UNIVERSIDAD CATÓLICA

DE SANTA MARÍA

INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICA

ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA

ALUMNO: MORÓN BEJARANO LUIS ÁNGEL

PROF: ING. MARCELO JAIME QUISPE CCACHUCO
CURSO: CONTROL Y AUTOMATIZACION
GRUPO: 1
2020
 Ejercicio 1: Comprobar cajas de bebidas

1. Funcionamiento de los componentes neumáticos

- Describa los actuadores representados por los símbolos y explique su funcionamiento.

Cilindro de simple efecto, muelle de reposición en la cámara del lado izquiero del émbolo,
retroceso por aire comprimido, avance mediante muelle de reposición.

Funcionamiento
El vástago del cilindro retrocede hasta la posición final posterior cuando se aplica aire
comprimido. Al desconectar el aire comprimido, el émbolo retorna a su posición final delantera
por acción de un muelle.

Cilindro de simple efecto, muelle de reposición en la cámara del émbolo, avance mediante aire
comprimido, retroceso por acción del muelle de reposición.
Funcionamiento

El vástago del cilindro avanza hasta la posición final delantera al aplicar aire comprimido. Al
desconectar el aire comprimido, el émbolo retorna a su posición final posterior por acción de un
muelle de reposición.

Actuador giratorio, con un ángulo de giro limitado.

Funcionamiento

Este cilindro giratorio es de doble efecto. El sentido de giro cambia cuando se aplica alternamente
aire comprimido.
2. Símbolos de las electroválvulas
- Complete los símbolos con ayuda de las descripciones de los componentes
correspondientes.

Electroválvula de 3/2 vías de accionamiento directo, normalmente abierta, con accionamiento

manual auxiliar, con reposición por muelle neumático

Electroválvula servopilotada de 3/2 vías, normalmente cerrada, con accionamiento manual

auxiliar, con reposición por muelle mecánico

3. Denominaciones de las conexiones de las válvulas

- Describa el significado y el funcionamiento de las siguientes denominaciones de
conexiones.
 Significado y funcionamiento
Denominación de las conexiones

Conexión de aire comprimido

1
Conductos de trabajo
2, 4
Conductos de escape
3, 5
La señal existente abre el paso de 1 hacia 2
12
La señal existente abre el paso de 1 hacia 4
14
La señal existente bloquea el paso de 1 hacia 2
10
Aire auxiliar para maniobra
82/84

4. Posición normal de válvulas distribuidoras

- Un cilindro de simple efecto es controlado mediante una electroválvula de 3/2 vías de
accionamiento eléctrico. Describa los movimientos que ejecuta el cilindro en función de
las diversas posiciones normales.

Electroválvula de 3/2 vías, normalmente cerrada

Aplicando tensión en la bobina, la electroválvula cambia de posición. Se abre el paso de la
conexión de aire comprimido 1 hacia la conexión de trabajo 2. Al retirar la señal, la válvula vuelve
a su posición normal por acción de un muelle de reposición. Si no se aplica corriente en la bobina
de la válvula de vías, se descarga el aire comprimido a través de la conexión de escape de la
válvula de vías. El vástago retrocede. Si fluye corriente a través de la bobina, la válvula de vías
conmuta y se aplica presión en la cámara del cilindro. El vástago avanza. Si no se aplica corriente
en la bobina, la válvula vuelve a conmutar. Se descarga el aire de la cámara del cilindro y el
vástago retrocede.
Electroválvula de 3/2 vías, normalmente abierta
Aplicando tensión en la bobina, la electroválvula cambia de posición. Se cierra el paso de la
conexión de aire comprimido, y por lo tanto, se bloquea el caudal. Al retirar la señal, la válvula
vuelve a su posición normal por acción de un muelle de reposición. Se abre el paso de la desde
la conexión de aire comprimido 1 hacia la conexión de trabajo 2. Si no se aplica corriente en la
bobina de la válvula de vías, se alimenta aire comprimido a través de la válvula. El vástago
avanza. Si fluye corriente a través de la bobina, la válvula de vías conmuta y se descarga el aire
contenido en la cámara del cilindro a través de la conexión 3 de la válvula de vías. El vástago
retrocede. Si no se aplica corriente en la bobina, la válvula vuelve a conmutar. Se aplica aire de
la cámara del cilindro y el vástago avanza.

