CAPITULO 4: APLICACIÓN: SIMULACIÓN DE CIRCUITOS NEUMÁTICOS
4.1.- CIRCUITOS BÁSICOS
En este apartado se explicarán los circuitos más sencillos para comprender el funcionamiento de los elementos más comunes en la tecnología neumática [62]. Asimismo, también se darán algunas nociones de la tecnología electro-neumática, con la simulación y explicación de dos circuitos sencillos.
Nos servirá, junto con el apartado 4.2, como introducción para las máquinas que se presentarán en los apartado 4.3 y siguientes.
 
4.1.1.- Circuitos elementales
1) Mando de un cilindro de simple efecto
Aplicación: El vástago de un cilindro de simple efecto debe salir al accionar un pulsador. Al soltar el pulsador debe volver a la posición inicial.
Esquema (Fig. 4.1): Al accionar la válvula 3/2 pasa el aire comprimido de P a A, el escape R está cerrado. Al soltar el pulsador se realiza el retroceso de la válvula mediante el muelle. La cámara del cilindro y el conducto se ponen en escape de A hacia R, la alimentación de aire comprimido P está cerrada.
Fig. 4. 1 - Mando de un cilindro de simple efecto.
2) Regulación de la velocidad en cilindros de simple efecto
Aplicación I: La velocidad de un cilindro de simple efecto debe ser regulada al avance.
Esquema (Fig. 4.2):
Fig. 4. 2 - Regulación de la velocidad en cilindros de simple efecto al avance.
Funcionamiento: En el caso de cilindros de simple efecto la velocidad puede ser disminuida por medio de un regulador en un solo sentido, con efecto de estrangulación de la alimentación del aire a la entrada del cilindro.
Aplicación II: La velocidad de vástago debe ser regulable al retroceso.
Esquema:
Fig. 4. 3 - Regulación de la velocidad en cilindros de simple efecto al retroceso.
Funcionamiento: En este caso la estrangulación actúa sobre el escape del aire comprimido.

Aplicación III: La velocidad del vástago de un cilindro de simple efecto debe ser regulable al avance y al retroceso por separado.
Esquema:

