Temporizados o reles de tiempo

TEMPORIZADORES O RELES DE TIEMPO

Ing. Humberto González Olave

INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICA INDUSTRIAL ANTONIO JOSÉ CAMACHO TALLER DE ELECTRICIDAD INDUSTRIAL 2016]

TEMPORIZADORES O RELÉS DE TIEMPO Son aparatos los cuales abre o cierran determinados contactos, llamados contactos temporizados, después de determinado tiempo de haberse abierto o cerrado el circuito de alimentación. Estos aparatos son empleados en la etapa de tratamiento.

Los temporizadores se pueden clasificar de diferentes formas, por su construcción, la forma de temporizar, funcionamiento, precisión, etc.

Según la forma de temporizar se pueden clasificar en: 1. Temporizadores al trabajo: Es aquel cuyos contactos temporizados actúan después de cierto tiempo de que se ha energizado el elemento motor del temporizador.

Contacto cerrado

Contacto abierto

Motor del temporizad or

T

T

= Tiempo programado para la apertura o cierre de contactos.

En el momento de energizar el elemento motor del temporizador sus contactos abiertos y cerrados permanecen en su estado de reposo, y solo cuando ha transcurrido él T cambian de estado, es decir, el abierto se cierra y el cerrado se abre y siguen así, hasta que sé desenergiza él elemento motor del temporizador.

2. Temporizador al reposo: En este tipo de temporizado los contactos temporizados actúan como temporizados después de cierto tiempo de haber sido desenergizado el elemento motor del temporizado.

Contacto cerrado

Contacto abierto

Motor del temporizad or

T T

= Tiempo programado para la apertura o cierre de contactos.

Cuando se energiza el temporizador, sus contactos temporizados actúan inmediatamente como si se tratara de contactos instantáneos, permaneciendo en esa posición, durante el tiempo que este energizado el elemento motor del temporizador.

Al desenergizar el temporizador, los contactos no retornan inmediatamente a su estado de reposo, si no que lo hacen cuando haya transcurrido el tiempo, preestablecido, actuando como contactos temporizados.

Los temporizadores por su construcción se pueden clasificar en: 1. Temporizadores electromecánicos: La temporización se consigue mediante engranajes, con sistemas comparables a los de relojes mecánicos.

El conteo del tiempo programado se inicia al energizar un pequeño motor sincrono de velocidad constante, que mueve una serie de engranajes, para reducir la velocidad del motor. Él último de los engranajes lleva un pin o tope para accionar los contactos de apertura lenta o brusca, los cuales actúan como contactos temporizados.

Estos tipos de temporizadores se encuentran en la modalidades de al trabajo u al reposo.

2. Temporizadores Neumáticos: Temporizadores en los cuales la temporización se obtiene regulando la entrada de aire en un fuelle, hasta que se llene

completamente, momento en el cual éste accionando los contactos del temporizador. El aire se expulsa de fuelle prácticamente en forma instantánea.

El tiempo que requiere el fuelle para llenarse de aire nos da el tiempo de temporización. La regulación del tiempo se realiza por medio de un diafragma, compuesto por dos discos superpuestos que llevan perforaciones y una ranura que va interconectada, de manera que, de acuerdo a la distancia existente entre dichas perforaciones, sé tendrá un mayor o menor paso de aire y, por consiguiente, un mayor o menor tiempo.

La expulsión de aire, se produce por acción de la armadura, al ser energizada la bobina que lleva el temporizador, o la bobina del contactor sobre el cual se ha colocado el bloque temporizado.

Temporizador neumático al trabajo: La armadura, del contactor se encuentra en reposo, mantiene el fuelle comprimido. Al energizar la bobina del contactor, la armadura se separa del fuelle permitiendo que este se expanda, hasta llenarse completamente de aire, momento en el cual accionará los contactos temporizados, cerrando el contacto abierto y abriendo el contacto cerrado.

El tiempo de programación esta entre 0,1 a 30 s. o entre 10 a 180 s. Su contacto cerrado se numera 55 56 y su contacto abierto 67 68 y su bobina se representa como se muestra en la fig.

Temporizador neumático al reposo: Cuando la armadura está separada del núcleo, el fuelle se encuentra expandido, manteniendo los contactos en estado de reposo, al energizar el temporizador o la bobina del contactor, la armadura comprime el fuelle. Por lo cual los contactos actúan como contactos instantáneos, es decir el NC se abre y NA se cierra, y permanecen en ese estado durante todo el tiempo que la bobina este energizada, en el momento que la bobina se desenergiza, la armadura deja de comprimir al fuelle, de manera que este comienza a expandirse de nuevo,

iniciándose así la temporización, cuando el fuelle se llena completamente, actúa sobre los contactos haciéndolos llegar de nuevo al estado de reposo.

