DIPLOMADOMANTENCIÓN ELECTROMECÁNICA DE EQUIPOS MINEROS KOMATSU PALAS Y CAMIONES Preparado por: Pablo Monsalves C. Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap.cl 2009 1 Nombre de la Unidad Temática ELECTRÓNICA DE SENSORES APLICADOS A PALAS Y CAMIONES MINEROS KOMATSU (CÓDIGO: MECA-09-056) Duración Objetivo de : Total Horas Cronológicas: 8 Teóricas: 4 Prácticas: 4 - Aplicar los fundamentos de electrónica, para explicar el funcionamiento y de los sensores de los sistemas de control electrónico, utilizados en Palas y Camiones Mineros KOMATSU, cumpliendo rigurosamente las normas de calidad y seguridad exigidas por el fabricante. Contenidos NÚCLEOS TEMÁTICOS CARACTERÍSTICAS Y ESPECIFICACIONES DE LOS SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE PALAS Y CAMIONES DE MINERÍA KOMATSU Objetivo de los Sistemas Electrónicos de Control, aplicados a Palas y Camiones Mineros KOMATSU. Características de los sistemas de control electrónicos, aplicados en Palas y Camiones Mineros KOMATSU. Elementos de un Sistema de control electrónico Clasificación de los tipos de Sensores (presión, temperatura, posición, velocidad de MT, RPM, nivel, etc. ) Principios físicos de funcionamiento de los sensores Códigos de fallas Mediciones de magnitudes eléctricas para el diagnóstico de sensores. DIAGNOSTICO BÁSICO DE LOS SENSORES Ubicación y reconocimiento de los sensores en un sistema de control electrónico de Palas y Camiones Mineros KOMATSU Interpretación de los códigos de falla de los sensores, utilizados en sistemas de control electrónico de Palas y Camiones Mineros KOMATSU. Medición de magnitudes eléctricas con instrumentos para verificar el estado de funcionamiento de los sensores utilizados en sistemas de control electrónico de Palas y Camiones Mineros KOMATSU Utilización de protocolos de diagnóstico de los sensores, indicados en los Manuales de Servicio de Palas y Camiones Mineros KOMATSU. Uso de luces de tableros de instrumentos e información de pantallas de diagnóstico del equipo. Actividades de Aprendizaje. Evaluación. Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap.cl H. T. 4 2009 H. P. 4 2 Objetivos Objetivo General: Identificar los tipos de sensores utilizados en el equipo, el principio de trabajo, especificaciones técnicas y diagnóstico de fallas en camiones y palas Komatsu. Objetivos Particulares: •Identificar componentes electrónicos: Pasivos Activos. •Explicar el principio de trabajo de los sensores: Inductivos. Efecto Hall. Resistivos. Potenciometros. Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap.cl 2009 3 cl 2009 4 .inacap.Objetivos • Ubicar y reconocer los sensores en un diagrama de un sistema de control electrónico de palas y camiones: Sistema básico de control electrónico en camiones y palas. Gerencia Desarrollo de Producto www. inacap.cl 2009 5 .¿ Que es un componente Pasivo? Gerencia Desarrollo de Producto www. etc. como puede ser almacenar carga (condensadores) o presentar una determinada oposición al paso de la corriente. Gerencia Desarrollo de Producto www.Son dispositivos electrónicos que no aportan una ganancia o control de las señales eléctricas que los atraviesan. sino que su desempeño se reduce a la puesta en práctica de una propiedad eléctrica.inacap.cl 2009 6 . resistores. inacap.cl 2009 7 .Componentes Pasivos Gerencia Desarrollo de Producto www. inacap.cl 2009 8 .Componentes Pasivos Gerencia Desarrollo de Producto www. cl 2009 9 .inacap.