Fig. 4. 4 - Doble regulación de la velocidad en cilindros de simple efecto.
Funcionamiento: En este caso para regular separadamente, son necesarios dos reguladores en un solo sentido. (Podría utilizarse también un regulador en los dos sentidos).
3) Mando con selector de circuito
Aplicación: Un cilindro de simple efecto, debe poder efectuar su movimiento mandado desde dos puntos diferentes.
Esquema (Fig. 2.26c):
Fig. 4. 5 - Mando con selector de circuito.
Funcionamiento: Cuando se acciona 1.2, el aire circula de P hacia A, y también de X a A, en 1.6 hacia el cilindro, al igual que si se pulsa 1.4. En ausencia del selector, cuando se pulsase 1.2 ó 1.4 el aire se dirigiría hacia el escape de la otra válvula en vez de hacerlo hacia el cilindro.
4) Mando de simultaneidad
Aplicación: El vástago de un cilindro de s.e. solamente debe salir al accionar dos válvulas 3/2.
Esquema a)
Fig. 4. 6 - Mando de simultaneidad en paralelo.
Funcionamiento: El accionamiento de la válvula 1.2 y 1.4 da aire en X e Y de la válvula de simultaneidad que alimenta al cilindro a través de A.
Esquema b)
Fig. 4. 7 - Mando de simultaneidad en serie.
Funcionamiento: Montaje en serie. Se deben accionar las válvulas 1.2 y 1.4, entonces puede salir el cilindro de simple efecto.
Esquema c)
Fig. 4. 8 - Mando de simultaneidad en paralelo-serie.
Funcionamiento: Se deben accionar las válvulas 1.2 y 1.4, entonces puede salir el cilindro de simple efecto, gobernado por 1.6.
5) Mando indirecto de un cilindro de simple efecto
Aplicación (Fig. 2.26d): El vástago de un cilindro de\simple efecto de gran volumen (gran Ø, gran recorrido, gran distancia entre las válvulas y el cilindro) debe salir al accionar una válvula y retroceder a su posición inicial al soltar dicha válvula.
Esquema:
Fig. 4. 9 - Mando indirecto de cilindro de simple efecto.
Funcionamiento: El accionamiento de la válvula 1.2 deja libre el paso de aire de P a A, dando señal en Z de la válvula 1.1. Conmutando la válvula 1.1 se obtiene paso de aire de P a A y con ello el avance del vástago del cilindro de simple efecto.
6) Mando de un cilindro de doble efecto
Aplicación: El vástago de un cilindro de doble efecto debe salir al accionar un pulsador, al soltar el pulsador debe volver a su posición inicial.
Esquemas (Fig. 2.27a):
Fig. 4. 10 - Mando de cilindro de doble efecto.
Funcionamiento: La conmutación del cilindro de doble efecto se puede realizar tanto con una válvu¬la 4/2 como con una 5/2. En la posición básica de la válvula de 4/2, está conectado P con A y B con R. Accio¬nando el pulsador se realiza la conmutación de la válvula, P se comunica con B y A con R. El vástago del cilindro pasa de la posición inicial a la final.
7) Regulación de velocidad de un cilindro de doble efecto
Aplicación: Las velocidades de salida y entrada deben poder ser reguladas separadamente.
Esquema a) (Fig. 2.27b)
Fig. 4. 11 - Regulación de la velocidad en cilindro de doble efecto I.
Funcionamiento: Estrangulación del aire de escape. Se crea un cojín de aire que facilita una velocidad relativamente lenta, independiente de la carga.
Con válvulas 4/2 se deben utilizar reguladores en un solo sentido. Con válvulas 5/2 reguladores en dos sentidos.
Esquema b)
Fig. 4. 12 - Regulación de la velocidad en cilindro de doble efecto II.
Funcionamiento: Estrangulación del aire de alimentación. Arranque más suave, pero sin precisión en la regulación y muy dependiente de la carga. Es preferible la solución anterior.
8) Aumento de la velocidad en cilindros de simple y doble efecto
Aplicación I (Fig.2.26a): Aumentar la velocidad de retroceso en un cilindro de simple efecto.
Esquema:
Fig. 4. 13 - Aumento de la velocidad en cilindro de simple efecto.
Funcionamiento: Una válvula de escape rápido realiza la purga del cilindro y del conducto.
Aplicación II: El aumento de velocidad en el avance de un cilindro de doble efecto.
Esquema:
Fig. 4. 14 - Aumento de la velocidad en cilindro de doble efecto.
Funcionamiento: Una válvula de escape rápido realiza la purga del depósito del cilindro y del conducto.
9) Mando indirecto de un cilindro de doble efecto
Aplicación: Accionar mediante dos válvulas (1.2 y 1.3) un cilindro de doble efecto de tal forma que, el vástago sale al accionarla válvula 1.2, y al soltarla permanece en la posición final de carrera delantera hasta que se dé una contraseñal para el retroceso (válvula 1.3).
Esquema:
Fig. 4. 15 - Mando indirecto de cilindro de doble efecto.
Funcionamiento: Si se acciona la válvula 1.2 conmuta a la válvula 4/2 (1.1), mediante una señal en Z. El vástago del cilindro sale. El cilindro se queda en esta posición hasta que, una señal de la válvula 1.3 conmuta la válvula 1.1 en Y, volviendo el cilindro a su posición inicial.
10) Retroceso de un cilindro de doble efecto por final de carrera
Aplicación: El vástago de un cilindro de doble efecto debe retroceder al llegar a la posición final de carrera delantera, en caso de que la válvula que manda el avance no esté accionada.
Esquema:
Fig. 4. 16 - Retroceso de cilindro de doble efecto por final de carrera.
Funcionamiento: Mando como en 9, pero la válvula 1.3 es de rodillo. Una línea de marcación 1.3 indica que la válvula es accionada en la posición final de vástago salido del cilindro 1.0.
11) Mando de un cilindro de doble efecto con válvula 4/3
Aplicación: Control de la posición, el avance y retroceso de un cilindro de doble efecto.
Esquema a): Funcionamiento: La válvula 4/3 permite el control total en todo momento (incluida posición).
Esquema b): Funcionamiento: En la posición intermedia se pierde el control, ya que las cámaras quedan purgadas y el cilindro libre; si existe reacción se moverá en ese sentido (incluida la gravedad).
Fig. 4. 17 - Mando de un cilindro de doble efecto con válvula 4/3.
12) Control y regulación de velocidad de motores neumáticos
Aplicación: Regulación del número de revoluciones de un motor neumático con dos sentidos de circulación sobre válvulas de estrangulación independientes para cada sentido de giro.
Esquema:
Fig. 4. 18 - Control y regulación de velocidad de un motor neumático (sin animación).
Funcionamiento: Con la válvula 4/3 y usando el tapón ciego del escape en la posición intermedia, mantenemos el circuito presurizado en dicha posición (esto mejora el rendimiento y la velocidad de reacción). Si se deja el escape libre, en dicha posición el circuito se purga.
 