El tiempo de programación esta entre 0,1 a 30 s. O entre 10 a 180 s. Su contacto cerrado se numera 65 66 y su contacto abierto 57 58 y su bobina se representa como se muestra en la fig.

Existen algunos temporizados con bobina propia, y otros en los cuales el elemento motor es la misma armadura del contactor, en este caso se les conocen como bloque aditivos de contactos temporizados.

El uso de los temporizados neumáticos es bastante común, sobre todo si no se necesita mucha precisión, por que tienen la ventaja de ser insensibles a las corrientes parásitas.

3. Temporizadores Electrónicos: Son aquellos cuyo sistema de temporización está conformado por circuitos electrónicos.

Se encuentra una gran variedad de modelos, dependiendo de su funcionamiento (al trabajo o al reposo), energización, tiempo de temporización, precisión, etc.,

por lo cual su uso se va extendiendo cada vez más, a pesar de ser más delicados que los neumáticos y electromecánicos.

Existen temporizadores cuyo sistema de temporización se conecta directamente a las líneas de alimentación. Este tipo de temporizador debe tener sus propios contactos temporizados y además puede tener uno o más contactos instantáneos.

También encontramos los denominados temporizadores electrónicos serie, los cuales no pueden energizarse directamente, sino que deben energizarse necesariamente conectados en serie con la bobina de un contador, razón por la cual presentan algunas particularidades que es necesario tener en cuenta en el momento de usarlos.

Temporizador electrónico serie al trabajo.

Al cerrarse el circuito en el que se encuentran el temporizador (T) y la bobina (Z), ambos elementos quedan energizados, pero por ser un circuito serie, la

tensión de alimentación (R-S) se divide entre las dos cargas (T y Z). Por la naturaleza de los componentes, en el momento de la energización Et es mayor y permite que el temporizador T pueda comenzar a temporizar, mientras que Ez es tan pequeña que el contactor, cuya bobina es Z, no puede actuar.

Transcurrido el tiempo de temporización, el proceso se invierte, es decir que Z recibirá la tensión mayor, de manera que el contactor puede actuar, como si recién hubiera sido energizado, mientras que el temporizador al recibir ahora una tensión muy pequeña, es como si hubiera sido desenergizado. Este tipo de temporizadores no tiene contactos temporizados, por cuanto todos los contactos del contactor, con cuya bobina está en serie, se comportan como si fueran los contactos temporizados del temporizador.

El temporizador se coloca en serie entre la carga de la que se quiere retardar su puesta de tensión y entre el interruptor K. La red puede ser indistintamente alterna o continua y su tensión comprendida entre 24 V y 240 V.

Temporizador electrónico serie al reposo Cuando se energiza el circuito en el cual se encuentran el temporizador (T) y la bobina (Z) no actúa ninguno de los dos, pero ya están preparados para actuar.

Si queremos que T temporice, en primer lugar es necesario cerrar el contacto K. Como resultado de esta operación actúa inmediatamente el contactor al cual pertenece la bobina Z, manteniéndose en esa posición todo el tiempo que el contacto K esté cerrado.

El temporizador T empezará a temporizar solamente cuando el contacto K se vuelva a abrir. Durante la temporización el contactor sigue actuando y al finalizar la temporización volverá al estado de Temporizado r reposo.

Contactor

Como en el caso del temporizador electrónico serie al trabajo, todos los contactos del contactor, cuya bobina está en serie

con el temporizador actúan como contactos temporizados.

Los temporizadores electrónicos serie expuestos se montan sobre perfil omega, por lo cual es posible usarlos con cualquier modelo de contactor.

Existen modelos más recientes, completamente equivalentes a los anteriores, que se montan directamente en la parte superior de los contactores, pero únicamente de aquellos que tienen los puntos A1 y A2 de la bobina en la parte superior del contactor.

ASPECTOS PRACTICOS PARA EL MANEJO DE LOS TEMPORlZADORES  Antes de conectar un temporizador es necesario conocer el tipo de temporizador, la clase de corriente eléctrica, la tensión y la corriente.  Observe bien si tiene solamente contactos temporizados, o si por el contrario posee contactos instantáneos y temporizados. Así mismo debe tratar de averiguar si estos contactos son de apertura lenta o de apertura brusca, para realizar un diseño correcto y darles un uso adecuado a los diferentes contactos.

