sensores en la neumática · ... convertidores de señales y sensores para la técnica de vacío....
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Manual de trabajoTP 240
Con CD-ROM
Festo Didactic
566912 es
Sensores en la neumática
G
I
U 4
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I
s
Nº de artículo: 566912
Actualización: 11/2009
Autores: Frank Ebel, Markus Pany
Gráficos: Doris Schwarzenberger
Layout: 02/2010, Beatrice Huber; Frank Ebel
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Alemania, 2013
Internet: www.festo-didactic.com
E-mail: [email protected]
El comprador adquiere un derecho de utilización limitado sencillo, no excluyente, sin limitación en el
tiempo, aunque limitado geográficamente a la utilización en su lugar / su sede.
El comprador tiene el derecho de utilizar el contenido de la obra con fines de capacitación de los empleados
de su empresa, así como el derecho de copiar partes del contenido con el propósito de crear material
didáctico propio a utilizar durante los cursos de capacitación de sus empleados localmente en su propia
empresa, aunque siempre indicando la fuente. En el caso de escuelas / universidades y centros de
formación profesional, el derecho de utilización aquí definido también se aplica a los escolares,
participantes en cursos y estudiantes de la institución receptora.
En todos los casos se excluye el derecho de publicación, así como la inclusión y utilización en Intranet e
Internet o en plataformas LMS y bases de datos (por ejemplo, Moodle), que permitirían el acceso a una
cantidad no definida de usuarios que no pertenecen al lugar del comprador.
Los derechos de entrega a terceros, multicopiado, procesamiento, traducción, microfilmación, traslado,
inclusión en otros documentos y procesamiento por medios electrónicos requieren de la autorización previa
y explícita de Festo Didactic GmbH & Co. KG.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 III
Contenido
Utilización debida ________________________________________________________________________ IV
Prólogo ______________________________________________________________________________ V
Introducción ____________________________________________________________________________ VII
Indicaciones de seguridad y utilización _____________________________________________________ VIII
Equipo didáctico: sensores en la neumática (TP 240) ____________________________________________X
Objetivos didácticos _______________________________________________________________________ XI
Atribución de ejercicios en función de objetivos didácticos ______________________________________ XII
Equipo didáctico _________________________________________________________________________ XIV
Atribución de componentes y tareas _________________________________________________________ XVI
Informaciones para el instructor ___________________________________________________________ XVII
Estructura de los ejercicios ________________________________________________________________ XIX
Denominación de los componentes _________________________________________________________ XIX
Contenido del CD-ROM ___________________________________________________________________ XX
Tareas y soluciones
Ejercicio 1: Automatización de una estación de separación de piezas ________________________________ 1
Ejercicio 2: Reparación de una estación de colocación de piezas ____________________________________ 7
Ejercicio 3: Puesta en funcionamiento de una estación de control de piezas ________________________ 15
Ejercicio 4: Tensar una cinta de transporte ___________________________________________________ 26
Ejercicio 5: Punzonado de piezas ___________________________________________________________ 34
Ejercicio 6: Fijación de tablas ______________________________________________________________ 44
Ejercicio 7: Control de botellas de plástico ____________________________________________________ 52
Ejercicio 8: Colocación de botellas __________________________________________________________ 60
Ejercicio 9: Medición de la línea característica del caudal de una válvula reguladora __________________ 66
Ejercicio 10: Control de aspiración de lentes __________________________________________________ 72
IV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Utilización debida
El equipo didáctico «Sensores en la neumática» deberá utilizarse únicamente cumpliendo las siguientes
condiciones:
Utilización apropiada y convenida en cursos de formación y perfeccionamiento profesional
Utilización en perfecto estado técnico
Los componentes del conjunto didáctico cuentan con la tecnología más avanzada actualmente disponible y
cumplen las normas de seguridad. A pesar de ello, si se utilizan indebidamente, es posible que surjan
peligros que pueden afectar al usuario o a terceros o, también, provocar daños en el sistema.
El sistema para la enseñanza de Festo Didactic ha sido concebido exclusivamente para la formación y el
perfeccionamiento profesional en materia de sistemas y técnicas de automatización industrial. La empresa
u organismo encargados de impartir las clases y/o los instructores deben velar por que los
estudiantes/aprendices respeten las indicaciones de seguridad que se describen en el presente manual.
