Electrónica industrial moderna / Timothy J. Maloney.

CONTENIDO
Capítulo 1
EL INTERRUPTOR TRANSISTORIZADO COMO DISPOSITIVO DECISOR 1
Objetivos 1
Sistemas que Contienen Circuitos Lógicos 2
Circuitos Lógicos que Utilizan Relevadores Magnéticos 2
Circuito Lógico de Relevadores para un Sistema de Banda Transportadora/Clasificador 4
Funciones de Lógica Desempeñadas por Transistores 8
Compuertas Lógicas - Los Bloques Funcionales de la Lógica de Estado Sólido 10
Circuito Lógico de Estado Sólido para el Sistema de Banda Transportadora/Clasificador 11
Dispositivo de Entrada para la Lógica de Estado Sólido 13
Dispositivos de Salida para la Lógica de Estado Sólido 18
La Lógica de Estado Sólido Comparada con la Lógica de Relevadores 19
Circuito Lógico de Estado Sólido para el Ciclo Operativo de una Cortadora de Perfiles 22
Circuito Lógico para un Anunciador de Primera Falla 24
Circuito Lógico para un Ciclo de Taladrado de una Máquina 26
EJERCICIO PRACTICO: Expansión de sistema de la máquina taladradora 29
Capítulo 2
LOS INTERRUPTORES TRANSISTORIZADOS EN APLICACIONES DE MEMORIA Y CONTEO 34
Objetivos 35
Circuito de control de una soldadora, que utiliza Flip-Flops RS 36
Mesa oscilante de maquinado que utiliza Flip-Flops RS sincronizado 37
Flip-Flops JK 40
Registro de corrimiento 40
Contadores 45
Decodificación 46
Sistemas de Apilado que Utiliza Contadores de décadas y de Codificadores 47
Circuitos de un solo Disparo (One-Shots) 50
Relojes 53
Llenado Automático de Tanques Mediante un Sistemas que utiliza un reloj y Circuitos de un Solo Disparo 54
Contadores Descendentes y Codificadores 56
Temporizadores 58
Sistema de Llenado de Recipientes que Utiliza un contador descendente, un Codificador y Temporizadores 65
EJERCICIO PRACTICO: Expansión de Circuito del Cepillado Oscilante 69
Resumen 69
Fórmula 69
Preguntas y Problemas 69
Capítulo 3
CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES 72
Objetivos 73
Partes de un Controlador Lógico Programable 74
Programación de un PLC para Controlar el Sistema de banda Transportadora/Clasificador 93
Programación de Funciones de Temporización y conteo 99
Un aparato de Fresado con Funciones de Temporización y conteo 105
Otras Funciones Tipo Relevador de los PLC 111
Manejo de Datos de Entrada Analógicos 114
Mejora del Sistema de Fresado, Haciéndolo Sensible a la Temperatura 126
EJERCICIO PRACTICO: Refinación de la Respuesta de Temperatura del Proceso fresado 131
Resumen 132
Fórmula 133
Preguntas y Problemas 133
Capítulo 4
LOS SCR 138
Objetivos 139
Teoría y operación de los SCR 140
Formas de ondas de los SCR 140
Características de la compuerta de los SCR 142
Circuitos comunes de control de compuerta 142
Otros circuitos de control de compuerta 145
Métodos alternos de conexión de los SCR a las cargas 148
Los SCR en circuitos de CD 148
EJERCICIO PRACTICO: Vehículos Maglev 152
Resumen 157
Fórmula 158
Preguntas y Problemas 158
Proyectos de Laboratorio Sugeridos 159
Capítulo 5
LOS UJT
Objetivos 163
Teoría y Operación de los UJT 164
Osciladores de Relajación con UJT 167
Circuitos de Temporización con UJT 171
Los UJT en Circuitos de Disparo para SCR 173
Los PUT 181
EJERCICIO PRACTICO: Disparo de los SCR en un Módulo de Control de un Maglev 185
Resumen 187
Fórmulas 187
Preguntas y Problemas 187
Proyectos de Laboratorio Sugeridos 189
Capítulo 6
LOS TRIACS Y OTROS TIRISTORES 192
Objetivos 193
Teoría y Operación de los Tríacs 194
Formas de onda de los Tríacs 195
Características Electrónicas de los Tríacs 196
Métodos de disparo para los Tríacs 197
Interruptores Bilaterales de Silicio 199
Dispositivos Unilaterales de Transición Conductividad 204
Dispositivo de Transición Conductiva (SUS) Usado o para Disparar un Tríac 205
Razón de aumento crítico de voltaje de estado apagado (dv/dt) 207
Los UJT como dispositivos de disparo de Tríac 208
EJERCICIO PRACTICO: Remoción de partículas de Ceniza de la chimenea de una planta de generación de R electricidad operada con carbón 215
Resumen 218
Fórmulas 218
Preguntas y Problemas 218
Proyectos de Laboratorio Sugeridos 220
Capítulo 7
SISTEMA AUTOMATICO DE SOLDADURA INDUSTRIAL CON CONTROL DIGITAL 224
Objetivos 225
Descripción Física del Sistema de Soldadura de ruedas 226
