domingo, 30 de agosto de 2015

INTERBUS

Un bus de campo es un sistema de transmisión de información (datos) que simplifica enormemente la instalación y operación de máquinas y equipamientos industriales. Sustituye las conexiones punto a punto entre los elementos de campo y el equipo de control a través del tradicional bucle de corriente de 4-20mA. Cada dispositivo de campo incorpora cierta capacidad de proceso con un costo bajo. Cada uno de estos elementos ejecuta funciones simples de diagnóstico, control o mantenimiento, así como de comunicarse bidireccionalmente a través del bus.

Ventajas
  • ·        Ahorro en instalación
  •          Ahorro en mantenimiento
  •          Flexibilidad en el diseño
  •          Instalación fácil de ampliar
  •          De sus tres capas (física, enlace y aplicación) el usuario sólo se debe preocupar de la capa física y de usuario.


Topología
INTERBUS es un sistema de anillo, es decir, todos los dispositivos están activamente integrados en un circuito de transmisión cerrado. Cada dispositivo amplifica la señal de entrada y la envía, permitiendo un rango de transmisión elevado en grandes distancias. A diferencia de otros sistemas de anillo, las líneas de ida y vuelta de datos en el sistema de INTERBUS son dirigidas a todos los dispositivos a través de un solo cable. Esto significa que el aspecto general físico del sistema es una estructura de árbol “abierto”. Una línea principal sale del bus master y puede ser usada para formar subredes sin rupturas de hasta 16 niveles de profundidad. Esto quiere decir que el sistema de bus puede ser rápidamente adaptado para aplicaciones cambiantes.

Flexibilidad
El sistema de INTERBUS maestro/esclavo permite la conexión de hasta 512 dispositivos, a través de 16 niveles de red. El anillo es automáticamente cerrado por el último dispositivo.


Medios físicos
En muchos casos, los datos de un sistema INTERBUS son transmitidos a través de un cable de cobre usando una transmisión de señal diferencial (RS-485). Esto significa que un par de cables torcidos por separado son requeridos para la línea de ida y la de vuelta. Un quinto cable provee compensación de potencial entre los módulos, debido a que los segmentos deben ser aislados eléctricamente en INTERBUS.
Con un rango de transmisión de 500 kbps, el método de transmisión punto a punto RS-485 cubre una distancia de 400 m. entre dos dispositivos. Debido al repetidor integrado en cada dispositivo, la expansión total del sistema puede alcanzar 13 km. Cuando se usa fibra óptica, la estructura de INTERBUS es la misma que para cobre porque la información es transmitida de nuevo por dos fibras. Solo debe convertirse a luz y viceversa, por lo tanto ambos cables pueden combinarse entre dispositivos individuales en un mismo sistema.


Protocolo de comunicación
Ya sea bus de campo o Ethernet TCP/IP, el medio de transmisión más adecuado depende de los requerimientos de una aplicación. Los nuevos estándares han sido definidos e implementados en muchos sectores. Por ejemplo sistemas de PC’s, sistemas de seguridad, distribución y componentes de fibra óptica y sistemas de control web. En el futuro, muchas de estas funciones serán consideradas durante la planeación de sistema y escenarios de configuración. Esto significa que estas funciones deben ser integradas en sistemas de bus de campo por adelantado.

Software de administración CMD (configuración, monitoreo y diagnóstico)
La introducción del software permite a una herramienta integrada ser usada con todos los sistemas de control.
Las características importantes de este tipo de software son:
  •         Independencia del sistema de control
  •         Flexibilidad con respecto a extensiones de programa
  •         Programas de agregado

CMD es una herramienta que es usada para los ciclos completos de un sistema, desde la planeación, configuración y arranque a través de monitoreo a la evaluación de datos de diagnóstico durante el servicio.


