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MÓDULO

AUTÓMATAS PROGRAMABLES

PRÁCTICA 13

BOMBAS Y NIVELES
M008_13_PR
BOMBAS Y NIVELES

PRÁCTICA

1.1. DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA

Tiempo estimado: 1 h 30 min.

REQUISITOS
 Haber realizado las prácticas anteriores.

OBJETIVOS
 Conocer la instalación y programación de un sistema automatizado de
llenado de un depósito con bombas y detectores.
 Comprobar el funcionamiento del mismo.

MATERIAL Y HERRAMIENTAS NECESARIAS PARA LA PRÁCTICA

 Paneles de prácticas.
 Destornillador, tijeras, cable y números para el marcado de cables y bornas.

REQUISITOS PARA LA SIGUIENTE PRÁCTICA

 Haber realizado las prácticas anteriores.

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 BOMBAS Y NIVELES

1.2. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

Funcionamiento

Esta práctica va a ser una ampliación de la anterior; vamos a programar el llena-

do de un depósito de agua. En esta ocasión también nos abasteceremos del
agua de un pozo, pero para el llenado del depósito dispondremos de dos bom-
bas. También para controlar el llenado del depósito, tendremos tres detectores
de nivel.

En esta ocasión dispondremos de un interruptor de modo, mediante el cual po-

dremos indicar el modo de funcionamiento de nuestro sistema automatizado.

 Manual.

 Automático.

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BOMBAS Y NIVELES

Manual

En este modo dispondremos de:

 Un pulsador de marcha para cada bomba.

 Un pulsador de paro para las dos bombas.

En este modo, cada bomba tendrá un pulsador de marcha y tendremos un pul-

sador de paro común para las dos.

Cada bomba podrá ponerse en marcha con un pulsador (el funcionamiento de

cada una de las bombas es independiente) y tendremos un pulsador de paro
común para las dos.

Las bombas se pararán cuando el nivel del depósito alcance su nivel máximo o
cuando el pozo se quede sin agua. Una vez el pozo recupere su nivel de agua,
deberá ponerse en funcionamiento de nuevo la bomba que estaba funcionando
hasta ese momento.

Automático

En este modo, las bombas se pondrán en funcionamiento dependiendo del ni-

vel de agua en el depósito:

 Por debajo del nivel inferior S2Q: se pondrán en funcionamiento las

dos bombas.

 Por debajo del nivel medio S3Q y por encima del nivel inferior S2Q: se
pondrá en funcionamiento la bomba 1.

 Por debajo del nivel superior S4Q y por encima del nivel medio S3Q: se
pondrá en funcionamiento la bomba 2.

Las bombas, al ponerse en marcha en este modo, dependerán del nivel de agua
del depósito cuando se inicie el llenado, una vez puesta en marcha la bomba 1,2
o las dos, estas permanecerán en funcionamiento hasta que el depósito se llene
completamente.

A su vez, si el pozo se queda sin agua se pararán las bombas que estén en fun-
cionamiento, pero mantendremos una marca activa para que, en cuanto el pozo
se llene de agua, se pongan en funcionamiento las mismas bombas que esta-
ban funcionando antes del corte por falta de agua.

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 BOMBAS Y NIVELES

Esquema de maniobra

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BOMBAS Y NIVELES

Esquema de potencia

L1 F1F

K1M K2M

F2F F3F

U V U V

C C

M1M M2M

Donde:

 F1F: fusibles de protección.

 F2F: relé térmico bomba 1.

 F3F: relé térmico bomba 2.

 S0Q: seta de emergencia.

 S1Q: interruptor de modo.

 S2Q: detector de nivel inferior.

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 BOMBAS Y NIVELES

 S3Q: detector de nivel medio.

 S4Q: detector de nivel superior.

 S5Q: detector de nivel de pozo.

 S6Q: pulsador de marcha bomba 1 modo manual.

