5º PARTE, LA TEMPORIZACIÓN

3º SECCIÓN. LA TEMPORIZACIÓN

En la entrega anterior, se vio como se programaban la marcha y la desactivación de las salidas. Ahora me voy a ocupar de la temporización.

Al principio dije que el tiempo en que el motor puede estar funcionando en estrella, oscila entre los 5 a 8 segundos. Así es que me voy a decantar por un tiempo intermedio, o sea 6 segundos. Pasado ese tiempo, el motor ya debería ir a las revoluciones de giro necesarias para mantener el funcionamiento en triángulo, por lo que el contactor de estrella debe desactivarse, e inmediatamente después, debe activarse el contactor de triángulo. Pero es que además debe hacerlo en ese orden para que en ningún momento los dos contactores, el de estrella y el de triángulo, estén conectados simultáneamente, ya que eso es muy perjudicial para el bobinado del motor. Para llevar a cabo esa temporización, comenzamos insertando en el programa, de la forma que ya se conoce, una nueva salida. La Q3, que será en donde se conecte la bobina del contactor KM3, o contactor de triángulo.

Lo siguiente es insertar la función de temporización, que se encuentra en la librería de funciones especiales, apartado temporizadores, y que se llama Retardo a la Conexión. Recordemos el aspecto de esa función (imagen de la derecha) y que se explicó en la 2º parte. También hay que insertar otro Relé Autoenclavador, que será el encargado de mantener activada la salida Q2 (contactor de estrella) pero solo durante los 6 segundos mencionados. Antes de realizar alguna conexión con las nuevas funciones insertadas, conviene ajustar el tiempo de la función. Para ello se selecciona la función B006 y se hace clic con el botón derecho del ratón. Aparecerá un menú con varias opciones y de todas ellas la que nos interesa es: Propiedades del Bloque. Al hacer clic sobre ella, aparecerá la ventana de la figura 1.

En esa ventana puede verse que hay dos pestañas: Parámetros y Comentario. A nosotros nos interesa la pestaña Parámetros. En la figura 1, y señalado con una flecha verde, está el control que nos permite seleccionar entre segundos, minutos u horas. La flecha roja señala las unidades de tiempo, mientras que el control que está entre éstos dos, indica las fracciones de tiempo, donde podremos configurar dichas fracciones (6:05, 6:30 segundos por ejemplo). Así, si se seleccionan segundos en el control que señala la flecha verde, lo que se tecle en el control que señala la flecha roja serán las unidades de tiempo: 1,l 2, 3, 4, segundos etc. Mientras que lo que se seleccione en el control que está a su derecha (la otra lista desplegable) serán las fracciones de segundo, es decir que si se selecciona 2,3 serán 2 segundos y 30 centésimas de segundo. Si se seleccionan minutos, las unidades de tiempo serán minutos, por consiguiente las fracciones que se seleccionen pasarán a ser segundos. Es decir que si se selecciona 2,3 teniendo seleccionado los minutos, serán 2 minutos y 3 segundos. Si se seleccionan horas, las fracciones pasarán a ser minutos. O sea 2,3 pasaran a ser dos horas y 3 minutos. 

Como a nosotros nos interesan los segundos, esa será la unidad de tiempo que seleccionamos, los fijamos en 6, hacemos clic en Aceptar y el temporizador B006 habrá quedado configurado. Para cumplir con la premisa de que el contactor de estrella no puede estar simultáneamente activado con el de triángulo en la transición, hay que insertar otro retardo a la conexión, el B011, que se encargará de desconectar el contactor de estrella 10 centésimas de segundo antes de que entre el contactor de triángulo, por lo que éste segundo temporizador habrá que configurarlo con 5,90 segundos.

Lo siguiente es conectar los bloques adecuadamente, con lo que el programa, después de las conexiones, quedará como muestra la figura 2. Los nuevos bloques insertados van del B006 al B011. Los bloques B007, relé autoenclavador, y B008, puerta OR, ya conocemos su funcionamiento. Los dos temporizadores B006 y B011 están configurados a 6 y 5,90 segundos respectivamente, y los bloques B009 y B010, son puertas AND con evaluación de flancos. 

Si ahora se pulsa el botón de Marcha, el contactor de línea y el de estrella se conectarán, pero también lo harán los temporizadores B006 y B011, y como el temporizador B011 está configurado a 5,90 segundos, y está conectado a la entrada R del bloque B002, y su salida está conectado a Q2 (contactor de estrella), éste se desactivará 90 centésimas antes que se active la salida Q3 (contactor de Triángulo). 

