóstico tales como: estado de la CPU, batería,
terminales de E/S, etc. Además, mediante el módulo de programación se
puede acceder al programa en el modo de funcionamiento y recurrir a la
memoria de errores ubicada en la CPU.
Fácil Programación
Programar los PLCs resulta fácil, por la sencilla razón que no es necesario
conocimientos avanzados en el manejo de PCs, solamente es suficiente
conceptos básicos. Por otro lado, existen diversas representaciones de
programación donde fácilmente el usuario se adapta a la representación
que mejor se familiariza. Sus instrucciones y comandos son transparentes
y entendibles, requiriendo de poco tiempo para lograr ser un experto.

93
Menor consumo de energía
Como todos sabemos, cualquier equipo electromecánico y electrónico
requiere un consumo de energía para su funcionamiento, siendo dicho
consumo representativo cuando se tiene una gran cantidad de ellos; sin
embargo, el consumo del PLC es muy inferior, lo que se traduce en un
ahorro sustancial.
Lugar de la instalación
Por las características técnicas que presenta en cuanto a los requisitos
que debe cumplir para su instalación, tales como: nivel de temperatura,
humedad, ruido, variaciones de tensión, distancias permisibles, etc.
fácilmente se encuentra un lugar en la planta dónde instalarlo, aún en
ambientes hostiles.
2.2. FUNCIONES LÓGICAS
2.2.1. FUNCIÓN LÓGICA Y (AND)
Está función lógica tiene una equivalencia eléctrica tal como se
muestra en el siguiente circuito eléctrico:
Figura 5.4
Para que el contactor K1M se active, será necesario que se
presionen simultáneamente los pulsadores S1Q y S2Q, o sea,
ambos pulsadores deben estar presionados para cerrar circuito.
Ahora, cuando programemos al PLC, tendremos que ingresar
un programa, tal que cuando se ejecuten estas acciones de
presionar ambos pulsadores, el PLC tendrá que verificarlo y
mandar a activar la bobina K1M.
S 1 Q
S 2 Q
K 1 M

94
Realizar una lista de ordenamiento, esto es, una tabla donde
indique la relación de simbologías entre la representación
eléctrica y los operandos.
Un operando representa la ubicación del sensor o actuador
cableado en el PLC, así:
I 0,1
La letra “I” significa INPUT, se trata de una entrada.
El número “0”, significa que el módulo de entrada (byte) se
encuentra en la posición adyacente a la CPU, o que se trata de
un PLC compacto donde en un sólo bloque están incluidas la
CPU y módulos de Entrada / Salida.
El número “1” representa el terminal de conexión en el módulo
de entrada.
Una lista de ordenamiento tiene las siguientes partes
Designación Descripción Operando
Con el ejemplo veremos cómo se llena esta tabla.
Luego se procederá a programar en dos representaciones:
• Diagrama de contactos.
• Plano de funciones.
Para el circuito eléctrico se pide:
1 Lista de ordenamiento
2 Diagrama de contactos
3 Plano de funciones
4 Diagrama de conexiones
1. LISTA DE ORDENAMIENTO
ENTRADAS
DESIGNACIÓN DESCRIPCIÓN OPERANDO
S1Q Pulsador N.A. I0,1

95
SALIDAS
K1M Contactor
principal
O0,1
2. DIAGRAMA DE CONTACTOS
Figura 5.5
Interpretación: “Para que la salida O0,1 del PLC se active,
será necesario que el PLC verifique que exista una señal en I0,1
Y en I0,2”.
3. PLANO DE FUNCIONES
Figuras 5.6
Interpretación: “Para que la salida O0,1 del PLC se active, será
necesario que el PLC verifique que exista una señal en I0,1 y
en I0,2”.

96
4. DIAGRAMA DE CONEXIONES
Figura 5.7
2.2.2. FUNCIÓN LÓGICA O (OR)
Análogamente a la función “Y”, veremos la solución de la
función “O”
CIRCUITO ELÉCTRICO EQUIVALENTE
Figura 5.8
6
5
4
3
2
1
0 0
1
2
3
4
5
6
PLC
77
S2QS1Q
K1M
OUTPUTINPUT

97
Se pide:
ENTRADAS
SALIDAS
HIH Lámpara
señalizadora
O0,1
Figura 5.9
O en I0,2”.

98
Figura 5.10
O en I0,2”.
Figura 5.11

99
3. ARQUITECTURA DEL PLC
3.1. ESTRUCTURA BÁSICA DE UN PLC
Un controlador lógico programable está constituido por un conjunto de
módulos o tarjetas (circuitos impresos), en los cuales están ubicados los
componentes electrónicos que permiten su funcionamiento. Cada una de
las tarjetas cumple una función específica. Algunos PLC tienen una
cubierta o carcaza, llamada comúnmente “rack”, que viene a ser un
bastidor donde se alojan las tarjetas en forma ordenada, que por lo
general están comunicadas.
El controlador programable tiene una estructura muy semejante a los
sistemas de programación, como el computador, cuya estructura física
(hardware) está constituido por:
• Fuente de alimentación.
• Unidad de procesamiento central (CPU).
• Módulos o interfases de entrada/salida (E/S).
• Módulos de memoria.
• Unidad de programación.
• Módulos inteligentes.
En la figura siguiente se muestra el diagrama de bloques de un
automatismo gobernado por PLC, y a continuación se describe, con mayor
detalle, cada una de las partes del controlador programable.
Figura 5.12 Diagrama de bloques de un PLC gobernando un proceso.