Festo Didactic excluye cualquier responsabilidad por lesiones sufridas por el instructor, por la empresa u
organismo que ofrece los cursos y/o por terceros, si la utilización del presente conjunto de aparatos se
realiza con propósitos que no son de instrucción, a menos que Festo Didactic haya ocasionado dichos daños
premeditadamente o de manera culposa.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 V
Prólogo
El sistema de enseñanza en materia de sistemas y técnica de automatización industrial de Festo se rige por
diversos planes de estudios y exigencias que plantean las profesiones correspondientes. En consecuencia,
los equipos didácticos están clasificados según los siguientes criterios:
Conjuntos didácticos de orientación tecnológica
Mecatrónica y automatización de procesos de fabricación
Automatización de procesos continuos y técnica de regulación
Robotino® – Estudiar e investigar con robots móviles
Equipos didácticos híbridos
Los equipos didácticos técnicos abordan los siguientes temas: neumática, electroneumática, hidráulica,
electrohidráulica, hidráulica proporcional, controles lógicos programables, sensores, electrotecnia y
actuadores eléctricos.
Los equipos didácticos tienen una estructura modular, por lo que es posible dedicarse a aplicaciones que
rebasan lo previsto por cada uno de los equipos didácticos individuales. Por ejemplo, es posible trabajar
con controles lógicos programables para actuadores neumáticos, hidráulicos y eléctricos.
VI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Todos los equipos didácticos tienen la misma estructura:
Hardware (equipos técnicos)
Teachware (material didáctico para la enseñanza)
Software
Seminarios
El hardware incluye componentes y equipos industriales que han sido adaptados para fines didácticos.
La concepción didáctica y metodológica del «teachware» considera el hardware didáctico ofrecido. El
«teachware» incluye lo siguiente:
Manuales de estudio (con ejercicios y ejemplos)
Manuales de trabajo (con ejercicios prácticos, informaciones complementarias y soluciones)
Colecciones de ejercicios (con ejercicios prácticos e informaciones complementarias)
Transparencias para proyección y vídeos (para crear un entorno de estudio activo)
Los medios de estudio y enseñanza se ofrecen en varios idiomas. Fueron concebidos para la utilización en
clase, aunque también son apropiados para el estudio autodidáctico.
El software incluye software didáctico, de simulación, de visualización, de diseño de proyectos, de
construcción y de programación.
Los contenidos que se abordan mediante los equipos didácticos se completan mediante una amplia oferta
de seminarios para la formación y el perfeccionamiento profesional.
¿Tiene alguna sugerencia o desea expresar una crítica en relación con el presente manual?
Envíe un e-mail a: [email protected]
Los autores y Festo Didactic están interesados en conocer su opinión.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 VII
Introducción
El presente manual de trabajo forma parte del sistema para la enseñanza en materia de sistemas y técnica
de automatización industrial de Festo Didactic GmbH & Co. KG. El sistema constituye una sólida base para la
formación y el perfeccionamiento profesional de carácter práctico. El conjunto didáctico TP 240 aborda el
tema de los sensores utilizados en la neumática.
Se tratan exhaustivamente los temas relacionados con sensores de presión, sensores de caudal,
transmisores analógicos de posiciones para cilindros neumáticos, convertidores de señales y sensores para
la técnica de vacío.
Para efectuar el montaje de los sistemas de control, debe disponerse de un puesto de trabajo fijo, equipado
con un panel de prácticas perfilado de Festo Didactic. El panel perfilado tiene 14 ranuras en T paralelas a
una distancia de 50 milímetros. La fuente de corriente continua es una unidad de alimentación eléctrica con
anticortocircuitaje (entrada: 230 V, 50 Hz; salida: 24 V, máx. 5 A). La fuente de aire comprimido puede ser
un compresor móvil con silenciador (230 V, aprox. 50 l/min., máximo 800 kPa = 8 bar).
La presión de funcionamiento deberá ser, como máximo, de p = 600 kPa = 6 bar. Para un funcionamiento
óptimo, la presión de funcionamiento del sistema de control deberá ser de máximo p = 500 kPa = 5 bar con
aire sin lubricar.
Para llevar a cabo los diez ejercicios, se necesitan el conjunto didáctico TP 240 y, además, los componentes
del conjunto didáctico TP 201.
Además, se ofrecen hojas de datos correspondientes a todos los componentes (cilindros, sensores, etc.).
Material didáctico
El material didáctico para aprendices y estudiantes correspondiente al presente manual consiste de una
colección de ejercicios
Sensores para sistemas neumáticos, nº de artículo 566916
La colección de ejercicios puede pedirse independientemente del manual de trabajo. De esta manera, cada
estudiante puede disponer de su propio manual de ejercicios.
VIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Indicaciones de seguridad y utilización
Informaciones generales
Los estudiantes únicamente podrán trabajar con los equipos en presencia de un instructor.
Lea detenidamente las hojas de datos correspondientes a cada uno de los componentes y,
especialmente, respete las respectivas indicaciones de seguridad.
Los fallos que podrían mermar la seguridad no deberán ocasionarse durante las clases y deberán
eliminarse de inmediato.
Parte mecánica
Manipule los componentes de la estación únicamente si está desconectada.
Monte todos los componentes fijamente sobre la placa perfilada.