4.1.2.- Temporizadores
Todos los circuitos que se enumeran y han sido simulados a continuación basan su funcionamiento en el elemento de retardo, que no es sino una válvula de estrangulación en una dirección determinada unido a un pequeño depósito. Vemos en la figura siguiente el esquema que utilizaremos para el estudio, con los valores más representativos.
Fig. 4. 19 - Elemento de retardo y circuito para simulación de llenado.
Estudiemos cómo se realiza la carga y descarga de un depósito y como la simula (acercándose lo máximo posible a la realidad) el programa neumático Fluidsim.
El circuito tiene medidores de presión (manómetros) a la entrada y la salida de la estrangulación, y medidor de caudal (caudalímetro) en la línea. Se representan las variables y las condiciones de trabajo. En t=0s se actúa la válvula 3/2. Obtendríamos las gráficas mostradas a continuación.
Fig. 4. 20 - Diagrama de estado.
Actuando la válvula en t=0 y liberándola cuando el caudalímetro marca 0 l/min
Para diferentes aberturas de la estrangulación obtenemos los siguientes valores. Los tiempos de carga y descarga son los transcurridos desde el inicio de la simulación.
 
Tabla 4. 1 - Valores de tiempo de carga y descarga según apertura de estrangulación.
Interpolando polinómicamente (4º grado) estos valores obtenemos la gráfica que sigue:
Fig. 4. 21 - Tiempos de carga y descarga según abertura de la válvula de estrangulación.
Constatamos que la regulación del llenado no es lineal con la estrangulación, como podíamos pensar a priori.
1) Retardo a la conexión
Aplicación: Retardar la actuación sobre un pilotaje (en este caso, una válvula 3/2 NC)
Esquema:
Fig. 4. 22 - Retardo a la conexión.
Funcionamiento: Al accionar la válvula 1.2, la estrangulación impide que el depósito se llene de inmediato, retardando la consecución de la presión que vence la fuerza del resorte. Regulando la abertura de la estrangulación controlamos el tiempo de retardo (como se ha visto anteriormente, no es lineal).
 
2) Retardo a la desconexión
Aplicación: Retardar la relajación sobre un pilotaje (en este caso, una válvula 3/2 NC)
Esquema:
Fig. 4. 23 - Retardo a la desconexión.
Funcionamiento: Al accionar la válvula 1.2, el depósito se llena de inmediato y se actúa la válvula 1.1. Al liberarla, la estrangulación impide la salida del aire a presión, retardando la consecución de la presión que deja de vencer la fuerza del resorte. Regulando la abertura de la estrangulación controlamos el tiempo de retardo a la desconexión.
3) Doble retardo
Aplicación: Retardar la actuación sobre un pilotaje (en este caso, una válvula 3/2 NC) tanto a la conexión como a la desconexión.
Esquema:
Fig. 4. 24 - Doble retardo.
Funcionamiento: Cada estrangulamiento funciona en un sentido según los apartados 1) y 2).
4) Conversión de señal permanente a pulso
Aplicación: Convertir una señal permanente en un pulso y controlar la frecuencia de este.
Esquema:
Fig. 4. 25 - Conversión de señal permanente en pulso.
Funcionamiento: La señal permanente se activa mediante la válvula 1.01 y, tras el transitorio inicial, al actuar la válvula se actúa junto con la 1.2 y el depósito se descarga. Al dejar de actuar sobre la válvula, la 1.2 vuelve a su posición NA, rellenando el depósito y actuando la válvula 1.2 de nuevo. La frecuencia del pulso se controla mediante la estrangulación.
El cilindro se ha utilizado para constatar la señal pulsante, pero este montaje se suele utilizar para otras aplicaciones, no para controlar actuadores.
 