 S7Q: pulsador de marcha bomba 2 modo manual.

 S8Q: pulsador de paro manual.

 K1M: contactor de marcha bomba 1.

 K2M: contactor de marcha bomba 2.

Programación

El siguiente paso será asignar las entradas y salidas a los elementos que vamos
a utilizar.

ENTRADAS SALIDAS

I0.0: relé térmico de la bomba 1 F2F Q0.0: contactor de la bomba 1 K1M

I0.1: relé térmico de la bomba 2 F3F Q0.1: contactor de la bomba 2 K2M

I0.2: interruptor de modo S1Q

I0.3: seta de emergencia S0Q

I0.4: pulsador manual de marcha bomba

1 S6Q

I0.5: pulsador manual de marcha bomba

2 S7Q

I0.6: pulsador de paro modo manual S8Q

I0.7: detector de nivel inferior del

depósito S2Q

I1.0: detector de nivel medio del depósito

S3Q

I1.1: detector de nivel superior del

depósito S4Q

I1.2: detector de nivel del pozo S5Q

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BOMBAS Y NIVELES

En esta ocasión también nos ayudaremos de las marcas para poder solucionar
correctamente la práctica propuesta.

Primero empezaremos por el modo manual, y dentro de este modo, tendremos

dos marcas:

 M0.0: marca manual de la bomba 1.

 M0.1: marca manual de la bomba 2.

Para cada una de las marcas asignaremos un segmento distinto; en el primero

colocaremos el interruptor de modo manual. En este caso colocaremos un con-
tacto abierto del interruptor, por lo que si no recibimos señal en la entrada I0.2
estaremos trabajando en este modo. En serie a este colocaremos el pulsador
de marcha correspondiente realimentado con la marca; en serie a este coloca-
remos el pulsador de paro, que será común a las dos bombas, y el detector de
nivel superior, que será el que nos indicará que el depósito está lleno.

Haremos lo mismo para la segunda bomba:

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 BOMBAS Y NIVELES

Una vez programadas las marcas para el modo manual, pasaremos a programar
las marcas en el modo automático:

 M0.2: marca para el nivel de agua por debajo del nivel inferior del de-
pósito.

 M0.3: marca para el nivel de agua por encima del nivel inferior del de-
pósito pero por debajo del nivel intermedio de este.

 M0.4: marca para el nivel de agua por encima del nivel medio del de-
pósito y por debajo del nivel superior de este.

En primer lugar haremos la programación de la marca M0.2. En este segmento

colocaremos en primer lugar un contacto cerrado del interruptor de modo, por
lo que cuando no esté activado el interruptor de modo tendremos en funcio-
namiento el modo automático. En serie a este contacto, colocaremos un contac-
to abierto del detector de nivel inferior, por lo que cuando el nivel del depósito
esté por debajo de este, se active esta marca. El contacto estará realimentado
por dicha marca y, como paro, uniremos en serie un contacto abierto del detec-
tor superior del depósito.

Todos estos contactos los uniremos a la bobina de la marca M0.2.

La siguiente marca que hay que programar será la M0.3. Este segmento es muy
similar al anterior, solamente cambiaremos las condiciones de marcha. En esta
ocasión, como se trata del nivel entre el detector inferior y el detector interme-
dio, colocaremos en serie un contacto cerrado del detector inferior con un con-
tacto abierto del detector intermedio. En serie a estos dos colocaremos un con-
tacto cerrado de la marca M0.2. De esta manera, si empezamos el modo auto-
mático en este nivel, seguiremos con él hasta el llenado total del depósito.

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BOMBAS Y NIVELES

Y por último, programaremos la marca M0.4. En este segmento es similar a los

dos anteriores y, como nos pasaba en el segmento anterior, solamente cambia-
remos las condiciones de marcha. Además, en esta ocasión no será necesario
usar realimentación alguna. En las condiciones de marcha colocaremos en serie
un contacto cerrado del detector inferior y el detector intermedio. A estos dos
añadiremos en serie dos contactos cerrados de las marcas anteriores. El seg-
mento quedará de la siguiente manera:

Una vez programadas todas las marcas, pasaremos a unificar las marcas en el
modo automático, agrupándolas por motor.

