Neumática

MARCO TEÓRICO

El marco teórico que se desarrolla a continuación se describe los conceptos y definiciones acerca de la teoría que se utilizará a lo largo del proyecto con base al planteamiento del problema que se ha realizado, para el entendimiento de este proyecto.

Primero partiremos con la definición de Neumática con el fin de comprender el funcionamiento de la máquina, para llevar a cabo el proceso de investigación.

2.1 Neumática

La neumática es la tecnología que emplea un gas (normalmente aire comprimido) como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. Los procesos consisten en incrementar la presión de aire y a través de la energía acumulada sobre los elementos del circuito neumático (por ejemplo los cilindros) efectuar un trabajo útil. Entre los elementos que podemos controlar se encuentran:

2.1.1 Compresores neumáticos

El término se utiliza para nombrar a una máquina que, a través de un aumento de la presión, logra desplazar fluidos compresibles, como los gases.  Un ejemplo de un compresor de aire se muestra en la Figura 1. (Merino, 2014)

[pic 1]

Figura 1. Compresor de aire.

2.1.2 Cilindros neumáticos

Los cilindros neumáticos son unidades que transforman la energía potencial del aire comprimido en energía cinética o en fuerzas prensoras. Básicamente consisten en un recipiente cilíndrico provisto de un émbolo o pistón. Entre los diferentes cilindros neumáticos que existen podemos encontrar: (¨Microautomatisacion¨, 2017)

2.1.3 Válvulas reguladoras.

Son las válvulas que regulan la presión del aire comprimido, permitiendo que los cilindros neumaticos tengan una accionamiento a velocidades diferentes. El simbolo de estas válvulas se muestra en la Figura 2. (Fernández, 2017)

[pic 2]

Figura 2. Simbología de una válvula de bloqueo.

2.2 Control eléctrico

Un control eléctrico es un circuito de control previamente diseñado para un proceso en específico y está conformado por elementos como: relevadores de control, contactores, protecciones eléctricas y conductores, normalmente son utilizados para el control de un sin fin de equipos dentro de un proceso industrial o doméstico.  (Amadori, 2017)

2.2.1 Sistema de potencia.

A partir del descubrimiento de la energía eléctrica y su posible utilización comercial por parte del hombre, su posible utilización comercial por parte del hombre, ésta ha jugado un papel importante en el desarrollo de la humanidad.

El desarrollo de grandes fuentes de energía para ejecutar trabajos útiles ha sido la clave del dilatado progreso industrial y parte primordial en la mejora de calidad de vida del hombre, en la sociedad moderna.

Pero el proceso de hacer llegar la energía eléctrica desde las fuentes hasta los consumidores, requieren desde las fuentes hasta los consumidores, requieren de estructuras cada vez más complejas, denominadas sistemas de potencia;

Las cuales poseen asociadas una serie de fenómenos en condiciones operativas normales anormales, que son motivo del apasionado estudio de los ingenieros electricistas establecer una definición única de sistema de potencia, es algo difícil, ya que existe gran cantidad potencia, es algo difícil, ya que existe gran cantidad de autores que han establecido sus puntos de vista al respecto de esto, por ello, para ser objetivo se presentan los conceptos internacionalmente aceptados por instituciones de importancia.

Una de las definiciones más aceptadas a escala mundial, es la establecida por el institute of electrical and electronics engineer (IEEE –instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos), este define un sistema de potencia como: una red formada por unidades generadoras eléctricas, cargas y/o líneas de transmisión de potencia incluyendo el equipo asociado conectado potencia, incluyendo el quipo asociado, conectado eléctricamente o mecánicamente a la red.

Por otra parte el diccionario de termitos eléctricos y electrónicos de la IEEE, define el sistema de potencia electrónica de la IEEE, define el sistema de potencia como las fuentes de potencia eléctrica, conductores y equipos requerido para suplir la potencia eléctrica.

Red eléctrica de potencia que se encarga de generar, transmitir y distribuir la energía eléctrica, hasta los consumidores. (Gonzalez-Longatt, 2008)

2.2.3  Fuente de poder.

La fuente de alimentación es de proporcionar un valor de tensión adecuado para el funcionamiento de cualquier dispositivo.