100
3.2. FUENTE DE ALIMENTACIÓN
La función de la fuente de alimentación en un controlador, es
suministrar la energía eléctrica a la CPU y demás tarjetas según la
configuración del PLC.
En los circuitos interiores de una fuente de alimentación se transforma la
tensión alterna de la red a tensión continua, en niveles que garanticen el
funcionamiento del hardware del PLC.
A la fuente de alimentación también se le conoce como la fuente de
poder: Power Supply.
Figura 5.13 Fuente de alimentación para un PLC modular Simatic S5
(Cortesía de Siemens).
Todas las fuentes están protegidas contra cortocircuitos mediante
fusibles, que muy fácilmente pueden ser reemplazados en caso de una
avería.
3.3. UNIDAD DE PROCESAMIENTO CENTRAL (C.P.U.)
Es la parte más compleja e imprescindible del controlador programable,
en otros términos, podría considerarse el cerebro del controlador.
La unidad central está diseñada en base a microprocesadores y
memorias. Las memorias son del tipo ROM y RAM.
La memoria ROM (Read Only Memory): es una memoria de lectura, que
permanece fija en el CPU, contiene el sistema operativo con que opera el
controlador, NO SE BORRA.

101
La memoria RAM (Random Access Memory): memoria de acceso
aleatorio, es una memoria volátil y fácil de modificarla.
En la memoria RAM se ubican:
⇒ La memoria del usuario.
⇒ Los temporizadores.
⇒ Los contadores.
⇒ Los bits o memorias internas.
⇒ Base de datos.
Figura 5.14 Telemecanique (TSX 87-40 y TSX 107-40) /
(Cortesía de Telemecanique)
La CPU al igual que para las computadoras, se pueden clasificar de
acuerdo a la capacidad de su memoria y las funciones que puedan
realizar, además de su velocidad de procesamiento. El tiempo de lectura
del programa está en función del número y tipo de instrucciones, y por lo
general es del orden de los milisegundos. Este tiempo tan pequeño
significa, que cualquier modificación de estado en una entrada, modifica
casi instantáneamente el estado de una señal de salida.
3.4. MÓDULOS O INTERFASES DE ENTRADA Y SALIDA (E/S)
Los módulos de entrada o salida son las tarjetas electrónicas que
proporcionan el vínculo entre la CPU del controlador programable y los
dispositivos de campo del sistema. A través de ellas se origina el
intercambio de información, ya sea con la finalidad de adquirir de datos, o
para el mando o control de las máquinas presentes en el proceso.
Los dispositivos de campo de entrada más utilizados son: los
interruptores, los finales de carrera, termostatos, pulsadores, sensores de
temperatura, entre otros.
Los dispositivos de campo de salida más utilizados son: las bobinas
de las electroválvulas, los contactores principales, las lámparas
indicadoras, etc.
Unidades de
procesamiento central

102
Los módulos de entrada, transforman las señales de entrada a niveles
permitidos por la CPU. Mediante el uso de un acoplador óptico, los
módulos de entrada aíslan eléctricamente el interior de los circuitos,
protegiéndolo contra tensiones peligrosamente altas, los ruidos eléctricos
y señales parásitas. Finalmente, filtran las señales procedentes de los
diferentes sensores ubicados en las máquinas.
Los módulos de salida, permiten que la tensión llegue a los dispositivos de
salida. Con el uso del acoplador óptico y con un relé de impulso, se
asegura el aislamiento de los circuitos electrónicos del controlador, y se
transmiten las órdenes hacia los actuadores de mando.
Tipos de módulos de entrada y salida
Debido a que existen una gran variedad de dispositivos exteriores
(sensores y actuadores), encontramos diferentes tipos de módulos de
entrada y salida, cada uno de los cuales sirve para manejar cierto tipo de
señal (discreto o análogo) a determinado valor de tensión o corriente en
DC o AC.
3.4.1. MÓDULOS DE ENTRADA DISCRETA
Estas tarjetas electrónicas se usan como enlace o interfases
entre los dispositivos externos, denominados también sensores,
y la CPU del PLC.
Estos sensores son los encargados de leer los datos del
sistema, que para este caso sólo son del tipo discreto, además,
tienen la característica de comunicar los dos estados lógicos:
activado o desactivado, o lo que es lo mismo, permitir el paso
o no de la señal digital (1 ó 0). Los sensores pueden ser del
tipo manual (pulsadores, conmutadores, selectores, etc.) o del
tipo automático (finales de carrera, detectores de proximidad
inductivos o capacitivos, interruptores de nivel, etc.).
En la figura siguiente, se presentan los circuitos eléctricos
equivalentes y elementales de los módulos de entrada discreta
para DC y AC respectivamente. Ambos tipos de interfase tienen
el mismo principio, a diferencia que los de alterna incluyen una
etapa previa de rectificación.