En primer lugar agruparemos las marcas que nos ponen en marcha la bomba 1
y activaremos una nueva marca M0.5. En este segmento colocaremos un con-
tacto cerrado del interruptor y de modo y, en serie con él, colocaremos en para-
lelo las marcas que ponen en funcionamiento la bomba 1 (M0.2 y M0.3).

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 BOMBAS Y NIVELES

Para terminar con estas dos marcas, agruparemos las marcas que ponen en
funcionamiento la bomba 2. En esta ocasión serán las marcas M0.2 y M0.4.

Una vez programadas estas dos marcas vamos a agrupar las marcas, tanto del
modo automático como del manual, y las vamos a relacionar con las salidas.

En primer lugar, programaremos el segmento que nos active la salida Q0.0, que
pondrá en marcha la bomba 1. Colocaremos las marcas que ponen en funciona-
miento la bomba 1 y, en serie a estos contactos, colocaremos un contacto abierto
del detector del pozo, un contacto abierto del relé térmico y un contacto abierto de
la seta de emergencia.

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BOMBAS Y NIVELES

Para la salida Q0.1 usaremos un segmento similar; la única diferencia será que
sustituiremos la marca M0.5 por la marca M0.6 y la M0.0 por la M0.1.

Instalación

Iniciaremos la instalación con la parte de maniobra. Para ello, y en primer lugar,

conectaremos L+ a:

Como en nuestros paneles no disponemos de detec-

tores de nivel de agua, utilizaremos los detectores de
posición o finales de carrera para simular estos. El
funcionamiento es muy similar y el conexionado de
los dos es prácticamente igual.

1. Conexión 13 del interruptor de selector de modo S1Q

2. Conexión 11 de la seta de emergencia S0Q.

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 BOMBAS Y NIVELES

3. Conexión 95 del relé térmico F2F.

4. Conexión 95 del relé térmico F3F.

5. Conexión 13 del pulsador de marcha manual bomba 1 S6Q.

6. Conexión 13 del pulsador de marcha manual bomba 2 S7Q.

7. Conexión 13 del pulsador de paro en modo manual S8Q.

8. Conexión 11 del final de carrera S2Q.

9. Conexión 11 del final de carrera S3Q.

10. Conexión 11 del final de carrera S4Q.

Llegados a este punto, alimentaremos la fotocélula:

1. Conexión + de la fotocélula autoreflexiva S5Q.

Como en el panel de sensores solamente tenemos

tres finales de carrera y en esta práctica vamos a utili-
zar cuatro detectores, para simular el detector de nivel
del pozo utilizaremos la fotocélula autorreflexiva.

Todas estas conexiones las realizaremos con cable de color rojo y llevado por la
canaleta correspondiente.

Al utilizar la fotocélula autorreflexiva deberemos alimentarla con masa además

de la alimentación, por lo que llevaremos masa a la borna- de dicha fotocélula.

Una vez alimentados todos los contactos, uniremos estas a sus entradas co-
rrespondientes en el autómata.

1. Conexión 14 del interruptor de selección de modo S1Q a la entrada

I0.2.

2. Conexión 12 de la seta de emergencia S0Q a la entrada I0.3.

3. Conexión 12 del final de carrera S2Q a la entrada I0.7.

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4. Conexión 12 del final de carrera S3Q a la entrada I1.0.

5. Conexión 12 del final de carrera S4 a la entrada I1.1.

6. Conexión 96 del relé térmico F2F a la entrada I0.0.

7. Conexión NO de la fotocélula de espejo S5Q a la entrada I1.2.

8. Conexión 14 del pulsador de marcha manual de la bomba 1 S6Q a la

entrada I0.4.