Sin embargo, ahora nos encontramos con que no podemos desactivar la salida Q3, por lo que necesitamos ver qué es lo que desactiva dicha salida, o lo que es lo mismo, parar el motor. Y eso es lo que vamos a ver ahora.

4º SECCIÓN. DETENER EL MOTOR

La programación de ésta sección es la más sencilla de todas, ya que solo hay que ocuparse de la detención del motor, es decir, que o bien cuando se pulse el botón de paro, o bien cuando salte el térmico las tres salidas (Q1, Q2 y Q3) deben desconectarse inmediatamente. Para ello, delante del bloque B007 se inserta una puerta “OR”, la B012, ya que tenemos que poder acceder a la entrada R de ese bloque, desde el pulsador de paro o desde el contacto del térmico. La conexión es simple, ya que solo hay que conectar la salida del bloque B005, (puerta OR) con una de las entradas del bloque B012 (la puerta OR recién insertada). Después, la salida del bloque B012, se conecta a la entrada R del relé autoenclavador B007. Una vez realizadas las conexiones pertinentes, el programa queda como se puede ver en la figura 3. En ella se observa que el único bloque que queda desconectado ahora es la entrada I4, que es donde se tiene que programar el rearme del programa, para cuando se produzca una avería por sobrecalentamiento en el motor.

Pero eso lo explicaré en la siguiente entrega, es decir, la programación de la última sección del programa, la que se encarga de rearmar éste en caso de que salte el térmico. O dicho de otro modo, en el momento en que el motor se pare porque ha saltado el térmico, aunque se reactive éste, cuando la temperatura del motor descienda a niveles seguros, el motor no se podrá poner en marcha de nuevo, si antes no se rearma el programa para quitar el estado de avería que había provocado el disparo del térmico.

Ángel Tejedor

Instalador Domótico X10

Técnico en Automatización

4º PARTE LA PROGRAMACIÓN

EL ARRANQUE EN ESTRELLA-TRIÁNGULO

Para ilustrar el proceso de creación de un programa para el autómata LOGO, voy a usar un automatismo que se estudia en las clases de formación profesional de la rama electricidad. Me estoy refiriendo al automatismo conocido como Arranque en Estrella-Triángulo,  o Estrella-Delta, siendo una muestra de que prácticamente cualquier automatismo en lógica cableada, se puede adaptar y programar para el LOGO.

Pero para los no iniciados ¿Qué es un arranque en estrella-triángulo? pues sencillamente es un automatismo que se usa para poner en marcha, de una forma segura para las personas y para el propio motor, un motor trifásico. Hasta no hace demasiado tiempo, todavía se podía ver éste automatismo realizado en lógica cableada en el ámbito industrial, aunque hoy en día es bastante difícil verlo, ya que la mayoría de éstos automatismos han sido sustituidos por autómatas programables. Imaginemos un motor trifásico encargado de mover una turbina de grandes dimensiones, usada para la ventilación de un pozo minero, por ejemplo. Una turbina de esas características tendrá, con toda seguridad, unas dimensiones y peso considerables, y por lo tanto también tendrá una enorme inercia inicial. Ni que decir tiene que el motor también será enorme, tanto en tamaño como en potencia.

Pero aunque el motor tenga fuerza de sobra para mover la turbina, no ocurre lo mismo en el arranque. Si tratase de arrancar el motor de forma directa, es decir, suministrando corriente directamente al bobinado en triángulo, que es el bobinado de funcionamiento normal del motor, éste no arrancaría ya que dicho bobinado no tendría la fuerza necesaria para vencer la inercia inicial de la turbina. Lo único que ocurriría, si se prolonga esa situación, es que el bobinado del motor terminaría quemándose.

Para poder arrancarlo, hay que suministrar corriente al bobinado del motor conectando sus bobinas en estrella, tal y cómo muestra la imagen derecha de la figura 1. Cuando el bobinado del motor se conecta en estrella, se está suministrando a éste una tensión de 400 voltios entre fases con una intensidad más elevada, de ésta forma el motor tiene fuerza suficiente para vencer la enorme resistencia inicial de la turbina. En la figura 2, se pueden ver dos fotografías que muestran como es la conexión real, realizada en la caja de conexiones del propio motor.