Acceso al medio
INTERBUS es el único sistema de bus trabajando de acuerdo al método de marco de suma que usa solo un protocolo para mensajes de todos los dispositivos. En este método de acceso maestro/esclavo, el bus maestro actúa como la unión al control de mayor nivel o el sistema de bus.
El método provee un alto nivel de eficiencia durante la transmisión de datos y permite que los datos sean enviados y recibidos simultáneamente. Con este método de transmisión de datos, INTERBUS asegura intervalos constantes y predecibles para puntos de ajuste y valores de control en tiempo real. En estructuras de suma, las cuales consisten de encabezado, palabra de loop de retorno e información de guardado y fin de datos, los datos de todos los dispositivos conectados a entradas y salidas son agrupados en un bloque. La información adicional que es requerida es transmitida sólo una vez por ciclo. En la práctica, este método puede ser descrito como un registro, el cual está conformado por los dispositivos que están conectados en un sistema de anillo. En INTERBUS esto consiste de un número de celdas de memoria binario, el cual empuja información digital de celda a celda a pulsos de reloj. Cada dispositivo tiene un cierto número de buffers asignados a un número preestablecido de celdas para diferentes tareas, por ejemplo: entrada de datos y salidas para el proceso. Los registros adicionales monitorean la transmisión de datos para errores. Un dispositivo de INTERBUS contiene tres registros que están conectados en paralelo. Los datos de entrada y salida son transferidos usando el registro de datos. El tipo de dispositivo es definido en el registro de identificación. Esto permite al bus maestro identificar los dispositivos y la topología de bus, al igual que llevar a cabo el direccionamiento. Los datos son guardados usando el registro CRC16 (verificación de redundancia cíclica) donde la transmisión correcta de datos es verificada.



Manejo de redundancia
Cada red puede perder marcos debido a la imperfección del entorno en el que opera. Por ejemplo la emisión electromagnética puede causar pequeños saltos en los enlaces de comunicación, haciendo la secuencia de un cuadro Ethernet, es decir, su verificación de redundancia cíclica (CRC), inválida. Una red de oficina típica maneja pérdidas de marcos como esta mediante la implementación de protocolos de retransmisión de la capa más alta, por ejemplo, mediante el uso de TCP/IP. Sin embargo, en redes a tiempo real, la penalización temporal de retransmisiones es frecuentemente inaceptable y enfoques alternativos son requeridos.
En redes de seguridad, es común instalar caminos de comunicación redundantes en los cuales copias redundantes de los marcos son transmitidos en paralelo. Por lo tanto, esta forma paralela de redundancia incrementa la confiabilidad de la transmisión de marcos en una red ya que es más probable que al menos una de las copias alcance su destino, o en puentes selectos en la red, las copias de un marco necesiten ser eliminadas de tal manera que la información transportada en las copias redundantes de un marco sea usada sólo una vez.



Referencias:

-Interbus Basics

domingo, 17 de mayo de 2015

Diario Mayo


Dibujo de Informe del mes de Mayo

Dibujo de Informe Mayo (Click aquí)

Compresores Neumáticos

Objetivo
Conocer el elemento vital de todo sistema neumático, el compresor. Saber con qué tipos se cuenta para seleccionar y utilizar los apropiados de acuerdo a las actividades a realizar en un proceso industrial. Conocer su funcionamiento, diferencias y propiedades para emplearlos adecuadamente y mantenerlos en óptimas condiciones de funcionamiento.

Función
Son la parte más importante del circuito neumático, ya que es en esta se produce el aire comprimido.
El compresor es una máquina o dispositivo que toma aire con unas determinadas condiciones y lo impulsa a una presión superior a la de entrada. También se puede definir como una máquina de funcionamiento alternativo o rotatorio que tiene por objeto la compresión de un fluido (aire) para utilizar su fuerza de expansión debidamente regulada y transmitida al lugar más idóneo.

