Mantenimiento preventivo de sistemas de automatización industrial. ELEM0311

Por Fernando Jiménez Raya

Libro especializado que se ajusta al desarrollo de la cualificación profesional y adquisición de certificados de profesionalidad. Manual imprescindible para la formación y la capacitación, que se basa en los principios de la cualificación y dinamización del conocimiento, como premisas para la mejora de la empleabilidad y eficacia para el desempeño del trabajo.

• Idioma: Español
• Editorial: IC Editorial
• Fecha de lanzamiento: 29 ago 2018
• ISBN: 9788491983392

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Capítulo 1

Técnicas de mantenimiento preventivo de los elementos y equipos eléctricos y electrónicos de los sistemas de automatización industrial

1. Introducción

Se entenderá por mantenimiento industrial al conjunto de operaciones y técnicas encargadas del control y conservación de los equipos e instalaciones, con el fin de mantenerlas en funcionamiento durante el máximo tiempo al menor coste posible.

Por lo tanto, cuando se habla de mantenimiento habría que empezar desde la recepción de los equipos hasta su instalación y puesta en marcha, teniendo en cuenta siempre las especificaciones técnicas del fabricante de dicho equipo.

Dentro de las funciones de mantenimiento se podrían destacar:

Vigilancia periódica del funcionamiento de equipos e instalaciones.

Las acciones correctivas, que básicamente corresponden a la reparación de los equipos averiados o con mal funcionamiento.

Las acciones preventivas, que consisten en intervenciones en los equipos antes de que se produzca la avería.

Modificaciones o sustitución de equipos, también realizadas por el equipo de mantenimiento.

Gestión de útiles y repuestos.

Los objetivos ligados al mantenimiento serían:

Aumentar el rendimiento de los equipos.

Reducir costes de producción.

Aumentar la seguridad de los trabajadores.

Colaborar con otros departamentos (ingeniería) en la implantación de nuevos proyectos.

2. Análisis de los equipos y elementos eléctricos y electrónicos de los sistemas de automatización industrial

En primer lugar para que los equipos eléctricos realicen su función será necesaria una instalación eléctrica, que partiendo de un punto de suministro (acometida) permitirá distribuir dicha energía y ser consumida por los diferentes equipos conectados a esa instalación.

Nota

Por acometida eléctrica se entenderá la derivación que se produce desde la red eléctrica pública de distribución hacia la propiedad o instalaciones del usuario.

Muy Alta Tensión (MAT): utilizadas en el transporte de energía. Alta tensión (AT): utilizadas en el transporte y distribución. Media Tensión (MT): utilizadas en producción y distribución. Baja Tensión (BT): para la distribución y consumo.

Para que esto se realice de forma segura y eficiente y además se garantice el correcto funcionamiento de los equipos es necesaria la incorporación de una serie de elementos como cables (de distintas secciones), conexiones, contactos, canalizaciones, interruptores, transformadores, etc.

Algunos de los elementos utilizados en redes eléctricas

2.1. Tipos de redes eléctricas

Dentro de las instalaciones eléctricas, estas se clasifican en función de su tensión en:

Instalaciones de alta tensión: aquella por las que circula una corriente alterna trifásica a 50 Hz de frecuencia, cuya tensión nominal entre fases sea superior a 1 KV.

Instalaciones de baja tensión: para las redes cuya tensión nominal sea igual o inferior a 1 KV para el caso de corriente alterna e igual o inferior a 1,5 KV para el caso de corriente continua.

Por lo tanto, el reglamento que regula las instalaciones de alta tensión es el Reglamento Electrotécnico de Alta Tensión, sobre el que solo se hará mención, y el que regula la baja tensión es el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión.

El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT), es el reglamento español de obligado cumplimiento y donde se encuentra la normativa para el montaje, explotación y mantenimiento de las instalaciones de baja tensión. Este reglamento fue aprobado en el Real Decreto 842/2002, del 2 de Agosto, sustituyendo al Reglamento del año 1973.

Este reglamento se divide en dos partes:

Parte: comprende los artículos sobre las cuestiones legales y administrativas de este tipo de redes.

Parte: que recoge las Instrucciones Técnicas Complementarias (ITC).

Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT)

Una vez se tenga la acometida, la energía eléctrica deberá pasar por una serie de elementos hasta que por último pueda ser consumida por los equipos eléctricos.

A continuación, se muestran las fases y elementos por los que pasa la energía eléctrica hasta que es consumida:

Centro de seccionamiento, a través de la que se sacará la derivación de la red eléctrica.

Centro de transformación, para el control de la línea eléctrica y reducción de la alta tensión a baja tensión.

Cuadro general de baja tensión, donde se instalarán las protecciones generales de la instalación eléctrica y de donde saldrán las líneas directas y las líneas de los cuadros secundarios.

Salidas directas, son aquellas que van directamente al elemento de consumo.