Sin embargo esa situación, no puede durar demasiado tiempo, ya que de lo contrario el bobinado del motor también se terminaría quemando, al estar trabajando a una intensidad y tensión muy superior a lo que el bobinado puede soportar. El tiempo en que un motor trifásico puede estar conectado en estrella sin riesgo para el motor, oscila entre los 5 a 8 segundos, pasados los cuales, si esa situación se prolonga, el bobinado corre un serio riesgo de quemarse de forma irrecuperable. Por lo tanto, y antes de que pasen esos segundos, el bobinado del motor debería conectarse en triángulo, para que el motor alcance su régimen óptimo de funcionamiento. Se puede decir que el arranque en estrella-triángulo es un arranque a motor lanzado. La conexión en estrella se usa para vencer la resistencia inicial y así el motor comience su marcha. Una vez vencida esa resistencia, la conexión en triángulo es la que termina de arrancar el motor y lo lleva a su régimen de giro óptimo.

Pues bien, como no se puede estar cambiando manualmente la conexión de estrella a triángulo, éste automatismo se encarga de ese cambio, además de temporizar los segundos en que el motor está conectado en estrella.

LA PREPARACIÓN DEL PROGRAMA

Como ya se dijo en la descripción del LOGO, éste tiene ocho entradas y cuatro salidas, pero para la realización de éste programa solo se van a usar cuatro entradas, aunque sí se van a usar todas las salidas. A las entradas se conectarán los siguientes elementos: A la entrada I1 se conectará el pulsador de marcha. A la entrada I2 se conectará el pulsador de paro. A la entrada I3 se conectará el contacto del relé térmico o guardamotor. Y a la entrada I4 se conectará un pulsador llamado Rearme y que se usará para que, en el caso de que salte el relé térmico por sobrecalentamiento del motor, al pulsarlo, se pueda volver a arrancar éste.

A las salidas se conectarán las bobinas de los contactores y una lámpara piloto que servirá para señalizar que el motor se ha parado porque el relé térmico se ha disparado, indicando así que el motor ha sufrido un sobrecalentamiento. El orden es el siguiente: A la salida Q1 se conectará la bobina del contactor  de línea KM1. A la salida Q2 se conectará la bobina del contactor de estrella KM2. A la salida Q3 se conectará la bobina del contactor de triángulo KM3. Y a la salida Q4 se conectará la lámpara piloto que señala una avería por sobrecalentamiento. El programa a realizar se encargará de lo que en lógica cableada se llama la conexión de la maniobra. 

Una vez abierto el programa LOGO Soft Confort, hacemos clic en el menú Archivo, para desplegarlo, y posicionamos el cursor sobre la opción Nuevo. Veremos que se despliega un submenú con tres opciones: Diagrama de Funciones, Esquema de Contactos y Diagrama UDF. Se selecciona la opción Diagrama de Funciones (FUP), y se mostrará una ventana para incluir información relativa al proyecto nuevo si se desea. Se hace clic en Aceptar y veremos, en la interfaz del programa, un lienzo completamente en blanco (figura de la derecha) y listo para ir incorporando las diferentes funciones lógicas que se van a usar en el automatismo. Esas funciones lógicas están englobadas en las diferentes bibliotecas del programa, y vistas en la 2º parte.
Pero para seguir un orden en la programación, lo mejor es realizar el programa por secciones. Un problema grande se divide en problemas pequeñitos, por eso, nos haremos inicialmente la siguiente pregunta: ¿Que debe hacer el automatismo cuando se pulse el botón de marcha? La respuesta es activar el contactor de línea (KM1) y el contactor de estrella (KM2), es decir, que se tienen que activar los dos contactores de forma simultánea. Pues esa será la siguiente tarea.

1º SECCIÓN (LA MARCHA)

Lo primero es insertar las entradas, y para ello nos fijamos en la parte izquierda de la pantalla del programa, donde están ubicadas las bibliotecas. Allí veremos la biblioteca Constantes y debajo está la carpeta Digital. Figura 3. Se hace clic (solo hacer clic) con el botón izquierdo del ratón sobre la herramienta Entrada para seleccionarla. Nos desplazamos a la zona donde se crea el programa, y hacemos clic, en un área vacía del lienzo, un total de cuatro veces para insertar las cuatro entradas.

