1. Automatismes Industrials
UF3 Automatització elèctrica cablada

2. El circuit de maniobra
El circuit de maniobra està format per un conjunt d’aparells, components i elements
elèctrics que ens permeten la connexió, desconnexió o regulació de l’energia
elèctrica procedent de la xarxa elèctrica cap als receptors (motors elèctrics,
làmpades, bateries de condensadors, etc.)
Característiques principals del circuit de maniobra:
•
•
•
•
Efectuar un comandament manual o automàtic a distància amb l’ajut de conductors
de secció petita, mitjançant elements de comandament.
Permetre el pas o interrompre corrents elevats cap al receptor elèctric.
Poder realitzar un nombre elevat de maniobres.
Poder retardar o avançar una acció sobre el receptor.

3. El circuit de maniobra
Parts del circuit de maniobra:
•
El circuit de potència o actuador: és l’encarregat de connectar o desconnectar un
receptor a partir de l’acció realitzada per un circuit de comandament. (Contactors)
•
El circuit de comandament o circuit de control: és l’encarregat de realitzar les
accions d’activació i desactivació a distància del circuit de potència, a mes de
temporitzar-les o retardar-les. (relés de comandament, temporitzadors, autòmats
programables, polsadors, sensors, finals de carrera...)

4. Dispositius de comandament bàsics
Els elements o dispositius de comandament són components que permeten a l’operari
ordenar l’execució d’operacions diverses, com l’engegada, l’aturada, el canvi de
velocitat,.etc, de diferents màquines.
Tipus de dispositius de comandament:
•
Els elements de comandament manuals:són aquells que l’operari acciona per
connectar, desconnectar i, en general, governar les instal·lacions elèctriques.
•
Els detectors automàtics i sensors: són aquells que permeten la connexió,
desconnexió i el comandament en general d’instal·lacions elèctriques sense la
intervenció directa d’un operari.

5. Elements de comandament manuals
Interruptor giratori o Selector
Polsador d’emergència

6. Detectors automàtics i sensors
•
Finals de cursa o interruptors de posició: permeten controlar la posició de peces,
braços o òrgans mòbils de màquines, i estableixen el límit fins el qual les peces
poden arribar.

7. Detectors automàtics i sensors
•
Detectors de temperatura: són dispositius que permeten mesurar la temperatura
d’un recinte, dipòsit..etc, o bé detectar si la temperatura supera un determinat valor
anomenat llindar.
Sondes de temperatura
Termostat

8. Detectors automàtics i sensors
•
Detectors fotoelèctrics o cèl·lules fotoelèctriques:són elements que permeten
detectar la presència o l’absència de llum en un determinat recinte. A més també
s’utilitzen per detectar la presència o el moviment d’objectes o persones en tallar un
feix lluminós
Cèl·lula fotoelèctrica
Detectors fotoelèctrics
Sistema de barrera
Sistema reflex i reflex polaritzat
Sistema de proximitat

9. Detectors automàtics i sensors
•
Detectors de pressió o presostats: s’utilitzen per detectar les alteracions de la
pressió (per sobre o per sota) en un dipòsit, una canonada..etc, a partir d’un valor de
determinat de referència.
Presostats

10. Detectors automàtics i sensors
•
Detectors de nivell de líquids: detecten si el nivell de líquids en dipòsits, piscines,
etc, es inferior a un nivell de referència mínim o superior a un nivell de refèrencia
màxim.

11. Detectors automàtics i sensors
•
Detectors de presència: determinen l’existència d’un objecte en un interval de
distància concret. Es basen en el canvi provocat en alguna característica del sensor
a causa de la proximitat del objecte.
Diferents tipus de sensors de proximitat o presència:
Inductiu
Capacitiu
Efecte Hall
Ultrasons
Òptic

12. Dispositius de regulació
•
Els reguladors o controladors: són elements que permeten que la variable o
magnitud física que es vol controlar (velocitat d’una màquina elèctrica, posició d’un
eix d’un motor, temperatura d’un recinte, etc.) es mantingui sempre entre determinats
valors admissibles, sense intervenció d’un operador
•
Els controladors electrònics: es un dispositiu (analògic o digital) que calcula l’acció
de control necessària a partir d’una llei de control determinada prèviament. Per fer el
càlcul esmentat utilitza les senyals d’entrada (consigna) i els de la sortida (llaç
tancat)

13. Dispositius de regulació
Tipus de reguladors o controladors:
•
Controladors de temperatura tot/res: també anomenats ON/OFF,
permeten el control de variables de variació lenta, com ara la temperatura.
•
Controladors de velocitat de màquines elèctriques: permeten controlar
la velocitat de gir i la posició dels eixos per a motors elèctrics.
•
Controladors seqüencials: són controladors d’us general basats en
autòmats programables.