4.1.3.- Modalidades de mando
Lo fundamental y por lo tanto lo que más caracteriza a una máquina o a un aparato es el mando. Conociendo el mando puede averiguarse mucho sobre la máquina; por ejemplo, si es adecuada para fabricación de piezas sueltas o en serie, si es apta para trabajos semiautomáticos o automáticos, o la capacidad productora. El punto principal de toda máquina es el mando y, por lo tanto, debe dedicárselo una atención especial, independientemente de qué modalidad de mando se trate [63].
1) Mando dependiente de la voluntad humana
Depende de la voluntad de la persona que maniobra. Todos los mandos manuales y por pedales son dependientes de la voluntad. En ellos, los emisores de señales son válvulas de accionamiento manuales. El avance o retroceso (marcha a derechas o a izquierdas) de un órgano motriz se regula por separado. En la figura siguiente se representa un esquema de mando dependiente de la voluntad humana, con órganos reguladores complementarios. Puede suponerse, por ejemplo, cómo podría mandarse un cilindro desde un puesto central. Para ello basta un corto impulso para el avance o para el retroceso. La posición final correspondiente se mantiene hasta que un contraimpulso produce la inversión.
Fig. 4. 26 - Mando dependiente de la voluntad humana.
Este ejemplo tiene además una puerta lógica «O» para producir el movimiento manualmente o por pedal. Todos los mandos requieren la intervención del hombre para su servicio, ya que la producción de la señal debe efectuarse manualmente en los dos sentidos del movimiento.
Este tipo de mando se emplea allí donde no ha de considerarse funcionamiento enlazado de una máquina y tampoco hay un desarrollo automático de la secuencia de trabajo. Por consiguiente, es apta solo para dispositivos muy simples, como fijaciones o similares.
El mando dependiente de la voluntad es también la primera modalidad de mando, a partir de la cual pueden diseñarse otros más complejos. Para la iniciación de todo mando de máquinas o accionamiento de emergencia en mandos automáticos es necesario un mando dependiente de la voluntad humana
La condición previa de todo mando en función de la voluntad humana es el hombre en su estado de persona de servicio, del cual depende por completo la secuencia de trabajo.
2) Mando dependiente del movimiento
En esta modalidad de mando, el órgano motriz, actúa bien directamente o con un dispositivo móvil unido a él, en función del camino recorrido sobre el emisor de señales para la inversión en el sentido contrario o bien para el inicio o final de otras cadenas de mando. En los ejemplos representados, la dependencia del movimiento se toma directamente en el vástago del émbolo del cilindro y en las posiciones finales. También pueden producirse señales en función del movimiento durante el recorrido según la utilización y la necesidad. El primer ejemplo corresponde al accionamiento continuo. En cuanto se aplica el aire comprimido a la válvula 0.1, el cilindro empieza su movimiento oscilatorio avance/retroceso hasta que se desconecta el aire comprimido. Las válvulas de rodillo palanca 1.1 y 1.2 están dispuestas de modo que son accionadas por una leva o tope fijado en el vástago del émbolo. La válvula de impulsos 1.3 asume aquí una función de memoria durante el movimiento.
Fig. 4. 27 - Mando dependiente del movimiento I.
En el ejemplo siguiente, el movimiento oscilatorio del cilindro de doble efecto es sólo posible en dependencia de un segundo cilindro. En la posición final posterior del cilindro 1.4 es accionada la válvula 1.1 y con el avance es accionada la válvula de rodillo palanca 2.1 con rodillo escamoteable. Los dos cilindros avanzan, pero el avance del cilindro 2.0 es retardado por la estrangulación. El cilindro 1.0 sólo puede retroceder cuando ambos cilindros han alcanzado su posición final anterior (se accionan las válvulas 1.2 y 2.2 respectivamente).
Fig. 4. 28 - Mando dependiente del movimiento II.
Cuando están accionadas las válvulas 1.2 y 2.2, retrocede el cilindro de doble efecto. Al mismo tiempo, la válvula 2.1 deja de ser accionada por el rodillo escamoteable y el cilindro 3.4 inicia también el retroceso. De este modo puede empezar una repetición de la secuencia de trabajo. El mando se desarrolla de modo automático hasta que el aire comprimido sea desconectado mediante la válvula 0.1.
El mando dependiente del movimiento es el fundamento para los mandos secuenciales automáticos. El mando se interrumpe en el acto, independientemente de la posición.
3) Mando dependiente del tiempo
