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Panel eléctrico con PLC, Diseño básico (diagrama de cableado)

Tecnico industrial retirando módulo del PLC Allen bradley

En mi propia experiencia puedo decir que el diseño de un panel eléctrico con PLC puede que sea complicado o puede que no, realmente depende de la cantidad de componentes a integrar y la complejidad del diseño, pero puedes estar tranquilo vamos a exponer una pequeña guía básica para que puedas emplear y reconocer algunos componentes muy habituales en los paneles eléctrico de control.

Construyendo el panel para PLC

Los encargado en su mayoría de realizar este tipo de instalación industrial son el personal técnico capacitado para tal fin, en este artículo discutiremos los problemas principales en este tipo de instalación y la implementación que deben ser considerados por el diseñador.

Diagrama de cableado eléctrico de un panel PLC

En un entorno industrial, un PLC no está simplemente «enchufado a una toma de corriente». El diseño de panel eléctrico con PLC de cada máquina debe incluir al menos los siguientes componentes.

  1. Transformadores : para reducir los voltajes de suministro de CA a niveles más bajos
  2. Contactos de alimentación : para activar / desactivar manualmente la alimentación de la máquina con botones de parada de emergencia
  3. Terminales : para conectar dispositivos
  4. Fusibles o disyuntores : provocarán fallas en el suministro eléctrico si se consume demasiada corriente
  5. Conexión a tierra : para proporcionar una ruta para que la corriente fluya cuando hay una falla eléctrica
  6. Caja : para proteger el equipo y los usuarios del contacto accidental

Un sistema de control de un panel PLC normalmente utilizará energía de CA y CC a diferentes niveles de voltaje. Los gabinetes de control a menudo se suministran con CA monofásica a 220/440 / 550V , o CA bifásica a 220 / 440V CA , o CA trifásica a 330 / 550V.

Esta potencia debe reducirse a un nivel de voltaje más bajo para los controles y las fuentes de alimentación de CC . 110Vac es común en América del Norte, y 220 V AC es común en Europa y los países de la Commonwealth. También es común que un gabinete de control suministre un voltaje más alto a otros equipos, como en motores.

Ejemplo de control de motor eléctrico

Un ejemplo de un diagrama de cableado para el control de un motor eléctrico se muestra en la Figura 1. Tenga en cuenta que los símbolos se analizan en detalle más adelante).

Esquema de fuerza y control para motor trifasico
Esquema de control y fuerza para motor eléctrico

Las líneas discontinuas indican un solo componente comprado. Este sistema utiliza alimentación de CA trifásica (L1, L2 y L3) conectada a los terminales. Las tres fases se conectan a un interruptor de energía. A continuación, las tres fases se suministran a un arrancador de motor que contiene tres contactos, M y tres relés de sobrecarga térmica (disyuntores).

Los contactos, M , serán controlados por la bobina, M. La salida del arrancador de motor va a un motor de CA trifásico. La energía se suministra conectando un transformador reductor a la electrónica de control mediante la conexión a las fases L2 y L3. El voltaje más bajo se usa para suministrar energía de izquierda y derecha en el diagrama escalera de abajo. El cable neutro también está conectado a tierra.

La lógica consta de dos botones:

  • El botón de arranque está normalmente abierto, de modo que si algo falla, el motor no puede arrancar.
  • El botón de parada normalmente está cerrado, de modo que si falla un cable o una conexión, el sistema se detiene de forma segura.

El sistema controla la bobina del arrancador de motor M y utiliza un contacto de repuesto en el arrancador, M, para sellar el arrancador de motor .

Atención: El voltaje para el transformador reductor está conectado entre las fases L2 y L3. Esto aumentará el voltaje efectivo en un 50% de la magnitud del voltaje en una sola fase.

El diagrama también muestra la numeración de los cables en el dispositivo. Esto es esencial para los sistemas de control industrial que pueden contener cientos o miles de cables. Estos esquemas de numeración a menudo son específicos de cada instalación, pero existen herramientas para ayudar a hacer etiquetas de alambre que aparecerán en el gabinete de controles final.

Bloque de definición para el esquema para panel de control eléctrico
Bloque de esquema para panel de control eléctrico

Una vez que se completa el diseño eléctrico, se desarrolla un diseño para el gabinete de controles, como se muestra en la Figura 2. Se deben considerar las dimensiones físicas de los dispositivos y se necesita espacio suficiente para tender los cables entre los componentes .

En el gabinete, la alimentación de CA entraría en el bloque de terminales y se conectaría al interruptor principal.

Luego se conectaría a los contactores y relés de sobrecarga que constituyen el arrancador de motor. Dos de las fases también están conectadas al transformador para alimentar la lógica. Los botones de inicio y parada están a la izquierda del cuadro (nota: normalmente están montados en otro lugar, y se necesitaría un dibujo de diseño separado).

Diseño final en el gabinete o panel eléctrico

El diseño final para un panel eléctrico podría parecerse al que se muestra en la Figura 1.

Esquema completo para el armado del panel electrico de control para motores electrico
Esquema completo para el armado del panel de control para motores eléctrico

Cuando se construya, el sistema seguirá ciertos estándares que pueden ser políticas de la compañía o requisitos legales. Esto a menudo incluye elementos como;

  • Mantener presionado: asegurar el cable para que no se muevan
  • Etiquetas : las etiquetas de cable ayudan a solucionar problemas
  • Alivios de tensión : estos sujetarán el cable para que no se salga de los terminales de tornillo
  • Conexión a tierra: se pueden necesitar cables de conexión a tierra en cada pieza de metal por seguridad

En la Figura 4 se mostramos una fotografía de un gabinete de controles industriales:

Gabinete o panel de control industrial con tendidos de cables, regleta de terminales, botones en el panel frontal del PLC.
Gabinete o panel de control industrial con tendidos de cables, regleta de terminales, botones en el panel frontal del PLC, etc.

Al incluir un PLC en el diagrama de escalera, tiende a volverse más complejo. La Figura 5 a continuación muestra un diagrama esquemático para un sistema de control de motor basado en PLC , similar al ejemplo de control de motor anterior.

Esta figura muestra el E-stop cableado para cortar la energía a todos los dispositivos en el circuito, incluido el PLC. Todas las funciones críticas de seguridad deben estar cableadas de esta manera.

Gabinete de controlado con PLC
Esquema eléctrico para paneles con un PLC

Paneles de control eléctrico, incluidos PLC y HMI

A continuación te dejaremos un video sacado de la plataforma de youtube, para que puedas visualizar algunos de los componentes eléctricos que mencionamos en integración con armario eléctrico industrial, PLC y HMI. Aunque este está en el idioma ingles creeme es muy intuitivo no sera una barrera para aprender

Referencia // Automating manufacturing systems with PLCs by Hugh Jack

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