14. ACTUADORS
Actuador: és un dispositiu que permet transformar una magnitud elèctrica en una de no
elèctrica (per exemple, mecànica) o bé permet l’amplificació d’un mateix tipus
d’energia.
Tipus d’actuadors:
•
Relés i contactors: permeten el govern de potències superiors a les que necessiten
per al seu propi funcionament.
•
Selenoides o electroimants: són dispositius que mitjançant una bobina generen un
camp magnètic que permet efectuar petits moviments.(Porters automàtics).

15. ACTUADORS
•
Actuadors electrohidràulics: mitjançant la utilització d’un fluid (oli o aigua)
permeten controlar forces de gran potència a partir d’una senyal elèctrica.
•
Actuadors electropneumàtics: utilitzen aire a pressió per a poder realitzar diferents
moviments a partir d’una senyal elèctrica.
•
Electrovàlvules: són elements formats per un electroimant i una vàlvula mecànica.
Permeten el control de fluids mitjançant un circuit elèctric.

16. Contactors

17. Reles Electromagnètics

19. Temporitzadors o relés temporitzats
Els relés temporitzats o temporitzadors: són dispositius de
control que al connectar l’alimentació a la bobina, els contactes
s’obren o és tanquen un cop ha transcorregut un temps
determinat, que prèviament s’ha programat.
Tipus de temporitzadors:
•
Temporitzadors a la connexió: tanquen els contactes després d’un temps
d’haver connectat l’alimentació a la seva bobina.

20. Tipus de temporitzadors:
•
Temporitzadors a la desconnexió: obren els seus contactes un cop ha
transcorregut un temps determinat des de que s’ha connectat l’alimentació.
•
Temporitzadors a la connexió i desconnexió: tanquen i obren els
contactes en funció dels temps programats, a partir del moment en que es
connecta l’alimentació.

21. Dispositius de protecció
Els elements o dispositius de protecció són els encarregats de detectar i eliminar les
possibles avaries o incidents en les instal·lacions elèctriques
Tipus d’avaries elèctriques:
•
Sobreintensitats o sobrecàrregues: és l’augment del consum de corrent elèctric
fins a superar la intensitat de servei (Ie):
–
–
Sobreintensitat no admissible: en el cas de que aquesta sobreintensitat sigui permanent,
llavors s’ha d’eliminar.
Sobreintensitat admissible: en cas de que aquesta sobreintensitat sigui de poca durada,
(arrancada d’un motor), llavors no s’ha d’eliminar
•
Curtcircuits: és l’augment del consum elèctric que supera considerablement la
intensitat de servei (Ie). Es produeixen normalment per la unió de dos conductors
actius (2 fases, 3 fases o fase-neutre). S’ha d’eliminar en menys de 5seg.
•
Defectes d’aïllament: un defecte d’aïllant és produeix quan s’uneixen parts
conductores no actives (superfícies metàl·liques) amb parts conductores actives
(Conductors amb tensió). També s’anomenen contactes indirectes quan una
persona toca una massa conductora connectada accidentalment a alguna tensió.

22. Dispositius de protecció
Dispositius de protecció
Interruptor Magnetotèrmic
Avaria
Sobreintensitats no
admissibles
Interruptor Diferencial
Curtcircuits
Relé tèrmic
Fusibles
Defectes d’aïllament
i contactes indirectes

23. Dispositius de protecció
Relé Tèrmic
Magnetotèrmic
Interruptor Diferencial
Fusibles

24. Dispositius de protecció
Relés Tèrmics
Relé tèrmic: es un dispositiu de protecció que ens detecta les sobreintensitats
no admissibles en les instal·lacions elèctriques, i no intervé en el cas de les
sobreintensitats admissibles.
•
•
•
•
Aquest dispositiu per si mateix, no elimina l’avaria, per tant caldrà d’un circuit
addicional per a poder eliminar les avaries detectades.
Detecta la sobreintensitat en el circuit de potència i obre o tanca contactes en
el circuit de control quan aquesta es produeix.
La seva aplicació principal és la protecció de motors de CA (Guardamotor).
Consten d’unes bobines enrotllades a uns bimetalls, quan es produeix una
sobreintensitat, les bobines s’escalfen i els bimetalls activen els contactes.

25. Relés Tèrmics
Tipus de relés tèrmics:
•
•
•
Tripolars: s’utilitzen per a protegir càrregues trifàsiques, monofàsiques o
bifàsiques. Són els més utilitzats en motors elèctrics.
Tripolars diferencials: s’utilitzen per a protegir receptor trifàsics i per detectar
quan ha fallat una fase d’alimentació.
Tripolars compensats: a més de protegir contra els sobrecorrents, són
insensibles a possibles variacions de temperatura.
Paràmetres dels relés tèrmics:
•
Corrent del tèrmic (Ir): és el valor del corrent de la instal·lació elèctrica on hi
ha el relé tèrmic, a partir del qual les làmines bimetàl·liques comencen a
escalfar-se. Aquest corrent s’ajusta mitjançant un potenciòmetre situat en el
frontal del aparell.