Correspondiéndose con los mandos antes tratados, puede construirse un mando dependiente del tiempo que actúe en los dos sentidos del movimiento mediante la sustitución de los emisores de señales. Se origina un movimiento alternativo en función del tiempo. La dependencia del tiempo actúa en las dos posiciones extremas del cilindro. Se supone que el tiempo de avance y retroceso del émbolo es menor que el retardo del emisor de señales. Las válvulas empleadas para este retardo de tiempo fueron ya tratadas en el apartado 4.1.2. El retardo entre la entrada de la señal y la puesta en función del mando es ajustable de modo continuo hasta un valor máximo. El ejemplo de la figura muestra una inversión de los dos sentidos de movimiento sin finales de carrera. Con la impulsión para el avance, es iniciado también el tiempo para el retroceso. El tiempo de retardo (tiempo de reposo) en las posiciones finales es el tiempo total de retardo menos el tiempo de movimiento para el avance y retroceso. El tiempo de reposo es ajustable con precisión en las dos posiciones finales.
Fig. 4. 29 - Mando dependiente del tiempo.
El mando dependiente del tiempo puede emplearse para mandos consecutivos sencillos, o bien para mandos automantenidos dentro del tiempo máximo ajustable.
4) Mandos combinados
Los grandes mandos neumáticos de máquinas y equipos son casi siempre combinación de elementos dependientes del movimiento, tiempo o voluntad, que crean una función dada.
En el ejemplo siguiente, han sido reunidos en un mando los tres. Los requisitos establecidos para un proceso de prensado son los siguientes: Durante el avance de un vástago debe ser pulsado un accionamiento de pedal; en la posición final anterior el émbolo debe permanecer cierto tiempo y transcurrido retroceder automáticamente. Por seguridad, el pedal (alejado de la prensa) debe ser pulsado durante todo el avance (se verán sistemas de seguridad más profundamente en el apartado 4.2).
El funcionamiento es el siguiente: En tanto la válvula 1.2 esté accionada, el aire comprimido fluye sobre las válvulas 1.02 y 1.5 a la 1.1, la invierte y el vástago avanza hacia el exterior del cilindro. Cuando se alcanza la posición final anterior y con ella la válvula 1.3, puede dejarse libremente el mando de pedal, puesto que ahora la presión de pilotaje para la válvula 1.1 es mantenida por la válvula 1.3 sobre las 1.02 y 1.5. Al mismo tiempo, el elemento de retardo de la válvula 1.5 recibe la presión de pilotaje de la 1.3. Transcurrido el tiempo de retardo ajustado, la válvula 1.5 cierra el paso y purga el aire de mando hacia la válvula 1.1, que es puesta en la posición de partida por un muelle, y el émbolo retrocede.
Fig. 4. 30 - Mando combinado.
Mando de pedal con automantenimiento del pistón en la posición final anterior y
retroceso ajustable dependiente del tiempo
La válvula de pedal 1.2 representa la función dependiente de la voluntad humana, la válvula 1.3 de rodillo es la función dependiente del movimiento y la válvula 1.5 de retardo representa la función dependiente del tiempo.
5) Mando secuencial
El mando secuencial funciona en dependencia del movimiento, pudiendo estar presentes también elementos temporizadores como complemento. Una función (camino recorrido o movimiento) origina la siguiente. Si por cualquier causa una función no se efectúa, la siguiente tampoco y el mando permanece en la posición de perturbación. Este mando precisa más emisores de señales que cualquier otra modalidad de mando; pero en él se cumple con seguridad el desarrollo previsto de las funciones.
Pueden ser de ciclo semiautomático o automático. Es semiautomático cuando para cada ciclo es necesario producir manualmente la señal de marcha (figura siguiente).
Como ejemplo, se supone un dispositivo de montaje en el que une pieza se coloca y se retira manualmente. En la ella deben meterse a presión dos piezas, que son alimentadas a través de un transportador, y colocadas a presión por el cilindro de prensado. El operario da la señal de arranque una vez colocada la pieza a trabajar. El esquema neumático puede ser, a modo de ejemplo, como el representado en la figura siguiente.
Tras conectar el aire comprimido (antes de la iniciación del trabajo, válvula 0,2) y colocar la pieza a trabajar, se presiona un momento el pulsador de marcha 1.1 y, a través de la válvula de impulsos 1.3 (memoria), el cilindro 1.0 inicia el avance. Al accionar la válvula 2.1, el cilindro 2.0 es puesto en avance con velocidad fijada por la válvula estranguladora 2.5.
Fig. 4. 31 - Mando secuencial para ciclo de trabajo semiautomático.
Cuando ambos cilindro llegan al final de su carrera, son accionadas las válvulas 1.2 y 2.2, y se invierte la válvula 1.3 y el cilindro 1.0 retrocede. Cuando este deja de actuar la válvula 2.1 es purgado el cilindro 2.0, que retrocede también. De este modo se alcanza la posición de partida y la pieza puede retirarse con la mano. Una nueva fase de trabajo sólo se inicia tras una nueva señal de arranque de la válvula 1.1 (modo semiautomático).