103
Figura 5.15
Figura 5.16
Figura 5.17 Módulos de entrada discreta de la
familia Simatic-S5 (Cortesía de Siemens)

104
MÓDULOS DE SALIDA DISCRETA
Al igual que los módulos de entrada discreta, estos módulos se
usan como interfase entre la CPU del controlador programable
y los dispositivos externos (actuadores), en la que sólo es
necesario transmitirle dos estados lógicos, activado o
desactivado. Los actuadores que se conectan a estas interfases
pueden ser: contactores, relés, lámparas indicadoras,
electroválvulas, displays, anunciadores, etc.
MÓDULOS DE SALIDA DISCRETA TIPO TRANSISTOR
Su principio de funcionamiento es a base de transistores, lo que
significa una constitución íntegramente en estado sólido con
características para trabajar en corriente continua (DC) de
larga vida útil y con bajo nivel de corriente.
Figura 5.18 Circuito equivalente de una interfase de salida discreta en DC (Tipo
transistor).
MÓDULOS DE SALIDA DISCRETA TIPO TRIAC
Estas interfases funcionan mediante la conmutación de un
Triac, son igualmente en estado sólido y se usan para manejar
señales en corriente alterna.

105
Figura 5.19 Circuito equivalente de una interfase de salida discreta en AC (Tipo TRIAC).
MÓDULOS DE SALIDA DISCRETA TIPO RELÉ
Estos módulos a diferencia de los anteriores, están compuestos
por dispositivos electrónicos y un micro relé electromagnético
de conmutación. Su campo de acción le permite trabajar en AC
y DC y con diferentes niveles de tensión, con la ventaja de
manejar corrientes más elevadas pero con el inconveniente de
una corta vida útil debido al desgaste de la parte móvil de los
contactos.
Durante su funcionamiento estos módulos se caracterizan
respecto a los de estado sólido, por el reconocible sonido de los
contactos de conmutación que emiten los micro-relés.
Figura 5.20 Circuito equivalente de una interfase de salida discreta en AC (Tipo Relé).

106
MÓDULOS DE ENTRADA ANALÓGICA
Los módulos de entrada analógica son tarjetas electrónicas que
tienen como función, digitalizar las señales analógicas para que
puedan ser procesadas por la CPU. Estas señales analógicas
que varían continuamente, pueden ser magnitudes de
temperaturas, presiones, tensiones, corrientes, etc.
A estos módulos, según su diseño, se les puede conectar un
número determinado de sensores analógicos. A estos
terminales de conexión (2), se les conoce como canales.
Existen tarjetas de 4, 8, 16 y 32 canales de entrada analógica.
Es importante señalar, que cualquier magnitud analógica que se
desea procesar a través de los módulos de entradas analógicas,
tiene que estar representada por una señal de tensión,
corriente o resistencia; este trabajo es realizado por el mismo
sensor o a través de un transductor (dispositivo que transforma
cualquier parámetro físico, químico y biológico en una magnitud
eléctrica).
Estos módulos se distinguen por el tipo de señal que
reciben, pudiendo ser de tensión (mV) o de corriente (mA) los
que se encuentran dentro de ciertos rangos estandarizados. Los
más difundidos son:
Señal de corriente: 0-20 mA, 4-20 mA, ±10 mA
Señal de tensión: 0-10V, 0-5V, 0-2V, ±10V
La ventaja de trabajar con señales de corriente y no con
señales de tensión, radica en que no se presentan los
problemas del ruido eléctrico y de caída de tensión.
Figura 5.21 Módulo de entrada analógica (Cortesía Siemens).

107
MÓDULOS DE SALIDA ANALÓGICA
Estos módulos son usados cuando se desea transmitir hacia los
actuadores análogos señales de tensión o de corriente que
varían continuamente.
Su principio de funcionamiento puede considerarse como un
proceso inverso al de los módulos de entrada analógica.
Las señales analógicas de salida son de dos tipos, señales de
corriente y señales de tensión. Dentro de los valores
estandarizados tenemos:
Señal de corriente: 0-20mA, 4-20mA, ± 20 mA
Señal de tensión : 0-10V, ± 10V
Figura 5.22 Módulo de salida análogo (Cortesía de Telemecanique)
3.5. MÓDULOS DE MEMORIA
Son dispositivos electrónicos enchufables en la CPU, destinados a guardar
información de manera provisional o permanente. Se cuentan con dos
tipos de memorias, volátiles (RAM) y no volátiles (EPROM Y EEPROM),
según requieran o no de energía eléctrica para la conservación de la
información.
La capacidad de memoria de estos módulos se diseñan para diferentes
tamaños, las más típicas son: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 Kb, y más,
excepcionalmente.
A continuación se detalla los diferentes tipos:

