DISEÑO DE UN CIRCUITO DE CONTROL AUTOMÁTICO

PARA UN PORTÓN ELÉCTRICO

CRITERIOS DE DISEÑO

El diseño se realizará de acuerdo a las siguientes consideraciones:

1. Utiliza un pulsador START y uno de parada de emergencia.

2. Utiliza finales de carrera para la apertura y cierre (ambos limitan el recorrido

en ambos sentidos).

3. Utiliza una fotocelda de seguridad para detener el motor en caso de que un

obstáculo quede en el recorrido de cierre del portón: Si un obstáculo está en su

recorrido el portón deberá detenerse y si el obstáculo permanece por más de

5seg el motor deberá cambiar el sentido de giro y se abrirá completamente

manteniéndose así hasta retirar dicho objeto. Si el obstáculo permanece menos

de 5seg el portón se detendrá y arrancara de nuevo en dirección de cierre.

4. El tiempo de espera luego de que el motor abre completamente será de 15seg.

5. El sistema de control deberá contar con una luz intermitente que comenzara a

funcionar con el inicio del ciclo de apertura y se apagara cuando el portón

cierre completamente.

6. En el horario comprendido entre las 6am y 7 am y de 6pm a 7pm el portón se

cerrara y abrirá automáticamente debido al volumen vehicular. De lunes a

viernes.

7. Al completar el ciclo de apertura y cierre del sistema deberá estar listo para

realizar otro ciclo al presionar el START.

El control del accionamiento del motor del portón, cuenta con cinco entradas

y cuatro salidas, siendo estas:

Entradas:

I1: Accionamiento del motor desde estado de cierre. Denota el inicio del ciclo de

apertura del automatismo y acciona el motor en el sentido requerido.

I2: Final de carrera en apertura, el cual limita el recorrido de apertura del portón. Al

accionarse, el motor deberá apagarse y comenzar una cuenta de 15 segundos para

comenzar a cerrar, de no haber ningún obstáculo detectado por la fotocelda de

seguridad; si se detecta un obstáculo el motor no cerrará hasta cuánto éste haya sido

removido.

I3: Final de carrera en cierre, el cual limita el recorrido, cuando una vez abierto el

portón, se está cerrando. Al activarse el motor deberá apagarse y el portón se

detendrá, permaneciendo cerrado hasta cuánto sea accionado de nuevo, a través de la

entrada I1.

I4: Esta entrada simula una fotocelda de seguridad que detecta la presencia de un

obstáculo en el cierre. Si el obstáculo se mantiene por menos de 5 segundos el portón

sigue cerrándose, si se mantiene por más de 5 segundos el portón se abrirá

completamente y no cerrará hasta que el obstáculo no sea removido.

I5: Parada de emergencia. Al pulsar esta entrada, el motor del portón se apagará sin

importar el sentido que tuviese en el momento. Además, la activación de esta entrada

no permite que se accione el motor de nuevo hasta cuánto no sea pulsada una segunda

vez, en cuyo caso el motor encenderá y el portón seguirá en el sentido que tuviera

antes de ocurrir la parada, sea cierre o apertura.

Salidas:

Q1: Indica el accionamiento del motor en el sentido de giro de apertura del portón.

Q2: Indica el accionamiento del motor en el sentido de giro de cierre del portón.

Q3: Señalización intermitente que indica que el portón se encuentra en

funcionamiento o en un estado de cierre incompleto.

Q4: Señalización fija que indica que el portón está detenido (motor apagado).

CIRCUITO DE FUERZA

El circuito de fuerza corresponde a un circuito de arranque directo con

inversión de giro.

Las salidas del relé programable deberán conectarse de manera tal que se

obtengan los sentidos de giro requeridos en el circuito de potencia.

CIRCUITO DE CONTROL

FUNCIONAMIENTO

Partiendo de un estado inicial de cierre total, la entrada I3 correspondiente al

final de carrera en cierre se encuentra activada (NC), es decir que el estado los

contactos asociados a I3 en el circuito de control, es el contrario al mostrado. En este

punto, se indica que el motor está detenido y el portón correctamente cerrado con las

salidas Q4, la cual se encuentra energizada y la salida Q3, que se encuentra apagada.

Para abrir el portón es necesario activar la entrada I1, al hacerlo, se encenderá

la salida Q1 y el portón comenzará su ciclo de apertura. Por ser I3 de naturaleza

mecánica, con la apertura del portón se abrirá. Q3 se energiza y se visualiza a través

de una señalización intermitente que el portón ha entrado en operación; Q3 no

apagará durante mientras el portón esté en operación o cerrado incorrectamente (se

considera un cierre correcto solo cuando I3 está siendo presionado mecánicamente

por el portón)

Al llegar al final de carrera I2, el portón activará mecánicamente esta entrada

y el motor se detendrá. Se apagará entonces la salida Q1 y se encenderá Q4.

Comenzará una cuenta de 15 segundos, que al finalizar, de no haber obstáculos en el

recorrido del portón, accionará el motor en sentido de cierre (se apaga Q4 y se

enciende Q2).