Para un funcionamiento automático debe introducirse un nuevo dispositivo alimentador de la pieza principal a trabajar, dándose la señal de arranque para iniciar el ciclo de trabajo desde la pieza colocada a la válvula de impulsos 1.3. Al final del ciclo de trabajo es necesario acoplar un expulsor para retirar la pieza terminada y emitir una señal para cargar de nuevo. Sólo entonces este equipo funciona automáticamente. Para continuar con el mismo esquema, se supondrá otro trabajo., Con sólo sustituir la válvula 1.1 se obtiene un esquema que hace posible un ciclo de trabajo automático.

Fig. 4. 32 - Mando secuencial para ciclo automático.
Tan pronto como se conecte el aire comprimido a través de la válvula 0.2, el equipo empieza a trabajar. El cilindro 1.4 en su posición final trasera acciona la válvula 1.1 que produce el impulso de arranque y con ello inicia el proceso. La repetición del ciclo de trabajo se realiza hasta que se desconecta el aire comprimido desde 0.2.
En los mandos secuenciales también pueden ser incluidos elementos dependientes del tiempo, como retardadores. En el ejemplo mantenemos el ciclo de trabajo totalmente automático.
Fig. 4. 33 - Mando secuencial para ciclo automático con retardo complementario.
En los mandos secuenciales automáticos se impone a veces la exigencia de que también sea posible un ciclo independiente sin repetición, además del de repetición continúa. Para este objeto, el mando neumático es equipado con una válvula selectora complementaria con la que pueden obtenerse ciclos semiautomáticos o automáticos. Vemos un ejemplo a continuación.
Fig. 4. 34 - Mando secuencial para ciclo manual/automático con retardo complementario.
El mando secuencial trabaja dependiente del movimiento: La función precedente origina la siguiente a ella. En caso de avería el mando permanece parado en la función perturbada.

Los mandos siguientes utilizan las tecnologías neumática, hidráulica, eléctrica y electrónica para realizar el control de los circuitos. Veremos una introducción al control electroneumático, dada su importancia, pero este tema se escapa al alcance de este proyecto, con lo que no lo trataremos en profundidad. El resto no los veremos por igual motivo.

6) Mando electroneumático
El mando combinado a base de la electrotecnia y neumática representa una nueva posibilidad de elección, además del mando neumático puro. Lo eléctrico se utiliza en la parte de la información y control para la transmisión y proceso de las señales. La neumática se emplea en la parte energética para la amplificación y el trabajo. El elemento de unión es la válvula electromagnética que es empleada lo mismo como órgano de mando que como órgano de mando y regulador combinado. La parte eléctrica de estos mandos trabaja normalmente con tensiones continuas o alternas de 12 ó 24V, y excepcionalmente con 220V. Las válvulas electroneumáticas se diferencian sólo en la clase de accionamiento.
La gran ventaja es la rapidez del paso de la señal y la posibilidad de enlazar elementos de mando pertenecientes a un mismo equipo incluso con grandes separaciones entre ellos. Asimismo, el coste mucho menor de los componentes eléctricos y el espacio disponible son factores determinantes. Es, con muchísima diferencia, la tecnología más ampliamente utilizada. Como excepción, en los recintos con peligro de fuego o explosión es preferible emplear el mando neumático puro, dada la protección especial de los elementos eléctricos.
La figura siguiente presenta un mando neumático puro (el simulado en el punto 10 del apartado 4.1.1) y un mando electroneumático con las mismas condiciones [64].
Fig. 4. 35 - Circuito electroneumático sencillo y equivalente neumático.
Al actuar sobre el pulsador P1, el solenoide de válvula R1 queda alimentado, y se acciona la válvula 1.1, saliendo el cilindro. Cuando llega al final de carrera, el sensor inductivo A1 alimenta el interruptor de alimentación inductiva S1, y este genera señal al solenoide R2, que actúa sobre el otro extremo de la válvula 1.1, generando el retroceso del cilindro.

El sensor inductivo (detector de proximidad inductivo) utilizado, además de evitar la colocación de la válvula de rodillo de fin de carrera en la posición adecuada y el tamaño de esta, tiene un coste muy inferior.

