UNIDAD 4 RELEVADOR PROGRAMABLE

4 RELEVADOR PROGRAMABLE


4.1 Definicion y estructura basica


El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Fue inventado por Joseph Henry en 1835.


Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba "relevadores"




En general, podemos distinguir en el esquema general de un relé los siguientes bloques:
Circuito de entrada, control o excitación.
Circuito de acoplamiento.
Circuito de salida, carga o maniobra, constituido por:- circuito excitador.
- dispositivo conmutador de frecuencia.
- protecciones.


4.2 CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE UN RELEVADOR





4.1 CARACTERÍSTICA PRINCIPAL DEL RELEVADOR

Los Relés Programables se caracterizan por su tamaño compacto y excelente relación costo-beneficio. Siendo sobretodo, equipamientos idealizados para aplicaciones de pequeño y mediano desempeño en tareas de intertrabamiento, temporización, registro y operaciones matemáticas, sustituyen con ventajas contactores auxiliares, temporizadores y contadores electromecánicos, reduciendo el espacio necesario y facilitando significativamente las actividades de mantenimiento

Los relés programables entran dentro de la gama de autómatas programables, los cuales algunos fabricantes están desarrollando con éxito para aplicaciones varias. Con un teclado básico, 6 u 8 teclas situado directamente en su frontal, es posible realizar todas las tareas de programación y parametrización disponibles de una forma rápida y sencilla. Además presentan la posibilidad de ser conectadas, con el interface adecuado, a un ordenador personal para la edición, grabación e impresión de programas de usuario.

Flexible, automatización a pequeña escala con un coste módico

• Programación del diagrama de relés

• Capacidad máxima del programa de 96 líneas con 3 instrucciones y 1 salida

• Fácil configuración y reducción del tiempo de cableado.

• ZEN 10 E/S ampliable hasta 34 E/S y ZEN 20 E/S ampliable hasta 44 E/S, ambas utilizando tres módulos de expansión.

• Protección frente a cortes del suministro eléctrico: la EEPROM realiza una copia de seguridad de los datos del programa y del sistema

(batería opcional para copia de seguridad de bits de trabajo, temporizadores de retención, contadores y datos de fecha y hora).

• Los programas se copian fácilmente utilizando un cassette de memoria (opcional)

• Programación y supervisión mediante ordenador.

• Gran capacidad de conmutación de hasta 8 A / 250 V c.a.

• Entrada de c.a. directa entre 100 y 240 V c.a.

• Todos los modelos de c.c. están disponibles también con salida de transistor.

• Todas las CPU tipo LCD están equipadas con: - 16 temporizadores (T).

- 8 temporizadores de retención (#)

- 16 contadores (C)

- 16 temporizadores semanales (@)

- 16 temporizadores de calendario ( )

- 16 displays (D)

• Las CPU tipo LED están equipadas con los tres primeros elementos ((T) (#) (C)).

• Todas las CPU de c.c. tienen dos entradas analógicas (de 0 a 10V).

• Posibilidad de establecer filtros de entrada para evitar la influencia de ruidos.

• El programa se puede proteger mediante contraseña.

• Los menús de pantalla se pueden seleccionar en 6 idiomas (inglés, japonés, alemán, francés, italiano y español).

En la parte superior aparecen los bornes de alimentación y las entradas de control. La alimentación corresponde a los bornes marcados, - + o N L, (figuras 2 y 3) y puede ser a 12V / 24V. DC o 125 / 220V. AC, según modelo. Las entradas de control son los bornes marcados, I1...I8, (figuras 2 y 3), la activación de dichas entradas también puede ser a 12V / 24V. DC o 125 / 220V. AC, según modelo y aplicación.
En la parte central hay la pantalla, la consola de programación, y la memoria extraíble, algunos modelos disponen de conector para tarjetas de expansión (entradas o salidas) y también suele estar alojado en la parte frontal. La pantalla muestra el estado del equipo y las líneas de programa. La consola de programación integrada permite el desarrollo y modificación del programa sin necesidad de ningún elemento externo. La memoria extraíble conserva el programa y puede volcarse fácilmente en caso de pérdida del mismo en el propio equipo u otro de las mismas características. En la parte inferior están los bornes de salida marcados, Q1…Q4, (figuras 2 y 3), tal como hemos comentado estas salidas pueden ser, libres de potencial o activas, en tal caso la tensión de salida de estas és la misma que la tensión de alimentación.



