108
MEMORIA RAM (Random Access Memory)
Este tipo de memoria sirve para almacenar el programa del
usuario durante su elaboración y prueba, donde es posible
modificarlo constantemente. El contenido de la memoria RAM,
es volátil, es decir, su contenido se pierde si el suministro de
energía proporcionado por la fuente de alimentación se
desconecta.
Por consiguiente, para evitar perder la información ante fallas
del suministro, es necesario salvaguardarlo mediante una
batería de larga duración enchufable en la CPU, estas baterías
están disponibles para todos los tipos de controladores y tienen
una duración que varía entre 2 a 5 años, dependiendo del tipo
de CPU. Es importante por consiguiente, que esta batería se
mantenga en perfectas condiciones durante todo el tiempo de
funcionamiento del PLC.
MEMORIA EPROM (Enable Programmable Read Only
Memory)
Es un módulo de memoria enchufable del tipo no volátil, es
decir, la información contenida se conserva aún cuando se
pierde el suministro de energía. Se utiliza normalmente para
guardar programas definitivos ya probados y debidamente
depurados, además pueden ser transportados y utilizados en
cualquier controlador de su marca y tipo.
Para grabar este módulo es necesario utilizar aparatos de
programación destinados también, para este propósito,
mientras que para borrarlos deben ser sometidos a rayos
ultravioletas durante 15 a 45 minutos. Por lo tanto, se requiere
de una unidad para la escritura y otra para el borrado.
Figura 5.23 Módulo de
memoria EPROM de 8 Kb (Cortesía
de Siemens).

109
MEMORIA EEPROM (Electrically Erasable Programmable
Read Only Memory)
Este módulo tiene las mismas características que el módulo
EPROM, con la única diferencia que el borrado se realiza
eléctricamente, es por ello que se denomina memoria de sólo
lectura, eléctricamente programable y borrable.
Para estos tipos de módulos, los aparatos de programación
realizan las dos funciones, tanto de programación como de
borrado.
3.6. UNIDAD DE PROGRAMACIÓN
Los aparatos de programación denominados también terminales de
programación, son el medio de comunicación entre el hombre y la
máquina, a través de la escritura y lectura; con estos terminales podemos
realizar la modificación, monitoreo, forzado, diagnóstico y la puesta a
punto de los programas. Estos aparatos están constituidos por un teclado
y un dispositivo de visualización, donde el teclado muestra todos los
símbolos (números, letras, instrucciones, etc.) necesarios para la escritura
del programa y otras acciones anteriormente señaladas. El visualizador o
pantalla pone a la vista todas las instrucciones programadas o registradas
en memoria.
Los aparatos de programación son una herramienta importante y
necesaria para el diálogo con el PLC, pero físicamente independiente, las
cuales nos permiten:
• Escribir a través de una lista de instrucciones o mediante un método
gráfico los programas, así como modificarlos o borrarlos de manera
total o parcial.
• Leer o borrar los programas contenidos en la memoria RAM de la CPU,
o también de las memorias EPROM o EEPROM.
• Simular la ejecución de las instrucciones del programa a través del
forzado de las entradas o salidas.
• Detectar y visualizar las fallas del programa o fallas originadas en los
dispositivos de campo de entrada o salida.
• Visualizar en todo momento el estado lógico de los dispositivos de
entrada y accionadores (en tiempo real).
• Realizar la transferencia de los programas contenidos en la memoria
RAM o EPROM, a los diferentes periféricos, tales como: discos
magnéticos o impresora.

110
Figura 5.24 Programador tipo computadora.
3.7. MEMORIAS INTERNAS
Continuando con la programación, ahora veremos otra herramienta muy
usadas en la solución de aplicaciones industriales.
Una memoria interna es aquella donde se puede almacenar los resultados
provenientes de las combinaciones de entradas y salidas y, este valor
almacenado, puede tomar diferente denominaciones tales como:
Bits (B)
Marca (M)
Bandera (F), etc.
Una memoria interna se considera desde el punto de vista técnico, como
una salida virtual, esto quiere decir que físicamente no activa una salida
como un contactor, sino, es un dato que se encuentra almacenado en la
memoria y puede tomar los valores de 0 y 1.
Sus ventajas se reflejan en:
• Simplifica la solución de los problemas.
• Rápido diagnóstico de fallas, etc.
La interpretación del funcionamiento será más clara cuando desarrollemos
el siguiente ejemplo:

111
PRENSA HIDRÁULICA
DESCRIPCIÓN TECNOLÓGICA
Automatizar una prensa hidráulica, de modo que sólo pueda funcionar
cuando la rejilla protectora esté cerrada (S3 y S4). Además deberán
haberse presionado dos pulsadores (S1 y S2), y el pistón se encuentre en
su posición inicial (S5).
Si durante el descenso del pistón, la rejilla de abre o se deja de presionar
cualquiera de los dos pulsadores, el pistón se detiene instantáneamente.
Cuando el pistón llega al límite inferior (S6), inmediatamente inicia su
retorno al límite superior. Durante su retorno, la rejilla protectora puede
abrirse y dejar de presionar los pulsadores.
Todos los pulsadores e interruptores de final de carrera están
normalmente abiertos en su estado de reposo.
ESQUEMA TECNOLÓGICO
Figura 5.25

112
Se pide:
ENTRADAS
S1 Pulsador N.A. I0,1
S2 Pulsador N.A. I0,2
S3 Interruptor final de carrera N.A. I0,3
SALIDAS
Y1 Bobina de electroválvula O0,1
Y2 Bobina de electroválvula O0,2
Figura 5.26
NOTA: Las memorias internas en Telemecanique, se representan desde
B0 hasta B999.

