En el mundo de la automatización es complicado obtener una solución universal para las distintas aplicaciones que existen, esto se debe principalmente a que hay una infinidad de problemas por resolver donde se ven involucradas un sinfín de variables bajo condiciones que es prácticamente imposible cuantificar. Lo anterior despierta una duda que es: "¿Cómo podemos estar preparados para afrontar las interrogantes que el sector industrial arroja?"
La respuesta más sencilla es aprendiendo a resolver generalidades, acercándonos a los problemas con una visión muy amplia de qué se desea resolver y adaptando nuestra posible solución a los requerimientos del sistema. Es por eso que el artículo que estás por leer trata de cómo automatizar el arranque directo de un motor trifásico con inversión de giro. Anteriormente revisamos los distintos tipos de arranque que estas máquinas pueden tener y cómo es que las diversas aplicaciones permiten seleccionar el método más eficiente.
Desarrollo
Gracias a las propiedades de la corriente alterna y a que el motor en cuestión es de tipo trifásico, la inversión de giro resulta bastante sencilla pues bastará con que dos de las fases sean conectadas de forma invertida para que el giro del rotor cambie de dirección, sin embargo, estos métodos de arranque deben ser mutuamente excluyentes, es decir que no pueden ser activados al mismo tiempo pues se generaría una sobrecorriente que dañaría el equipo y si bien se cuentan con elementos de protección eléctrica, no debe existir este problema si deseamos realizar la puesta en marcha.
En otro artículo anterior realizamos un arranque secuencial donde utilizábamos un arranque directo, entonces, tomemos ese ejemplo para comenzar el desarrollo de esta aplicación.
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| Fig. 1: Circuito de potencia para un arranque directo. |
Observamos que el circuito empieza con una derivación de las tres fases de alimentación, después encontramos un disyuntor manual para permitir o limitar el flujo de corriente, después, tenemos el contactor correspondiente al relevador automatizado y es aquí donde se realizará la inversión de giro con un circuito en paralelo. Seguido de esto encontramos un disyuntor térmico como elemento de protección en caso de sobrecorrientes y, finalmente, el motor.
Entonces, retomamos el concepto de que bastará con invertir dos fases para lograr el giro en sentido contrario, por lo tanto, nos valemos de un contactor similar pero haciendo la rectificación correspondiente en sus conexiones.
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| Fig. 2: Circuito de potencia para un arranque directo con inversión de giro. |
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| Fig. 3: Contactor paralelo para inversión de giro. |
Podemos observar que las fases 2 (color verde) y 3 (color gris) están invertidas en el contactor en paralelo, esto permitirá la inversión de giro cuando se active con la condición que nosotros deseemos.
Aplicación
Para poner en práctica lo anterior desarrollaremos un pequeño sistema de control. Este consistirá de un conveyor donde se verá reflejado el efecto de la inversión de giro. Supongamos que el conveyor debe moverse de izquierda a derecha (y viceversa) hasta completar 5 ciclos pues transportará una caja que será llenada, al final de esos ciclos, la caja deberá posicionarse al centro del conveyor para que sea retirada, esto será detectado con un sensor de presencia y el movimiento del conveyor será limitado por switches de final de carrera.
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| Fig. 4: Representación del sistema. |
Comenzamos identificando nuestras variables y ordenándolas en una tabla.
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Salidas |
Entradas |
Binarios |
Contadores |
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Motor
Izq |
O:0/0 |
Start |
I:1/0 |
Encendido |
B3:0 |
Ciclos |
C5:0 |
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Motor Der |
O:0/1 |
Stop |
I:1/1 |
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Lim Der |
I:1/2 |
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Lim Izq |
I:1/3 |
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Pos |
I:1/4 |
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De esta forma, nuestro plano de control sería algo similar al mostrado a continuación.
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| Fig. 5: Plano de control, conexiones a PLC. |
A partir de esto podemos desarrollar nuestro diagrama ladder, el cual inicia como todos los que hemos revisado con un enclavamiento prioritario al RESET.
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| Fig. 6: Arranque del sistema. |
Inmediatamente encontramos las condiciones que permitirá en accionamiento del giro en sentido izquierdo, estas son: que el sistema esté encendido y que el contador de ciclos esté en cero (esta condición será la que permita el movimiento al momento de arrancar el sistema), la otra condición es que se haya alcanzado el límite de movimiento a la derecha, pues así se accionará su regreso.
Respecto al apagado de este giro, bastará con que se alcance su límite de movimiento con el switch de final de carrera correspondiente.
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| Fig. 7: Movimiento del motor en sentido izquierdo. |
De forma análoga, el giro en sentido derecho se hará cuando se alcance el límite izquierdo y terminará cuando se alcance el derecho pero, adicional a esto, encontramos un contador para el número de ciclos de ejecución al cual le indicamos un valor de 5 para fines prácticos.
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| Fig. 8: Movimiento del motor en sentido derecho. |
Finalmente, encontramos las condiciones que permiten el reinicio del contador donde será necesario que el sistema esté activo, que la cuenta se haya completado y que la caja se encuentre bajo la posición predefinida para su retiro.
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| Fig. 9: Reinicio del contador y final del programa. |
Conclusiones
A pesar de lo complicado que resulta el entorno industrial, disponemos de diversas herramientas que nos permiten hacer frente a los retos que éste nos demanda solucionar. Algunas veces las soluciones aparecen de forma casi obvia pero, en muchas otras, será necesario combinar diversos conocimientos para cumplir con la solución a un proyecto.
En el caso del motor con inversión de giro, sus aplicaciones son ilimitadas pues como ya pudimos observar, la metodología detrás de esta solución resulta bastante sencilla y si bien puede ampliarse a cualquier motor (de mayor o menor potencia), bastará con incluir las protecciones adecuadas como arrancadores suaves, variadores de frecuencia, guardamotores, etc.
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-AHN
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