Respete las indicaciones sobre el posicionamiento de los componentes.
Parte eléctrica
Únicamente deberá utilizarse baja tensión (de máximo 24 V DC).
Las conexiones eléctricas únicamente deberán conectarse y desconectarse sin tensión.
Utilizar únicamente cables provistos de conectores de seguridad.
Al desconectar los cables, únicamente tire de los conectores de seguridad, nunca de los cables.
Neumática
No deberá superarse la presión máxima admisible de 600 kPa (6 bar).
Únicamente conectar el aire comprimido después de haber montado y fijado correctamente todos los
tubos flexibles.
No desacoplar tubos flexibles mientras el sistema esté bajo presión.
¡Peligro de accidente al conectar el aire comprimido!
Los cilindros pueden avanzar o retroceder de modo incontrolado.
¡Peligro de accidente por tubos sueltos bajo presión!
– Si es posible, utilice tubos cortos.
– Utilice gafas de protección.
– Si se suelta un tubo bajo presión, proceda de la siguiente manera:
Desconecte de inmediato la alimentación de aire comprimido.
Montaje del sistema neumático:
Establezca las conexiones utilizando tubos flexibles de 4 ó 5 milímetros de diámetro exterior.
Introduzca los tubos flexibles hasta el tope de las conexiones enchufables.
Antes de desmontar los tubos flexibles, deberá desconectarse la alimentación de aire comprimido.
Desmontaje del sistema neumático:
Presione el anillo de desbloqueo de color azul y retire el tubo flexible.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 IX
Técnicas de fijación
Las placas de montaje de los equipos están dotadas con las variantes de fijación A, B o C:
Variante A: sistema de fijación por enclavado
Para componentes ligeros, no sometidos a cargas (por ejemplo, válvulas de vías). Los componentes se
montan grapándolos simplemente en las ranuras de panel perfilado. Para desmontar los componentes
debe accionarse la leva azul.
Variante B: sistema de fijación por giro
Componentes medianamente pesados sometidos a cargas bajas (por ejemplo, cilindros neumáticos).
Estos componentes se sujetan al panel perfilado mediante tornillos con cabeza de martillo. Para sujetar
o soltar los componentes se utilizan las tuercas moleteadas de color azul.
Variante C: sistema de fijación por atornillamiento
Para componentes que soportan cargas altas o componentes que no se retiran con frecuencia del panel
perfilado (por ejemplo, válvula de cierre con unidad de filtro y regulador). Estos componentes se fijan
mediante tornillos de cabeza cilíndrica y tuercas en T.
Accesorios recomendados
Para evaluar el funcionamiento de los circuitos, se necesita un multímetro digital.
Finalidad del multímetro digital:
Medición de tensiones de funcionamiento, tensiones de salida y corrientes de salida.
X © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Equipo didáctico: sensores en la neumática (TP 240)
El equipo didáctico tecnológico TP 240 incluye una gran cantidad de material didáctico. El presente equipo
didáctico incluye exclusivamente sensores para el uso en sistemas neumáticos. Los componentes
individuales del equipo didáctico TP 240 también pueden formar parte del contenido de otros equipos
didácticos.
Componentes principales del TP 240
Mesa de trabajo fija con panel perfilado de Festo Didactic
Conjuntos de equipos didácticos y componentes individuales (por ejemplo, sensores, cilindros, surtido
de piezas, carro deslizante)
Instalaciones de laboratorio completas
Fluidos
El material didáctico del equipo didáctico TP 240 incluye un manual de estudio, un manual de trabajo y una
colección de ejercicios. En el manual de estudio se ofrecen informaciones básicas de física y tecnología
relacionadas con los sensores. El manual de trabajo incluye las soluciones correspondientes a cada una de
las 10 tareas, las hojas de trabajo de la colección de ejercicios y un CD-ROM. La colección de ejercicios
incluye un juego de hojas de trabajo para cada uno de los ejercicios.
El equipo didáctico se entrega con hojas de datos correspondientes a los componentes del hardware.
Además, las hojas de datos también constan en el CD-ROM.
Fluidos
Manual de estudio Detectores de proximidad
Manual de trabajo Sensores en la neumática
Colección de ejercicios Sensores en la neumática
Colección de transparencias Detectores
Programa de estudio digital WBT Sensores 1: Sensores en la neumática
Cuadro general de los medios correspondientes al equipo didáctico TP 240
Para el equipo didáctico TP 240 se ofrece el programa de estudio digital (WBT), “Sensores 1: Sensores en la
neumática”. Este programa didáctico trata de manera detallada el tema de los sensores utilizados en
sistemas de control neumáticos en equipos automatizados. Recurriendo a un ejemplo complejo
correspondiente a la realidad industrial, el estudiante adquiere conocimientos básicos de la tecnología de
los sensores y es capaz de seleccionar los sensores apropiados en cada caso.