113
Figura 5.27
Figura 5.28

114
MEMORIAS SET / RESET
El principio de funcionamiento de esta memoria denominada
SET / RESET consiste:
Con la presencia de una señal discreta del tipo permanente
(interruptor, conmutador, etc.) o mediante un pulso por el lado
Set de la función, se produce una memorización de la salida;
esto significa que dicha salida queda activada
permanentemente, aún cuando está señal desaparezca
después, siempre y cuando por el lado del Reset no se active
la señal que lo afecta.
Cuando se desea borrar la memorización de la salida, es decir
desactivarlo, será necesario aplicarle por el lado del reset de la
función la condición lógica 1 a través de la entrada que lo
afecta. Solamente es necesario, al igual que para el set aplicar
un pulso.
Finalmente, si existiera la simultaneidad de señales tanto por el
lado set como reset, la activación de la salida se producirá o no,
conforme estén ordenadas las instrucciones de set y reset en la
función; esto significa, que si el set esta primero que el reset, la
salida no se activa, y si la orden de reset está primera que la
del set la salida se activa.
Para una mejor compresión del tema, explicaremos mediante
un ejercicio como se aplica la función set / reset.
ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR ELÉCTRICO
DESCRIPCIÓN TECNOLÓGICA
Se desea arrancar un motor eléctrico trifásico en directo que cuenta con:
• Relé térmico de protección contra sobrecarga.
• Pulsadores de arranque y parada.

115
CIRCUITOS
Figura 5.29
Se pide:
Control Fuerza

116
ENTRADAS
F1F Relé térmico N.C. I0,0
S2Q Pulsador de parada N.C. I0,1
S3Q Pulsador de arranque N.A. I0,2
SALIDAS
K1M Contactor principal O0,1
Figura 5.30
Figura 5.31
I0 ,2
I0 ,0 O 0 ,1
I0 ,1
O 0 ,1
S
R
S
R
I0,2
I0,0
I0,1
O 0,1

117
Figura 5.32
4. SISTEMAS DE CONFIGURACIÓN
4.1. CONFIGURACIÓN: PLC COMPACTO
Son aquellos PLCs que utilizan poco espacio en su construcción y reúnen
en la estructura básica del hardware todas las tarjetas electrónicas que
describimos anteriormente, tal como la fuente de alimentación, la CPU, la
memoria y las interfases de E/S.
Las principales ventajas que presentan estos PLC compactos,
denominados así por su tamaño, son más económicos dentro de su
variedad.
• Menor espacio por su construcción compacta.
• Su programación es bastante sencilla.
• No requiere conocimientos profundos para su selección.
• Fácil instalación.
• Soportan contingencias extremas de funcionamiento tales como,
temperaturas <60°C, fluctuaciones de tensión, vibraciones mecánicas,
humedad, etc.
Actualmente se diseñan equipos, que por su tamaño reducido, pero con
características de funcionamiento cada vez más complejos, son
denominados Nano-PLC para la marca Telemecanique, Micrologix 1000
para la marca Allen Bradley, etc.

118
Por otro lado, su bajo costo permite ser los más solicitados del mercado,
utilizándose, inclusive, en las “viviendas inteligentes”. Algunos consideran
que utilizar esta configuración ya es rentable cuando reemplazan a unos
cinco relés, por encima de él se abre toda una variedad de tareas. Su uso
radica en aplicaciones simples y en numerosos sectores, siendo los más
comunes:
• Arrancadores de motores.
• Mando de bombas.
• Máquinas de embolsado.
• Mando de compuertas.
• Centros de formación.
• Calefacción, climatización, ventilación.
• Embotelladoras.
• Transporte.
• Sistemas automáticos de equipos, etc.
Figura 5.33
Figura 5.34
4.2. CONFIGURACIÓN: PLC MODULAR
Son aquellos PLCs que pueden ser configurados (armados) de acuerdo a
las necesidades, para “armar” al PLC utilizamos las tarjetas (o módulos)
electrónicos estudiados anteriormente, logrando mayor flexibilidad.
Controlador Lógico Programable
Compacto: TSX 17 - 20
Controlador Lógico Programable
Compacto: TSX 07