Secuencia de Operaciones para hacer una Soldadura 227
Diagrama de Bloques del Circuito de Control de secuencia 230
Descripción Detallada del Circuito de Inicio de secuencia y el Circuito de Disparo de Intervalo y Canalización 234
Descripción Detallada del Circuito y Decodificador de pasos de intervalo 239
Circuito Contador de Tiempo de Intervalo y de predeterminación del Contador de Tiempo de Intervalo 242
Circuito de Pasos de Calentamiento-Enfriamiento y canalización 247
Circuito de Conteo de Calentamiento-Enfriamiento y predeterminación del Contador de Calentamiento-Enfriamiento 249
Circuito de Potencia de Soldadura 251
EJERCICIO PRACTICO: Recreación del Diagrama Esquemático del Circuito de potencia de soldadura con Subintervalos de Calor de Polaridad Alternante 261
Resumen 261
Preguntas y Problemas 262
Capítulo 8
USOS ESPECIALES DE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES 266
Objetivos 267
Características de los Amplificadores Operacionales y circuitos básicos 268
Amplificador Diferencial Basado en un Amplificador operacional 268
Convertidor de Voltaje a Corriente Basado en un amplificador operacional 269
Integradores y Diferenciadores Basados en Amplificadores operacionales 270
EJERCICIO PRACTICO: Diagnóstico de Fallas del Circuito Procesador de Señales de posición de la Pared del Maglev 272
Resumen 279
Fórmulas 279
Preguntas y problemas 279
Proyecto de laboratorio sugerido 280
Capítulo 9
SISTEMAS REALIMENTADOS Y SERVOMECANISMO 282
Objetivos 283
Sistemas de lazo abierto contra sistemas den lazo cerrado 284
Nomenclaturas y diagramas de los sistemas en lazo cerrado 287
Ejemplos de sistemas de control de lazo cerrado 289
Modo de control de los sistemas industriales de lazo cerrado 293
Control de encendido-apagado (ON-OFF) 294
Control Proporcional 296
Control Proporcional más Integral 307
Control Proporcional más Integral más Derivativo 310
Respuesta del Proceso 314
Relación entre las Características del Proceso y el Modo de control apropiado 320
Control de Proceso PID con un Controlador Lógico Programable 323
EJERCICIO PRACTICO: Uso de un PLC para la Variación Automotizada de Condiciones de Proceso y Recopilación de Información 328
Resumen 330
Preguntas y Problemas 330
Capítulo 10
TRANSDUCTORES DE ENTRADA-DISPOSITIVOS DE MEDICION 336
Objetivos 337
Potenciómetro 338
Transformadores Diferenciales de Variación Lineal (LVDT) 342
Transductores de Presión 344
Termopares 345
Termistores y Detectores Resistivos (RTDs) 349
Otros Traductores de Temperatura 352
Fotoceldas y Dispositivos Fotoeléctricos 354
Fibras Opticas 370
Ultrasónica 372
Galgas 373
Acelerómetros 376
Tacómetros 377
Transductores de Efecto Hall 380
Resolvers 384
Transductores de Humedad 394
EJERCICIO PRACTICO: Detección de Fallas con un Osciloscopio Multicanal de Almacenamiento digital 398
Resumen 401
Fórmulas 402
Preguntas y problemas 402
Capítulo 11
DISPOSITIVOS CORRECTORES FINALES Y AMPLIFICADORES 408
Objetivos 410
Válvulas solenoide 410
Válvulas de dos posiciones manejadas por un motor eléctrico 411
Válvulas de posición proporcional manejadas por un motor eléctrico 413
Válvulas Electroneumáticas 414
Válvulas Electrohidráulicas 417
Características de Flujo de las Válvulas 418
Reveladores y Contactores 421
Tiristores 424
Motores de CA de Fase Dividida 425
Servomotores de CA 430
Servoamplificadores de CA de Estado Sólido 437
Servomotores de CD 446
Amplificadores para Servomotores de CD 448
EJERCICIO PRACTICO: Detección de Errores en un Operador Electroneumático de válvula 451
Resumen 452
Preguntas y Problemas 452
Capítulo 12
MOTORES DE CD DE ROTOR DEVANADO 456
Objetivos 457
Tipos de Motores 458
Principios del Dinamo de Rotor Devanado 459
Desempeño de los Motores de CD de Rotor Devanado 476
Gráficas Características de los Motores de CD Configurados en Derivación 491
Características de los Motores de CD Configurados en serie 493
Configuración Compuesta 501
Interpolos 502
Arranque, Paro e Inversión 503
EJERCICIO PRACTICO: Remoción de Azufre de la Chimenea de una Planta de Generación de electricidad operada con Carbón 510
Resumen 515
Fórmulas 515
Preguntas y Problemas 516
Capítulo 13
MOTORES DE CD NO TRADICIONALES 520