Los materiales didácticos disponibles constan en los catálogos y en Internet. Los equipos didácticos de la
tecnología de la automatización industrial se actualizan y amplían constantemente. Los juegos de
transparencias, las películas, los CD-ROM y DVD, los programas y otros medios didácticos se ofrecen en
diversos idiomas.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 XI
Objetivos didácticos
Detectores de proximidad magnéticos
El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de detectores de proximidad magnéticos.
El estudiante conocerá detectores de proximidad para captar las posiciones finales de un cilindro.
El estudiante conocerá los términos utilizados en relación con detectores de posición.
El estudiante conocerá el funcionamiento de diversos tipos de detectores de proximidad.
El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de detectores magnetorresistivos.
El estudiante conocerá los símbolos de detectores de proximidad utilizados en esquemas de distribución.
El estudiante sabrá seleccionar detectores de posición para controlar posiciones finales.
El estudiante sabrá montar y ajustar detectores de posición magnéticos.
Transmisor de posiciones
El estudiante conocerá el funcionamiento y el símbolo de transmisores de posición.
El estudiante sabrá cómo obtener y evaluar la línea característica de un transmisor de posición.
El estudiante conocerá las posibles aplicaciones de transmisores de posición.
El estudiante conocerá el funcionamiento de un convertidor de señales.
El estudiante sabrá utilizar un convertidor de señales para obtener y evaluar los datos correspondientes.
Sensores de presión
El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un convertidor neumático-eléctrico.
El estudiante podrá clasificar sensores de presión según métodos de medición.
El estudiante podrá describir el funcionamiento de un sensor de presión.
El estudiante podrá asignar correctamente las conexiones neumáticas y eléctricas de un sensor de presión
analógico.
El estudiante podrá efectuar el ajuste de un sensor de presión.
El estudiante sabrá cómo obtener la línea característica de un sensor de presión.
El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de sensores de presión.
El estudiante conocerá los términos técnicos que explican el funcionamiento de sensores.
El estudiante sabrá utilizar un sensor de presión para controlar fugas.
El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de presostatos.
El estudiante sabrá seleccionar y ajustar vacuostatos para su utilización en aplicaciones específicas.
Sensores de caudal
El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de sensores de caudal.
El estudiante sabrá cómo obtener la línea característica de una válvula reguladora.
El estudiante sabrá cómo obtener la línea característica de un sensor de caudal.
El estudiante conocerá las posibles aplicaciones de sensores de caudal.
XII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Atribución de ejercicios en función de objetivos didácticos
Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Objetivo didáctico
El estudiante conocerá la construcción y el
funcionamiento de detectores de proximidad
magnéticos.
•
El estudiante conocerá detectores de proximidad
para captar las posiciones finales de un cilindro. •
El estudiante conocerá los términos utilizados
en relación con detectores de posición. •
El estudiante conocerá el funcionamiento de
diversos tipos de detectores de proximidad. • •
El estudiante conocerá la construcción y
funcionamiento de detectores
magnetorresistivos.
•
El estudiante conocerá los símbolos de
detectores de proximidad utilizados en
esquemas de distribución.
•
El estudiante sabrá seleccionar detectores de
posición para controlar posiciones finales. •
El estudiante sabrá montar y ajustar detectores
de posición magnéticos. •
El estudiante conocerá el funcionamiento y el
símbolo de transmisores de posición. •
El estudiante sabrá cómo obtener y evaluar la
línea característica de un transmisor de
posición.
•
El estudiante conocerá las posibles aplicaciones
de transmisores de posición. •
El estudiante conocerá el funcionamiento de un
convertidor de señales. •
El estudiante sabrá utilizar un convertidor de
señales para obtener y evaluar los datos
correspondientes.
•
El estudiante conocerá la construcción y el
funcionamiento de un convertidor neumático-
eléctrico.
•
El estudiante podrá clasificar sensores de
presión según métodos de medición. •
El estudiante podrá describir el funcionamiento
de un sensor de presión. •
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 XIII
Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Objetivo didáctico
El estudiante podrá asignar correctamente las
conexiones neumáticas y eléctricas de un sensor
de presión analógico.
•
El estudiante podrá efectuar el ajuste de un
sensor de presión. • •
El estudiante sabrá cómo obtener la línea
característica de un sensor de presión. •
El estudiante conocerá la construcción y
funcionamiento de sensores de presión. •
El estudiante conocerá los términos técnicos que
explican el funcionamiento de sensores. •
El estudiante sabrá utilizar un sensor de presión
para controlar fugas. •
El estudiante conocerá la construcción y
funcionamiento de presostatos. •
El estudiante sabrá seleccionar y ajustar
vacuostatos para su utilización en aplicaciones
específicas.