119
Cada configuración es diferente, según la tarea de automatización.
Cuando se decide instalar PLC modulares, hay que seleccionar cada uno
de los componentes, empezando, en primer lugar, por el cerebro del PLC,
esto es, la unidad central (CPU), ellos varían de acuerdo a la capacidad de
memoria del usuario, tiempo de ejecución y software requerido, en otras
palabras, de acuerdo a la complejidad de la tarea o tareas de
automatización.
En segundo lugar, hay que tener presente el tipo y cantidad de módulos
de Entrada/Salida (E/S) digitales y análogas, módulos inteligentes, etc.,
de acuerdo a los requerimientos.
En tercer lugar, la fuente de alimentación, según la potencia que
consume la CPU, módulos de E/S, periféricos, más módulos futuros.
Y finalmente, el tamaño del rack, conociendo de antemano todos los
módulos involucrados y pensando también en expansiones futuras.
En la siguiente tabla comparativa se resume algunos datos técnicos de los
PLC modulares existentes en el mercado local:
Valores comparativos de tres marcas de PLC en configuración
modular.
MARCA PROCEDENCIA SERIE C P U
CAPACIDAD
DE
MEMORIA
(Kb)
SCAN *
TIME
(ms/Kb)
SIEMENS 103 20 10
(Simatic) ALEMANIA S5-100U 102 4 15
100 2 75
5/03 24 1
ALLEN-BRADLEY SLC-500 5/02 4 4,8
5/01 4 8
GE U S A 341 80 0,3
GENERAL
ELECTRIC
90-30 334 16 0,4
FANUC 313/3
23
6 0,6
* Tiempo de ejecución, en promedio, para 1K de instrucciones con
aproximadamente 65% de operaciones binarias y 35% de operaciones
del tipo palabra.
Las ventajas y desventajas de la configuración modular son:
• Son más caros que los compactos y varían de acuerdo a la
configuración del PLC.
• Las ampliaciones se hacen de acuerdo a las necesidades, por lo
general, se incrementan los módulos de E/S discreto o analógico.

120
• En caso de avería, puede aislarse el problema, cambiando el módulo
averiado sin afectar el funcionamiento del resto.
• Utiliza mayor espacio que los compactos.
• Su mantenimiento requiere de mayor tiempo.
Las aplicaciones que se pueden desarrollar con estos tipos de PLC son
más versátiles: van desde pequeñas tareas, como los del tipo compacto,
hasta procesos muy sofisticados.
La figura siguiente muestra un tipo de PLC en configuración modular:
Figura 5.35 Simatic S5 - 100U (Cortesía Siemens)
4.3. CONFIGURACIÓN: PLC COMPACTO-MODULAR
Una configuración compacto-modular está constituida, básicamente, por
un PLC del tipo compacto, que se ha expandido a través de otros
módulos, por lo general, entradas y salidas discretas o analógicas,
módulos inteligentes, etc. El uso de las expansiones se debe a que la
unidad básica que contiene la CPU, generalmente está diseñada con
pocas E/S, y cuando la aplicación a automatizar contiene muchos
sensores y actuadores, es necesario ampliar el controlador, utilizando
solamente módulos de E/S gobernados por la misma unidad básica. Esta
configuración destaca por las siguientes características:
• Son más económicos que los PLC de tipo modular.
• La selección es sencilla ya que la CPU está seleccionada.
• Soportan contingencias extremas de funcionamiento.
• Su programación es fácil, donde solamente se debe tener en cuenta el
direccionamiento de las instrucciones, según la unidad de extensión a
la que se refiere.
Figura 5.36 TSX 17-20 en configuración compacto-modular (Cortesía Telemecanique)

121
UNIDAD VI
HHEERRRRAAMMIIEENNTTAASS DDEESSCCRRIIPPTTIIVVAASS DDEE LLOOSS
AAUUTTOOMMAATTIISSMMOOSS
1. Descripción tecnológica (textual).
2. Diagramas desplazamiento fase.
3. Ecuaciones booleanas.
4. Diagramas lógicos.
5. Diagramas de contactos o escalera.
6. Diagramas de Flujo.
7. El gráfico funcional, el GRAFCET.
Desde el momento que un automatismo esta siendo concebido en la cabeza de los
proyectistas, se hacen necesario contar con herramientas descriptivas que puedan
expresar claramente las condiciones de funcionamiento esperadas. En esta etapa es la
expresión textual, la usada para describir las condiciones de funcionamiento del
sistema. Esto se acompaña de los llamados diagramas desplazamientos fase, o
tablas de secuencia, que explicara los movimientos de los actuadores. Cuando esto
no es suficiente se tiene al GRAFCET en un primer nivel, para las especificaciones
funcionales.
A continuación se pasará al análisis de factibilidad y búsqueda de las mejores
soluciones técnicas y tecnológicas. Es esta etapa de descripción técnica donde el
GRAFCET pasa a un segundo nivel donde se visualiza las especificaciones tecnológicas
involucrando álgebra boleana. Probablemente en esta etapa se haga uso también de
los organigramas, o diagramas de flujo.
La siguiente etapa se desarrolla la parte de mando, se establecen normativas,
nomenclaturas, se desarrollan esquemas eléctricos, o diagramas lógicos, si la
aplicación del mando estará en un lugar con peligro de explosión, el desarrollo de
diagramas neumáticos será una alternativa a considerar. Para condiciones
especiales de comportamiento los diagramas de flujo son una herramienta útil y
también fácil de comprender.
Lo interesante de todo esto es que muchas de las herramientas descriptivas de los
automatismos son ahora aceptados como lenguajes de programación en los ya
populares PLC. La norma IEC 1131-3 indica que los diagramas de funciones (diagramas
lógicos), el lenguaje literal (tipo PASCAL), el diagrama secuencial (tipo GRAFCET), el
diagrama escalera (tipo circuitos eléctricos), son ahora herramientas de programación.
Esto por supuesto redundará en menor tiempo de realización y montaje de la parte del
mando, así como en la puesta a punto de la maquina y en el futuro en la reparación.
Veamos ahora un poco más en detalle cada una de estas y otras herramientas
descriptivas involucradas en los automatismos.