Si no es detectado un obstáculo por la fotocelda de seguridad mientras el

portón hace su recorrido de cierre, accionará mecánicamente éste el final de carrera

en cierre I3, deteniendo el motor, y apagándose entonces Q2 y Q3, energizándose y

visualizándose solamente Q4. Se ha regresado entonces al estado inicial, cumpliendo

un ciclo de apertura y cierre que puede volver a repetirse activándose I1.

Casos especiales:

a) Horario de apertura automática: mediante el uso de un reloj programable se

hace posible la apertura y cierre automático del portón entre las horas de

mayor demanda de funcionamiento, las cuales se establecen de 6am a 7am y

de 6pm a 7pm desde los días lunes hasta los días viernes. En la hora de

apertura el portón se abrirá y permanecerá abierto hasta la hora de cierre.

b) Obstáculo detectado por la fotocelda de seguridad: Se ha dispuesto de una

fotocelda de seguridad de manera que sea posible detener el motor del portón

en un caso dado donde un objeto (por ejemplo una persona) se encuentre en el

recorrido del portón mientras éste se está cerrando; cuando se está abriendo no

sucedería nada si un obstáculo fuese detectado y el portón seguiría abriéndose

hasta llegar al final de carrera I2.

En cierre, si la fotocelda de seguridad detecta un obstáculo (cierre de

I4 en el circuito de control), se detiene automáticamente el motor del portón.

Si el obstáculo se mantiene en el recorrido por menos de cinco segundos,

cuando esté fuera del campo de detección de la fotocelda, el portón seguirá

cerrándose. Si el obstáculo se mantiene por más de cinco segundos, se

activará el motor en un sentido de apertura, activará el final de carrera I2, y no

comenzará la cuenta de los 15 segundos para el cierre hasta cuánto no sea

removido el obstáculo.

c) Parada de emergencia: se ha dispuesto de una entrada que permite la

desenergización del motor tanto en sentido de apertura como de cierre en

cualquier momento e inhabilita el accionamiento de portón a través de la

entrada I1; si el portón ya ha activado I2 y se prepara para cerrarse, y se pulsa

la parada emergencia, se detendrá la cuenta de los 15 segundos y comenzará

desde cero una vez que sea habilitado de nuevo el funcionamiento del

automatismo.

Si la parada de emergencia se realiza mientras el motor se esté

abriendo, el motor se detiene y cuando sea habilitado el automatismo

(pulsando de nuevo el botón de parada) seguirá abriéndose hasta alcanzar el

final de carrera I2. Si la parada de emergencia se realiza mientras el motor se

está cerrando, al pulsar de nuevo I5, el portón seguirá cerrándose.

ELEMENTOS EASY UTILIZADOS

La función de los elementos utilizados para este esquema, según descritos por

la documentación del dispositivo simulado, se desarrolla a continuación:

Relé con función de contactor

La señal de salida sigue inmediatamente a la señal de entrada. El relé trabaja

como un contactor.

Diagrama de comportamiento:

Representación en “easy”:

A cada uno de estos relés en el circuito se encuentra asociado un contactor que

cambia de estado cuando se energiza la bobina correspondiente. Comparte la letra

(tipo) y el número con la bobina a la que están asociados.

Relé temporizador

Para este tipo de relé debe definirse una bobina de disparo en el esquema de

contactos y configurar, de acuerdo a su disposición en el diagrama, los contactos

temporizados asociados a ella (con el mismo número) por separado, según sean

contactos de cierre o de apertura.

Al configurar un contacto temporizado en la ventana de esquema de contactos,

el EASYSOFT requerirá que se configure el valor de ciertos parámetros de acuerdo a

un símbolo. Cada parámetro tiene su función asociada:

Para el caso en estudio se seleccionó para los temporizadores T1 y T3 el

parámetro “X”: conectar con retardo de respuesta. Una conexión On-delay. Para el

temporizador T2 se utilizó la conexión en intermitente.

Reloj temporizador

EASY ofrece cuatro relojes temporizadores, cada uno con

cuatro canales (A,B,C y D) configurables, para un total de 32 tiempos

de conexión.

En casos de caídas de tensión, el reloj sigue funcionando. Sin embargo, los

relés del reloj programable dejan de funcionar. En un estado de corte de tensión, los

contactos se mantienen abiertos (o cerrados si así se ha dispuesto el estado inicial).

Para integrar un reloj programable en el esquema de control, se coloca como

un contacto y a través de la pantalla de parámetros se fija en cada uno de los canales

deseados el día de la semana, el tiempo de conexión y desconexión y la autorización

de la pantalla de parámetros para ser vista sin necesidad de entrar en las líneas de

programa.

Función telerruptor

Un telerruptor es un relé que cambia y mantiene de forma estática su estado

cuando se conecta por un momento una tensión a la bobina de relé.

Un relé con bobina, sea de salida “Q” o auxilia “M” puede establecerse con

esta función.

En el caso de este diseño, se establece el relé con bobina M3 con función

telerruptor para el control de la parda de emergencia del portón eléctrico.