•
El estudiante conocerá la construcción y
funcionamiento de sensores de caudal. •
El estudiante sabrá cómo obtener la línea
característica de una válvula reguladora. •
El estudiante sabrá cómo obtener la línea
característica de un sensor de caudal. •
El estudiante conocerá las posibles aplicaciones
de sensores de caudal. •
XIV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Equipo didáctico
Con el equipo didáctico TP 240, usted podrá ampliar los conocimientos que adquirió con el equipo didáctico
TP201 sobre el tema de los sensores y detectores utilizados en equipos neumáticos. En este equipo
didáctico se trata detalladamente el tema de los sensores, empezando por el uso de sensores de presión y
de caudal, pasando por la utilización de transmisores analógicos de posición y de transformadores de
señales, llegando hasta el tema de los sensores utilizados en sistemas de vacío. Para ejecutar los proyectos
deben utilizarse los componentes del equipo didáctico TP 201.
Equipo didáctico: Sensores en la neumática (TP 240), nº de artículo 566908
Componente Nº de
artículo
Cantidad
Válvula reguladora con manómetro 539756 1
Convertidores de señales para transmisores de posición 548621 1
Sensor electrónico de presión, 0 – 10 bar 548622 1
Presostato, 0 – -1 bar 548624 1
Sensor de caudal, -1 – 1 l/min, analógico 548625 1
Sensor de caudal, 0,5 – 10 l/min, analógico 548626 1
Generador de vacío 548628 1
Tope ajustable 548630 1
Cilindro perfilado de doble efecto 549832 1
Transmisor de posiciones, 0 – 50 mm, analógico 560124 1
Conjunto de aspiración, diámetro de 10 mm 560158 1
Válvula de estrangulación y antirretorno 560159 1
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 XV
Símbolos de los componentes
Componente Símbolo gráfico Componente Símbolo gráfico
Válvula reguladora con
manómetro
ISO 1219-1
2
31
Sensor electrónico de presión,
0 – 10 bar
EN 60617-7
p1p2
1
3
4
2
ISO 1219-1
p
p1
p2
2
Generador de vacío ISO 1219-1
2
31
Presostato,
0 – -1 bar
EN 60617-7
p1
4
3
ISO 1219-1
p
Cilindro perfilado de doble
efecto
ISO 1219-1
Conjunto de aspiración,
diámetro de 10 mm
ISO 1219-1
Sensor de caudal,
-1 – 1 l/min, analógico
EN 60617-7
1
3
425
q
U
ISO 1219-1
q
2
Válvula de estrangulación y
antirretorno
ISO 1219-1
1
2
Convertidores de señales para
transmisores de posición
EN 60617-7
US
1
3
42
Sensor de caudal,
0,5 – 10 l/min, analógico
EN 60617-7
1
3U
425
q
ISO 1219-1
q
2
Transmisor de posiciones,
0 – 50 mm, analógico
EN 60617-7
G
I
U 4
2
1
3
XVI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Atribución de componentes y tareas
Importante
El ejercicio 1 supone la solución de una tarea teórica, por lo que no es necesario utilizar componentes.
Equipo didáctico TP 240
Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Componente
Válvula reguladora con manómetro 1 1 1 1 1
Convertidores de señales para transmisores de
posición
1
Sensor electrónico de presión, 0 – 10 bar 1 1 1
Presostato, 0 – -1 bar 1
Sensor de caudal, -1 – 1 l/min, analógico 1
Sensor de caudal, 0,5 – 10 l/min, analógico 1
Generador de vacío 1 1
Tope ajustable 1 1
Cilindro perfilado de doble efecto 1 1 1 1 1
Transmisor de posiciones, 0 – 50 mm, analógico 1 1
Conjunto de aspiración, diámetro de 10 mm 1 1
Válvula de estrangulación y antirretorno 1 1
Equipo didáctico TP 201
Ejercicios 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Componentes
Válvula de estrangulación y antirretorno 2 2 2 1 1 1
Detector de proximidad electrónico 2 1
Electroválvula de 5/2 vías con LED 1 1 1 1
Sensor de presión con indicador 1 1
Unidad de entrada de señales eléctricas 1 1 1 1 1
Relé triple 1 1 3 1 1 1
Bloque distribuidor 1 1 1 1 1 1 1 1
Válvula de cierre con unidad de filtro y regulador 1 1 1 1 1 1 1 1
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 XVII
Componentes opcionales
Ejercicios 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Componentes
Multímetro digital 1 1 1
Regla 1
Fuente d alimentación de 24 V DC 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Informaciones para el instructor
Objetivos didácticos
El objetivo didáctico general del manual de trabajo es el de enseñar el funcionamiento de sensores
utilizados en sistemas neumáticos y, además, el montaje de los sistemas correspondientes en el panel
perfilado. La interacción directa entre la teoría y la práctica asegura un rápido y sostenible progreso de los
estudios. Los objetivos detallados constan en la lista anterior correspondiente. Los objetivos didácticos
concretos e individuales están relacionados con cada ejercicio específico.