5. Funcionamiento de diferentes tipos de válvula

– Describa las diferencias de funcionamiento de estos dos tipos de válvulas e indique
cuál es su comportamiento en caso de fallo en la alimentación de energía eléctrica.

Electroválvula con reposición por muelle

La posición activa se mantiene únicamente mientras fluye corriente eléctrica a través de la
bobina. La posición normal está definida por el funcionamiento del muelle de recuperación. En
caso de fallo en la alimentación de energía eléctrica, la válvula vuelve a su posición normal por
acción del muelle de recuperación.
Electroválvula biestable
Para que conmute la válvula, es suficiente que reciba una breve señal. Gracias a la fricción
estática, la válvula mantiene su última posición, aunque se produzca un corte de la alimentación
eléctrica. En estado normal, ambas bobinas se hallan sin corriente eléctrica. En estas válvulas,
la posición normal no está claramente definida. En caso de producirse un corte de la alimentación
de energía eléctrica, la válvula mantiene su última posición.
6. Accionamiento directo e indirecto
– Describa la diferencia entre accionamiento directo e indirecto a partir de la siguiente
aplicación: Accionamiento eléctrico de una electroválvula de 3/2 vías de reposición por
muelle con pulsador.

Accionamiento directo
Presionando el pulsador fluye corriente a través de la bobina de la válvula. El electroimán hace
conmutar la válvula. Soltando el pulsador se interrumpe el circuito de corriente. El electroimán se
desconecta y la válvula de vías conmuta a posición normal.
Accionamiento indirecto
Presionando el pulsador, fluye corriente a través de la bobina del relé. Se cierra el contacto del
relé y la válvula de vías conmuta. La posición se mantiene mientras hay corriente. Se mantiene
la posición, aunque se suelte el pulsador. El accionamiento indirecto, se utiliza si el circuito de
control y el circuito principal tienen tensiones diferentes.

7. Estructura y funcionamiento de los interruptores eléctricos

– Describa la estructura y el funcionamiento de los interruptores representados.

Tipo de construcción: Pulsador normalmente abierto.

Funcionamiento
Los pulsadores mantienen la posición de conmutación únicamente mientras se mantienen
pulsados. El pulsador normalmente está abierto. En el caso de un contacto normalmente abierto,
el circuito de corriente está interrumpido mientras el interruptor se encuentra en su posición
normal (es decir, mientras no se activa). Presionando el pulsador, se cierra el circuito de
corriente, con lo que la corriente fluye hacia la unidad consumidora. Soltándolo, el interruptor tipo
pulsador recupera su posición normal por acción de un muelle, por lo que se interrumpe
nuevamente el circuito eléctrico.

Tipo de construcción: Interruptor con enclavado, normalmente cerrado.

Funcionamiento
Los interruptores con enclavado, mantienen su posición de conmutación. Estos interruptores
mantienen su posición hasta que son accionados nuevamente. El interruptor que se muestra en
el símbolo, tiene el contacto normalmente cerrado. En el caso de un contacto normalmente
cerrado, el circuito de corriente está cerrado por efecto de la fuerza del muelle mientras el
interruptor se encuentra en su posición normal. Al accionar el interruptor, se interrumpe el circuito
de corriente. Accionándolo nuevamente, se vuelve a cerrar el circuito.

Tipo de construcción: Pulsador con función de conmutador.

