CIRCUITOS DE CONTROL ELECTRONEUMÁTICOS Y ELECTROHIDRÁULICOS .pdf

CIRCUITOS DE CONTROL ELECTRONEUMÁTICOS Y
ELECTROHIDRÁULICOS
ISBN 978-958-53526-1-2
Jovanny Rafael Duque
Rafael Ramirez Restrepo
Jorge Eliecer Duarte Forero

1
TABLA DE CONTENIDO
AUTORES .............................................................................................................................................7
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................8
CAPITULO 1: DISEÑO DE CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS/HIDRÁULICOS EN
LÓGICA CABLEADA........................................................................................................................12
1.1 INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE CIRCUITOS
ELECTRONEUMÁTICOS/HIDRÁULICOS EN LÓGICA CABLEADA....................................13
1.2 ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS ELECTRONEUMÁTICOS Y/O
ELECTROHIDRÁULICOS............................................................................................................15
1.3 DISEÑO DE CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS/HIDRÁULICOS EN LÓGICA
CABLEADA CON UN SOLO CILINDRO.....................................................................................18
Circuito Nº 1. Accionamiento directo de una electroválvula monoestable .......................18
Circuito Nº 2. Accionamiento indirecto de una electroválvula monoestable ............19
Circuito Nº 3. Accionamiento por impulso inicial (start/stop) para una
electroválvula monoestable...................................................................................................20
Circuito Nº 4. Accionamiento directo de cilindro de doble efecto con válvulas 5/2
biestable. ...................................................................................................................................21
Circuito Nº 5. Accionamiento indirecto de cilindro de doble efecto con válvulas 5/2
biestable ....................................................................................................................................22
Circuito Nº 6. Ciclo único de cilindro de doble efecto con electroválvulas
monoestable 5/2 (neumática) o 4/2 (hidráulica) ................................................................23
Circuito Nº 7. Ciclo único de cilindro de doble efecto con válvulas biestable 5/2 ...24
Circuito Nº 8. Accionamiento de un cilindro de doble efecto con válvula 5/2 o 4/3
(circuito de auto retención)....................................................................................................25
Circuito Nº 9. Ciclo único de un cilindro de doble efecto con electroválvula
neumática 5/2 biestable o con electroválvula hidráulica 4/3 centro cerrado...............26
Circuito Nº 10. Ciclo continuo de un cilindro de doble efecto con válvula
electroneumática 5/2 biestable o electrohidráulica 4/3 centro cerrado.........................27
Circuito Nº 11. Ciclo único temporizado de un cilindro de doble efecto con válvula
5/2 o 4/2 monoestable (Método Intuitivo) ..........................................................................28
5/2 o 4/2 monoestable (Método Sistemático) .....................................................................29
electrohidráulica 4/3 centro cerrado.....................................................................................30
5/2 (Uso del temporizador a la desconexión).....................................................................32
Circuito Nº15. Ciclo único (A+/A-) con válvula 5/2 biestable con el uso de sensores.
.....................................................................................................................................................32
Circuito Nº16. Ciclo único temporizado (A+/TEMP/A-) con válvula 5/2
monoestable con el uso de sensores....................................................................................34

2
Circuito Nº17. Arranque de cilindros en secuencia manual forzada Secuencia de
encendido y apagado independiente. .................................................................................34
Circuito Nº 18. Arranque de cilindros en secuencia manual forzada A-B-C y
apagado en el mismo orden A-B-C (FIFO).........................................................................36
Circuito Nº 19. Control eléctrico manual o automático para el accionamiento de 2
Cargas (KM1 y KM2) en secuencia forzada.......................................................................37
Circuito Nº 20. Circuito STAR/STOP con un solo pulsador (flanco ascendente) .....40
Circuito Nº 21. Circuito STAR/STOP con un solo pulsador (flanco descendente) ..41
Circuito Nº 22. Circuito electroneumático con un número de ciclos determinados
(contador electromecánico)....................................................................................................41
Circuito Nº 23. Mando de un cilindro con múltiples condiciones de operación ......43
CAPITULO 2.......................................................................................................................................48
METODOLOGÍA PASO A PASO DE DISEÑO DE CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS Y /O
ELECTROHIDRÁULICOS CON VARIOS CILINDROS.................................................................48
2.1. METODOLOGÍA PASO A PASO PARA EL DISEÑO DEL CICLO ÚNICO DE UN
CIRCUITO ELECTRONEUMÁTICO CON MÚLTIPLES CILINDROS....................................49
2.1.1. Descripción del automatismo.........................................................................................50
2.1.2. Croquis de la situación ...................................................................................................51
2.1.3. Tablero de control............................................................................................................51
2.1.4. Circuito electroneumático o electrohidráulico.............................................................51
2.1.5. Diagrama espacio-fase. ...................................................................................................52
2.1.6. Funciones lógicas.............................................................................................................52
2.1.6.1 Descripción de las funciones lógicas..........................................................................53
2.1.7. Circuito de control eléctrico del ciclo único .................................................................54
2.1.8. Incorporación de condiciones de control adicionales .................................................56
2.1.8.1. Incorporación de la condición de Ciclo Continuo (CC) al circuito .........................56
2.1.8.2. Incorporación de la condición de Ciclo x 3 (CX3) al circuito ..................................57
2.1.8.3. Incorporación de la condición de paro de Emergencia (PE) al circuito..................59
CAPITULO 3.......................................................................................................................................63
APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA SECUENCIAL AL DISEÑO DE CIRCUITOS
ELECTRONEUMÁTICOS / HIDRÁULICOS AVANZADOS........................................................63
3.1. - Caso aplicado N°1: Estación electroneumática de perforación de piezas ......................64
3.2. - Caso aplicado Nº 2: Estación mecatrónica manipuladora de piezas .................................69
3.3. - Caso aplicado Nº 3: Elevador de carga electromecánico.....................................................73
3.4. - Caso aplicado Nº 4: Cortadora de tubos electroneumática.................................................78
3.5. - Caso aplicado Nº 5: Lavadora industrial electromecánica..................................................83
Descripción del proyecto..................................................................................................................83
ANEXO 1: MONTAJE DE PRÁCTICAS EN BANCO DE CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS
Y/O ELECTROHIDRÁULICOS........................................................................................................96
Práctica Nª 1 en banco electroneumático:.......................................................................................97
Mando electroneumático de dos cilindros (A+B+A-B-) con válvulas monoestable para el
cilindro (A) y biestable para el cilindro (B)....................................................................................97
Mando electroneumático de dos cilindros (A+B+A-B-) con válvulas biestable para ambos
cilindros..............................................................................................................................................98

3
Mando electroneumático de dos cilindros (A+B+A-B-) con válvula biestable para el cilindro
(A) y monoestable para el cilindro (B) ............................................................................................99
ANEXO II..........................................................................................................................................100
CASOS DE SIMULACIÓN DE CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS Y/O
ELECTROHIDRÁULICOS...............................................................................................................100
Práctica A: Simulación del mando electroneumático de dos cilindros (A+/B+/TEMP/A-/B-)101
Práctica B: Circuito de control electroneumático con múltiples condiciones de operación ...106
BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................................109

4
TABLA DE FIGURAS
Figura 1. Estructura de los sistemas electrohidráulicos...................................................................15
Figura 2. Estructura de los sistemas electroneumáticos ..................................................................16
Figura 3. Accionamiento directo de una electroválvula monoestable............................................18
Figura 4. Accionamiento indirecto de una electroválvula monoestable ........................................19
Figura 5. Circuito Start/Stop .............................................................................................................20
Figura 6. Accionamiento directo de cilindro de doble efecto con válvulas 5/2 biestable.............21
Figura 7. Accionamiento indirecto de cilindro de doble efecto con válvulas 5/2 biestable .........22
Figura 8. Ciclo único de cilindro de doble efecto con electroválvulas monoestable .....................23
Figura 9. Ciclo único de cilindro de doble efecto con válvulas biestable 5/2................................24
Figura 10. Mando de un cilindro de doble efecto con válvula 5/2 o 4/3.......................................25
Figura 11. Ciclo único de un cilindro de doble efecto con electroválvula neumática 5/2 biestable
o con electroválvula hidráulica 4/3 centro cerrado.........................................................................26
Figura 12. Circuito electroneumático o electrohidráulico de potencia...........................................27
Figura 13. Ciclo continuo de un cilindro de doble efecto con electroválvula hidráulica 4/3
centro cerrado o 5/2 biestable ...........................................................................................................27
Figura 14. Ciclo único temporizado de un cilindro de doble efecto con válvula 5/2 o 4/2
monoestable ........................................................................................................................................28
Figura 16. Ciclo único temporizado de un cilindro de doble efecto con válvula 5/2 o 4/2
monoestable (Método Sistemático) ..................................................................................................29
Figura 17. Ciclo único temporizado de un cilindro de doble efecto con válvula electrohidráulica
4/3 centro cerrado..............................................................................................................................30
Figura 18. Ciclo único temporizado de un cilindro de doble efecto (temporizador a la
desconexión) .......................................................................................................................................32
Figura 19. Ciclo único (A+/A-) con válvula 5/2 biestable con el uso de sensores........................33
Figura 20. Ciclo único temporizado (A+/TEMP/A-) con válvula 5/2 monoestable con el uso de
sensores ...............................................................................................................................................34
Figura 21. Circuito electroneumático................................................................................................35
Figura 22. Arranque de cilindros en secuencia manual forzada A-B-C y apagado independiente
..............................................................................................................................................................35
Figura 23. Secuencia de encendido y apagado (FIFO).....................................................................36
Figura 24. Arranque de cilindros en secuencia manual forzada A-B-C y apagado en el mismo
orden A-B-C (FIFO)............................................................................................................................36
Figura 25. Secuencia de encendido y apagado (LIFO).....................................................................37
Figura 26. Secuencia de encendido y apagado.................................................................................37
Figura 27. Circuito electroneumático de dos cilindros ....................................................................38
Figura 28. Control eléctrico manual o automático para el accionamiento de 2 Cargas (KM1 y
KM2) en secuencia forzada................................................................................................................38
Figura 29. Circuito STAR/STOP con un solo pulsador (flanco ascendente) .................................40
Figura 30. Circuito STAR/STOP con un solo pulsador (flanco descendente)...............................41
Figura 31. Plano de situación y diagrama espacio-fase ...................................................................42