Tipos

DE ÉMBOLO
Son muy baratos y flexibles en su funcionamiento, pero hacen bastante ruido. Permiten trabajar con caudales de diferentes magnitudes y con un amplio rango de relación de compresión.
  • De pistón: El funcionamiento de este tipo de compresores es muy parecido al de un motor de un automóvil. Un eje, en el que va una manivela, acciona la biela que produce un movimiento alternativo en el pistón. Al bajar el pistón, entra aire por la válvula de aspiración. En ese momento la válvula de salida esta cerrada. Cuando el pistón desciende hasta el punto muerto inferior, las dos válvulas se cierran. En este momento comienza la compresión del aire que ha entrado al cilindro, debido al inicio del ascenso del pistón. Cuando este aire se ha comprimido hasta el máximo, entonces se abre la válvula de salida. el aire comprimido es descargado en el deposito y comienza a viajar hacia el circuito a través de los conductos del mismo.Para realizar la compresión de aire, los compresores de émbolo suelen utilizar mas de una etapa, Produciéndose en cada etapa un aumento de la presión del aire. En la última etapa, el aire es expulsado a la presión final esperada.
    Regularmente, los compresores de émbolo más utilizados son los de dos etapas, Que suelen refrigerarse con agua o aceite (que circula alrededor de la camisa del compresor) o con aletas, que se sitúan alrededor de las cámaras de compresión.
Compresor de pistón
  • De diafragma: Una membrana separa el émbolo de la cámara de trabajo; el aire no entra en contacto con las piezas móviles. Por tanto, en todo caso, el aire comprimido estará exento de aceite. El movimiento obtenido del motor, acciona una excéntrica y por su intermedio el conjunto biela- pistón. Esta acción somete a la membrana a un vaivén de desplazamientos cortos e intermitentes que desarrolla el principio de aspiración y compresión. Debido a que el aire no entra en contacto con elementos lubricados, el aire comprimido resulta de una mayor pureza, por lo que lo hace especialmente aplicable en industrias alimenticias, farmacéuticas, químicas y hospitales.
Compresor de diafragma
                                                     


ROTATIVO
Los compresores rotativos consiguen aumentar la presión del aire mediante el giro de un rotor. El aire se aspira cuando el rotor gira en un determinado sentido y después se comprime dentro de la cámara de compresión que se origina en el compresor.
  • Rotativo de paletas: Poseen una serie de paletas radiales sobre el rotor que presionan las paredes de la cámara de compresión cuando giran (por la acción de la fuerza centrífuga). Entre cada dos paletas se crea una especie de pequeña cámara de compresión que va comprimiendo el aire. Son muy silenciosos y proporcionan un nivel de caudal prácticamente constante.
Compresor rotativo de paletas
                                                        
  • Compresor de tornillo: Son relativamente nuevos y, además, caros, aunque debido a su bajo desgaste, a largo plazo son muy ventajosos. Son muy silenciosos y proporcionan una presión que oscila entre los 7 y los 14 bar. El funcionamiento de estos compresores se basa en el giro de dos tornillos helicoidales que comprimen el aire que ha entrado por el orificio de aspiración, y lo expulsan hasta el orificio de salida.
Compresor de tornillo
                                                  
  • Roots: En estos compresores, el aire es llevado de un lado a otro sin que el volumen sea modificado. En el lado de impulsión, la estanqueidad se asegura mediante los bordes de los émbolos rotativos. Como ventaja presenta el hecho que puede proporcionar un gran caudal, lo que lo hace especial para empresas que requieren soplar, mover una gran cantidad de aire, su uso es muy limitado. El accionamiento también se asegura exteriormente, ya que por la forma de los elementos y la acción del roce no es conveniente que los émbolos entren en contacto.
Compresor Roots
                                                          

TURBOCOMPRESOR
Trabajan según el principio de la dinámica de los fluidos y son muy apropiados para grandes caudales. Se fabrican de tipo axial y radial. El aire se pone en circulación por medio de una o varias ruedas de turbina. Esta energía cinética se convierte en una energía elástica de compresión.
  • Axial: El proceso de obtener un aumento de la energía de presión a la salida del compresor se logra de la siguiente manera. La rotación acelera el fluido en el sentido axial comunicándole de esta forma una gran cantidad de energía cinética a la salida del compresor, y por la forma constructiva, se le ofrece al aire un mayor espacio de modo que obligan a una reducción de la velocidad. Esta reducción se traduce en una disminución de la energía cinética, lo que se justifica por haberse transformado en energía de presión. Con este tipo de compresor se pueden lograr grandes caudales con flujo uniforme pero a presiones relativamente bajas (5 bar).
Compresor axial
                                                       