Funcionamiento
Los pulsadores mantienen la posición de conmutación únicamente mientras se mantienen
pulsados. El pulsador que se muestra en el símbolo, funciona como conmutador. Un conmutador
combina en una sola unidad las funciones de un contacto normalmente cerrado y de un contacto
normalmente abierto. Al conmutar, se cierra un circuito de corriente y se abre otro. Durante la
operación de conmutación, los dos circuitos están interrumpidos durante unos breves instantes.

8. Completar el esquema del circuito neumático y el esquema del circuito

eléctrico.
– Complete los esquemas de los circuitos neumático y eléctrico del equipo de
comprobación. Complete los símbolos incompletos. Identifique cada componente e
incluya las denominaciones de las conexiones que falten.

9. Completar la lista de componentes

– Complete la lista de componentes. Incluya en la tabla de abajo la cantidad, la
identificación y la denominación de los componentes necesarios.

Identificación Denominación
Cantidad
1 Cilindro de simple efecto
1 Válvula de estrangulación y antirretorno
1 Electroválvula de 3/2 vías, normalmente cerrada

1 -XM1 Bloque distribuidor

1 -AZ1 Válvula de cierre con unidad de filtro y regulador

1 – Fuente de aire comprimido

Identificación Denominación
Cantidad
1 Pulsador (contacto normalmente abierto)
1 Solenoide

1 – Unidad de alimentación de corriente eléctrica, 24 V DC

12. Descripción de las secuencias del sistema de control

– Describa detalladamente cada uno de los pasos de la secuencia del mando.

Posición inicial
El cilindro de simple efecto, con el muelle de reposición extendido en la cámara del émbolo
Paso 1-2
Al activar el pulsador, el vástago de un cilindro de simple efecto sale hacia su posición final.
Paso 2-3
Al soltar el pulsador, el vástago del cilindro retrocede hacia su posición final posterior.

Ejercicio 2: Abrir y cerrar una tubería

1. Comparación entre válvulas de accionamiento directo y válvulas servopilotadas

– Considerando la forma de accionamiento del émbolo de la válvula, se distingue entre
electroválvulas de accionamiento directo y electroválvulas servopilotadas.
Compare estos dos tipos de válvulas e indique sus ventajas y desventajas.

Válvula de accionamiento directo

El núcleo del solenoide de la electroválvula abre el paso para permitir el flujo hacia la unidad
consumidora. Para que la sección sea suficientemente grande, es decir, para disponer de
suficiente caudal, es necesario utilizar solenoides relativamente grandes. Por lo tanto, también
el muelle de reposición debe ser grande. Además, el electroimán debe aplicar una fuerza
relativamente grande. Por lo tanto, para montar este tipo de válvulas debe disponerse de un
espacio relativamente grande. Además, el consumo de corriente eléctrica es alto.

Válvula servopilotada
El paso hacia la unidad consumidora se realiza por el paso principal. El aire comprimido fluye a
través de un canal proveniente de la conexión 1, y actúa sobre el émbolo de la válvula. Este
émbolo se desplaza. Para ello, es suficiente un pequeño caudal, de manera que el rotor puede
ser relativamente pequeño y aplicar poca fuerza. Para que el émbolo se desplace en contra de
la fuerza que aplica el muelle, es necesario disponer de una presión previa mínima determinada.

2. Funcionamiento de una electroválvula

– Describa el funcionamiento de la válvula distribuidora que se representa mediante el
siguiente símbolo y el siguiente dibujo en sección.

Se trata de una electroválvula servopilotada de 5/2 vías con accionamiento manual auxiliar y
reposición por muelle.

Funcionamiento
En posición normal, el émbolo se encuentra en el extremo del lado izquierdo, la conexión 1
(conexión de aire comprimido) y la conexión 2 (conexión de la unidad consumidora) está unidas
entre sí, así como también lo están la conexión 4 (conexión de la unidad consumidora) y la
conexión 5 (conexión de aire de escape). Si fluye corriente a través de la bobina, el émbolo de
la válvula se desplaza hasta el tope de lado derecho. En esta posición, están unidas las
conexiones 1 y 4 y, también, las conexiones 2 y 3 (conexión de escape). Con 14 se identifica le
circuito de control interno de servopilotaje
3. Identificación IP

– La bobina presenta la identificación IP 65.