 Si un temporizador requiere de un contacto auxiliar de sostenimiento, pero no tiene contactos instantáneos, se debe conectar en paralelo con él un contactor auxiliar, para que cubra dicha necesidad.  Como norma general, tan pronto un temporizador cumpla plenamente su función, éste debe ser desenergizado.  Por lo general, los bloques temporizados se asocian a contactores auxiliares (excepcionalmente a contactores principales), razón por la cual, los contactos temporizados se identifican con la misma marca del contactor con el cual se ha juntado.  Los temporizadores que tienen su propio elemento motor, y por consiguiente se alimentan directamente, se pueden identificar como si fueran un contactor más.  Cuando se usan varios temporizadores, en un mismo proceso y/o secuencia, los tiempos programados no deben sobreponerse sino sumarse, de esta manera evitaremos modificar un proceso al cambiar los tiempos programados.  En un proceso es conveniente emplear un mismo tipo de temporizador.

PRÁCTICA N° 11: SISTEMA DE LLENADO DE GRAN CAUDAL

DESCRIPCIÓN DE MÁQUINAS: Se cuenta con un sistema de llenado de gran caudal, por lo que se dispone de dos bombas, una de excitación o cebado y la otra de propulsión o principal, la de excitación consta de un motor de 1 HP 440V 3600 rpm y la de propulsión de 5 HP 440V 3600 rpm

SITUACIÓN: Cuando se energiza el sistema de llenado, se debe arrancar la motobomba de excitación (ME), la cual llena el caracol de la motobomba de propulsión (MP), dicho caracol demora 10 minutos en llenarse, transcurrido este tiempo automáticamente arranca la bomba de propulsión.

FUNCIONAMIENTO: 1. el sistema de llenado cuenta con botón de paro de emergencia y la ME deben contar con cuadro de paro y marcha, relé de sobrecorriente, luces piloto de paro, marcha y emergencia, y MP botón de paro, relé de sobrecorriente y luces de marcha, paro y emergencia 2. Al pulsar marcha de la ME esta debe arrancar y transcurridos 10 minutos que es el tiempo de llenado del caracol de la MP debe automáticamente arrancar la MP. 3. Al arrancar la MP inmediatamente debe parar la ME, y continua funcionando la MP, hasta que el operario decida apagarla.

4. Al pulsar el botón de paro de la ME antes de encender la MP esta debe parar, al pulsar el botón de paro de MP esta debe parar inmediatamente.

5. Al presentarse una falla en cualquiera de las motobombas ambas deben parar, o al pulsarse el botón de paro de emergencia.

PRÁCTICA N° 12: TRANSPORTADORA DE GRANOS

DESCRIPCIÓN DE MÁQUINAS: 2 motores trifásicos de 4 HP 1765 rpm 60 Hz, 440 Voltios SITUACIÓN: En la siguiente gráfica se muestra un proceso a controlar, consta de una tolva, con un tornillo sinfín accionado por el motor 1 ( M1), y una banda transportadora accionada por el motor 2 (M2),. Cada motor debe tener señalización de paro, marcha y parada de emergencia. Estos motores están controlados y señalizados de la siguiente forma: FUNCIONAMIENTO: Se requiere tener en cuenta las siguientes condiciones de control: 1. Para arrancar el proceso debe arrancar primero la banda transportadora, pulsando S11.

2. Con la banda transportadora en funcionamiento, 30 segundos después debe arrancar automáticamente el tornillo sin fin de la tolva.

3. Para parar el proceso, es necesario que primero pare el tornillo sinfín, pulsando su botón de paro y después de cumplida esta condición, se puede parar la banda transportadora, pulsando su botón de paro.

4. En caso de una falla en M1 o M2 ambos motores deben parar.

Práctica N° 13: CAJA DE VELOCIDADES TORNO (CAJA NORTON)

DESCRIPCIÓN DE MÁQUINAS: 1 motor trifásico de 5HP y una bomba trifásicas de 1/2 HP 1700rpm, 60 Hz, a 220 Voltios.

SITUACIÓN: Una caja de velocidades de un torno necesita de un motor principal que acciona todo el mecanismo y necesita una bomba que inyecta lubricante al mecanismo de la caja, con el fin de disminuir la fricción y refrigerar los piñones, ambas máquinas deben contar con protección de sobre corriente, pilotos de marcha, paro y emergencia.

Para colocar en marcha la caja de velocidades es necesario que la motobomba (MB) lubrique la caja, y transcurrido un tiempo permita que se pueda arrancar el motor principal (MP), es decir el MP no puede arrancar hasta tanto la MB no haya lubricado un tiempo determinado la caja de velocidades.