26. Relés Tèrmics
Paràmetres dels relés tèrmics:
•
•
Classe de disparament: determina el temps màxim d’intervenció del relé
tèrmic a partir del corrent que hi circula. Les classes són 10A, 10, 20 i 30
(temps màxim de sobreintensitat admissible).
Reglatge del corrent límit de disparament: és el corrent que s’ha de ajustar
en el relé tèrmic, aquest paràmetre ha d’estar entre 1,05 i 1,20 vegades la
corrent del tèrmic (Ir).
Temps de disparament del relé tèrmic a partir del sobrecorrent que suporta
Classe
1,2 Ir
1,5 Ir
7,2 Ir
10A
< 2h
< 2 min
2 - 10s
10
< 2h
< 4 min
4 - 10s
20
< 2h
< 8 min
6 - 20s
30
< 2h
< 12 min
9 - 30s

27. Parts d’un Relé Tèrmic
Ajust Corrent límit Contactes Botons de
disparament
Auxiliars
Test
Corbes de disparament

28. Connexió d’un relé tèrmic

29. Dispositius de protecció
Fusibles
Fusible: és un dispositiu de protecció que ens detecta i elimina les
sobreintensitats no admissibles i curtcircuits.
Simbologia elèctrica:
Tipus de fusibles (segons la seva forma constructiva):
Fusibles Miniatura
Fusibles Automòbil
Fusibles Rosca (10 A)
Fusibles NH o Gavineta (>1000 A)

30. Dispositius de protecció
Fusibles
Tipus de fusibles (segons la seva categoria i classe):
Categoria: depèn de les característiques pròpies del fusible.
Classe: depèn del tipus de receptor que volem protegir.
La categoria i la classe s’agrupen en un únic codi:
•
•
Fusibles gL o gG: d’ús general o ràpids, s’utilitzen en receptors resistius que
no produeixin pics d’intensitat.
Fusibles aM: d’acompanyament o lents, s’utilitzen en receptors que produeixin
pics d’intensitat (motors). No protegeixen de les sobrecàrregues, s’han de
complementar amb relés tèrmics.
Com escollir un fusible:
•
•
Triar la categoria i classe de fusible segons el tipus de receptor.
Triar el calibre o corrent nominal del fusible:
– Si el fusible es de tipus g, el Calibre = Intensitat de servei (Ie).
– Si el fusible es de tipus a, llavors escollim el Calibre immediatament superior al
valor de Ie.

31. Fusibles
Dispositius de protecció
Interruptors amb fusibles:
Es un dispositiu de protecció que agrupa dos elements en sèrie: un interruptor
fusibles.
Símbol elèctric:

32. Automatismes per a màquines
elèctriques de C.A.
Engegada de motors de CA
•
L’engegada d’un motor elèctric: és el procés pel qual, en ser connectat el
generador que l’alimenta, comença a girar fins arribar a una velocitat final, partint
d’una situació inicial de repòs.
•
Període estacionari de la màquina: es el moment en que el parell resistent de la
càrrega accionada s’iguala amb el parell generat per la màquina i per tant s’assoleix
un funcionament estable.
•
Període d’engegada del motor o règim transitori de la màquina: es el temps que
passa des de que el motor és connectat al generador fins que tots els seus
paràmetres (velocitat, parell motor i corrent) arriben a un règim estacionari.

33. Automatismes per a màquines
elèctriques de C.A.
Tipus d’Engegada de motors de CA
•
L’engegada directa: només es recomanable en motors de menys d’1CV. Consisteix
únicament en connectar els extrems de les bobines del estator a la línia elèctrica.
Aquesta arrencada produeix una elevada cresta de corrent (de l’ordre de 4 a 8
vegades la intensitat de servei del motor)
•
L’engegada estrella-triangle: el corrent de línia que absorbeix el motor connectat en
Estrella es un terç del que absorbiria amb la connexió en triangle. Ens permet
arrencar el motor en estrella amb una cresta de corrent baixa i un cop arrencat,
canviem la connexió a triangle per tal de que el motor giri a ple rendiment.
•
Inversió de gir d’un motor de CA: per tal de que un motor de C.A. pugui
proporcionar potencia mecànica en els dos sentits de gir, cal invertir dues de les tres
fases connectades al motor.

34. Automatismes per a màquines
elèctriques de C.A.
Connexions dels borns dels motors trifàsics de CA

35. Automatismes per a màquines
elèctriques de C.A.
Altres tipus d’Engegada de motors de CA
•
Engegada de motors amb debanats partits: requereix d’un motor especial amb
doble debanament. En l’engegada es connecta un joc de debanats i un cop engegat,
es connecta l’altre joc de debanats en paral·lel, augmentant la intensitat i per tant, les
prestacions del motor.
•
Engegada per resistors estatòrics i rotòrics: consisteix en afegir resistors en el
circuit estatòric o rotòric per augmentar la resistència elèctrica del motor quan es
connecta a la línia elèctrica.
•
Engegada mitjançant autotransformador: aquest mètode alimenta al motor amb
una tensió reduïda emprant un autotransformador. L’alimentació del motor es va
incrementant fins a la desconnexió del autotransformador del circuit del motor una
vegada finalitzada l’engegada.