Explique el significado de esta identificación.

Según la norma DIN-VDE 470-1, la identificación de los tipos de protección se realiza mediante
dos letras (IP, por International Protection) y dos cifras. La primera cifra indica el grado de
protección frente al ingreso de polvo o de partículas extrañas, mientras que la segunda cifra
indica el grado de protección frente a la entrada de humedad o agua.

4. Símbolos de los cilindros neumáticos

– Explique la relevancia de los símbolos de los cilindros neumáticos.

Cilindro multiposición de doble efecto. Cambio del sentido de movimiento mediante cambio del lado de
aplicación de aire comprimido. Conectando en serie dos cilindros de émbolo de igual diámetro, aunque de
carreras diferentes, es posible avanzar hasta tres posiciones diferentes. El cilindro puede aproximarse a la
tercera posición partiendo de la primera posición de modo directo o deteniéndose en la segunda posición
intermedia. Sin embargo, para ello es indispensable que una carrera siempre sea mayor que la anterior. En
el retroceso sólo es posible avanzar hacia la posición intermedia mediante un control correspondiente (3
posiciones de trabajo). La carrera más corta es la mitad de la carrera más larga.

Cilindro de doble efecto. Cambio de sentido del movimiento mediante aplicación alternativa
de aire comprimido. Amortiguación regulable en las posiciones finales (2 posiciones de trabajo). Si el cilindro
mueve grandes masas, deberá utilizarse una amortiguación en el final de carrera. Antes de llegar a la
posición final, un émbolo de amortiguación interrumpe la salida directa del aire de escape. El bloqueo de la
salida del aire de escape en la última parte del recorrido, logra reducir la velocidad del movimiento del
émbolo.

5. Completar el esquema del circuito neumático y el esquema del circuito eléctrico

– Complete los esquemas de los circuitos neumático y eléctrico del dispositivo de bloqueo.
Complete los símbolos incompletos. Identifique cada componente e incluya las denominaciones
de las conexiones que falten.

6. Completar la lista de componentes

– Complete la lista de componentes. Incluya en la tabla de abajo la cantidad, la identificación y
la denominación de los componentes necesarios.

Identificación Denominación
Cantidad
1 Cilindro de doble efecto
2 Válvula de estrangulación y antirretorno
1 Electroválvula de 5/2 vías

1 -XM1 Bloque distribuidor

1 -AZ1 Válvula de cierre con unidad de filtro y regulador

1 – Fuente de aire comprimido

 Identificación Denominación
Cantidad
1 Pulsador (contacto normalmente abierto)
1 Solenoide

1 – Unidad de alimentación de corriente eléctrica, 24 V DC

9. Descripción de las secuencias del sistema de control

-Describa detalladamente cada uno de los pasos de la secuencia del mando.

Posición inicial
El cilindro se encuentra en su posición final posterior.
Paso 1-2
Presionando el pulsador, se aplica corriente eléctrica en la bobina de la electroválvula de 5/2
vías. La válvula conmuta. Por ello, se llena el aire la cámara del cilindro del lado del émbolo y, a
la vez, se descarga el aire contenido en la cámara del lado del vástago. El cilindro avanza.
Paso 2-3
Cuando se suelta el pulsador S1, no fluye corriente a través de la bobina, por lo que la válvula
vuelve a su posición normal debido a la fuerza que aplica el muelle de reposición. Se descarga
el aire contenido en la cámara del lado del émbolo del cilindro, mientras que se llena de aire la
cámara del lado del vástago. El cilindro de desplaza nuevamente hacia su posición final posterior.