 
Fig. 4. 36 - Detector de proximidad inductivo [65].
Su configuración típica es la de una varilla roscada que en su interior contiene unos circuitos emisor y receptor impresos de procesado de señal. La señal de salida la proporciona un transistor PNP o NPN. El principio físico de funcionamiento de las células opto electrónicas está basado sobre el hecho de que la luz generada por un emisor la detecta un receptor que la convierte en una señal de conmutación.
Diversos son los sistemas destinados para llevar a cabo este hecho:
- barreras fotoeléctricas
- sistema réflex
- sistema reflexión directa
- fibras ópticas
- detectores de infrarrojos
En el sistema de reflexión directa el emisor y el receptor están integrados en el mismo componente. La luz infrarroja modulada, emitida por el detector, se refleja sobre el objeto a detectar de manera difusa. Una parte de la luz incidente se refleja retornando al receptor, que la utiliza para efectuar la conmutación.

Los finales de carrera utilizados hasta ahora detectan la posición del cilindro allí donde queremos que se produzca el siguiente movimiento de una secuencia de cilindros, mediante una electroválvula pilotada eléctricamente. Cualquier detector de posición, sea por principios magnéticos, ópticos, eléctricos, inductivos, capacitivos, aprovechan las características y la posición del material a detectar (sea un cilindro, una caja, una pieza de colores, una pieza metálica,…) para enviar una señal eléctrica. En el caso óptico la señal se produce cuando el receptor recibe la reflexión de la luz enviada por el emisor.
El mando electroneumático reúne las ventajas de los dos medios (electricidad y neumática), pero han de ponderarse cuidadosamente los criterios tales como distancias, número de cadenas de mando interrelacionadas, combinaciones de maniobra complejas, influencias ambientales y protecciones especiales.
En el siguiente ejemplo vemos u circuito algo más complejo, pero que solo dispone de tres elementos neumáticos, y permite realizar el control y una simple seguridad (encendido/apagado) del cilindro de doble efecto.

Fig. 4. 37 -Circuito electroneumático de funcionamiento automático.
Con encendido y apagado, iluminación de aviso y corte de corriente en caso de emergencia.
La parte del esquema eléctrico a la izquierda del interruptor Run/End corresponde a la fuente de alimentación. Se trata de un circuito de paro prioritario (Power OFF prevalece sobre Power ON) y una lámpara indicadora de tensión 24 V C.C.
En la práctica estos esquemas con bobinas y detectores con diferentes consumos se hacen pasar a través de relés eléctricos que evitan que algún componente reciba sobreintensidad (los detectores quedarían con los contactos pegados, etc.…).
7) Mando neumático-hidráulico (sin simulación)
En esta modalidad de mando es necesario distinguir entre los mandos neumático-hidráulicos auténticos y artificiales.
A los artificiales pertenecen todos aquéllos que están montados con convertidores de presión, multiplicadores de presión y unidades modulares oleoneumáticas. En estos, la neumática aporta la energía de trabajo y de mando, empleándose la hidráulica para determinadas funciones que con la neumática no tienen tan buena solución. Por regla general, el empleo de la hidráulica se limita al campo de la regulación de la velocidad del recorrido de trabajo, empleándose en algunos casos también para grandes fuerzas en las unidades más pequeñas.
El mando neumático-hidráulico auténtico, combina los dos medios aprovechando todas las ventajas de ambas tecnologías, empleándose la neumática en la parte de información y control y la hidráulica en la parte de energía. Un ejemplo de uso de este tipo de mando lo tenemos en los grandes equipos hidráulicos de los buques.
8) Mando programado (sin simulación)
En mandos automáticos, según la modalidad de la estructura, se diferencia entre mandos programados y secuenciales. Ambos poseen ventajas y tienen sus campos de aplicación.
El mando programado se desarrolla siguiendo un ciclo previsto. En general, consiste en un árbol arrastrado por un motor eléctrico sobre el que hay un cierto número de levas regulables que accionan varias válvulas. Esta modalidad es también dependiente del tiempo. El número de revoluciones del motor corresponde a la duración de la fase de trabajo.
Además de los mandos programados construidos y montados especialmente, existen también mecanismos programadores fabricados en serie que pueden obtenerse como unidades (En estas unidades programadoras, los discos de levas son regulables por separado, y en las cintas de programas la posición de las levas se elige libremente para hacer posible un tiempo individual exacto).
 