122
1. EXPRESIÓN TEXTUAL Y LENGUAJE LITERAL
La descripción en forma de texto se usa principalmente para especificar los
límites globales del sistema a realizar. Utilizando un lenguaje simple, se enumera
lo que este automatismo debe hacer describiendo cada etapa y precisando las
condiciones que debe satisfacer en cada momento.
En la actualidad es indispensable usar también herramientas gráficas para
complementar esta explicación, puesto que los automatismos a realizar en
producción son cada vez más complejos y tienen de condiciones muy difíciles de
explicar con solo texto.
Figura 6.1

123
A continuación se muestra un ejemplo de este tipo de descripción.
TECSUP Taller Eléctrico Avanzado II
TALADRO DE ARBOL AUTOMATICO
1.- CONSIDERACIONES:
A.- MOTORES:
a).- Motor de rotación:
Motor trifásico asíncrono de rotor en jaula de ardilla de: 3,7 Kw,
estrella/triángulo, 220/380 V, 13.4/7.7 A, 3470 rpm.
b).- Motor de traslación:
Motor trifásico asíncrono de polos conmutables de: 3.7/1.1 Kw,
triángulo/doble estrella, 220 V, 14.5/6.6 A, 1730/855 rpm.
B.- DISPOSITIVOS DE ENTRADA:
a).- Pulsador de marcha S1:
Para poner en funcionamiento la máquina.
b).- Pulsador de parada de emergencia S2:
Para detener la máquina en caso de emergencia.
c).- Interruptor de posición LS1:
Que permita iniciar y finalizar el ciclo de funcionamiento de la máquina.
d).- Interruptor de posición LS2:
Que permita hacer el cambio de velocidad del motor de traslación.
e).- Interruptor de posición LS3:
Que permita hacer el cambio de giro del motor de traslación.
C.- DISPOSITIVOS DE SEÑALIZACION:
a).- Lámpara de señalización H1:
Que señalice el funcionamiento de la máquina.
b).- Lámparas de señalización H2:
Que señalice el proceso de taladrado de una pieza.
c).- Lámpara de señalización H3:
Que señalice la parada de la máquina por sobrecarga de uno de los motores.
2.- CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO:
A.- SECUENCIA DE CONEXION Y DESCONEXION:
a).- Al presionar el pulsador S1 deberá ponerse en funcionamiento primero el motor
de rotación y transcurrido 1 s el de traslación en alta velocidad y de tal manera que el
taladro descienda.
b).- Al pasar el taladro por la posición del interruptor LS2, la velocidad del
motor de traslación deberá disminuir.
c).- Cuando el taladro llegue a la posición del interruptor LS3, se deberá
invertir el sentido de giro del motor de traslación y su velocidad aumentará.
d).- Al llegar el taladro a la posición del interruptor LS1, los dos motores
dejaran de funcionar.
e).- En caso de emergencia durante el funcionamiento de la máquina, al
presionar el pulsador S2, los dos motores dejarán de funcionar.
B.- FALLAS:
a).- Una falla en cualquiera de los motores detendrá el funcionamiento de la
máquina. Solucionado el problema, al presionar el pulsador S1 deberá
ponerse en funcionamiento primero el motor de rotación y luego de 1 s el de
traslación de tal manera que el taladro ascienda.
b).- Al presentarse una falla en el suministro de energía eléctrica, la secuencia
de conexión de la máquina será igual que en el caso anterior.

124
2. DIAGRAMAS DE DESPLAZAMIENTO
DESPLAZAMIENTO-FASE
La representación gráfica se la posición de los accionamientos o del estado lógico
de las variables se realiza en función del tiempo.
Figura 6.2
DESPLAZAMIENTO-FASE
Figura 6.3

125
Símbolos para elementos, líneas y combinaciones para representación en el
diagrama desplazamiento fase.
Figura 6.4
Figura 6.5

126
Ejemplo de uso de un diagrama desplazamiento-tiempo.
Figura 6.6
Figura 6.7
- Señal de ON-OFF
- Señal de MARCHA AUTOMÁTICA
- AND, en condiciones “Y”
- AND, y condiciones que vienen de otra
máquina.
- Limite de carrera 1S2, posición extendido del
cilindro 1A
- Presostato regulado a 6 bar
- En condición Y (AND).
- Limite de carrera 2S3, es actuado durante
una distancia mayor por una leva.
- 2S3: El limite 2S3 es dejado libre.
- Temporizador, señal regulada a 5s
- Salida de señal que va a otra máquina.