FUNCIONAMIENTO: 1. Al pulsar S11 debe arrancar la MB 2. Al pulsar S01 debe para la MB 3. Al existir una falla en la MB debe operar el relé de sobrecorriente, parando la MB. 4. Cuando se presente la falla en la MB o en el MP se debe detener todo el proceso.

5. 30 segundos después de haber arrancado la MB, el circuito permite que al pulsar S 12 arranque el MP, antes no.

6. Al pulsar S01 se debe apagar el MP y la MB

Práctica N° 14: CAJA DE VELOCIDADES TORNO SEMIAUTOMATICA.

DESCRIPCIÓN DE MÁQUINAS: 1 motor trifásico de 5HP y una bomba trifásicas de 1/2 HP 1700rpm, 60 Hz, a 220 Voltios.

SITUACIÓN: Una caja de velocidades de un torno necesita de un motor principal que acciona todo el mecanismo y necesita una bomba que inyecta lubricante al mecanismo de la caja, con el fin de disminuir la fricción y refrigerar los piñones, ambas máquinas deben contar con protección de sobre corriente, pilotos de marcha, paro y emergencia.

Para colocar en marcha la caja de velocidades es necesario que la motobomba (MB) lubrique la caja, y transcurrido un tiempo permita que se pueda arrancar el motor principal (MP), es decir el MP no puede arrancar hasta tanto la MB no haya lubricado un tiempo determinado la caja de velocidades.

FUNCIONAMIENTO: 1. Al pulsar S11 debe arrancar la MB 2. Al pulsar S01 debe para la MB 3. Al existir una falla en la MB debe operar el relé de sobrecorriente, parando la MB. 4. Cuando se presente la falla en la MB o en el MP se debe detener todo el proceso.

5. Treinta segundos después de haber arrancado la MB, automáticamente debe arrancar la MP 6. El paro se debe realizar de la siguiente forma, primero se debe parar la MP y luego si se puede parar la MB, si por error se presiona el botón de paro de la MB estando en funcionamiento la MP, esta no debe parar. Una vez parada la MP, se puede parar la MB.

Práctica N° 15: CAJA DE VELOCIDADES TORNO AUTOMATICA.

DESCRIPCIÓN DE MÁQUINAS: 1 motor trifásico de 5HP y una bomba trifásicas de 1/2 HP 1700rpm, 60 Hz, a 220 Voltios.

SITUACIÓN: Una caja de velocidades de un torno necesita de un motor principal que acciona todo el mecanismo y necesita una bomba que inyecta lubricante al mecanismo de la caja, con el fin de disminuir la fricción y refrigerar los piñones, ambas máquinas deben contar con protección de sobre corriente, pilotos de marcha, paro y emergencia.

Para colocar en marcha la caja de velocidades es necesario que la motobomba (MB) lubrique la caja, y transcurrido un tiempo permita que se pueda arrancar el motor principal (MP), es decir el MP no puede arrancar hasta tanto la MB no haya lubricado un tiempo determinado la caja de velocidades.

FUNCIONAMIENTO: 1. Al pulsar S11 debe arrancar la MB 2. Al existir una falla en la MB debe operar el relé de sobrecorriente, parando la MB. 3. Cuando se presente la falla en la MB o en el MP se debe detener todo el proceso.

4. Treinta segundos después de haber arrancado la MB, automáticamente debe arrancar la MP 5. Al pulsar el paro, debe parar la MP y treinta segundo después debe parar automáticamente la MB

PRÁCTICA N° 16: TRITURADOR INDUSTRIAL SEMIAUTOMATICO.

DESCRIPCIÓN DE MÁQUINAS: Maquina que consta de 3 motores trifásicos de 4 HP 1765 rpm 60 Hz, 440 Voltios, uno de los motores M1 controla una tolva que inyecta materia prima a una banda transportadora controlada por otro motor M2 que envía la materia prima a un triturador controlado por un motor M3.

SITUACIÓN: En la siguiente gráfica se muestra un proceso a controlar, consta de una tolva, con un tornillo sinfín accionado por el motor 1 (M1), una banda transportadora accionada por el motor 2 (M2), y un triturador accionado por el motor M3. Cada motor debe tener señalización de paro, marcha y parada de emergencia. Estos motores están controlados y señalizados de la siguiente forma: FUNCIONAMIENTO: Se requiere tener en cuenta las siguientes condiciones de control: 1. Para la puesta en funcionamiento del proceso se debe establecer una secuencia forzada de arranque, de tal forma que se debe arrancar primero el triturador (M1) pulsando S11.