Motores convencionales de imán permanente 522
Motores de imán permanente sin núcleo 523
Motores paso a paso 526
Motores de CD sin escobillas 542
Comparación de los motores CD de conmutación electrónica con los equipados con escobillas 544
EJERCICIO PRACTICO: Aprendizaje de un Circuito de Prueba Complicado de Motor Paso a Paso 548
Resumen 550
Fórmulas 550
Preguntas y Problemas 550
Capítulo 14
MOTORES DE CA 554
Objetivos 555
El campo Giratorio 556
El Rotor de Jaula de Ardilla 561
Obtención del Desfasamiento 565
Características de Operación de Los Motores de Jaula de Ardilla 570
Sistemas de Potencia de CA de Trifasicos 575
Motores de Inducción de Jaula de Ardilla Trifásicos 584
Características de Los Motores Trifásicos 588
Arranque, Inversión y Operación a dos Voltajes 592
EJERCICIO PRACTICO: Diagnostico de Sobrecarga de un Motor 598
Resumen 599
Fórmulas 600
Preguntas y Problemas 601
Capítulo 15
NUEVE EJEMPLOS DE SISTEMAS INDUSTRIALES EN LAZO CERRADO 606
Objetivos 607
Control por Termistor de la Temperatura de Aceite de Templado 608
Sistema de Control de Presión Empleando el Modo Proporcional 610
Controlador Proporcional más Integral de la Temperatura con Entrada de Termopar 617
Controlador de Tensión de Cinta 623
Control de Guía de Borde para un Enrollador de Cinta 628
Sistema Automático de Pesado 631
Controlador de Dióxido de Carbono para un Horno de Carburación 640
Control de Humedad Relativa en un Proceso de humectación de textiles 648
Controlador de humedad de una bodega 651
EJERCICIO PRACTICO: Detección de fallas de un circuito de control proporcional basado en amplificador operacional 655
Resumen 655
Preguntas y respuestas 655
Capítulo 16
SISTEMAS DE CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES 658
Objetivos 659
Motores de CD-Operación y Características 660
Control Mediante Tiristores del Voltaje y Corriente de Armadura 662
Sistema de Control de Velocidad Monofásico y de Media Onda para un Motor de CD en Derivación 663
Otro Sistema de Control de Velocidad Monofásica 665
Control Reversible de Velocidad 666
Sistemas de Manejo Trifásicos para Motores de CD 667
Ejemplo de un Sistema de Manejo Trifásico 668
Control Mediante Modulación par Ancho de Pulso 671
El Temporizador-Oscilador tipo 555 673
Inversores de Frecuencia Variable 686
Variación del Voltaje junta con la Frecuencia 694
Cicloconvertidores 698
EJERCICIO PRACTICO: Detección de Fallas de un Manejador de Motor de CD de alta potencia basado en SCR 711
Resumen 712
Fórmulas 713
Preguntas y Problemas 713
Capítulo 17
TELEMETRIA 718
Objetivos 719
Telemetría Mediante Modulación por Ancho de Pulso 720
Telemetría Mediante Modulación por Frecuencia de Pulso 723
Telemetría Multiplexada 733
Telemetría de Radio 737
Telemetría Digital 737
EJERCICIO PRACTICO: Prueba de un Sistema de Telemetría Mediante Modulación por Frecuencia de pulso 754
Resumen 756
Fórmulas 756
Preguntas y problemas 757
Capítulo 18
CONTROL EN LAZO CERRADO CON UNA COMPUTADORA EN LINEA 760
Objetivos 761
Sistemas de transportación de lodo de carbón controlado por microcomputadora 762
Esquema de control de sistema 762
Programación de una microcomputadora 764
Diagrama de flujo del Programa 765
La Arquitectura de la Microcomputadora 767
Ejecución de un Programa 774
Programa de Control de Lodo de Carbón 777
EJERCICIO PRACTICO: Uso de un Analizador Lógico para Detección de Fallas 792
Resumen 794
Preguntas y Problemas 795
Capítulo 19
ROBOTS INDUSTRIALES 798
Objetivos 799
El Concepto del Robot 800
Configuraciones Mecánicas de los Robots Industriales 802
Categorías de Programación (software) para Robots industriales 806
Programas de Detención Positiva 807
Programas Punto a Punto 815
Programas de Trayectoria Continua 824
EJERCICIO PRACTICO: Entendimiento de Las Fallas de un Robot 827
Resumen 828
Preguntas y Problemas 828
Capítulo 20
SEGURIDAD 832
Objetivos 833
Descarga Eléctrica 834
Alambres de Tierra 836
Interruptores de Tierra Accidental 837
Administración de Ayuda a una Víctima de Descarga eléctrica 840
Quemaduras 841
Protección de Ojos y Cabeza 842
Fuego 842
Código de Color Osha 843
Resumen 844
Preguntas y problemas 844
Apéndice
Curvas de la constante universal del tiempo 847