127
3. ECUACIONES BOOLEANAS
El álgebra de Boole manipula las variables “Todo o Nada”, para describir en
forma de ecuaciones los tratamientos lógicos, combinatorios de las Partes de
Mando de los sistemas automatizados.
Esta álgebra comprende reglas específicas. Las funciones de base son las
funciones Y, O y NO.
Figura 6.8
Con estas variables booleanas utilizadas para los captadores, la descripción del
de los automatismos puede ser más precisa.
Figura 6.9

128
4. DIAGRAMA LÓGICO
El ensamblaje gracias a sus diferentes entradas y salidas de los diferentes
bloques que simbolizan cada función lógica permite la descripción gráfica del
tratamiento de la parte de mando
4.1. FUNCIONES COMBINATORIAS
Anteriormente hemos visto que la parte de mando de un sistema
automatizado:
• Recibe diversas señales (desde los captadores, desde el
• tablero de mando, pupitre, etc.), estas son las variables de Entrada;
• Emite señales diversas (hacia la máquina, hacia el operador), estas son
las variables de Salida.
Cuando a cada combinación de variables de Entrada sólo corresponde un
estado de una variable de Salida, la relación se denomina “combinatoria”
y también puede expresarse sencillamente en forma lógica, ejemplo:
S = a.b.(c + d.e)
Figura 6.10
4.2. FUNCIONES SECUENCIALES
Cuando por el contrario el estado de la variable Salida depende también
de los acontecimientos precedentes, el problema se denomina
“secuencial”.
En la expresión de un problema secuencial se debe introducir el concepto
de memoria.
Este concepto se puede describir y realizar de diferentes formas:
Funciones de memoria, circuitos con realimentación, GRAFCET.

129
A continuación una visión de la lógica que relaciona a la neumática y
electricidad.

130
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8

131
5. ESQUEMAS DE CONTACTOS
Basado sobre una lógica eléctrica de contactos y de relés, esta herramienta
gráfica permite describir una realización cableada efectiva, un tratamiento lógico
o una programación.
La forma de su representación, depende para cada tipo de utilización:
Circuito eléctrico cableado de mando o de potencia.
Expresión lógica generalmente con vistas a una programación.
5.1. ESQUEMAS DE CONTACTOS PARA REALIZACIÓN CABLEADA
Los esquemas de contactos igualmente denominados esquemas
desarrollados conciernen tanto a los circuitos de mando como a los
circuitos de potencia.
Figura 6.11

132
Figura 6.12
Más allá de la representación lógica de los contactos eléctricos, estos
esquemas tienen por vocación especificar los componentes realmente
instalados, completadas con informaciones, que pueden comprender:
• La simbolización de las funciones de cada elemento o componente;
• La identificación de los bornes y de los tipos de alimentación;
• El direccionamiento de cada contacto a su elemento principal;
• La identificación geográfica en los diferentes folios (planos).
Figura 6.13

133
5.2. DIAGRAMA EN ESCALERA PARA EXPRESIÓN LÓGICA
La utilización del diagrama en escala para especificar funciones lógicas
generalmente programadas sólo requiere una identificación funcional de
los componentes y de sus contactos asociados.
Figura 6.14
5.3. ORGANIGRAMAS Y DIAGRAMA DE FLUJO
El grafismo y el simbolismo de este útil permiten principalmente la
descripción secuencial de los mandos programables y precisando a
medida en que se producen los tratamientos a realizar,
Figura 6.15

134
Descripción del modo de operación basado en el paso 2 de la secuencia,
lo cual es representativo para las demás acciones.
Figura 6.16
Figura 6.16
6. EL GRÁFICO FUNCIONAL (GRAFCET)
El GRAFCET permite una representación gráfica de las especificaciones
funcionales del equipo.
Gráfico de descripción
Los grafismos de base del Gráfico Funcional (etapas, uniones, transiciones...),
permiten la representación clara de un sistema automatizado.
Al extenderse el cilindro
1 A activa el límite de
carrera 1S2.
La señal de 1S2...
...Y la señal de un
interruptor del sensor
de presión (presostato)
B1...
...Aplica energía al
solenoide 2Y1...
...también desactiva
al solenoide 2Y2...
...El elemento de control
(válvula electro-neumática)
del cilindro 2A cambia de
posición y...
... el cilindro 2A se
extiende.

135
Figura 6.17
Además de las secuencias lineales, el Gráfico Funcional ofrece la posibilidad de
describir las secuencias opcionales (direccionamientos) o las secuencias
simultáneas (paralelismo).

136
Figura 6.18

137
ANOTACIONES
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