4.1.4.- Otras funciones de mando
1) Mando en función de la presión, sin control de final de carrera
Aplicación: Un cilindro de doble efecto debe ser conmutado en función de la presión. Tan pronto como en la cámara posterior se ha acumulado aire a una determinada presión ajustada, el cilindro debe retroceder a la posición inicial.
Esquema:
Fig. 4. 38 - Mando en función de la presión, sin control de fin de carrera.
Funcionamiento: La válvula 1.1 se conmuta mediante la válvula 1.2. El retroceso se realiza en este caso no dependiente de la carrera sino de la presión, mediante una válvula de mando adicional 1.3. En caso de que el cilindro 1.0 es bloqueado en cualquier posición intermedia, se realiza la conmutación antes de que el vástago llegue a la posición final de carrera delantera (acumulación de presión). Por este motivo sólo se debe aplicar este tipo de mando, cuando no se exige demasiada seguridad. Cuando la presión llega al valor ajustado, se realiza la conmutación de la válvula 1.1.
2) Mando en función de la presión con control de final de carrera
Aplicación: El vástago de un cilindro de doble efecto debe salir mediante una señal manual de puesta en marcha y conmutado en la posición final de carrera delantera. El retroceso sólo puede realizarse cuando se ha acumulado aire a la presión ajustada en la cámara posterior del cilindro.
Esquema:
Fig. 4. 39 - Mando en función de la presión, con control de fin de carrera.
Funcionamiento: Pulsando la válvula 1.2, se pilota la válvula 1.1 con aire a presión. El vástago del cilindro 1.0 sale, accionando en la posición final de carrera delantera a la válvula 1.5. En el conducto de trabajo A del cilindro está conectada la válvula adicional 1.3, la cual sólo deja pasar la señal a la válvula 1.5 cuando se ha alcanzado la presión suficiente. Realizándose la conmutación de la válvula 1.1 y el retroceso del vástago del cilindro 1.0.
3) Mando en función del tiempo sin control mecánico de posición
Aplicación: Después de accionar un pulsador manual debe salir el vástago de un cilindro de doble efecto, volviendo a su posición inicial en función del tiempo (no confundir con retardo a la desconexión: lo que se retarda es la transición de la válvula 1.3 a conexión, que actúa sobre la 4/2, que controla el retroceso del cilindro).
Esquema:
Fig. 4. 40 - Mando en función del tiempo, sin control mecánico de la posición.
Funcionamiento: Accionando la válvula 1.2 se pilota la 1.1 y el vástago del cilindro sale. A través del temporizador 1.3 damos una señal a la válvula 1.1 tras el tiempo ajustado y el vástago vuelve a su posición inicial. Este mando trabaja sin final de carrera y carece de seguridad. Cuando el cilindro se bloquea en una posición intermedia, la válvula 1.3 igualmente nos pilota a la válvula 1.1 después del tiempo, y el vástago del cilindro retrocede a la posición inicial sin haber realizado su trabajo.
4) Avance lento - Retroceso rápido para cilindro de doble efecto
Aplicación: El vástago de un cilindro de doble efecto debe salir lentamente y volver rápidamente a su posición inicial después de haber llegado a la posición de vástago salido. Este circuito es similar al de regulación de la velocidad en el apartado 4.1.1, pero con cilindro de doble efecto.
Esquema:
Fig. 4. 41 - Avance lento y retroceso rápido.
Funcionamiento: El vástago del cilindro sale al accionar la válvula 1.2. La velocidad de avance es ajustable mediante el regulador de caudal 1.02. La válvula 1.3 manda retroceder el vástago a su posición de salida. La velocidad aumenta mediante la válvula de escape rápido 1.03.
5) Mando con exigencias múltiples
Aplicación: El avance del vástago de un cilindro de doble efecto debe efectuarse una vez a través de dos pulsadores manuales, y otra vez, a través de un pulsador manual. El vástago del cilindro debe salir lentamente y retroceder rápidamente. Antes de cada puesta en marcha deben soltarse los pulsadores manuales y el cilindro debe estar en la posición final posterior.
Esquema:
Fig. 4. 42 - Mando con exigencias múltiples.
Funcionamiento: Es una combinación de los anteriores. El retroceso se efectúa, cuando:

1) El cilindro ha alcanzado la posición final anterior.
2) En el cilindro tenemos una determinada presión, y
3) Ha transcurrido un cierto tiempo.

 

 
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