Duración aproximada
El tiempo necesario para desarrollar los ejercicios depende de los conocimientos previos de los alumnos.
Con aprendices del sector de mecánica o electricidad, la duración es de aproximadamente dos semanas.
Con operarios con nivel de capacitación de oficiales, debe preverse más o menos una semana.
Componentes del equipo didáctico
El manual de trabajo, la colección de ejercicios y los componentes se corresponden. Para solucionar cada
uno de los diez ejercicios se necesitan los componentes incluidos en el equipo didáctico TP 240.
Adicionalmente se necesitan algunos componentes del equipo didáctico TP 201.
Las tareas de todos los ejercicios pueden solucionarse montando los componentes en una placa perfilada
de mínimo 350 mm de ancho.
Las normas
En el presente manual de trabajo se aplican las siguientes normas:
DIN ISO 1219-1: Técnica de fluidos; símbolos gráficos y esquemas de distribución
EN 60617-7: Símbolos gráficos utilizados en esquemas de distribución
EN 61346-2: Sistemas industriales, equipos y productos industriales;
principios aplicados para la estructuración e identificación de referencias
Identificaciones utilizadas en el manual de trabajo
Los textos con las soluciones y las informaciones complementarias en las representaciones gráficas
aparecen en color rojo.
XVIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Identificaciones utilizadas en la colección de ejercicios
Las partes que deben completarse en los textos aparecen marcados con líneas o con celdas sombreadas en
las tablas.
Las gráficas que deben completarse están identificadas mediante un fondo matricial.
Sugerencias para las clases
Aquí se ofrecen informaciones adicionales sobre cada detector. Estas informaciones no aparecen en la
colección de ejercicios.
Soluciones
Las soluciones que se ofrecen en el presente manual de trabajo se obtuvieron llevando a cabo mediciones
de prueba. Por lo tanto, los resultados obtenidos por el instructor pueden ser diferentes.
Especialidades de estudio
A continuación se atribuyen las especialidades (tal como son usuales en centros de formación profesional)
al tema didáctico "Sensores para la detección de piezas". Las especialidades que constan en la tabla no
pretenden ser exhaustivas.
Profesión Tema
Electrónico especializado en
técnicas de automatización
Analizar y adaptar sistemas de control
Analizar equipos y comprobar su seguridad
Programar y crear sistemas de control de equipos industriales
Seleccionar e integrar sistemas de accionamiento
Poner en funcionamiento sistemas de automatización y entregarlos al cliente
Efectuar el mantenimiento y la reparación de sistemas de automatización y
optimizarlos
Mecatrónico Crear sistemas parciales de mecatrónica
Poner en funcionamiento, localizar de fallos y realizar reparaciones
Mecánico industrial Instalar y poner en funcionamiento sistemas de control
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 XIX
Estructura de los ejercicios
La estructura metódica es la misma para todos los 10 ejercicios. Los ejercicios están estructurados de la
siguiente manera:
Título
Objetivos didácticos
Descripción de la tarea a resolver
Esquema de situación
Finalidad del proyecto
Medios auxiliares
Hojas de ejercicios
El manual de trabajo contiene las soluciones de las 10 tareas incluidas en el colección de ejercicios.
Denominación de los componentes
Los componentes incluidos en los esquemas de distribución están denominados de acuerdo con la norma
DIN-ISO 1219-2. Todos los componentes incluidos en un circuito llevan el mismo número principal de
identificación. Dependiendo del componente específico, se agregan letras de identificación. Si un circuito
incluye varios componentes iguales, éstos están numerados correlativamente. Los ramales sometidos a
presión están identificados con la letra P y se numeran por separado.
Cilindros: 1A1, 2A1, 2A2, ...
Válvulas: 1V1, 1V2, 1V3, 2V1, 2V2, 3V1, ...
Sensores: 1B1, 1B2, ...
Señales de entrada: 1S1, 1S2, ...
Accesorios: 0Z1, 0Z2, 1Z1, ...
XX © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912
Contenido del CD-ROM
El manual de trabajo está incluido en el CD-ROM adjunto en forma de archivo de formato pdf. El CD-ROM del
presente equipo didáctico incluye material didáctico complementario.
Estructura del contenido del CD-ROM:
Instrucciones de utilización
Imágenes
Hojas de datos
Presentaciones
Descripción de los productos
Instrucciones de utilización
Instrucciones para la utilización apropiada de los diversos componentes incluidos en el equipo didáctico.
Estas instrucciones son útiles al efectuar el montaje y poner en funcionamiento los componentes
respectivos.