2. Treinta segundos después automáticamente arranca la banda transportadora (M2).

3. Treinta segundos después de arrancar la banda transportadora arranca el sinfín (M3) de la tolva.

4. Para parar el proceso se debe establecer una secuencia forzada de paro manual, es decir se debe detener primero la tolva, luego la banda transportadora y por ultimo el triturador, es decir si se pulsa S03 o S02, estos no deben parar hasta que no se haya parado la tolva, S01, una ves parada la tolva, se puede para la banda transportadora, si la banda no ha parado no se puede detener el triturador, una ves parada la banda se puede detener el triturador 5. En caso de falla en cualquiera de los motores se debe parar todo el proceso.

PRÁCTICA N° 17: TRITURADOR INDUSTRIAL AUTOMATICO.

DESCRIPCIÓN DE MÁQUINAS: Maquina que consta de 3 motores trifásicos de 4 HP 1765 rpm 60 Hz, 440 Voltios, uno de los motores M1 controla una tolva que inyecta materia prima a una banda transportadora controlada por otro motor M2 que envía la materia prima a un triturador controlado por un motor M3.

SITUACIÓN: En la siguiente gráfica se muestra un proceso a controlar, consta de una tolva, con un tornillo sinfín accionado por el motor 1 (M1), una banda transportadora accionada por el motor 2 (M2), y un triturador accionado por el motor M3. Cada motor debe tener señalización de paro, marcha y parada de emergencia. Estos motores están controlados y señalizados de la siguiente forma: (Ver Tabla 1) FUNCIONAMIENTO: Se requiere tener en cuenta las siguientes condiciones de control: 1. Para la puesta en funcionamiento del proceso se debe establecer una secuencia forzada de arranque, de tal forma que se debe arrancar primero el triturador (M1) pulsando S11.

2. Treinta segundos después automáticamente arranca la banda transportadora (M2).

3. Treinta segundos después de arrancar la banda transportadora arranca el sinfín (M3) de la tolva.

4. Para parar el proceso se debe establecer una secuencia forzada de paro automático se detiene la tolva (M3) pulsando S03 y treinta segundos después automáticamente se detiene la banda transportadora (M2), una ves detenida la banda, treinta segundos después automáticamente se detiene el triturador(M1).

5. En caso de falla en cualquiera de los motores se debe parar todo el proceso.

PRÁCTICA N°18: PLANTA DE QUIMICOS SEMIAUTOMÁTICA

DESCRIPCIÓN DE MÁQUINAS: Una planta que elabora productos químicos presenta tres tanques uno para almacenar el producto terminado y los otros dos con ingredientes químicos, éstos cuentan con motobombas accionadas por motores de 3 HP 220V/440V. SITUACIÓN: Se desea automatizar la planta teniendo en cuenta la siguiente condición, es indispensable que primero arranque la motobomba 1, y después lo haga lo motobomba 2, de lo contrario se puede originar una situación de riesgo a los operarios de la planta.

FUNCIONAMIENTO: 1. Las motobombas deben contar con relé de sobrecorriente, luces piloto de paro, marcha y emergencia.

2. Al pulsar marcha de la M1 esta debe arrancar.

3. Treinta segundos después arranca la M2.

4. El operario estará pendiente del nivel del tanque de producto terminado, una vez cumplida esta condición puede apagar a M1.

5. Si por error decide parar a M2 sin haber parado a M1 aquella no debe parar.

6. Una vez apagada M1, puede apagar M2 7. Al presentarse una falla en cualquiera de las motobombas o al pulsar el botón de paro de emergencia, ambas deben parar.

PRÁCTICA N°19: PLANTA DE QUIMICOS AUTOMÁTICA

DESCRIPCIÓN DE MÁQUINAS: Una planta que elabora productos químicos presenta tres tanques uno para almacenar el producto terminado y los otros dos con ingredientes químicos, éstos cuentan con motobombas accionadas por motores de 3 HP 220V/440V. SITUACIÓN: Se desea automatizar la planta teniendo en cuenta la siguiente condición, es indispensable que primero arranque la motobomba 1, y después lo haga lo motobomba 2, de lo contrario se puede originar una situación de riesgo a los operarios de la planta.

FUNCIONAMIENTO: 1. Las motobombas deben contar con relé de sobrecorriente, luces piloto de paro, marcha y emergencia.

2. Al pulsar marcha de la M1 esta debe arrancar.

3. Treinta segundos después arranca la M2.

4. El operario estará pendiente del nivel del tanque de producto terminado, una vez cumplida esta condición puede apagar a M1.

5. Si por error decide parar a M2 sin haber parado a M1 aquella no debe parar.

6. Una vez apagada M1, puede apagar M2 7. Al presentarse una falla en cualquiera de las motobombas o al pulsar el botón de paro de emergencia, ambas deben parar.