5
Figura 33. Circuito de control eléctrico que satisface los requerimientos ......................................43
Figura 34. Croquis de situación- circuito electroneumático/hidráulico - panel de mando..........44
Figura 35. Diagrama espacio-fase......................................................................................................44
Figura 36. Mando de un cilindro con múltiples condiciones de operación ...................................45
Figura 37. Condiciones Ciclo continuo, tres ciclos, paro de emergencia........................................46
Figura 38. Croquis de la situación.....................................................................................................51
Figura 39. Tablero de mando.............................................................................................................51
Figura 40. Circuitos electroneumáticos o electrohidráulicos ..........................................................52
Figura 41. Diagrama espacio-fase......................................................................................................53
Figura 42. Circuito de control eléctrico.............................................................................................56
Figura 43. Circuito electroneumático y tablero de mando..............................................................57
Figura 44. Incorporación de la condición CC al circuito .................................................................57
Figura 45. Circuito electroneumático con incorporación de la condición CX3 (1) ........................58
Figura 46. Circuito electroneumático con incorporación de la condición CX3 (2) ........................59
Figura 47. Circuito electroneumático con incorporación de la condición PE (1)...........................60
Figura 48. Circuito electroneumático con incorporación de la condición PE (2)...........................61
Figura 49. Esquema de la situación - Caso aplicado N°1 ................................................................65
Figura 50. Diagrama espacio-fase - Caso aplicado N°1 ...................................................................66
Figura 51. Tablero de mando - Caso aplicado N°1 ..........................................................................66
Figura 52. Circuito electroneumático correspondiente al caso 1 ....................................................67
Figura 53. Circuito de control eléctrico correspondiente al caso 1 .................................................68
Figura 54. Diagrama espacio-fase - Caso aplicado N°2 ..................................................................70
Figura 55. Modelado 3D en un Software CAD.................................................................................70
Figura 56. Circuito electroneumático del caso N°2..........................................................................71
Figura 57. Proceso N° 1 estampado...................................................................................................71
Figura 58. Proceso N° 2 transporte....................................................................................................72
Figura 59. Proceso N° 3 elevación .....................................................................................................72
Figura 60. Diagrama esquemático del elevador de carga................................................................73
Figura 61. Circuito electrohidráulico del elevador de carga ...........................................................75
Figura 62. Trayectorias de subida .....................................................................................................76
Figura 63. Trayectorias de bajada......................................................................................................76
Figura 64. Señal fin ciclos (subir y bajar) ..........................................................................................77
Figura 65. Activación de puerta y ciclo de puerta..........................................................................78
Figura 66. Obstáculo...........................................................................................................................78
Figura 67. Modelado mecánico en 3D del ensamble de la cortadora electroneumática ...............79
Figura 68. Diagrama espacio-fase del caso 4 ....................................................................................79
Figura 69. Circuito electroneumático del caso 4...............................................................................80
Figura 70. Circuito de control electroneumático del caso 4 – (1) ....................................................81
Figura 71. Circuito de control electroneumático del caso 4 – (2) ....................................................81
Figura 72. Circuito de control electroneumático del caso 4 - (3).....................................................82
Figura 73. Circuito de control electroneumático del caso 4 - (4).....................................................82
Figura 74. Esquema situación de caso N°5.......................................................................................84
Figura 75. Circuito esquemático electroneumático del caso N°5....................................................85
Figura 76. Circuito llenado para lavado ...........................................................................................85
Figura 77. Circuitos ciclos de lavado................................................................................................86
Figura 78. Circuito vaciado de lavado .............................................................................................87

6
Figura 79. Circuito llenado primer enjuague....................................................................................88
Figura 80. Circuito ciclos de primer enjuague..................................................................................88
Figura 81. Circuito vaciado primer enjuague...................................................................................90
Figura 82. Circuito llenado segundo enjuague.................................................................................90
Figura 83. Circuitos ciclos de segundo enjuague .............................................................................91
Figura 84. Circuito vaciado segundo enjuague................................................................................92
Figura 85. Circuito accionamiento de motores.................................................................................92
Figura 86. Circuito de salida - subir nivel.........................................................................................93
Figura 87. Circuito de salida - bajar nivel........................................................................................94
Figura 88. Circuito de stop.................................................................................................................94
Figura 89. Plano de situación - Diagrama espacio-fase -Circuito electroneumático practica 1....97
Figura 90. Circuito de control eléctrico practica 1............................................................................97
Figura 91. Plano de situación - Diagrama espacio-fase -Circuito electroneumático practica 2....98
Figura 92. Circuito de control eléctrico practica 2............................................................................98
Figura 93. Plano de situación - Diagrama espacio-fase -Circuito electroneumático practica 2 ...99
Figura 94. Circuito de control eléctrico práctica...............................................................................99
Figura 95. Descripción de la situación - Prensa..............................................................................101
Figura 96. Diagrama Espacio-Fase ..................................................................................................101
Figura 97. Circuito electroneumático y tablero de mando............................................................102
Figura 98. Circuito de control eléctrico...........................................................................................102
Figura 99. Circuito electroneumático y circuito electrohidráulico................................................106

7
AUTORES
Jovanny Rafael Duque:
Profesor Asociado del Programa de Ingeniería Mecatrónica en la Institución Universitaria –
ITSA, e investigador asociado MinCiencias. Ingeniero Mecánico de la Universidad del
Atlántico, Barranquilla, Colombia en 1999. Especialista en automatización y mecatrónica,
FESTO, Bogotá, Colombia en 2007, Magister en Ingeniería de Procesos de la Universidad del
Norte, Barranquilla, Colombia en 2013. Docente catedrático en el programa de Ingeniería
mecánica de la Universidad del Atlántico, conferencista en múltiples congresos internacionales
de automatización. Sus áreas de investigación giran alrededor de las metodologías de
automatización con autómatas programable, Arduino en lenguajes Ladder, GRAFCET.
Jorge Duarte Forero:
Profesor tiempo completo del programa de Ingeniería Mecánica en la Universidad del Atlántico
e investigador Senior MinCiencias. Ingeniero mecánico de la Universidad del Atlántico, grado
obtenido en Barranquilla, Colombia en 2007. Magister en Ingeniería Mecánica de la
Universidad del Norte, Barranquilla, Colombia en 2013. Doctorado en Ingeniería Mecánica de
la Universidad del Norte, Colombia en 2017. Orienta la asignatura de sistemas
electrohidráulicos y electroneumáticos y lidera el laboratorio de automatización en la
Universidad del Atlántico.
Las áreas de investigación son el modelado de sistemas de termo fluidos, potencia de fluidos y
motores de combustión interna.
Rafael Ramírez Restrepo:
Ingeniero Mecánico de la Universidad del Norte. Minor en Ingeniería de Proyectos Mineros.
Licenciado en Física y Matemáticas de la Universidad Libre de Colombia, Especialista en
Computación Para la Docencia de la Universidad Antonio Nariño. Especialista en Gestión
Eficiente de la Energía de la Universidad del Atlántico. Magíster en Ingeniería Mecánica de la
Universidad del Norte. Magister en Gestión Energética de la Universidad del Atlántico y
candidato a Doctor en Ingeniería Energética de la Universidad de la Costa, con más de 8 años
experiencia en el área del sector metalmecánica: en la fabricación de envases metálicos y
reciclaje de los mismo, además en el diseño y montaje de plantas productoras de alimentos y
refrescos, tales como salsa de tomate, mayonesa, gaseosas, cervezas entre otros; igualmente
experiencia en el mantenimiento y diseño de sistemas hidráulicos, neumáticos y
electrohidráulicos, diseño de sistemas de generación de vapor.
En el área de docencia más de 20 años de experiencia en neumática, electroneumática,
oleohidráulica y electrohidráulica, diseño de máquinas y diseño de sistemas termo - fluidos.
Líneas de investigación en mecánica de fluidos computacional, potencia de fluidos, térmicas
fluidos y diseño de sistemas mecánicos y electromecánicos

8
INTRODUCCIÓN
Este trabajo es el resultado del desarrollo y validación de metodologías de automatización
basadas en lógica de contactos para su posterior aplicación en autómatas programables bajo el
lenguaje LADDER o Processing de Arduino, representando una nueva aproximación al método
de diseño de circuitos de mando eléctrico paso a paso.
En la búsqueda por encontrar formas más rápidas y estructuradas de automatizar sistemas
electromecánicos, por medio de la lógica cableada se han analizado dentro de proyectos de
investigación, diversos métodos para el diseño de circuitos electroneumáticos y/o
electrohidráulicos, entre ellos el método de cascada, el método basado en lógica binodal
basado en GRAFCET que se desarrollaran en volúmenes posteriores y el que se contempla
en este trabajo que correspondiente al método paso a paso.
Los proyectos de investigación de los cuales se han tomado resultados para su uso dentro de
este trabajo, han sido : “Metodología para la implementación de circuitos eléctricos en
Arduino” y Metodología para la implementación de automatismos GRAFCET sobre
Arduino”.
Los desarrolladores de sistemas automatizados, se topan con la dificultad para transferir a
un circuito de control eléctrico, las especificaciones de un proyecto, por lo general hacen uso
de sus conocimientos en lógica de contactos de una forma poco organizada, sin embargo el
camino de los métodos intuitivos no siempre llevan a soluciones exitosas, y cuando lo
logran, se obtienen circuitos que no son tan fáciles de entender por otro programador.
El uso de un método intuitivo, sin reglas previamente establecidas, implica en muchas
ocasiones un aumento del tiempo invertido en la obtención del resultado, y no todos podrán
lograrlo debido a que requiere de conocimientos y habilidades de programación de mayor
nivel. Por tales razones es preferible optar por resolver un problema de automatización,
aplicando un método estándar con reglas claras y que sea de fácil comprensión y
mantenimiento.
La importancia de esta temática está más vigente que nunca y se ve reflejada en los múltiples
proyectos de automatización hechos para autómatas programables (PLC) en el lenguaje Ladder,
bajo la norma IEC 61131-3 (2013), siendo este el lenguaje gráfico de programación más popular
en la industria, debido a que su lógica se desprende directamente de los circuitos de control
eléctrico.
Este trabajo puede aportar significativamente a la formación de técnicos, tecnólogos y
profesionales de la ingeniería que trabajan en el área de automatización, electrónica,
electromecánica, mecatrónica y áreas afines, ya que tiene una aplicación práctica, al abordar el
estudio de los sistemas de control electroneumáticos y electrohidráulico haciendo uso de los
fundamentos de la lógica cableada.
Por otra parte, son múltiples los programas de formación que incorporan asignaturas, donde
se requiere habilidades para la elaboración y simulación de circuitos eléctricos,