Imágenes
Mediante fotografías y representaciones gráficas se muestran aplicaciones industriales reales. Estas
imágenes pueden aprovecharse para entender mejor la tarea a resolver en cada ejercicio. Además, pueden
utilizarse para ampliar y completar la presentación de proyectos.
Hojas de datos
Las hojas de datos de los componentes se entregan junto con el equipo didáctico y, además, están
guardadas en archivos de formato pdf.
Presentaciones
En esta carpeta se incluyen presentaciones resumidas de los componentes incluidos en el equipo didáctico.
Pueden utilizarse, por ejemplo, para incluirlas en las presentaciones sobre proyectos.
Descripción de los productos
Se ofrecen informaciones del correspondiente fabricante sobre cada uno de los componentes
seleccionados. Esta forma de explicar estos componentes tiene la finalidad de demostrar cómo se presentan
los componentes en un catálogo industrial. Además, estas páginas incluyen informaciones complementarias
sobre los componentes.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566912 1
Ejercicio 1:
Automatización de una estación de separación de piezas
Objetivos didácticos
Una vez realizado este ejercicio, usted habrá alcanzado las siguientes metas didácticas:
Conocerá la construcción y el funcionamiento de detectores magnéticos.
Conocerá detectores de proximidad apropiados para captar las posiciones finales de un cilindro.
Conocerá los términos utilizados en relación con detectores de proximidad.
Conocerá el funcionamiento de diversos tipos de detectores de proximidad.
Descripción de la tarea a resolver
Las piezas se transportan sobre una cinta hacia la sección de mecanizado. Antes de llegar a dicha sección,
es necesario separar las piezas para que lleguen de una en una. La posición final del cilindro separador de
piezas se detecta mediante detectores de proximidad magnéticos.
Esquema de situación
Equipo de separación de piezas
Ejercicio 1: Automatización de una estación de separación de piezas
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Finalidad del proyecto
1. Describa el funcionamiento del detector de proximidad magnético.
2. Seleccione un detector de proximidad para captar la posición final de un cilindro.
3. Explique los términos utilizados en relación con detectores de proximidad.
4. Compruebe si una electroválvula puede conmutar accionada directamente por un detector de
proximidad.
5. Describa el funcionamiento de diversos tipos de detectores de proximidad.
Medios auxiliares
Hojas de datos
Ejercicio 1: Automatización de una estación de separación de piezas
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Construcción y funcionamiento de detectores magnéticos
– Describa la construcción y el funcionamiento de un detector de proximidad magnético (contacto Reed).
Los contactos Reed son detectores de proximidad de accionamiento magnético. Estos detectores
tienen dos lengüetas de contacto que se encuentran en un tubo de vidrio lleno de gas inerte. Por
efecto de un imán se cierra el contacto entre las dos lengüetas, de modo que puede fluir corriente
eléctrica. Tratándose de contactos Reed normalmente cerrados, las lengüetas están pretensadas
mediante un pequeño imán. Esta precarga se supera mediante un imán mucho más potente. Los
contactos Reed tienen una gran duración y su tiempo de respuesta es muy corto (aprox. 0,2 ms).
Además, no precisan de mantenimiento, aunque no deben utilizarse en zonas expuestas a campos
magnéticos fuertes (por ejemplo en las cercanías de máquinas de soldadura por resistencia).
Detección de la posición final de un cilindro neumático
La posición final delantera de un cilindro deberá detectarse con un detector de proximidad. La señal de
salida del detector deberá procesarse en un PLC (control lógico programable). Podrá escogerse entre los
detectores indicados a continuación.
– Seleccione el detector de proximidad apropiado y explique por qué considera que cumple las exigencias
exigidas en este caso.
Detector neumático de proximidad
Detector de proximidad con contacto Reed
Detector de proximidad inductivo
Un detector de proximidad neumático emite una señal de salida neumática que no puede procesarse
con el sistema de control electrónico.
Los detectores de proximidad funcionan sin contacto y sin accionamiento mecánico. Los detectores de
proximidad son insensibles al polvo.
Con un detector de proximidad con contacto Reed es posible detectar el campo magnético de un imán
permanente montado en el émbolo de un cilindro neumático. Considerando que el vástago o la leva
son de metal, es posible utilizar detectores inductivos.
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Términos utilizados en relación con detectores de proximidad
El estado de conmutación de las salidas de detectores de proximidad suele indicarse con NO y NC en las
hojas de datos.
– Explique el significado de estos dos términos.
NO: Normally open (normalmente abierto)
Un sensor es considerado NO (normalmente abierto), si en su estado normal (sin detección de una
pieza) emite la señal de salida 0 (ausencia de tensión). Sólo cuando detecta un objeto, transmite la
señal de salida 1 al sistema de control. Por lo tanto, considerando su comportamiento de
conmutación, este sensor es equivalente a un contacto normalmente abierto.