9. Conexión 14 del pulsador de marcha manual de la bomba 2 S7Q a la

entrada I0.5.

10. Conexión 96 del relé térmico F3F a la entrada I0.1.

11. Conexión 12 del pulsador de paro S8Q a la entrada I0.6

Una vez conectadas las entradas, y para terminar el esquema de maniobra, co-
nectaremos la salida Q0.0. Observamos que en esta ocasión, y como no tene-
mos que realizar la protección del inversor de giro, conectaremos Q0.0 a la co-
nexión A1 del contactor K1M, para luego llevar la conexión A2 de este mismo
contactor al neutro de la instalación.

Realizamos el mismo proceso para conectar la salida Q0.1. En esta ocasión co-
nectaremos esta salida al contacto A1 del contactor K1M, para después unir el
contacto A2 de dicho contactor con el neutro de la instalación.

Ya terminado el esquema de maniobra, pasaremos a realizar el esquema de

potencia. En esta ocasión deberemos seguir los mismos pasos que en prácticas
anteriores.

Ejecución

En primer lugar, deberemos cargar el programa en la CPU y activar el modo de

observación.

Veremos que están activadas las entradas a las que hemos asignado un contac-
to cerrado (entradas activas en posición de reposo).

En primer lugar, deberemos elegir uno de los dos modos de funcionamiento del
autómata. Para empezar comprobaremos el modo manual y, para ello, debere-
mos activar el interruptor de modo.

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 BOMBAS Y NIVELES

Una vez activado, pulsaremos el pulsador de marcha de la bomba 1 y deberá

ponerse en funcionamiento la bomba 1.

Para simular que hay agua en el pozo, colocaremos

un objeto en la fotocélula autoreflexiva para que esta
esté activada.

Una vez que vemos que la bomba 1 está funcionando, comprobaremos que
pulsando el final de carrera que simula el detector de nivel superior, este se
para. Este mismo proceso lo realizaremos para la comprobación de la bomba 2.

Una vez que hemos comprobado que funcionan correctamente las dos bombas
en modo manual, pasaremos a comprobar los contactos que detectan las ano-
malías en estas bombas:

 Seta de emergencia.

 Detector de nivel de agua en pozo.

 Relé térmico F2F para la bomba 1.

 Relé térmico F3F para la bomba 2.

Pondremos en marcha las dos bombas en modo manual y comprobaremos que

activando o desactivando estos contactos las bombas se paran.

Una vez comprobado el modo manual, pasaremos a la comprobación del modo

automático.

Para la comprobación en modo automático, también

tendremos que tener agua en el pozo, por lo que de-
jaremos activadas la fotocélula autorreflexiva que si-
mula el detector de nivel de este.

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BOMBAS Y NIVELES

Una vez simulado que tenemos agua en el pozo, y antes de colocar el interrup-
tor de modo en modo automático, deberemos simular dónde está el nivel de
agua del depósito. Como vamos a comprobar las tres posibles situaciones, em-
pezaremos por simular que el nivel de agua del depósito se encuentra por de-
bajo del detector de nivel inferior de este, es decir, el depósito está completa-
mente vacío.

Los pasos que hay que seguir para la correcta comprobación son los siguientes:

1. Tener desactivados todos los finales de carrera que simulan los detec-
tores de nivel del depósito.

2. Cambiamos el interruptor de modo a la posición OFF, para que se acti-

ve el modo automático. En este momento deberán ponerse en marcha
las dos bombas.

Como comentamos en el enunciado de la práctica, la

situación inicial de arranque de las bombas perma-
nece hasta que se llene completamente el depósito.
Es decir, si para el nivel mínimo de agua se encienden
las dos bombas, estas permanecerán encendidas
hasta la finalización del llenado.

3. Una vez puestas en marcha las dos bombas, pulsaremos el final de ca-
rrera que simula el detector de nivel inferior (deberemos mantenerlo
pulsado durante todo el proceso) y comprobamos que las bombas si-
guen funcionando.