Cuadros secundarios, la línea va del cuadro general al cuadro secundario y es de este cuadro donde se distribuye la electricidad hacia otros elementos.

2.2. Protecciones de los circuitos eléctricos

Lógicamente el dimensionamiento de los elementos anteriormente descritos dependerá de las necesidades de consumo en los distintos puntos de la planta industrial.

Una vez se tenga energía eléctrica en el cuadro de la máquina, el circuito eléctrico deberá ser protegido mediante una serie de elementos, mediante de los que se producirá una interrupción de corriente ante una anomalía dada. Estas protecciones serían:

Protecciones contra sobreintensidades, que se producen por sobrecargas (corriente mayor a la nominal debida al mal dimensionado de la instalación) y cortocircuitos (corrientes muy elevadas producidas por fallos de aislamiento o rotura de conductores). Para este tipo de protección se utilizarán fusibles, interruptores automáticos magnetotérmicos y el relé de sobrecarga térmico.

Fusible: es un dispositivo que está formado por un soporte y un filamento de metal con un bajo punto de fusión para que se funda por el efecto Joule cuando la intensidad de corriente del circuito supera lo previsto, es decir, se produce una sobreintensidad.

Fusibles

Interruptor automático magnetotérmico: es muy importante una buena elección de este tipo de interruptor y para ello se deben tener en cuenta los siguientes factores:

Tipo de curva de disparo que se quiere.

Intensidad nominal, que será inferior o igual a la que es consumida por el aparato receptor en condiciones de funcionamiento.

Magnetotérmicos

Relé de sobrecarga térmico: este elemento se utiliza para la protección de motores. Su cometido consiste en desconectar el circuito cuando el motor al que está conectado supera la intensidad permitida, evitando así que el bobinado se queme.

La regulación de la intensidad se realiza a través de un tornillo que será igual a la intensidad nominal del motor en el arranque directo.

1. Plaquita de características. 2. Conmutador selector RESET manual/automático. 3. Tecla STOP. 4. Nº de pedido completo en el frontal del aparato. 5. Indicación del estado de conexión y función de prueba TEST. 6. Cubierta transparente precintable (para proteger el tornillo de ajuste de la intensidad, la función TEST y el posicionamiento de RESET manual/automático). 7. Tornillo de ajuste de la intensidad. 8. Borne de repeticiñon de bobina (con montaje a contactor). 9. Borne de repetición de contactos auxiliares (con montaje a contactor).

Protecciones contra sobretensiones, que se producen principalmente por rayos que caen y se propagan por la red eléctrica produciendo en momentos puntuales tensiones elevadas; para este tipo de protección se utilizarán los elementos de sobretensión.

Protección contra contactos directos e indirectos, que son los que se producen cuando se produce un fallo en el aislamiento del conductor o bien del receptor. Para este tipo de protección se utilizarán los interruptores diferenciales y las puestas a tierra.

Interruptores diferenciales (protección contra contactos directos e indirectos)

Actividades

1. ¿Qué es el efecto Joule y qué tiene que ver con un interruptor magnetotérmico?

2. Explique el funcionamiento de un interruptor diferencial.

Aplicación práctica

Es necesario la instalación de un interruptor magnetotérmico para la protección de un motor trifásico que consume 10 A en régimen de funcionamiento normal y 11 veces esa intensidad en el momento de arranque. ¿Qué interruptor se montaría?

SOLUCIÓN

En primer lugar se elegirá el calibre, que en este caso será el de 10 A intensidad igual o superior al del motor a proteger.

En segundo lugar se elegirá la curva de disparo, que en este caso será la D.

Corriente del magnético: 20 × 10 = 200 A

Sobreintensidad admisible: 11 × 10 = 120 A

Al ser mayor la corriente del magnético que la sobreintensidad el interruptor magnetotérmico no saltaría y por lo tanto no se abriría el circuito y el motor se pondría en funcionamiento.

2.3. Tipos de circuitos que forman parte de un automatismo

Ahora que ya se tiene la red eléctrica protegida se pasará al funcionamiento eléctrico de una máquina más o menos automatizada, donde se tendrá que, dentro de un circuito eléctrico, se tienen que diferenciar dos tipos de circuitos:

Circuito de mando o maniobra, a través del que se realiza la automatización. Tienen baja intensidad y voltaje.

Circuito de fuerza, circuito mediante el que se realiza un trabajo y que es controlado por el circuito de mando.

Q1: interruptor magnetotérmico tetrapolar

KM1: contactor

M1: motor

2.4. Tipos de automatización

La automatización consiste en el uso de

Comentarios para Mantenimiento preventivo de sistemas de automatización industrial. ELEM0311

[Miguel Fraga · Calificación: 4 de 5 estrellas]

Libro muy completo sobre automatismos con algo de contenido sobre mantenimiento