9
electroneumáticos o electrohidráulicos, siendo estos insumos principales para su
transformación casi directa al lenguaje Ladder en un PLC.
En la actualidad, los PLC´s son los equipos programables que soportan la automatización
industrial y han sido usados para reemplazar los tradicionales tableros de mando con circuitos
eléctricos cableados, pero lo que no ha cambiado es la importancia de la lógica contenida en
estos circuitos, que representa el fundamento de la lógica programada usada en la
programación de los PLC. Es decir que antes de implementar programas en un PLC en
lenguaje Ladder, este debe funcionar correctamente en una simulación en diagrama de
contactos.
Aunque no se trate de un nuevo método para la elaboración de automatismos eléctricos, si
representa una alternativa novedosa para abordar de forma ordenada la obtención de
soluciones de automatización en diagrama de contactos, para cualquier tipo de proyectos
electroneumáticos o electrohidráulicos que involucren cilindros, sensores, finales de carrera,
electroválvulas, solenoides, contactos normalmente abiertos , contactos normalmente
cerrados , relés electromecánicos, temporizadores o contadores.
Un aspecto novedoso que ha sido incorporado en el texto, son los enlaces a múltiples videos
elaborados por los autores, con el fin de ampliar el conocimiento de ciertos temas, ya sea que se
revisen antes o después de la lectura de cada tema, representando una herramienta útil de
aprendizaje vía web.
La metodología presentada en este trabajo, sirvió de fundamento para la búsqueda de
soluciones a problemas de ingeniería bajo la modalidad de trabajos de investigación o de grado,
dentro de los cursos de la especialización en sistemas hidráulicos y neumáticos en la Escuela
Naval de Suboficiales de Barranquilla (ENSB), en el programa de Ingeniería Mecatrónica en la
Institución Universitaria (IU-ITSA) y de la asignatura de hidráulica y neumática en la
Universidad del Atlántico.
A lo largo del libro se hizo un amplio uso de una herramienta de la simulación, como lo es el
Fluid Sim P o Fluid Sim H ® (FESTO), que permite de una manera rápida, simular el
comportamiento de circuitos electroneumáticos y/o electrohidráulicos.
A continuación, se registran algunos de los trabajos más relevantes hechos sobre el tema y que
fueron de apoyo para la realización de este trabajo.
Una metodología de transformación de máquinas perforadoras convencionales a máquinas
perforadoras electroneumáticas automáticas, fue desarrollada por Mutan, N. (2020), como
resultado de esta conversión tecnológica, se aumentó la carga de salida de producto en cuatro
(4) veces en comparación con el modelo original.
La actualización del sistema de control de una estampadora de logotipos desde su forma
original en lógica cableada hacia su implementación en un PLC fue descrita por Murphy, S. et
al (2021), logrando considerables mejoras en reducción de tiempo, seguridad y mantenibilidad.

10
Los fundamentos de los métodos de diseño de circuitos electroneumáticos paso a paso y
cascada son presentados por Cortes, J.C., & Guío, J.P. (2018), este aporte tuvo como objetivo que
el lector comprenda los conceptos de la automatización electroneumática y algunas de sus
aplicaciones.
La sustitución de sistemas mecánicos convencionales de en máquinas impresoras de códigos y
fechadoras de botellas por sistemas electroneumáticos fue descrita por Habalero, S. (2017),
mejorando la productividad y reduciendo costos en mano de obra.
Por medio de la simulación de circuitos electroneumáticos con el software Fluid sim, P, Jumar,
R. (2014), evalúa el comportamiento de la secuencia de movimientos de una máquina en la
industria de alimentos, al incorporar progresivamente diferentes componentes, como
temporizaciones y contadores entre otros.
Una versión del método paso a paso y su implementación es presentada por Alberto, J. (2011)
por medio de un estudio de caso, en este se describe un proceso secuencial aplicado al control
de circuitos electroneumáticos.
Diferentes formas de resolver secuencias electroneumáticas, son explicadas por Beriáin, L.
(2010), a través de los métodos paso a paso y cascada.
Previo a la revisión de este texto, se recomienda que el lector este familiarizado con el
funcionamiento, simbología y aplicación de los principales componentes usados en el
diseño de circuitos eléctricos, electroneumáticos y/o electrohidráulicos , entre los equipos más
importantes se encuentran los: pulsadores normalmente abiertos (NO), pulsadores
normalmente cerrados (NC), interruptores, finales de carrera mecánicos, sensor inductivo,
sensor capacitivo, sensor fotoeléctrico, sensor magnético, presostato, relés electromecánicos,
temporizador con retardo a la conexión (On delay), temporizador con retardo a la desconexión
(off delay), contador electromecánico, válvulas electroneumáticas 3/2 - 5/2 - 5/3, válvulas
electrohidráulicas 3/2 - 4/2 - 4/3 entre otros.
Para ello se sugiere revisar el texto y los videos a continuación:
“Componentes de los Sistemas Electroneumáticos – Electrohidráulicos” en cualquiera de los
enlaces
https://www.researchgate.net/publication/351458721
https://www.academia.edu/48871902
“Componentes electromecánicos de los circuitos eléctricos” en el enlace
https://youtu.be/46TcPLrimMY
“Electroválvulas neumáticas hidráulicas” en el enlace https://youtu.be/YpG1msEkSWA

11
A continuación, se presenta la descripción de cada uno de los capítulos que hacen parte del
texto
1. Introducción al diseño de circuitos electroneumáticos/hidráulicos en lógica cableada
En este capítulo se introduce en los conceptos básicos de los circuitos de control
electroneumático y/o electrohidráulico, aplicando los fundamentos de la lógica
cableada, orientados al mando de los circuitos más comunes con un solo cilindro,
mediante la activación, auto retención y desactivación de relés, temporizaciones, conteo
de ciclos y simulaciones de los mismos.
2. Metodología de diseño paso a paso de circuitos electroneumáticos y/o electrohidráulicos
Este capítulo representa el mayor aporte del texto, al contener los lineamientos
generales para abordar la solución de sistemas complejos en lógica cableada,
exponiendo una versión mejorada del método denominado paso a paso.
Esta propuesta divide la secuencia de movimientos representada por el diagrama
espacio - fase en evento, a cada evento alcanzado se le asigna un relé, a cada relé se le
definen las condiciones de activación, autorretención y sus acciones asociadas, este relé
permanecerá activo ejecutando su función hasta que se cumpla la condición de
desactivación.
Con la implementación de este método se reduce significativamente la porción intuitiva
que aporta el diseñador, logrando más control y entendimiento del circuito.
3. Estudio de casos aplicados al control de circuitos electroneumáticos/hidráulicos avanzados
Se presentan cuatro (4) proyectos de automatización, producto de la búsqueda de soluciones a
problemas de ingeniería que fueron realizados bajo la modalidad de trabajo de investigación o
de trabajo final grado, bajo la dirección de los autores y que son producto de la experiencia
docente en los cursos de “Especialización en sistemas hidráulicos y neumáticos “en la (ENSB) y
del programa de Ingeniería Mecatrónica (IU-ITSA) y de la asignatura de hidráulica y neumática
en la Universidad del Atlántico.

12
CAPITULO 1: DISEÑO DE CIRCUITOS
ELECTRONEUMÁTICOS/HIDRÁULICOS EN LÓGICA CABLEADA

13
1.1 INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE CIRCUITOS
La lógica cableada es una técnica usada para la elaboración de automatismos
electromecánicos, como los usados en controles eléctricos para motores, circuitos
electroneumáticos y/o circuitos electrohidráulicos entre otros.
Cuando se trata del diseño de circuitos simples, es posible que un método intuitivo,
caracterizado por el ensayo y error sea factible, pero al abordar sistemas más complejos se
debe recurrir a procedimientos estandarizados que simplifiquen la lógica y reduzcan el
tiempo de elaboración.
Los circuitos de control eléctrico se basan en el uso de componentes discretos que se
unen mediante unos esquemas cableados, accionados por medio de relees con bobinas
electromagnéticas que tienen asociados grupos de contactos, entre los equipos más
comúnmente usados están los pulsadores, interruptores, finales de carrera mecánicos,
sensores inductivos, sensores capacitivos, sensores fotoeléctricos, sensores magnéticos,
presostatos, relés electromecánicos, temporizadores con retardo a la conexión (On delay),
temporizadores con retardo a la desconexión (Off delay), contadores electromecánicos,
válvulas electroneumáticas 3/2-5/2-5/3, válvulas electrohidráulicas 3/2-4/2-4/3 entre
otros.
Este es el método más difundido para la elaboración de automatismos, por su sencillez y
facilidad de ejecución.
La aplicación de circuitos eléctricos de mando para gobernar sistemas hidráulicos o
neumáticos se usa para reemplazar la intervención humana en tareas se pueden realizar
autónomamente mediante la utilización de mecanismos movidos por una fuente de
energía eléctrica, permitiendo que estos realicen ciclos completos de operaciones de
acuerdo a lo cableado.
Todo sistema de automatización electromecánico estará conformado por un circuito de
potencia eléctrico, electroneumático o electrohidráulico, encargado de ejercer las fuerzas y
el movimiento a las cargas, y ofrece un camino para el flujo de las corrientes de alto voltaje
o presiones para que actúen sobre motores o cilindros.
Los circuitos de potencia además de circuitos eléctricos comprenden a los circuitos
electroneumáticos (mando por aire a presión) y electrohidráulicos (mando por aceite a
presión).
Por otra parte, estos sistemas de potencia deben seguir las ordenes de un circuito de
control eléctrico que por lo general es a más bajo voltaje, en el que se configura una
secuencia de activaciones y desactivaciones de relé electromecánicos, combinados en con
relé temporizadores y contadores para ejecutar un conjunto de acciones programadas.

14
El elemento básico de un automatismo cableado es el relé electromecánico, este contiene
una bobina, un conjunto magnético y contactos auxiliares normalmente abiertos o
normalmente cerrados que se utilizan para cablear la lógica que seguirá el automatismo y
cuya principal cualidad es su capacidad de auto retenerse por el tiempo necesario hasta
que reciba la orden de desconexión.
La lógica cableada industrial consiste en el diseño de automatismos con circuitos
cableados entre contactos auxiliares de relés electromecánicos, contactares de potencia,
relés temporizados, relés de protección, válvulas electrohidráulicas o electroneumáticas y
otros componentes. Guzman. P. (2013).
Los circuitos cableados se usan en funciones de mando secuencial, control, potencia,
protección y señalización. Ordóñez (2020).
Una desventaja de los circuitos cableados radica en el hecho de su poca flexibilidad
frente a un cambio de funcionamiento posterior, cualquier cambio en las funciones del
circuito implica la modificación del cableado. Generalmente se implementa en
automatismos pequeños, o en lugares críticos, donde la seguridad de personas y
máquinas, no puede depender de la falla de un programa de computación, mas no se
recomienda en la actualidad ejecutar grandes proyectos de esta forma.
Los automatismos que genera son rígidos, capaces de realizar una serie de tareas en forma
secuencial, sin posibilidad de cambiar variables y parámetros en caso de requerir
modificaciones en la secuencia será necesario realizar un nuevo diseño y el cableado.
La gran ventaja del diseño de automatismos creados bajo lógica cableada, no está en el
hecho que sirvan para ser implementados directamente en tableros, interconectando un
sinfín de componentes, sino en el hecho de contar con un algoritmo cableado que contiene
la lógica que posteriormente puede ser trasladada a lógica programada en Autómatas
programable.
Lo que sí es vigente y de gran utilidad como metodología de automatización es el diseño
simulado del automatismo en lógica cableada y su posterior conversión a lógica
programada en el lenguaje Ladder usando los lineamientos de la norma IEC 61131-3
(2013).
La Implementación de la lógica cableada en los circuitos eléctricos se basa en la norma
IEC 1082-1 (1992) es la encargada de definir los símbolos gráficos y las reglas numéricas o
alfanuméricas que se utilizan para identificar los componentes y equipos eléctricos usados
en los circuitos mando uy potencia eléctricos. Esta norma es utilizada para estandarizar el
proceso de diseño y eliminar el riesgo de confusión, agilizar la puesta en servicio y el
mantenimiento de las instalaciones. Telemecanique (1999).
Actividad: Buscar en la Web y analizar el siguiente video relacionado con “Aplicación de la
electrohidráulica y la electroneumática” http://www.youtube.com/watch?v=mQJelNMqv6o