4. Pasado un tiempo y para simular que el nivel de agua del depósito ha

superado el nivel intermedio, activamos el detector de nivel intermedio
y comprobamos que ambas bombas sigue funcionando.

5. Para terminar esta comprobación, simulamos que el nivel de agua del

depósito alcanza el nivel máximo. Para ello, pulsamos el detector de ni-
vel superior y comprobamos que las dos bombas se paran.

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 BOMBAS Y NIVELES

No debemos soltar los tres detectores para compro-

bar que las bombas se paran; una vez activados los
tres y las bombas paradas, pasaremos el interruptor
de modo a ON.

Comprobado el nivel automático para un nivel de agua por debajo del nivel infe-
rior, debemos comprobar las otras dos posibles situaciones:

 Agua entre el nivel inferior y el intermedio.

 Agua entre en nivel intermedio y el superior.

El proceso de comprobación es el mismo que en el caso anterior, solamente

cambiarán las condiciones de inicio. En primer lugar, comprobaremos cuándo el
nivel de agua está por encima del nivel inferior y por debajo del nivel intermedio.

Los pasos que hay que seguir para la correcta comprobación son los siguientes:

1. Tener activado el detector de nivel inferior (debemos tenerlo activado

durante todo el proceso) y desactivados los otros dos detectores del
depósito.

2. Cambiamos el interruptor de modo a la posición OFF para que se active el

modo automático. En este momento se pondrá en marcha la bomba 1.

3. Una vez puesta en marcha la bomba 1, y sin soltar el detector de nivel

inferior, activamos el detector de nivel intermedio. En este momento
debe seguir funcionando solamente la bomba 1.

4. Para terminar esta comprobación simularemos que el nivel de agua del

depósito alcanza el nivel máximo. Para ello pulsaremos el detector de
nivel superior y comprobaremos que la bomba 1 se detiene.

No debemos soltar los tres detectores para compro-

bar que las bombas se paran; una vez que los tres
estén activados y la bomba parada, pasaremos el in-
terruptor de modo a ON.

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BOMBAS Y NIVELES

Y para terminar con las comprobaciones de funcionamiento del modo automá-

tico, pasaremos a realizar la comprobación cuando el nivel de agua del depósito
se sitúe entre el nivel intermedio y el nivel superior de este.

Los pasos que hay que seguir para la correcta comprobación son los siguientes:

1. Tener activados el detector de nivel inferior e intermedio (debemos te-

nerlos activados durante todo el proceso) y desactivado el detector de
nivel superior.

2. Cambiamos el interruptor de modo a la posición OFF, para que se acti-

ve el modo automático. En este momento se pondrá en marcha la
bomba 2.

3. Para terminar la comprobación, simularemos que el nivel de agua del

depósito alcanza el nivel máximo. Para ello pulsaremos el detector de
nivel superior y comprobaremos que la bomba 2 se detiene.

No debemos soltar los tres detectores para compro-

bar que la bomba 2 se para; una vez que los tres es-
tén activados y la bomba 2 parada, pasaremos el in-
terruptor de modo a ON.

Para terminar con la comprobación del modo automático, solamente nos queda
comprobar los contactos que detectan anomalías en el sistema.

 Seta de emergencia.

 Nivel de agua en el pozo: comprobaremos que, una vez reactivado el

proceso, continúa donde lo habíamos dejado.

 Relés térmicos.

Comprobaremos estas anomalías en todas las situaciones posibles del modo

automático.

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 BOMBAS Y NIVELES

Una vez finalizada la práctica y comprobado su fun-

cionamiento, suelta todos los cables, pon las tapas a
las canaletas y guarda todos los elementos utilizados
en la práctica (panel, herramienta, cables, marcación
de cables, etc.) en el lugar asignado a cada uno de es-
tos elementos.

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