Ejercicio 3: Tapar botes de plástico

1. Función del relé

– Atribuya los números que aparecen en la gráfica a las denominaciones de los componentes
que constan en la siguiente tabla.
Componente
Número
7 Lengüeta del borne de la bobina del relé

3 Devanado de la bobina

5 Juego de contactos

2 Muelle recuperador

4 Inducido

6 Lengüeta del borne del contacto de conexión

1 Bobina con núcleo

b) Describa el funcionamiento de un relé.

Un relé es un interruptor de accionamiento electromagnético. Al conectar una tensión en la

bobina del electroimán se produce un campo electromagnético. De esta manera, el inducido
móvil es atraído por el núcleo de la bobina. El inducido actúa sobre los contactos del relé.
Dependiendo del tipo de relé, los contactos se abren o cierran. Si se interrumpe el flujo de
corriente a través de la bobina, el inducido recupera su posición inicial mediante la fuerza de un
muelle.

c) En la bobina de un relé se pueden activar uno o varios contactos. Dependiendo de la

función necesaria, se utilizan relés con contactos normalmente cerrados, normalmente
abiertos o con contactos de conmutación.
Describa la estructura del relé, la dotación de contactos y su funcionamiento.

Forma constructiva, dotación de contactos

Relé con dos contactos normalmente cerrados y dos contactos normalmente abiertos.
Funcionamiento
Si se aplica corriente en la bobina del relé, cuatro contactos del relé abren hasta dos circuitos de
corriente, y se cierran hasta otros dos circuitos de corriente.

Forma constructiva, dotación de contactos

Relé con cuatro contactos de conmutación.

Funcionamiento
Si se aplica corriente en la bobina del relé, los cuatro contactos del relé abren o cierra hasta
cuatro circuitos de corriente. Gran versatilidad. Múltiples combinaciones posibles de contactos.

2. Completar el esquema del circuito neumático y el esquema del circuito eléctrico

-Complete los esquemas de los circuitos neumático y eléctrico de la prensa para tapas.
Complete los símbolos incompletos. Identifique cada componente e incluya las
denominaciones de las conexiones que falten.

3. Completar la lista de componentes

– Complete la lista de componentes. Incluya en la tabla de abajo la cantidad, la
identificación y la denominación de los componentes necesarios.
 Identificación Denominación
Cantidad
1 Cilindro de doble efecto
2 Válvula de estrangulación y antirretorno
1 Electroválvula de 5/2 vías
-XM1 Bloque distribuidor
1
-AZ1 Válvula de cierre con unidad de filtro y regulador
1
– Fuente de aire comprimido
1

Identificación Denominación
Cantidad
1 Pulsador (contacto normalmente abierto)
1 Relé
1 Solenoide
– Unidad de alimentación de corriente eléctrica, 24 V DC
1

6. Descripción de las secuencias del sistema de control

– Describa detalladamente cada uno de los pasos de la secuencia del mando.

Posición inicial
El cilindro se encuentra en su posición final posterior.
Paso 1-2
Presionando el pulsador, se aplica corriente en el relé. Se cierra el contacto conmutador, y se
aplica corriente eléctrica en la bobina de la válvula de 5/2 vías. La válvula conmuta. A
continuación, se llena el aire la cámara posterior del cilindro y, a la vez, se descarga el aire
contenido en la cámara delantera. El cilindro avanza.
Paso 2-3
Cuando se suelta el pulsador, ya no se aplica corriente en el relé, por lo que se abre el contacto
conmutador. De esta manera, no fluye corriente a través de la bobina, y la válvula vuelve a su
posición normal por acción del muelle de recuperación. Se descarga el aire la cámara posterior
del cilindro y, a la vez, la cámara delantera se llena de aire comprimido. El cilindro de desplaza
nuevamente hacia su posición final posterior.

Ejercicio 4: Envasar granulado de plástico

1. Reequipamiento de electroválvulas
– Describa los tipos de válvulas que se muestran en la siguiente tabla.
Marque con una cruz las electroválvulas que pueden sustituirse mediante una
electroválvula de 5/2 vías del tipo indicado anteriormente.