15
Actividad Buscar en la Web y analizar el siguiente video relacionado con “Electrohidráulica y
la electroneumática” http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=XXhl4qVQhvc&feature=endscreen
1.2 ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS ELECTRONEUMÁTICOS
Y/O ELECTROHIDRÁULICOS
Los sistemas electroneumáticos o electrohidráulicos están compuestos de una
concatenación de diversos grupos de elementos.
Estos grupos de elementos conforman una vía para la transmisión de las señales de
mando desde el lado de la emisión de señales (entrada) hasta el lado de la ejecución del
trabajo (salida).
El objetivo de cualquier sistema electroneumático o electrohidráulico, es el mando de los
actuadores (cilindros o motores, etc.) en una secuencia deseada, esto se logra controlando
el accionamiento de las electroválvulas.
Las electroválvulas son activadas o desactivadas por los relevos del circuito de control
eléctrico.
Al controlar la activación o desactivación de los relevos en el circuito de control eléctrico,
se domina así mismo la activación o desactivación de las bobinas de las electroválvulas
que generan los movimientos de entrada o salida de los cilindros.
Esto se puede apreciar en las figuras 1 y 2.
Figura 1. Estructura de los sistemas electrohidráulicos
Circuito de control eléctrico Circuito de potencia electrohidráulico

16
Fuente: Elaboración propia
Figura 2. Estructura de los sistemas electroneumáticos
Circuito de control eléctrico Circuito de potencia electroneumático

17
Como se puede observar en las figuras 1 y 2, los sistemas electroneumáticos/hidráulicos, se
dividen en dos partes, un circuito de control eléctrico que contiene la lógica para la activación
de las bobinas de las electroválvulas y un circuito de potencia que proveer a los actuadores
de aire o aceite a presión para sus movimientos o tareas de fuerza.
Los sistemas de control electroneumático/electrohidráulico son una concatenación de
componentes con el fin de gobernar la dirección, la presión o el flujo del aire o aceite a
presión, para ello se elaboran circuitos de mando a bajo voltaje (24VDC) para la activación de
las bobinas de las electroválvulas en el circuito de potencia, manipulando las bobinas, se
accionan las electroválvulas y estas a su vez provocan la salida o entrada de los cilindros.
Smith. D. (2015).
El componente de enlace entre el circuito eléctrico de mando y el de potencia son las
válvulas solenoides las cuales operan eléctricamente al generarse un campo magnético en
ellas, desplazan las armaduras internas de la válvula distribuidora y conducen el fluido a
un lado u otro del actuador.
En la figura 2 se observa que cuando la bobina Y3 de la electroválvula 5/2 monoestable se
activa, cambia la posición de conmutación y el aire pasa del puerto 1 al 4, haciendo que el
cilindro B se extienda, el cilindro B solo podrá retraerse cuando se desactive la bobina Y3 y
quede la electroválvula en su posición de reposo.

18
1.3 DISEÑO DE CIRCUITOS
CON UN SOLO CILINDRO
Los circuitos planteados en esta sección, están diseñado para que el lector siga un proceso
de aprendizaje secuencial desde lo más sencillo a lo más complejo, enfatizando en
circuitos con un solo cilindro como, por ejemplo: accionamiento directo e indirecto de
cilindros de simple y doble efecto, circuito Stuart/stop, retorno automático de cilindro,
mando de cilindro con temporización entre otros.
Todos y cada uno de los circuitos que aparecen en este texto pueden ser simulados
haciendo uso del software Fluidísima®, cuyo editor permite programa de simulación y
diseño de esquema del circuito neumático, electroneumáticos, hidráulicos y
electrohidráulicos.
Los circuitos electroneumáticos/hidráulicos están documentados de tal manera que
pueden ser fácilmente implementadas en los bancos de prácticas de cualquier fabricante o
en un PLC bajo el lenguaje Ladder, para ello, se debe estar previamente familiarizado con
los componentes, reconociendo la simbología, funcionamiento y conexión. Sin embargo,
cabe destacar que cada uno de los circuitos electroneumáticos/hidráulicos presentados en
este capítulo han sido preparados con base a la nomenclatura que ofrecen los
componentes de los bancos de prácticas de Festo Didáctica®.
Circuito Nº 1. Accionamiento directo de una electroválvula monoestable
El circuito eléctrico mostrado en la figura 3 permite conectar el voltaje de 24 VDC de la
fuente directamente a la bobina Y1 al cerrar el pulsador S1.
A través de un mismo circuito es posible accionar ya sea un cilindro simple efecto
gobernado por una válvula 3/2 NC monoestable o un cilindro de doble efecto gobernado
por una válvula electroneumática 5/2 monoestable o una válvula electrohidráulica 4/2
monoestables.
Figura 3. Accionamiento directo de una electroválvula monoestable
Circuito electroneumático
o
Circuito electrohidráulico
Circuito eléctrico
Accionamiento directo por
impulso permanente

19
Actividad: Observar el video “Circuito electroneumático más sencillo simulado con Fluidsim P
” en el enlace: https://youtu.be/MfCxHb4uEqc
Circuito Nº 2. Accionamiento indirecto de una electroválvula
monoestable
El circuito eléctrico mostrado en la figura 4 permite incorpora un relé intermedio K1 el
cual es accionado al pulsar S1, y uno de sus contactos auxiliares (13/14) se cierra para
conectar el voltaje de 24 VDC de la fuente a la bobina Y1, de igual forma que en el circuito
anterior, el cilindro permanecerá afuera mientras esté pulsado S1.
Figura 4. Accionamiento indirecto de una electroválvula monoestable
o
Circuito electrohidráulico/neumático
Cilindro de Doble Efecto
Circuito eléctrico
Accionamiento indirecto por
impulso permanente

20
Circuito Nº 3. Accionamiento por impulso inicial (start/stop) para una
electroválvula monoestable
En el circuito eléctrico mostrado en la figura 5 se evidencia una de las características más
útiles de los relé electromecánicos y es su facultad de auto retenerse o alimentar su bobina
usando uno de sus propios contactos auxiliares, es así como al pulsar S1 llega la corriente
a la bobina del relé K1 que a su vez inmediatamente cierra el contacto (11-14) creando un
segundo camino en paralelo con S1, de tal forma que al abrir S1, la corriente queda
pasando por el camino S2-K1(11-14), quedando auto retenido, la forma de desactivar K1
es pulsando S2. Este circuito representa un modelo a seguir, ya que cualquier relé como
en este caso K1 debe tener al menos 1 señal de activación (S1), al menos una señal de
desactivación (S2) y un contacto de auto retención en paralelo con la señal de activación.
Figura 5. Circuito Start/Stop
Actividad: Observar el “video Start Stop electrohidráulico Fluidsim H” en el enlace
https://youtu.be/Hu-2tBWWaTk
Actividad: Observar el video FESTO “Controles Programables” en el enlace
https://www.youtube.com/watch?v=vjms13MwBZk
o
Circuito electroneumático/hidráulico
Cilindro de doble efecto
Circuito eléctrico
Accionamiento indirecto por
impulso inicial (auto retención)

21
Circuito Nº 4. Accionamiento directo de cilindro de doble efecto con
válvulas 5/2 biestable.
En el circuito eléctrico mostrado en la figura 6 sirve para gobernar la electroválvula 5/2
biestable con el uso de dos pulsadores S1 y S2 cada uno equipado con dos contactos uno
NO y otro NC de tal manera que al pulsar S1 se activa Y1 haciendo salir el cilindro y al
pulsar S2 se activa Y2 haciendo regresar el cilindro.
Al ser S1 y S2 pulsadores de conexión/desconexión, cuando se pulsa uno de ellos anula el
efecto del otro, impidiendo así una activación simultanea de las bobinas Y1 y Y2 que
provocaría un bloqueo de la válvula.
La característica de las válvulas 5/2 biestable es que solo requieren la activación de la
bobina por un instante para activarse, no requiriendo mantener activa la bobina, es decir
que guardan la memoria de la acción encomendada, aunque la señal se presente una sola
vez.
Figura 6. Accionamiento directo de cilindro de doble efecto con válvulas 5/2 biestable.
Actividad: Observar el video “ Accionamiento directo de una electroválvula 5/2
biestable ” en el enlace: https://youtu.be/-nHmk-T2tRA
o
Circuito electroneumático o electrohidráulico de
potencia
Circuito eléctrico Accionamiento directo
por impulso permanente

22
Circuito Nº 5. Accionamiento indirecto de cilindro de doble efecto con
válvulas 5/2 biestable
El circuito eléctrico mostrado en la figura 7, sirve para gobernar la electroválvula 5/2
biestable con el uso de dos pulsadores S1 y S2, cada uno equipado con dos contactos uno
NO y otro NC de tal manera que al pulsar S1 se activa Y1 haciendo salir el cilindro y al
pulsar S2 se activa Y2 haciendo regresar el cilindro.
Como cada pulsador cumple la función de conexión/desconexión cuando se pulsa uno de
ellos anula el efecto del otro, impidiendo así una activación simultanea de los relés K1 y
K2 que gobiernan las bobinas Y1 y Y2, evitando así el bloqueo de la válvula.
En este circuito se hace auto retención de K1 y de K2 hasta que se le dé una orden
diferente.
Actividad: Observar el video “Inversor de giro electrohidráulico” en el enlace:
https://www.youtube.com/watch?v=XltpHs3_Kss
Actividad: Observar el video FESTO Ciclo único válvula 5/2 BI “Tipos de Esquemas” en el
enlace: https://www.youtube.com/watch?v=oKmnonylj7Q
Figura 7. Accionamiento indirecto de cilindro de doble efecto con válvulas 5/2 biestable
Circuito electroneumático
Cilindro de doble efecto Circuito eléctrico
Accionamiento indirecto por impulso inicial

23
Circuito Nº 6. Ciclo único de cilindro de doble efecto con electroválvulas
monoestable 5/2 (neumática) o 4/2 (hidráulica)
Este circuito eléctrico permite que el cilindro realice un ciclo completo (A+/A-) con solo
pulsar S2, esto es debido a que incorpora un par de sensores o finales de carrera
mecánicos en los extremos del cilindro, que sirven para evidenciar la posición del
cilindro.
La información acerca de la culminación de los movimientos tanto de entrada como salida
de los cilindros es proporcionada por finales de carrera con accionamiento por rodillo (A0
y A1), a los cuales van asociados contactos.
Como condición de activación de K1 está el pulsador S2 y el final de carrera A0 que es
normalmente abierto pero que se cierra al estar pulsado en la situación inicial, y cuenta
con dos posibles señales de desactivación, S1 que es un pulsador normalmente cerrado el
cual puede ser accionado por el operador en cualquier momento o el final de carrera A1
(normalmente cerrado) que se abre cuando el cilindro sale completamente.
Actividad: Observar el video “Ciclo único válvula 5/2 monoestable” en el enlace:
https://www.youtube.com/watch?v=ZIadQgO2S-A
Actividad: Observar el video “Circuito electroneumático ciclo único” en el enlace:
https://www.youtube.com/watch?v=ZIadQgO2S-A&t=26s
Figura 8. Ciclo único de cilindro de doble efecto con electroválvulas monoestable
o
Circuito electroneumático o
electrohidráulico de potencia
Circuito eléctrico
Accionamiento indirecto por impulso inicial

