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Control automático de grupos electrógenos con LOGO 12/24RC

  • Publicado: 26 Noviembre 2013
  • Automatas
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DESCRIPCIÓN
Mediante este ejemplo de aplicación del popular LOGO de Siemens, vamos a realizar el control automático de un grupo electrógeno convencional, teniendo en cuenta las siguientes consideraciones generales.
Se trata de conseguir una aplicación que analice el estado en que se encuentra la red que pretendemos abastecer con nuestro generador. Es decir, mientras no exista tensión de suministro, el equipo analizará esta de forma permanente, hasta detectar que alguna carga se ha conectado a la misma. 

Al detectarse  alguna carga en la red, se procederá a la ejecución del protocolo de arranque y conexión de generador a red.
Durante el periodo de tiempo en el cual se esté suministrando energía, se procederá al análisis de consumo eléctrico entre fases, o entre fases y neutro.
Por último, al detectarse la ausencia de consumo eléctrico en la totalidad del sistema, se procederá a la ejecución del protocolo de desconexión y parada de grupo, quedando el sistema en la misma disposición inicial.
A groso modo, podemos decir que nuestro equipo, tendrá la misión de arrancar y conectar de forma automática el generador, en cuanto se detecte una carga conectada en la red. De igual forma, realizará la desconexión y parada del mismo, al comprobar la ausencia de consumo en esta.

OBSERVACIONES
El uso de esta aplicación, quedará limitado a la detección de cargas inductivas o resistivas. En cuanto al sistema de arranque y parada, propio del generador, utilizaremos la entrada de señal (ARRANQUE REMOTO), disponible hoy en día en la mayoría de fabricantes de grupos electrógenos. La central de alarmas realizará todo el protocolo previamente configurado y gestionará los distintos sensores externos para garantizar un correcto funcionamiento. De esta forma nuestra aplicación se encargará exclusivamente de las órdenes de marcha o paro, en función de que exista demanda de energía o no.

DETECCIÓN DE CARGAS. FUNDAMENTOS
Para realizar la detección de alguna carga conectada a nuestra red, en ausencia de suministro eléctrico, nos basaremos en el valor óhmico presente en bornes de la acometida general. Es decir, la resistencia existente entre fases y entre estas y neutro.
Como es evidente, en ausencia de cargas conectadas, obtendremos valores de resistencia infinita, o muy próximos a este valor. En cuanto exista alguna carga conectada, su valor óhmico se verá reflejado en bornes generales.
Para comunicar estos valores a nuestro equipo, vamos a utilizar un divisor de tensión múltiple, mediante el cual atacaremos una de las entradas analógicas de nuestro LOGO. 
En el siguiente esquema, podemos observar las variaciones que presenta nuestra señal de salida, tras la conexión de un motor directamente a la red. Todo ello, nos permitirá más tarde, mediante la interpretación de las mismas, acometer el proceso automático de puesta en marcha.


  
Como podemos observar en este esquema, el circuito divisor de tensión, queda unido a la red por medio del relé (KA), el cual nos permitirá aislarlo de la misma en los periodos de tiempo en que esta se encuentre bajo tensión.

DETECCIÓN DE AUSENCIA DE CARGAS
Para la detección de este valor, bastará con utilizar transductores de intensidad en cada una de las fases. De esta manera, obtendremos tres señales analógicas independientes, a partir de las cuales, establecer posteriormente el proceso de parada automática por ausencia de carga. El esquema nos muestra como quedarían conectados los distintos elementos que intervienen.
 
 
PROGRAMACIÓN
LOGO!Soft Confort.
La siguiente figura, muestra el programa completo que hemos utilizado para gestionar nuestra aplicación. A simple vista, podemos observar la utilización de sus cuatro entradas analógicas disponibles (AI1, AI2, AI3, AI4) como fuentes de información externa. Así como el uso de tres salidas digitales (Q1, Q2, Q3), mediante las cuales relizaremos el accionamiento previsto.

 
La función primordial en la cual está sustentada esta aplicación, es el conmutador analógico de valor umbral. Mediante la conveniente configuración del mismo, podemos establecer los valores precisos para su activación o desactivación.

 
Los bloques de función (B001, B002, B003) son los encargados de activar el mecanismo de parada y quedan asociados entre sí, mediante el bloque de función (B004), función OR. Mediante este diseño, obtendremos una salida activa en (B004)  mientras exista consumo eléctrico en alguna de las fases y a la inversa, cuando todas ellas detecten una ausencia del mismo.

De igual forma, el bloque de función (B005), es el encargado de gestionar las variaciones que se producen en la entrada analógica (AI4). Mediante su conveniente configuración obtendremos una salida activa del mismo en cuanto alguna carga quede conectada a la red de suministro. Esta señal, será utilizada para iniciar la secuencia de arranque, mediante el uso del relé autoenclavador (B006).

La secuencia de arranque consiste en un proceso escalonado de accionamientos, mediante la conveniente utilización de temporizadores de retardo (B007, B008, B009, B010). Gracias a este dispositivo, conseguimos realizar una activación ordenada y jerárquica de las salidas de control (Q1, Q2, Q3).

Una vez detectado algún dispositivo conectado a la red, realizamos en primer lugar la desconexión del sistema de medición, mediante el accionamiento de (Q1), ya que en caso contrario se destruiría al quedar alimentado por la tensión de red. 
El siguiente paso será la activación del relé auxiliar de marcha paro (Q2), mediante el mismo atacamos la entrada de control (ARRANQUE REMOTO) de nuestro grupo electrógeno. Cuando la entrada de control (ARRANQUE REMOTO) pasa a ON, la central realiza todo el proceso de accionamientos necesarios para arrancar el grupo de forma automática y gestiona los sensores externos para verificar un funcionamiento correcto. El grupo permanecerá en funcionamiento hasta que esta señal pase a OFF.
Una vez que el grupo está en marcha y por lo tanto disponemos de suministro eléctrico se procederá al accionamiento del contactor de red, mediante (Q3). De esta forma, el circuito de suministro quedará alimentado así como todos los receptores que estén conectados a él.  
El último bloque de esta secuencia (B010), lo utilizamos para impedir que se produzcan ordenes de parada en periodos de tiempo inferiores al establecido en él. De esta forma, el grupo permanecerá en marcha durante un tiempo mínimo, aunque no exista consumo eléctrico.

 
En cuanto a la secuencia de parada, bastaría con comentar el hecho de que se produce de manera inversa a la descrita en el proceso de arranque. Los bloques de función (B016, B017, B018), se encargan de resetear de manera escalonada y en orden inverso, los relés de enclavamiento (B006, B012, B013, B015), utilizados anteriormente para activar las salidas de control (Q1, Q2, Q3).

Por último, en el siguiente esquema les detallo el circuito de maniobra utilizado para la interconexión de los distintos componentes.