Complete el símbolo de forma que se obtenga la función deseada de la válvula.

x
Electroválvula servopilotada de 2/2 vías, con reposición por muelle y con accionamiento manual
auxiliar.
 x

Electroválvula servopilotada de 3/2 vías, con reposición por muelle, posición normal cerrada, con
accionamiento manual auxiliar.

X
Electroválvula servopilotada de 3/2 vías, con reposición por muelle, posición normal abierta, con
accionamiento manual auxiliar.

2. Selección de electroválvulas
– Escoja una de las válvulas y explique su decisión.

Tipo de válvula
Electroválvula servopilotada de 5/2 vías, con reposición por muelle y con accionamiento manual
auxilia.
Explicación
Una electroválvula de 5/2 vías puede utilizarse en numerosas aplicaciones. Ello significa que, en
la práctica, puede utilizarse un solo tipo de válvula para solucionar numerosas tareas. Por lo
tanto, adquiriendo una mayor cantidad de este tipo de válvulas, es posible reducir los costos
ocasionados por la compra de las válvulas y, además, aquellos generados por el almacenamiento
de piezas de recambio. Si se utilizan diversos tipos de válvulas, los costos de reparación son
mucho más altos.
3. Conexiones lógicas: la función O
– Confeccione la correspondiente tabla de funciones y el símbolo lógico.
-SF2 -MB1 -QM1
-SF1

0 (sin accionar) 0 (sin accionar) 0 (sin accionar) 0 (sin accionar)

0 (sin accionar) 1 (accionado) 1 (accionado) 1 (accionado)

1 (accionado) 0 (sin accionar) 1 (accionado) 1 (accionado)

1 (accionado) 1 (accionado) 1 (accionado) 1 (accionado)

4. Completar el esquema neumático y el esquema eléctrico

– Complete los esquemas de los circuitos neumático y eléctrico del cierre plegable. Complete los
símbolos incompletos. Identifique cada componente e incluya las denominaciones de las
conexiones que falten.
5. Completar la lista de componentes
-Complete la lista de componentes. Incluya en la tabla de abajo la cantidad, la
identificación y la denominación de los componentes necesarios.
Cantidad Identificación Denominación
1 Cilindro de simple efecto
1 Válvula de estrangulación y antirretorno
1 Electroválvula de 5/2 vías
1 -XM1 Bloque distribuidor
1 -AZ1 Válvula de cierre con unidad de filtro y regulador
1 – Fuente de aire comprimido

Cantidad Identificación Denominación

2 Pulsador (contacto normalmente abierto)

1 Relé
1 Solenoide
1 – Unidad de alimentación de corriente eléctrica, 24 V DC

8. Descripción de las secuencias del sistema de control

– Describa detalladamente cada uno de los pasos de la secuencia del mando.

Posición inicial
En posición normal, el cilindro se encuentra en la posición final delantera. La cámara posterior
del cilindro está llena de aire comprimido.
Paso 1-2
Presionando el pulsador 1 o el pulsador 2), se aplica corriente en el relé. Se cierra el contacto
conmutador, y se aplica corriente eléctrica en la bobina de la válvula de 5/2 vías. La válvula
conmuta. A continuación, se llena el aire la cámara posterior del cilindro y, a la vez, el muelle
aplica presión y el cilindro retrocede a la posición final posterior.
Paso 2-3
Cuando se suelta el pulsador 1 o el pulsador 2, ya no se aplica corriente en el relé, por lo que se
abre el contacto conmutador (contacto normalmente abierto). De esta manera, no fluye corriente
a través de la bobina, y la válvula vuelve a su posición normal por acción del muelle de
recuperación. La cámara posterior del cilindro se llena de aire comprimido. El cilindro de desplaza
nuevamente hacia su posición final delantera.