4.3 TIPOS DE RELEVADORES

Existen multitud de tipos distintos de relés, dependiendo del número de contactos, de su intensidad admisible, del tipo de corriente de accionamiento, del tiempo de activación y desactivación, entre otros. Cuando controlan grandes potencias se llaman contactores en lugar de relés.

Relés electromecánicos
Relés de tipo armadura: pese a ser los más antiguos siguen siendo lo más utilizados en multitud de aplicaciones. Un electroimán provoca la basculación de una armadura al ser excitado, cerrando o abriendo los contactos dependiendo de si es NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado).
Relés de núcleo móvil: a diferencia del anterior modelo estos están formados por un émbolo en lugar de una armadura. Debido a su mayor fuerza de atracción, se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos. Es muy utilizado cuando hay que controlar altas corrientes
Relé tipo reed o de lengüeta: están constituidos por una ampolla de vidrio, con contactos en su interior, montados sobre delgadas láminas de metal. Estos contactos conmutan por la excitación de una bobina, que se encuentra alrededor de la mencionada ampolla.
Relés polarizados o biestables: se componen de una pequeña armadura, solidaria a un imán permanente. El extremo inferior gira dentro de los polos de un electroimán, mientras que el otro lleva una cabeza de contacto. Al excitar el electroimán, se mueve la armadura y provoca el cierre de los contactos. Si se polariza al revés, el giro será en sentido contrario, abriendo los contactos ó cerrando otro circuito.
Relé de estado sólido


Se llama relé de estado sólido a un circuito híbrido, normalmente compuesto por un optoacoplador que aísla la entrada, un circuito de disparo, que detecta el paso por cero de la corriente de línea y un triac o dispositivo similar que actúa de interruptor de potencia. Su nombre se debe a la similitud que presenta con un relé electromecánico; este dispositivo es usado generalmente para aplicaciones donde se presenta un uso continuo de los contactos del relé que en comparación con un relé convencional generaría un serio desgaste mecánico, además de poder conmutar altos amperajes que en el caso del relé electromecánico destruirian en poco tiempo los contactos. Estos relés permiten una velocidad de conmutación muy superior a la de los relés electromecánicos.
Relé de corriente alterna

Cuando se excita la bobina de un relé con corriente alterna, el flujo magnético en el circuito magnético, también es alterno, produciendo una fuerza pulsante, con frecuencia doble, sobre los contactos. Es decir, los contactos de un relé conectado a la red, en algunos lugares, como varios países de Europa y latinoamérica oscilarán a 2 x 50 Hz y en otros, como en Estados Unidos lo harán a 2 x 60 Hz. Este hecho se aprovecha en algunos timbres y zumbadores, como un activador a distancia. En un relé de corriente alterna se modifica la resonancia de los contactos para que no oscilen.
Relé de láminas

Este tipo de relé se utilizaba para discriminar distintas frecuencias. Consiste en un electroimán excitado con la corriente alterna de entrada que atrae varias varillas sintonizadas para resonar a sendas frecuencias de interés. La varilla que resuena acciona su contacto, las demás no. Los relés de láminas se utilizaron enaeromodelismo y otros sistemas de telecontrol.





Relevador tipo armadura




reles tipo nucleo movil






reles tipo reed o lengueta




rele polarizado


4.4 PROGRAMACION EN ESCALERA Y BLOQUES LOGICOS

En la actualidad, tanto los autómatas como los relés programables pueden programarse a través de un ordenador personal mediante un software específico por el fabricante.




Además, muchos modelos de relés programables disponen de un sencillo teclado en su frontal que permite la programación y visualización sin necesidad de ordenador.

Simbología utilizada en la programación

Los elementos externos conectados al autómata (sensores y actuadores) se deben identificar adecuadamente en el programa de usuario para su posterior procesamiento.

Los elementos básicos para la programación en contactos son los siguientes:




Cada elemento de programación se identifica con la letra (operando) que hace referencia a una zona de memoria del autómata entrada, salidas, etc) y un número, que es el orden que hace el elemento en el programa.

Los operandos característicos en la programación son:



Entradas (i)

Las entradas detectan el estado de los sensores conectados a ellas.

Se identifican con la letra I y se tienen asociados los símbolos de los contactos (abierto y/o cerrado).

Salidas (q)

Se encargan de activar los actuadores y preactuadores. Se identifican con la letra Q y tienen asociados los símbolos de bobinas (directas o inversas) y de los contactos (abiertos y/o cerrados).