La fuente de alimentación se encarga de convertir la entrada de tensión alterna de la red en una tensión continua y consta de varias etapas que son: Transformación, rectificación, filtrado y regulación.

2.2.4 Etapa de rectificación:

Esta etapa queda constituida por diodos rectificadores cuya función es de rectificar la señal proveniente del bobinado secundario del transformador. Existen 2 tipos de configuraciones que son rectificación de media onda y de onda completa, tal como se observa en la figura 3.

[pic 3]

Figura 3. Circuito de etapa de rectificación.

2.2.5 Etapa de filtrado:

Esta etapa queda constituida por uno o varios capacitores que se utilizan para eliminar la componente de tensión alterna que proviene de la etapa de rectificación. Los capacitores se cargan al valor máximo de voltaje entregado por el rectificador y se descargan lentamente cuando la señal pulsante desaparece, permitiendo lograr una nivel de tensión lo más continua posible como se observa en la Figura 4.

[pic 4]

Figura 4. Circuito de etapa de filtrado.

2.2.6 Etapa de regulación:

Esta etapa consiste del uso de uno o varios circuitos integrados que tienen la funcion de mantener constante las caracteristicas del sistema y tienen la capacidad de mantener el estado de la salida independientemente de la entrada, como se puede apreciar en la Figura 5.

[pic 5]

Ilustración 5. Diagrama de bloques de etapa de regulación

En la figura 5 se observa el proceso de cada etapa, para lograr la transformación de corriente, en la etapa de rectificación, principalmente tiene la capacidad de rectificar la señal proveniente de la bobina del transformador, pasa a la etapa de filtrado donde se encuentran los capacitores para eliminar la tensión alterna proveniente de la etapa de rectificación, cuando se lleva a cabo la etapa de filtrado comienza la etapa de regulación donde se tiene la capacidad de controlar y mantener el estado de salida de corriente. (ABC ¨Definiciones¨, 2018).

2.2.7 Botones o pulsadores industriales.

Son dispositivos para ayudar a cambiar el funcionamiento de una máquina, o entender su estado actual.

El término “botón” se utiliza para referirse a dos cosas diferentes. Primero, se trata de un tipo específico de botón que se maneja oprimiéndolo en un panel. (Eaton, C.-H. “Módulo de aprendizaje, 2017).

[pic 6]

Figura 6. Botón o Pulsador industrial.

2.2.8 Cables y conductores eléctricos.

Se puede definir como conductor eléctrico aquel componente de un sistema, capaz de permitir el paso continuo de una corriente eléctrica cuando es sometido a una diferencia de potencial entre dos puntos. “En general, toda forma de materia en estado sólido o líquido posee en algún grado propiedades de conductividad eléctrica, pero determinados materiales son relativamente buenos conductores y otros están casi totalmente desprovistos de esta propiedad”, (¨FR Control¨, 2016).

Como ejemplo, los metales son los mejores conductores, mientras que otras substancias tales como óxidos metálicos, sales, minerales, y materiales fibrosas presentan una conductividad relativamente baja. Algunas otras substancias tienen una conductividad tan baja que se clasifican como no conductores denominándose con mayor propiedad dieléctricos o aislamientos eléctricos.

Los conductores eléctricos se utilizan para permitir el paso de la corriente eléctrica entre dos puntos con diferente potencial eléctrico. Cuando se presenta este paso de corriente eléctrica se dice que se ha establecido un circuito; el cual se puede definir por medio de cuatro propiedades eléctricas fundamentales: resistencia, inductancia, capacitancia y resistencia de aislamiento.

Tabla 2. Tabla de Corriente y potencia soportada según calibre AWG.

[pic 7]

En la tabla 2 se puede apreciar los calibres de los cables que son usados con mayor frecuencia en instalaciones eléctricas, así como la corriente soportada (amperaje), y los watts soportados a 127 V.

Un conductor eléctrico es un elemento de un sistema constituido de un material de alta conductividad eléctrica que puede ser utilizado para el transporte de energía eléctrica. En general y para nuestros fines, un conductor eléctrico consta de un filamento o alambre, de una serie de alambres cableados y/o torcidos, de material conductor, que se utiliza desnudo, o bien cubierto con material aislante.

...