24
Actividad: Observar el video “circuito electroneumático ciclo único” en el enlace:
https://youtu.be/ZIadQgO2S-A
Circuito Nº 7. Ciclo único de cilindro de doble efecto con válvulas
biestable 5/2
El circuito permite que el cilindro ejecute un ciclo completo (A+/A-) tan sol con pulsar S1,
como condición de inicio debe contar con el cierre del contacto NO del final de carrera A0,
para asegurar que el cilindro salga sólo si inicialmente esta retraído, el retorno del cilindro
es producto de la activación (cierre) del final de carrera A1 que se ubica al extremo del
cilindro que activa al relé K2 que a su vez activa Y2, el circuito presenta un doble
enclavamiento de K1 en K2 y de K2 en K1, como lo evidencian los contactos NC de K1 y
K2, que evitan la activación de ambas bobinas simultáneamente.
Actividad: Observar el video “Ciclo único válvula electroneumática 5/2 biestable ” en el
enlace: https://youtu.be/r3r3RsP2XpI
Figura 9. Ciclo único de cilindro de doble efecto con válvulas biestable 5/2
Circuito electroneumático de potencia
Circuito de control eléctrico

25
Circuito Nº 8 Accionamiento de un cilindro de doble efecto con válvula
5/2 o 4/3 (circuito de auto retención)
Este circuito permite el mando de un de un cilindro de doble efecto con válvula 5/2 o
4/3 de la siguiente manera, al pulsar S1 se activa el relevo K1, activando la bobina
Y1 y el cilindro sale , para hacer que el cilindro regrese se debe pulsar primero el
pulsador S3 (Stop), y luego el pulsador S2 para que active el relevo K2, activando la
bobina Y2 haciendo que el cilindro regrese.
Figura 10. Mando de un cilindro de doble efecto con válvula 5/2 o 4/3
o
electrohidráulico hidráulico de potencia Circuito de control eléctrico

26
Circuito Nº 9. Ciclo único de un cilindro de doble efecto con
electroválvula neumática 5/2 biestable o con electroválvula hidráulica 4/3
centro cerrado
Este circuito permite la realización de un solo ciclo de funcionamiento del cilindro ,
(A+/A-), al pulsar S1, activa el relee K1 que a su vez activa la bobina Y1 haciendo que
se produzca el movimiento A+, cuando el cilindro sale completamente y toca al final
de carrera A1 , se activa el relee K2, cuya función es hacer que el cilindro regrese,
desactivando K1 y por ende a Y1, una vez que el cilindro regresó completamente el
final de carrera A0 desactiva K2 , dejando el circuito en su estado inicial, listo para
comenzar uno nuevo.
Figura 11. Ciclo único de un cilindro de doble efecto con electroválvula neumática 5/2 biestable o con
electroválvula hidráulica 4/3 centro cerrado
Actividad: Observar el video “Circuito eléctrico ciclo único” en el enlace:
https://youtu.be/eEGs1mkYBG8
o

27
Circuito Nº 10. Ciclo continuo de un cilindro de doble efecto con válvula
electroneumática 5/2 biestable o electrohidráulica 4/3 centro cerrado
Este circuito permite un movimiento alternativo A+/A- indefinido, hasta que se accione la
señal de Stop. Se hace necesario para esto que se incorpore al circuito del Ciclo
único, el relevo K4 que representa la finalización del ciclo y que a su vez sirve de
señal para reiniciar el ciclo.
Figura 12. Circuito electroneumático o electrohidráulico de potencia
Figura 13. Ciclo continuo de un cilindro de doble efecto con electroválvula hidráulica 4/3 centro cerrado
o 5/2 biestable
o

28
Actividad: Observar el video “Ciclo continuo válvula electroneumática 5/2 biestable” en el
enlace: https://youtu.be/yx1xzCT5lT4
Circuito Nº 11. Ciclo único temporizado de un cilindro de doble efecto
con válvula 5/2 o 4/2 monoestable (Método Intuitivo)
Este circuito permite que el cilindro salga temporice y regrese (A+ / T1 /A-), se
incorpora un temporizador a la conexión que se activa cuando el cilindro va
saliendo y toca el final de carrera A1, una vez completado el tiempo , un contacto
normalmente cerrado del temporizador T1 ubicado en la primera línea, se abre
desactivando K1, haciendo que el cilindro regrese.
Figura 14. Ciclo único temporizado de un cilindro de doble efecto con válvula 5/2 o 4/2 monoestable
Actividad: Observar el video “Circuito eléctrico ciclo único temporizado ” en el enlace:
https://youtu.be/r-hftXveZKo
o
electrohidráulico de potencia Circuito de control eléctrico

29
con válvula 5/2 o 4/2 monoestable (Método Sistemático)
Figura 16. Ciclo único temporizado de un cilindro de doble efecto con válvula 5/2 o 4/2 monoestable
(Método Sistemático)
Actividad: Observar el video “ Circuito electroneumático completo con un cilindro con
múltiples condiciones de operación ” en el enlace: https://youtu.be/8UsNg5HAqt0
Este método consiste en activar y auto retener un relé cada vez que se presente un evento del
ciclo, en este caso se presentan cuatro (4) eventos, correspondientes a:
o
Diagrama Espacio–fase

30
Evento N°1- Se presenta la señal de activación con el pulsador START y el final de carrera A0,
activándose y auto reteniéndose el relé K1, que activa la electroválvula Y1, haciendo salir el
cilindro con el movimiento (A+).
Evento N°2- El cilindro sale y acciona el final de carrera A1, esta es la condición de activación
del relé K2 cuya función es la de alimentar el temporizador (TEMP1).
Evento N°3- Se cumple la temporización (TEMP1) y este evento es usado para activar el relé
(K3) el cual tiene como principal función el de desactivar el relé (K1) para hacer que regrese el
cilindro, además el relé (K3) sirve de recordatorio que el cilindro viene regresando.
Evento N°4- El ciclo finaliza al retornar el cilindro y activar el final de carrera A0, este evento
sirve para activar momentáneamente el relé K4, que se usa para desactivar el relé K3 que estaba
auto retenido.
Como regla general la desactivación de cada relé se hace en el momento en el que este ya haya
cumplido con su función, por ejemplo, el relé K2 tiene la función de alimentar el temporizador,
pero al cumplirse la temporización y activar K4 ya no es necesario mantener el relé K3 activo
por ello se usa el contacto NC de K4 para desactivar a K3.
Otra situación similar se observa entre los relés K3 y K4, donde K3 tiene la función de hacer que
el cilindro regrese, y una vez el cilindro regresa accionando A0 se debe desactivar K3 al haber
cumplido su misión.
Al final del ciclo, todo el sistema debe quedar desactivado como en el punto de partida.
con válvula electrohidráulica 4/3 centro cerrado
Una ligera modificación al circuito Nº12 permite a su vez, hacer lo mismo a un cilindro
hidráulico controlado por una electroválvula 4/3 centro cerrado, en este caso el relé K1
que hace avanzara el cilindro A (A+) debe ser desactivado justo al cumplirse la
temporización T1, que activa K3 con la acción A-, es decir que debe evitarse en todo
momento la activación simultanea de K1(A+) y K3 (A-), lo que representaría una
interferencia y bloquearía la válvula.
Figura 17. Ciclo único temporizado de un cilindro de doble efecto con válvula electrohidráulica 4/3
centro cerrado

31
Circuito electrohidráulico
de potencia

32
con válvula 5/2 (Uso del temporizador a la desconexión)
En este caso se usa un temporizador a la desconexión para programar la desactivación
del relé K1.Al pulsar S2 se activa el temporizador T1 y se cierra su contacto asociado T1
que permite la activación y auto retención de K1, K1 permanecerá activo hasta que se
abra el contacto NO de T1, el temporizador iniciará el conteo de tiempo al verse
desconectado por la apertura de del final de carrera A1.
Figura 18. Ciclo único temporizado de un cilindro de doble efecto (temporizador a la desconexión)
Actividad: Observar el video “Temporizador a la desconexión Fluid sim P” en el enlace:
https://youtu.be/S9vc2pbEL4I
Circuito Nº15. Ciclo único (A+/A-) con válvula 5/2 biestable con el uso de
sensores.
Los finales de carrera del circuito N°9 han sido reemplazados por los sensores
capacitivos A0 y A1, con el fin de multiplicar los contactos asociados a cada sensor, cada
uno de ellos activa un relé KA0 y KA1 respectivamente, así los contactos del relé serán
varios y podrán usarse en diversos lugares del circuito ya sean como contactos NO o
como NC. Este procedimiento se realiza debido a la necesidad de usar las señales de los
sensores para realizar múltiples acciones, las cuales no podrían ser, si solo se usa el
sensor y se recomienda hacer lo mismo cuando se trate de sensores inductivos,
magnéticos, fotoeléctricos etc.
o

33
Figura 19. Ciclo único (A+/A-) con válvula 5/2 biestable con el uso de sensores.
Actividad: Observar el video “Ciclo único con válvula 5/2 biestable con el uso de
sensores ” en el enlace: https://youtu.be/Q2pi1tKynv4
Circuito
electroneumático de
potencia Circuito de control eléctrico

34
Circuito Nº16. Ciclo único temporizado (A+/TEMP/A-) con válvula 5/2
monoestable con el uso de sensores.
Los finales de carrera del circuito N°9 han sido reemplazados por los sensores capacitivos
A0 y A1, con el fin de multiplicar los contactos asociados a cada sensor, cada uno de ellos
activa un relé KA0 y KA1 respectivamente, así los contactos asociados a cada sensor
pueden ser usados en diferentes lugares ya sean como contactos NO o como NC, debido
al efecto multiplicador del relé.
Figura 20. Ciclo único temporizado (A+/TEMP/A-) con válvula 5/2 monoestable con el uso de sensores
Actividad: Observar el video “ Sensores en circuitos electroneumáticos ” en el enlace:
https://youtu.be/avw0-wek18k
Circuito Nº17. Arranque de cilindros en secuencia manual forzada
Secuencia de encendido y apagado independiente.
En esta práctica se requiere la activación en secuencia forzada manual de los cilindros A, B y C,
en la que solo es posible su activación en este orden. La desactivación o retorno de todos los
cilindros podrá darse en cualquier momento con el uso de un pulsador de paro (S0).
En el circuito se observa que necesariamente se deben pulsar los pulsadores S2, S4 y S6 con el
fin de activar en secuencia las electroválvulas Y1, Y2 y Y3 que activan correspondientemente los
cilindros A, B y C en su orden, es decir que no es posible hacer salir el cilindro B sino ha salido
el A, cada uno del relé K1, K2 o K3 cuenta con un pulsador de desactivación NC que puede ser
Circuito
electroneumático
de potencia