Una vez insertadas éstas, las seleccionaremos individualmente para colocarlas en el lienzo de programación como se ve en la figura 4. Seguimos insertando funciones y ahora le toca el turno a la función Relé Autoenclavador, que ya vimos en la 2º parte, y que recordemos se encuentra ubicada en la biblioteca de funciones especiales, apartado Otros. Se inserta la función del mismo modo en que se han insertado las entradas, Se selecciona haciendo clic con el botón izquierdo del ratón, y luego se vuelve hacer clic, en el lienzo de programación, con el mismo botón un total de dos veces para insertar dos funciones. Ésta acción de insertar funciones en el lienzo del programa, es idéntica para todas las funciones, es decir, primero se hace clic sobre la función y después se vuelve hacer clic para insertarla en el lienzo. Para deseleccionar una función, bastará con pulsar la tecla Escape.

Ahora le toca el turno a las salidas, y repetimos la acción para insertar dos salidas en el lienzo, Q1 y Q2. Éstas son las salidas correspondientes al contactor de línea y al contactor de estrella respectivamente. Cuando ya estén insertadas las funciones, ésto es, las entradas, los relés autoenclavadores y las salidas, seleccionamos la herramienta  Conectar, que es la herramienta señalada con una flecha roja en la figura 5, y procedemos a conectar las funciones insertadas. Se hace clic con el botón izquierdo del ratón en el conector de la entrada I1, y sin soltar el botón del ratón, se arrastra éste hasta el conector S del relé autoenclavador B001. Repetimos esa acción para cada conector y cada función, y una vez conectadas todas las funciones insertadas, el resultado es el que se puede ver en la figura 6, a la izquierda.

Tal y como está el programa ahora, si se transfiriera a la memoria del autómata, solo podríamos activar las salidas Q1 y Q2, pero no podríamos desactivarlas con lo que no nos serviría de gran cosa. Por lo que ahora vamos a ver como se programa la segunda sección, ésto es, la desactivación de las salidas.

2º SECCIÓN (DESACTIVAR LAS SALIDAS)

Para programar ésta sección nos tendremos que preguntar ¿Cómo se desactivan esas dos salidas? Pues las salidas Q1 y Q2 se desactivan con el pulsador de paro y con el relé térmico, pero además, la salida Q2, se debe desactivar al transcurrir el tiempo en el que el motor está funcionando en estrella.

Antes de seguir, tengo que hacer un inciso referido al comportamiento de las entradas.

En el programa LOGO Soft Confort, cuando se inserta una entrada en el lienzo de programación, éstas, por defecto, se comportan como si fuesen interruptores. Eso hay que cambiarlo para que cuando se haga la simulación (ya veremos más adelante como se hace) el programa se comporte como lo haría en el montaje real. Para ello se selecciona la entrada I1, y haciendo clic con el botón secundario del ratón, se mostrará un menú con varias opciones. La opción que nos interesa es la que se llama Propiedades del bloque. Al hacer clic sobre ella, aparecerá una ventana con tres pestañas. Si se hace clic sobre la pestaña Simulación, se mostrarán cuatro opciones. La que debemos marcar es la opción llamada: Pulsador (contacto normalmente abierto), tal y como muestra la figura 7. Ésta acción hay que repetirla con la entrada I4, en las entradas I2 e I3, al entrar en sus ventanas de propiedades respectivas, habrá que marcar la opción Pulsador (contacto normalmente cerrado), ya que esas dos entradas se corresponden con el pulsador de paro y el contacto del relé térmico respectivamente, y los contactos de ambos son normalmente cerrados. Hecha ésta aclaración sigamos.

Vamos a insertar ahora una función que ya vimos en la 2º parte y que se llama puerta lógica NOT. Ésta función se usa para invertir el resultado lógico de las entradas I2 e I3, recordemos que a esas entradas están conectados el pulsador de paro y el contacto del térmico, y ambos son contactos normalmente cerrados. Eso significa que si el programa se transfiere a la memoria del LOGO y se suministra corriente, ambas entradas estarán energizadas, con lo que en I2 e I3 tendríamos un 1 lógico.

Si no se usa la puerta NOT, sería imposible poner en marcha el motor, recordemos que las entradas R de la función Relé Autoenclavador, tienen prioridad sobre las entradas S, por eso es necesario invertir ese resultado lógico para que el programa funcione. Después de hacer las conexiones oportunas, el programa tendrá el aspecto que muestra la figura 8.

Pero ahora, tal y como está el programa, tenemos un serio problema. Podemos poner en marcha el motor y lo podemos parar, pero solo funciona en estrella, así es que es hora de ocuparnos de la 3º sección, es decir, la temporización. Pero eso es algo que pertenece a la 5º parte, por lo que en la siguiente entrega explicaré como se hace.

Ángel Tejedor

Instalador Domótico X10

Técnico en Automatización.