La de tipo directo se activa cuando el valor de la red de contactos a la que está conectado produce algo similar a un paso de corriente en un circuito eléctrico. La de tipo negado hace lo contrario en la misma situación.

Marcas (m)

También llamadas memorias o bits internos. Tienen un comportamiento similar a los de los relés auxiliares en los automatismos cableados y se identifican con la letra M.

Las marcas tienen asociados los símbolos de bobinas (directas o inversas) y de los contactos (abiertos y/ o cerrados).

Operaciones con contactos

En lo básico, las operaciones con contactos se realizan de forma similar a los de los circuitos eléctricos con cables.

En la siguiente figura se muestra cómo se representan dos circuíos eléctricos cableados para alimentar la bobina de un contactor o relé y su equivalente en lenguaje de contactos para autómata o relé programable.

El primero representa una conexión de contactos en serie y el segundo, una conexión de contactos en paralelo.




Uso de funciones especiales

Todos los relés programables disponen de bloques o funciones para realizar tareas especiales; como por ejemplo: temporización, cómputo o activación en función de un horario preseleccionado.

Estos bloques tienen un órgano de mando que se debe activar a través de un contacto o una combinación de ellos. Cuando ocurre el evento para el que se ha diseñado el bloque (por ejemplo, temporiza en un temporizador), se dispara un contacto, o conjunto de contactos, asociados a él.

Temporizadores (t)

Los temporizadores generan eventos cuando alcanzan un valor de tempo predeterminado. Por ejemplo, desactivar un conjunto de lámparas después de un tiempo.

Dependiendo del relé programable, el temporizador se puede representar en formato de “caja” o como bobina.

En los ejemplos de las figuras 6.20 y 6.21, al activar la entrada 11, el T03 comienza a temporizar. Una vez transcurrido el tiempo programado, en que este caso es de 5 s, el contacto asociado al temporizador de cierra activando la salida Q2.



Otras operaciones especiales

Dependiendo de los modelos de relé programable, las funciones especiales pueden ser diferentes. Sin embargo, las que enumeramos a continuación son comunes para los de todos los fabricantes.

Relé de autoenclavamiento ( bobina de activación y desactivación)

Las bobinas de activación y desactivación o también conocidas como “relé de enclavamiento”, permiten activar ( y mantener) una salida mediante un pulso sobre la entrada SET, y desactivarla, mantiene otro pulso, sobre la entrada RESET.

Se puede decir que un relé de enclavamiento es una función con memoria.

En este ejemplo, la salida Q2 se activa mediante I3 y se desactiva con I3




En la actualidad, dos son los lenguajes utilizados mayoritariamente en la programación de relés programables; el denominado de contactos o ladder y el de bloques de funciones. Aquí se ha decidido utilizar el primero por su similitud a los esquemas eléctricos cableados.





4.5 APLICACIONES TÍPICAS

Relevadores aplicados a:

la industria:

• Automatismos de máquinas de acabado pequeñas, de confección, de ensamblaje o de embalaje.

• Automatismos descentralizados en los anexos de las máquinas grandes y medianas en los ámbitos textiles, del plástico, de la transformación de materiales.

• Automatismos para máquinas agrícolas (irrigación, bombeo, invernadero...).

Sector terciario:

• Automatismos de barreras, puertas corredizas, controles de acceso.

• Automatismos de iluminación.

• Automatismos de compresores y climatización.

• Por ser compacto y fácil de instalar, supone una solución competitiva frente a otras de lógica cableada o de tarjetas específicas.

• Su programación es sencilla, debido al carácter general del lenguaje de contactos y los bloques de función FBD (1). Obedece a las exigencias del diseñador de automatismos y cumple las expectativas del electricista.

• Los relés programables compactos responden a las necesidades de los automatismos simples, hasta 20 entradas/salidas.

Los relés programables modulares permiten, si fuera necesario, ampliar las entradas/ salidas y la comunicación en la red Modbus, para obtener más rendimiento y flexibilidad, de 10 a 40 entradas/salidas.

• Sistemas de iluminación

• Energía

• Ventilación

• Transporte

• Alarma

• Irrigación

• refrigeración y acondicionamiento de aire

• comando de puertas y cancelas

• control de silos y ascensores, comando de bombas y compresores comando de señaleros y otras aplicaciones