35
abierto para desactivarlos sin seguir ningún orden, siendo respectivamente los pulsadores S1,
S2 y S3.
Figura 21. Circuito electroneumático
Figura 22. Arranque de cilindros en secuencia manual forzada A-B-C y apagado independiente
Actividad: Observar el video “ Cilindros en secuencia forzada ” en el enlace:
https://youtu.be/Wo8dMuzgZYM

36
Circuito Nº 18. Arranque de cilindros en secuencia manual forzada A-B-C
y apagado en el mismo orden A-B-C (FIFO)
Tres cilindros deben activarse en secuencia forzada manual A, B y C, siendo este el orden
obligatorio. Solo podrán desactivarse en el mismo orden, siendo el primero en activarse , el
primero en regresar. El retorno de todos los cilindros podrá darse en cualquier momento con el
uso de un pulsador de paro (S0).
Figura 23. Secuencia de encendido y apagado (FIFO)
Figura 24. Arranque de cilindros en secuencia manual forzada A-B-C y apagado en el mismo orden A-B-
C (FIFO)
Actividad: Observar el video “ Arranque de cilindros en secuencia manual forzada A B C y
apagado en el mismo orden A B C FIFO ” en el enlace: https://youtu.be/dnIqs0CJGwc

37
Al igual que en el circuito anterior, el circuito solo permite la activación secuencial forzada de
las bobinas Y1, Y2 y Y3 al accionar respectivamente los pulsadores (NO) S2, S4 y S6 y la
desactivación o retorno de todas bobinas activas por medio del pulsador (S0).
La desactivación del relé sólo es posible iniciarla pulsando S1 que desenergiza el relé K1, una vez
desactivado K1 permite solamente desactivar M2, y una vez desactivado K2 permite solamente
desactivar K3.
Caso propuesto # 1
Arranque de cilindros en secuencia manual forzada A-B-C y apagado en el
mismo orden C-A-B (LIFO)
Figura 25. Secuencia de encendido y apagado (LIFO)
Desarrolle un circuito electroneumático que al igual que en el circuito anterior, permita solo la
activación secuencial de las bobinas Y1, Y2 y Y3 a través de los pulsadores de marcha (NO) S2,
S4 y S6 respectivamente y permita la desactivación de todas bobinas activas por medio del
pulsador (NC) general de paro (S0). La desactivación de los relés sólo sea posible en el orden
K3, K2 y K1 a través de la acción de los pulsadores (NC) S5, S3, S1 respectivamente.
Circuito Nº 19. Control eléctrico manual o automático para el
accionamiento de 2 Cargas (KM1 y KM2) en secuencia forzada
Figura 26. Secuencia de encendido y apagado
El sistema cuenta con un selector de dos (2) posiciones S1, usado para elegir el tipo de maniobra
ya sea MANUAL (S1-abierto) o AUTOMÁTICO (S1-cerrado).

38
El pulsador S2 se usa para energizar la secuencia con la primera salida (KM1), tanto en
funcionamiento manual como en funcionamiento automático. El pulsador S3 se usa
exclusivamente para energizar la segunda salida (KM2) en funcionamiento manual, ya que en
funcionamiento automático es el temporizador quien debe energizar la segunda salida (KM2).
El selector S1 no debe energizar ningún contactor o relé, su función solo es seleccionar el tipo
de modo de funcionamiento, una vez iniciado cualquiera de los dos modos de funcionamiento
(manual-automático), este selector S1 no interferirá o los alterará, esto quiere decir que si se
inició la secuencia manual no podrá pasarse al modo automático temporizado con el cierre de
S1, y tampoco el caso contrario, si se inició la secuencia temporizada, la apertura del selector S1
no la interrumpirá, en todo caso se contará con un pulsador de desactivación general S0.
Figura 27. Circuito electroneumático de dos cilindros
Figura 28. Control eléctrico manual o automático para el accionamiento de 2 Cargas (KM1 y KM2) en
secuencia forzada

39

40
Circuito Nº 20. Circuito STAR/STOP con un solo pulsador (flanco
ascendente)
El circuito mostrado, permite la activación y desactivación de una carga haciendo uso de un
solo pulsador (NO), esto puede simplificar tableros de mando industrial al no necesitar los
tradicionales pulsadores Start y el de Stop. La carga se activa con el primer flanco ascendente
del pulsador S1.
Figura 29. Circuito STAR/STOP con un solo pulsador (flanco ascendente)
o
Actividad: Observar el video “ Circuito Star/Stop con un solo pulsador flanco ascendente
” en el enlace: https://youtu.be/6sKP5oHjRWg

41
Circuito Nº 21. Circuito STAR/STOP con un solo pulsador (flanco
descendente)
El circuito mostrado, permite la activación y desactivación de una carga haciendo uso de un
solo pulsador, esto puede simplificar tableros de mando industrial al no necesitar los
tradicionales pulsadores Start y el de Stop. La carga se activa con el primer flanco descendente
del pulsador S1, y se desactivará con el segundo flanco descendente del pulsador S1.
Figura 30. Circuito STAR/STOP con un solo pulsador (flanco descendente)
Actividad: Observar el video “ Circuito STAR STOP con un solo pulsador flanco
descendente ” en el enlace: https://youtu.be/ZdRmKrl1EjA
Circuito Nº 22. Circuito electroneumático con un número de ciclos determinados
(contador electromecánico)
Esta práctica describe el circuito de control eléctrico para gobernar un cilindro de doble efecto A
según el diagrama espacio-fase, de tal manera que al dar la señal de inicio (START), realice solo
tres (3) ciclos completos, una vez terminados los tres (3) ciclos, el cilindro debe quedar en su
posición de reposo (retraído) y solo se podrá reiniciar, accionando el pulsador de RESET,
o

42
reseteando el contador (CONT1) y habilitando el sistema para un nuevo inicio con el uso del
pulsador de START.
Al accionar el pulsador START se auto retiene el relé K1, haciendo que active la electroválvula
Y1 permitiendo la salida del cilindro, una vez el cilindro sale completamente y toca el final de
carrera A1, activa el relé K2 cuya función es activar la temporización T1 (2s), al cumplirse el
tiempo T1, que cumple con dos funciones simultáneamente, desactivar K1 para hacer que
regrese el cilindro y activar K3 que servirá como indicación de que está retornando el cilindro,
al regresar el cilindro y accionar el final de carrera A0 activa K4, que se usará para desactivar el
relé K3 que estaba activo. Este circuito tiene incorporado un contador electromecánico
denominado CONT1 que está configurado para activarse a los 3 eventos, la señal de conteo es
el contacto del relé K2 ya que en cada ciclo este contacto se cierra una sola vez.
Figura 31. Plano de situación y diagrama espacio-fase
o

43
Figura 33. Circuito de control eléctrico que satisface los requerimientos
Actividad: Observar el video “Primer circuito electroneumático” en el enlace:
https://youtu.be/xwhHMuQvzTo
Circuito Nº 23. Mando de un cilindro con múltiples condiciones de
operación
En el caso anterior se desarrolló un circuito en el que el cilindro debía realizar 3 ciclos
temporizados, al final de los cuales se detendría, siendo necesario pulsar RESET para iniciar
nuevamente la operación, en esta ocasión se elaborará un circuito de control eléctrico para
gobernar el cilindro [A] según el diagrama espacio- fase, de tal manera que cumpla con las
siguientes especificaciones:
1. Debe permitir la operación en Ciclo Único (CU) o Ciclo Continuo (CC) o Ciclo X 3 (CX3).

44
2. El CC o CX3 deben quedar interrumpido (termina el ciclo actual y se detiene) por la
acción de conmutar a CU, es decir el pasador de CU hará las veces de Stop.
3. El dispositivo se explora a través de un detector de pieza, cuando no hay piezas en el
depósito, no ha de iniciar un ciclo o ha de pararse la instalación en su posición base,
debiendo quedar interrumpido el Ciclo Continuo (CC) o el CX3.
4. En el modo CC o CX3 debe tener una temporización entre cada ciclo
5. Una vez accionado el pulsador de Paro de Emergencia (PE), debe retornar
inmediatamente el cilindro a la posición de partida, ninguna otra acción puede darse
mientras esté en la situación de emergencia, y al reestablecer el botón de emergencia
tampoco debe presentarse ninguna activación en el circuito.
6. En CC o en CX3 el sistema debe asegurar una temporización entre ciclos.
7. Una vez terminado los 3 ciclos del modo CX3, el cilindro debe quedará en su posición
de reposo (retraído) y solo se podrá reiniciar, reseteando el contador de circuito y
pulsando nuevamente cualquiera de los pulsadores CU, CC o CX3.
Figura 34. Croquis de situación- circuito electroneumático/hidráulico - panel de mando
o
Figura 35. Diagrama espacio-fase

45
Figura 36. Mando de un cilindro con múltiples condiciones de operación

46
Actividad: Revisar el video “circuito electroneumático completo con un cilindro con múltiples
condiciones de operación” en el enlace https://youtu.be/8UsNg5HAqt0
Figura 37. Condiciones Ciclo continuo, tres ciclos, paro de emergencia

47
En este circuito se incorporan condiciones adicionales de control, el comportamiento del ciclo
en CU es muy similar al del caso anterior, sin embargo en este se hace necesario la creación de
un relé K_CC que evidencie que se está en el modo ciclo continuo, como se puede observar el
pulsador C_C no solo activa el relé K1 para iniciar el ciclo sino que también activa el relé K_CC,
de tal manera que al finalizar el ciclo (K4) y estar activo K_CC es posible iniciar la
temporización entre ciclos T2, que al cumplirse el tiempo, es usada para repetir el ciclo
indefinidamente, ubicando un contacto NO de T2 en paralelo con los pulsadores de inicio en la
primera línea.
En el caso del Ciclo X3 también se recurrió a la estrategia de arrancar tanto el ciclo como un relé
llamado KCX3, de tal manera que al terminar el ciclo fuera posible no solo activar el
temporizador T2 para repetir el ciclo, sino crear la condición para descontar un evento cada vez
que se cumpliera un ciclo en el contador. Como se observa en el circuito, solo se descuenta el
contador cuando termina un ciclo (K5) y se está en el modo MCX3. una vez se han cumplido los
3 ciclos se activa el Contador [CONT], abriendo el contacto NC de el que está en la primera
línea, impidiendo que se repita el ciclo, quedando como única alternativa para seguir
trabajando el resetear el contador con el pulsador R.
Por su parte el efecto de pulsar el botón de paro de emergencia es el de desactivar la bobina Y1
y activar la bobina Y2 para que el cilindro regrese de inmediato, también se usa un contacto NC
de PE para desactivar cualquier modo de trabajo en el que esté ya sea K_CC o KCX3 e impedir
que mientras esté pulsado el botón de Emergencia se active algún relé.