  • Radial: El aumento de presión del aire se obtiene utilizando el mismo principio que el axial, con la diferencia de que en este caso el fluido es impulsado una o más veces en el sentido radial. Por efecto de la rotación, los álabes comunican energía cinética y lo dirigen radialmente hacia fuera, hasta encontrarse con la pared o carcasa que lo retorna al centro, cambiando su dirección. En esta parte del proceso el aire dispone de un mayor espacio disminuyendo por tanto la velocidad y la energía cinética, lo que se traduce en la transformación de presión. Este proceso se realiza tres veces en el caso de la figura, por lo cual el compresor es de tres etapas. Se logran grandes caudales pero a presiones también bajas. El flujo obtenido es uniforme.
Compresor radial

Mantenimiento

Diario
  • Revisar el nivel de aceite en caso de ser compresor lubricado.
  • Drenar cualquier condensación de agua en el tanque.
  • Revisar cualquier ruido o vibración rara o inusual.              
Semanales
  • Limpiar el filtro de aire (elemento).
  • Limpiar todas las parte externas del compresor.
  • La válvula de seguridad debe ser revisada para asegurarse que no esté atorada.
Mensual
  • Revisar el sistema general de conducción de aire (tubería).
  • Revisar el aceite que esté libre de contaminación y cambiar si es necesario.
  • Revisar las bandas: tensión y desgaste.     
Cada 3 meses
  • Cambiar el lubricante con aceite apropiado.
  • Revisar las válvulas, generalmente de todo el compresor.                

Mapa mental

Resumen
Sin los compresores neumáticos no contaríamos con la eficiencia de los sistemas automatizados actuales. Estos elementos permiten la elevación de la presión de aire previamente tomado y la consiguiente impulsión del mismo. Esta fuerza de impulsión es aprovechada para permitir el movimiento de otros elementos de manera controlada.
De acuerdo a las necesidades del sistema y las actividades a cumplir se utiliza alguno de los compresores siguientes:

-De émbolo- Baratos y flexibles en su funcionamiento
  • De pistón
  • De diafragma
-Rotativo- El aire se aspira cuando el rotor gira en un determinado sentido y después se comprime dentro de la cámara de compresión que se origina en el compresor.
  • De paletas
  • De tornillo
  • Roots
-Turbocompresor- El aire se pone en circulación por medio de una o varias ruedas de turbina.
  • Axial
  • Radial
El mantenimiento de los compresores involucra la revisión de sus componente físicos, de sus niveles de lubricación, de la limpieza en las partes sensibles como el filtro y la sustitución de partes que dejen de ser funcionales.


Preguntas
  • ¿Qué es un compresor neumático?
-Es una máquina de funcionamiento alternativo o rotatorio que tiene por objeto la compresión de un fluido (aire) para utilizar su fuerza de expansión debidamente regulada y transmitida al lugar más idóneo.

  • ¿Cuáles son los tres principales tipos de compresores neumáticos?
-De émbolo, rotativo y turbocompresor

  • Tipo de compresor con características semejantes al motor de combustión interna
-De pistón

  • ¿Cuál es la diferencia entre el compresor de pistón y el de diafragma?
-Una membrana separa el émbolo de la cámara de trabajo; el aire no entra en contacto con las piezas móviles.

  • Ventajas del compresor rotativo de paletas
-Son muy silenciosos y proporcionan un nivel de caudal prácticamente constante.

  • ¿Cómo funciona el compresor de tornillo?
-Se basa en el giro de dos tornillos helicoidales que comprimen el aire que ha entrado por el orificio de aspiración, y lo expulsan hasta el orificio de salida.

  • ¿Cuándo se emplea el compresor Roots?
-Proporciona un gran caudal, lo que lo hace especial para empresas que requieren soplar, mover una gran cantidad de aire.

  • Pieza de gran importancia en los turbocompresores
-Turbina




Referencias
http://quantum.cucei.udg.mx/~gramirez/menus/introduccion/compresores.html
http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica2.htm
http://www.milwaukee.com.mx/mantenimiento.php