NC: Normally closed (normalmente cerrado)
Un sensor es considerado NC (normalmente cerrado), si en su estado normal (sin detección de una
pieza) emite la señal de salida 1. Cuando detecta un objeto, transmite una señal de salida 0 al sistema
de control. Por lo tanto, considerando su comportamiento de conmutación, este sensor es equivalente
a un contacto normalmente cerrado.
Características Valor
Margen de tensión de funcionamiento DC 10 – 30 V
Salida conmutada PNP
Funcionamiento del elemento de maniobra Contacto normalmente abierto
Corriente máxima de salida 200 mA
Resistencia a cortocircuitos Sí
Principio de medición Inductivo
Protección contra polarización inversa En todas las conexiones eléctricas
Indicación de estado de conmutación LED amarillo
Tiempo de conexión/desconexión ≤ 0,5 ms
Frecuencia máxima de maniobra 1.000 Hz
Potencia de conmutación máx. DC 6 W
Caída de tensión ≤ 1,8 V
Reproducibilidad del valor de conmutación ± 0,1 mm
Hoja de datos: detector de proximidad magnético (resumen)
– Compruebe el comportamiento de conmutación de la salida de un detector de proximidad magnético.
Para ello, consulte la hoja de datos y efectúe el apunte correspondiente en la hoja de trabajo.
El detector de proximidad magnético tiene una salida PNP y la función de salida es «normalmente
abierta».
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Accionamiento directo de una electroválvula
Un detector de proximidad magnético deber provocar la conmutación de una electroválvula con reposición
por muelle.
Características Valor
Función de válvula Válvula monoestable de 3/2 vías, normalmente cerrada
Tipo de accionamiento Eléctrico
Caudal nominal 500 l/min
Presión de funcionamiento 200 – 800 kPa
Construcción Válvula de corredera
Tipo de reposición Muelle neumático
Función de escape Sin estrangulación
Accionamiento manual auxiliar Enclavamiento
Tipo de mando Servopilotaje
Alimentación del aire de pilotaje Interna
Tiempo de conexión/desconexión 20 ms
Valores característicos de las bobinas 24 V DC, 1,5 W
Fluido Aire comprimido seco, lubricado o sin lubricar
Conexión neumática QS-6
Hoja de datos: Electroválvula de 3/2 vías (resumen)
– Calcule la corriente de salida que debe entregar el detector de proximidad para que la bobina de la
válvula conmute. Consulte los datos necesarios en la hoja de datos de la electroválvula. La tensión de
funcionamiento es de 24 V DC.
La bobina consume 1,5 W. Se invierte la ecuación P = U · I . Cálculo de la intensidad
U
PI = =
24 V
1,5 W= 0,0625 A = 62,5 mA
– Compare este resultado con los datos técnicos del detector magnético de proximidad. Agregue los
datos que se indican a continuación.
Corriente de conmutación de la bobina: 62,5 mA
Corriente de salida máxima del detector de proximidad: 200 mA
Potencia máxima de conmutación del detector de proximidad: 6 W
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– ¿Es posible utilizar el detector de proximidad para accionar directamente la electroválvula? ¿Qué debe
tenerse en cuenta?
Sí, es posible utilizar el detector magnético de proximidad para conmutar la electroválvula de
3/2 vías. Deberá comprobarse si el detector de proximidad sin circuito de seguridad puede conmutar
la carga inductiva de modo fiable y duradero.
Tipos de detectores de proximidad
– Describa la diferencia entre detectores de proximidad (detección sin contacto) y detectores de posición
(detección con contacto). Ofrezca ejemplos.
Detectores de proximidad (detección sin contacto)
En el caso de los detectores de proximidad, no conmutan contactos móviles. En vez de ello, la salida
se conecta electrónicamente a la tensión de alimentación o a masa
(= tensión de salida 0 V).
Ejemplos:
Detectores de proximidad magnéticos (inductivos magnéticos, magnetorresistivos), detectores de
proximidad inductivos, detectores de proximidad capacitivos, detectores de proximidad ópticos
Detectores de posición (detección con contacto)
En el caso de los detectores de posición con detección por contacto, se cierra un contacto al
acercarse, por ejemplo, un imán. De esta manera puede fluir corriente y la salida del detector está
conectada a la tensión de alimentación o a masa (= tensión de salida 0 V).
Ejemplo:
Contacto Reed
– ¿Qué ventaja tienen los detectores de proximidad (sin contacto) en comparación con los detectores de
posición (con contacto)?
Ventajas de los detectores de proximidad (sin contacto)
• Los contactos no ocasionan problemas (por ejemplo, conmutación fiable y sin rebotes y,
por lo tanto, sin dobles puntos de conmutación)
• Sin desgaste de contactos metálicos y, por lo tanto, mayor duración
• Insensibilidad frente a la suciedad y a las vibraciones