48
CAPITULO 2
METODOLOGÍA PASO A PASO DE DISEÑO DE CIRCUITOS
ELECTRONEUMÁTICOS Y /O ELECTROHIDRÁULICOS CON
VARIOS CILINDROS
Básicamente existen dos métodos para diseñar circuitos de control electroneumáticos: el
método “intuitivo” o los métodos “sistemáticos”.

49
En el método “intuitivo” se obtiene el circuito solución, disponiendo de mucha experiencia y de
amplios conocimientos en automatismos eléctricos, y si el sistema electroneumático es
complicado, también de mucho tiempo.
Es preferible optar por un método sistemático, que funciona según una metodología basada en
reglas que permiten definir claramente el funcionamiento del automatismo, claro está, sin dejar
de tener conocimientos teóricos básicos bien fundados.
Al desarrollar un circuito de control se persigue siempre el objetivo de crear un mando que
funcione fiablemente, desechándose las soluciones baratas.
En el presente capítulo se explica la forma de abordar un problema de automatización de
circuitos electroneumáticos que involucren más de un cilindro empleando un método
sistemático como el denominado paso a paso,
Existen otros métodos para el diseño sistemático de circuitos electroneumáticos como el de
cascada y el método basado en lógica binodal aplicada al GRAFCET que se desarrollaran en
volúmenes posteriores.
2.1. METODOLOGÍA PASO A PASO PARA EL DISEÑO DEL CICLO
ÚNICO DE UN CIRCUITO ELECTRONEUMÁTICO CON MÚLTIPLES
CILINDROS.
Lo primero que debe abordarse en el diseño de un sistema de control
electroneumático/hidráulico complejo, es la obtención de la solución de su ciclo único.
Para encontrar una solución en lógica cableada de un circuito de control
electroneumático/hidráulico es necesario hacer el análisis funcional del trabajo a realizar,
conocer el funcionamiento de cada uno de los equipos involucrados en estos circuitos, estar
familiarizado con los principios de controles eléctricos y tener una estrategia que guie paso a
paso para el diseño de circuitos de control eléctricos, para ello es importante el uso de software
de simulación aplicados a sistemas electroneumáticos.
A continuación, se describen los pasos necesarios para resolver una secuencia de pasos que
involucra circuitos electroneumáticos/hidráulicos, así:
1. Descripción del automatismo: Consiste en especificar el tipo de máquina, y
requerimiento de automatización que se quiere implementar, describiendo los modos de
funcionamiento y las especificaciones del control, el conjunto de condiciones que debe
cumplir el circuito, como por ejemplo Ciclo Único (CU), Ciclo Continuo (CC), Ciclo X3
(CX3), Paro de Emergencia (PE), Pieza, condiciones STOP etc.
2. Croquis de situación= Se debe tener una idea general de la máquina o dispositivo a
controlar, realizando un croquis de situación.
3. Tablero de control: Se definen y dibujan los elementos de entrada de señales que harán
parte del tablero de control, como son pulsadores, interruptores, etc.

50
4. Circuito electroneumático/hidráulico: Se dibuja el circuito electroneumático/hidráulico
en el que se proyectan el número de cilindros que tiene la máquina, los tipos de
electroválvulas ya sean electroneumáticas como las 5/2 monoestable, 5/2 biestable o
5/3 centro cerrado, como las electrohidráulicas 4/2 monoestables, 4/3 centro cerrado
con doble accionamiento eléctrico, los sensores o finales de carrera y las válvulas
reguladoras de caudal que están incorporadas al mando de cada cilindro.
5. Diagrama espacio-fase: La secuencia de movimientos que deben realizar los cilindros,
incluyendo las temporizaciones del ciclo de trabajo se deben visualizar con un diagrama
espacio-fase.
6. Funciones lógicas: Cada uno de los eventos principales del ciclo, se definen sobre el
diagrama espacio-fase, las condiciones de activación de los relés y su acción principal, a
esta combinación de señales se le conoce como las funciones lógicas.
7. Circuito de control eléctrico del ciclo único: Se arma el circuito de control eléctrico
basado en los lineamientos de las funciones lógicas dibujadas sobre el diagrama espacio
- fase.
8. Incorporación de condiciones de control adicionales: Una vez obtenido el circuito
de control del ciclo único se debe proceder a incorporar las condiciones adicionales del
automatismo, como la condición de Ciclo Continuo, la condición de Ciclo X3, Pieza,
Paro de emergencia, etc.
2.1.1. Descripción del automatismo
Se aplicará el estudio al caso de una estampadora electroneumática descrita por el Diagrama
espacio fase de la figura 41 que cumpla con las siguientes condiciones de funcionamiento.
• El sistema de control debe permitir la selección entre Ciclo Único (CU), Ciclo Continuo
(CC) o Ciclo X3.
• El CC o CX3 deben quedar interrumpido (termina el ciclo actual y se detiene) por la
acción de conmutar a CU (solicitud de parada a fin de Ciclo).
• El dispositivo se explora a través de un detector de pieza, sin pieza no puede iniciar
ningún ciclo y tampoco puede repetirse el ciclo.
• Cuando se terminan las piezas en el depósito de gravedad y está en CC o Cx3, ha de
pararse la instalación en su posición base, debiendo quedar interrumpido el ciclo en el
que estaba.
• Después de haber realizado los (3) tres ciclos de ciclos del CX3 sólo puede iniciarse el
funcionamiento en cualquier otro ciclo después de pulsar RESET.
• Una vez accionado el pulsador de paro de emergencia, deben retornar todos los
cilindros a la posición de partida, el sistema debe asegurar que el cilindro A regrese solo
cuando el cilindro B haya hecho completamente. Debiendo quedar al final los dos
cilindros retraídos en su posición inicial, mientras esté pulsado el botón de

51
EMERGENCIA (PE) no debe permitir el accionamiento de ninguna bobina. Al desclavar
el botón PE, no debe accionarse de ninguna bobina.
• En CC o en CX3 el sistema debe asegurar una temporización de 3s entre ciclos.
2.1.2. Croquis de la situación
Se debe tener una idea general de la máquina o dispositivo a controlar, realizando un
CROQUIS DE SITUACIÓN.
Figura 38. Croquis de la situación
2.1.3. Tablero de control
Se definen y dibujan los elementos de entrada de señales que harán parte del tablero de
control, como son pulsadores, interruptores, etc.
Figura 39. Tablero de mando
2.1.4. Circuito electroneumático o electrohidráulico
Se dibuja el circuito electroneumático en el que se proyectan el número de cilindros que tiene
la máquina, los tipos de electroválvulas ya sean electroneumáticas como las 5/2 monoestable,
5/2 biestable o 5/3 centro cerrado, como las electrohidráulicas 4/2 monoestables, 4/3 centro

52
cerrado con doble accionamiento eléctrico, los sensores o finales de carrera y las válvulas
reguladoras de caudal que están incorporadas al mando de cada cilindro.
Figura 40. Circuitos electroneumáticos o electrohidráulicos
o con
2.1.5. Diagrama espacio-fase.
La secuencia de movimientos que deben realizar los cilindros, incluyendo las temporizaciones
del ciclo de trabajo se deben visualizar con un diagrama espacio-fase.
el diagrama espacio-fase refleja la secuencia de movimientos que debe seguir la máquina, que
en este caso es [A+/B+/TEMP1/B-/A-/A+/A-] y sobre él se plasmarán la cadena de señales
que se requieren para generar esos movimientos.
2.1.6. Funciones lógicas.
Cada uno de los eventos principales del ciclo, se definen sobre el diagrama espacio-fase, las
condiciones de activación de los relés y su acción principal, a esta combinación de señales se le
conoce como las funciones lógicas. Las funciones lógicas representan la base de
conocimiento que posteriormente se verán reflejadas literalmente en cada una de las ramas del
circuito de control eléctrico, Zhang.H Chang (1996).
Más adelante se comprobará que la información obtenida del diagrama espacio fase es crucial
para elaborar el circuito eléctrico del ciclo único.

53
Figura 41. Diagrama espacio-fase
2.1.6.1 Descripción de las funciones lógicas.
El ciclo de movimientos descrito en la figura 41 es un ejemplo de sistemas secuencial, en el que
el estado de las salidas (Ki), no solo dependen del estado de las entradas, sino que también
depende del estado en el que se encuentra actualmente.
Las funciones lógicas son el conjunto de condiciones que se deben presentar en cada evento (i)
para que se active el relevo (Ki). En ellas se observar que para la activación de (Ki) se requiere
la activación previa de (Ki-1), así K4 requiere de K3 y K6 necesita de K5 sucesivamente.
✓ Sobre el diagrama espacio-fase se plasmarán la cadena de señales de activación que se
requieren para generar las acciones (movimientos).
✓ Llamaremos evento a cada una de las situaciónes en las que se dé una señal de inició, salga
un cilindro, regrese un cilindro, finalice una temporización, se cumpla un conteo, etc.
✓ En este caso se presentarran 8 eventos, el 1er evento se presenta al accionar el pulsador de
CU, el 2do evento se dá cuando sale el cilindro A por primera vez y toca el final de carrera
A1, el 3er evento se presenta al salir el cilindro B y accionar el final de carrera B1, el 4to
evento se presenta al cumplirse la temporización TEMP1, el 5to evento resulta al regresar el
cilindro B y tocar el sensor B0, el 6to evento ocurre al momento de regresar el cilindro A y
tocar el final de carrera A0, el 7mo evento se presenta cuando al salir el cilindro A por
segunda vez toca el final de carrera A1 y el 8avo y último evento se presenta, cuando viene
regresando el cilindro A por segunda vez y toca el final de carrera A0.

54
✓ Esta metodología se basa en el hecho de activar un relé (i) cada vez que se presente un
evento (i) es así como el 1er evento active el relé K1, el 2do evento active el relé K2 y así
sucesivamente.
✓ Cada vez que se activa un relé, este se auto retendrá hasta que se presente la señal de
desactivación.
✓ Las condiciones que representan cada evento, como el relé que se activa y la acción a
realizar se representan en una matriz de señales denominada FUNCIONES LÓGICAS.
✓ Como se puede observar es importante incluir en la condición de activación del primer
evento (K1) el hecho que exista PIEZA y que los cilindros A y B estén en su posición de
reposo, evidenciados por los sensores A0 y B0.
✓ Al ser un sistema de control netamente secuencial, la activación de un relé no será el
producto del estado de las entradas sino también del estado previo en el que se encuentre,
por ello se hace indispensable el uso de los contactos de preparación que existen en los
eventos 2,3,5,6,7 y 8 los cuales no se pueden dar si no se ha presentado el evento o el relé
justamente anterior, por ejemplo, solo se podrá activar K2 si lo está K1 y solo se podrá
activar K3 si lo está K2 y así sucesivamente, etc.
✓ La descripción del flujo de señales se debe observar a luz del diagrama espacio-fase con sus
funciones lógicas acopladas.
✓ En las FUNCIONES LÓGICAS no se incluyen las señales de desactivación de cada relé
porque en principio no se está muy seguro de cual sea, y además porque puede haber más
de una opción que sirva para desactivar cada relé, de todas maneas el mismo desarrollo del
circuito demandará la desactivación de los relés correspondientes que generan bloqueo para
que se puedan dar los movimientos.
✓ Por regla general las señales de desactivación de cada relé Ki (t) son contactos NC de otros
relés activados con posterioridad KJ (t+∆t).
✓ Como puede verse en el circuito de estudio, es frecuente que se desactive un relé cuando ya
haya cumplido con su propósito. Por ejemplo, el relé K4 desactiva a K3 esto debido a que el
relé K3 tiene como misión alimentar la temporización TEMP1, una vez se cumple la
temporización se activa K4 y ya no sería necesario mantener activo K3. Situación similar se
presenta entre los relés K4 y K5, debido a que K4 tiene como acción hacer que regrese el
cilindro B y K5 se activa justo cuando el cilindro B regresó, es decir que K4 cumplió su
misión y puede ser desactivado por K5.
2.1.7. Circuito de control eléctrico del ciclo único
✓ Descripción paso a paso del circuito de control eléctrico
• A+) La condición de activación del 1er evento se presenta al existir la señal del sensor
PIEZA, junto con las señales de los sensores A0 y B0 indicando que la máquina está en su
posición de reposo y al accionar el pulsador de CU, lo cual hace que se active el relé K1, el
cual se auto retiene con uno de sus contactos NO y activando a la bobina Y1 para que se
inicié el movimiento A+.
• B+) El 2do evento se dá cuando vá saliendo el cilindro A por primera vez, evidenciado por
un contacto NO de K1 y toca el final de carrera A1, esta representa la condición de

55
activación del relé K2, que debe auto retenerse y hacer que salga el cilindro B, activando
con uno de sus contactos NO la bobina Y3.
• TEMP1) El inicio de la temporización TEMP1 se dá como resultado de la presencia del 3er
evento el cual se presenta al salir el cilindro B y accionar el final de carrera B1, activando el
relé K3, que se auto retiene y que tiene como única misión alimentar el temporizador.
• B-) El regreso del cilindro B es producto de la activación del relé K4 por efecto de la
presencia del 4to evento, representado por el cumplimiento de la temporización TEMP1.
• A-) El 5to evento resultado del regreso del cilindro B (K4) y del accionamiento del sensor
B0, activa el relé K5 el cual se auto retiene y debe hacer que regrese el cilindro A (A-), para
ello debe asegurarse de desactivar el relé que está activando a Y1 y activar a Y2, en este caso
K5 desactiva a K1.
• A+) La segunda salida del cilindro A es producto del cumplimiento del el 6to evento que
ocurre al momento de regresar el cilindro A y tocar el final de carrera A0, condición que
activa el relé K6 el se auto retiene y debe asegurar la desactivación de cualquier relé que este
activando a la bobina Y2, como en este caso desactiva K6 desactiva a K5 y activa la bobina
Y1.
• A-) El regreso del cilidro A por segunda vez se presenta al cumplirse la condición del el
7mo evento el cual se presenta cuando al salir el cilindro A por segunda vez y toca el final
de carrera A1, lo que genera la activación del relé K7 el cual se auto retiene y debe hacer que
regrese el cilindro A (A-), para ello debe asegurarse de desactivar el relé que está activando
a Y1 y activar a Y2, en este caso K7 desactiva a K6 y K7 activa a Y2.
• Al finalizar el ciclo único se activará un relé llamado FIN_CICLO, en este momento se
cumple el 8avo y último evento que se forma cuando viene regresando el cilindro A por
segunda vez y toca el final de carrera A0. Este relé se usa para desactivar el relé K7.
Se arma el circuito de control eléctrico basado en los lineamientos del paso anterior.

56
Figura 42. Circuito de control eléctrico
Fuente: Propia
Actividad: en este enlace https://youtu.be/oNHMFWXVHzY se explica la “Metodología de
circuito electroneumático CU #1”
2.1.8. Incorporación de condiciones de control adicionales
2.1.8.1. Incorporación de la condición de Ciclo Continuo (CC) al circuito
Siguiendo con el control del circuito electroneumático planteado anteriormente se requiere
incorporar la condición de ciclo continuo, la cual consiste en dar incicio a la repetición continua
del ciclo de trabajo mediada por un temporización entre ciclos, para ello se crea un relé KCC
que se activa al pulsar CC, con el fin de recordar que se encuentra en el modo de
funcionamiento continuo, los contactos de KCC permite activar la temorización de final de ciclo
T2, con la que se repite el ciclo al usar uno de sus contactos en paralelo con el pulsador CU. El
ciclo continuo puede ser interrumpido, desactivando KCC, lo que ocacionará que al finalizar el
ciclo, este no pueda repetirse.

57
Figura 43. Circuito electroneumático y tablero de mando
Fuente: Propia
Figura 44. Incorporación de la condición CC al circuito
Fuente: Propia
Actividad: en este enlace https://youtu.be/h4EtyinHUYU se explica la “Metodología de circuito
electroneumático CC #2”
2.1.8.2. Incorporación de la condición de Ciclo x 3 (CX3) al circuito
De forma similar a la implementación del CC, una vez activado el pulsador CX3 se iniciará el
ciclo y ademas se activará un relé llamado KCX3, que servirá para recordar que está en el modo
CX3, tal que al finalizar el ciclo, habilitará tanto la temporizador T2 como el descuento en los
ciclos del contador CONT1. Una vez termine el tercer ciclo CONT1 se activará, impidiendo que
se repita el ciclo al usar uno de sus contactos NC en la primera linea, en esta situación no será
posible inciar ningún ciclo a menos que se resetee el contador con el puldador RESET.
Puede verse que se incorporan contactos de enclavamiento entre KCC y KCX3 que impiden
estar en ambos modos al tiempo, es importante anotar que la ausencia de pieza también
desctivará cualquier modo de funcionamieno en el que esté, la señal de cumplimiento de los 3

58
ciclos emitida por el contador serán usadas para sacar el sistema de cualquier modo en el que
esté.
Figura 45. Circuito electroneumático con incorporación de la condición CX3 (1)
Actividad: en este enlace https://youtu.be/Zr18ir-KFzI se explica la “Metodología de circuito
electroneumático CX3 #3”

59
Figura 46. Circuito electroneumático con incorporación de la condición CX3 (2)
2.1.8.3. Incorporación de la condición de paro de Emergencia (PE) al circuito
Como especificación final de este proyecto se debe contemplar que al pulsar el botn de Paro de
Emergencia (PE), se deberá asegurar como primera medida, el retorno del cilindro B y luego el
retorno del cilindro A.
Al pulsar el PE pueden presentar tres (3) situaciónes:
a) Que solo este afuera el cilindro B : Al pulsar PE y si el cilindro B está afuera se activa el
relé K10 el cual tendrá como objetivo hacer que regrese el cilindro B, el relé K10
necesariamente tendrá que desactivar la bobina Y3, desactivando el relé K2. Una vez
viene regresando B, evidenciado por K10, toca el sensor B0 y el cilindro A está recogido
tocando A0, se activa K11, que sirve para desactivar a K10
b) Que tanto el cilindro B como el cilindro A esten afuera: en este caso el relé K10
mencionado en el caso anterior hace que primero regrese el cilindro B, al suceder esto y
estar el cilindro A afuera se activará el relé K12 con la función A- el cual desactivará a
Y1 y activará a Y2.
c) Que solo el cilindro A esté afuera: en este caso el pulsador PE activará a K14, cuya única
labor será deactivar la bobina Y3, desactivando el relé K2.

60
Figura 47. Circuito electroneumático con incorporación de la condición PE (1)
FF
uente: Elaboración propia

61
Figura 48. Circuito electroneumático con incorporación de la condición PE (2)

62
Este circuito simulado en el software Fluidsim® representa la fase más importante en el proceso
de diseño, ya que tiene incorporada toda la lógica secuencial y combinacional necesaria para ser
implementada en cualquier autómata programable.
Actividad: en este enlace https://youtu.be/n-OvsZigj-g se explica la incorporación de la
condición de paro de emergencia al circuito “Metodología de circuito electroneumático PE
#4”
Actividad: observa el video “Circuito electrohidráulico con 2 cilindros condiciones” en el que se
explican las condiciones que debe cumplir el sistema de control, en el enlace
https://youtu.be/XMb743PIBZ4

63
CAPITULO 3
APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA SECUENCIAL AL DISEÑO DE
CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS / HIDRÁULICOS
AVANZADOS

64
En este capítulo se abordará el estudio de casos aplicados al control de circuitos
electroneumáticos y/o electrohidráulicos avanzados, que fueron el resultado de la
búsqueda de soluciones a problemas de ingeniería bajo la modalidad de trabajos de
investigación o de grado, dentro de los cursos de la especialización en sistemas hidráulicos y
neumáticos “en la (ENSB), del programa de ingeniería mecatrónica (IU-ITSA) y de la asignatura
de hidráulica y neumática en la Universidad del Atlántico.
Para el diseño de los circuitos de control eléctrico de cada uno de los cinco (5) casos
presentados en esta sección se hizo necesaria la aplicación de los lineamientos metodológicos
presentados en el capítulo 2, obteniendo de esta forma circuitos en lógica cableada que fueron
implementados de manera directa y casi transparente al lenguaje LADDER del PLC.
Uno de los objetivo de esta sección es la realización del proceso de diseño de los circuitos de
control eléctrico, por medio de simulación con el software Fluidsim®, que cumplan con las
especificaciones de funcionamiento de cada caso y que contiene la lógica secuencial y
combinacional necesaria para ser implementada en cualquier autómata programable,
posteriormente, bastaría tan solo con definir las características, tipos y direcciones asignada a
las entradas y salidas del proyecto y seguir un procedimiento estándar para su transformación
a un programa en lenguaje Ladder de PLC.
Es importante anotar que la implementación de estos circuitos no ha sido pensada para
ser hecha de la forma cableada tradicional, mediante la interconexión de múltiples
componentes electromecánicos, que daría como resultado un gran tablero de
accionamientos, debido a la complejidad del mismo, ya que, desde la aparición de los
autómatas programables, la lógica implicada en proyectos complejos ha sido
incorporada en ellos.
3.1. - Caso aplicado N°1: Estación electroneumática de perforación de
piezas
✓ Descripción del proyecto
El proyecto a automatizar consiste en una taladradora de piezas electroneumática, diseñada
para que en cada ciclo de operación ejecute los movimientos descritos en el diagrama espacio-
fase, la parte operativa o hardware está representado por el circuito electroneumático y un
tablero de control para el operador.
La implementación de este proyecto se hizo necesaria a raíz de la necesidad de disminuir los
tiempos de fabricación de piezas metalmecánicas en los astilleros navales, siendo las platinas
cuadradas de 10 mm de espesor unas de las más comunes y que en mayor cantidad deben
procesarse.

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