¿ Que es un componente Activo? Gerencia Desarrollo de Producto www. Gerencia Desarrollo de Producto www. diodos y circuitos integrados.cl ECM 2009 10 . son ejemplos de este tipo de dispositivos. amplificación o conmutación de las señales eléctricas. es importante reconocer sus símbolos.inacap. Los transistores.Son dispositivos electrónicos capaces de aportar una ganancia. Aunque en un vehículo estos componentes integran la parte interna de la unidad electrónica central (ECM). entre otros. cl 2009 11 .COMPONENTES ACTIVOS Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap. cl 2009 .inacap.Introducción a los elementos electrónicos utilizados en camiones y palas • INTERRUPTORES MANUALES 1 DE ARRANQUE 2 DE NEUTRALIZACIÓN DE LA TRANSMISIÓN 3 DE FRENO 4 DE EN MARCHA Gerencia Desarrollo de Producto www. inacap.Aplicación de interruptores Manuales Detención de 5 minutos (Opcional) Llave de contacto Gerencia Desarrollo de Producto www.cl 2009 . cl 2009 .Introducción a los elementos electrónicos utilizados en camiones y palas • INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS • • • • • POR PRESIÓN POR TEMPERATURA POR FLUJO POR NIVEL POR CAMPOS MAGNÉTICOS Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap. cl 2009 .inacap.Introducción a los elementos electrónicos utilizados en camiones y palas Gerencia Desarrollo de Producto www. Interruptores de Presión sistema de Frenos Camión 930 E Interruptor de Presión Transductor o sensor de Presión Gerencia Desarrollo de Producto www.cl 2009 .inacap. cl 2009 .Tipos de Señales Señal Analógica Señal Digital Señal que toma sólo 2 estados: On / Off. 0 / 10 Volts ) Ej: de 4 a 20 mA. sin valores intermedios. Son señales de voltaje y continuidad (ej: 0 / 5 Volts. 0 a 10 Volts. 500 Ohms a 1.inacap.5 kOhms Gerencia Desarrollo de Producto www. Señal que toma distintos valores dentro de un rango definido de medición. Tipos de Sensores Utilizados en los camiones y Palas Sensores Resistivos . .De temperatura utilizados para medir: .De velocidad Señal Característica señal análoga Gerencia Desarrollo de Producto www.Tº del aceite en el PTO (Pala) Señal característica Sensores Inductivos .inacap.cl 2009 18 .Tº del aire . (Camiones) • Utilizados en el camión para medir el paso de la corriente AC O DC. (Camiones) Señal característica digital Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap.Tipos de Sensores Utilizados en los camiones y Palas • • Sensor de Velocidad de efecto Hall Utilizados para Captar la velocidad de las ruedas traseras del camión y detectar slide y spin.cl 2009 19 . .cl 2009 20 .Utilizado para pedales de retardo y freno en camiones.Tipos de Sensores Utilizados en los camiones y Palas Potenciómetro .Señal Característica Señal analógica Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap. inacap.cl 2009 21 .Plano Control Electrónico de límite de carga Pala PC 5500 –D Sistema de regulación electrónica de la bomba Sensor Nº 1 de velocidad Motor Diesel Nº1 Sensor Nº 2 de velocidad Motor Diesel Nº 2 Señales de entradas sensor Nº 1 Unidad de Control Señales de salida Señales de entradas sensor Nº 2 Actuadores (bombas) Gerencia Desarrollo de Producto www. cl 2009 22 . Gerencia Desarrollo de Producto www. mientras que su mayor inconveniente es la falta de precisión.Sensores Inductivos • Los sensores inductivos se utilizan en los automóviles para medir velocidades de rotación o detectar la posición angular de un determinado elemento. Su principal ventaja es su reducido costo y simplicidad.inacap. Componentes de un Sensor Inductivo • • • • El sensor inductivo empleado en automoción está formado por: Un imán permanente. Una bobina envolviendo el imán permanente.cl 2009 23 . Esta pieza puede tener varios dientes formando una corona. Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap. Una pieza de material ferromagnético que se coloca en el elemento en movimiento y sirve para detectar su paso cerca del sensor. y de cuyos extremos se obtiene la tensión. genera una señal sinusoidal que es interpretada por el sistema de control.inacap. Gerencia Desarrollo de Producto www.cl 2009 .Sensor Inductivo ● Este sensor. inacap.cl 2009 25 .Ubicación de sensores Inductivos en el sistema de propulsión y retardo Camión 830DC Sensores de velocidad del motor de tracción Gerencia Desarrollo de Producto Sensores de velocidad del motor de combustión www. Otras Aplicaciones de los sensores inductivos en los Camiones Sensores de velocidad Pickup Sensor de velocidad induc En los camiones con motores DC se emplea un solo Rueda tipo dedentada sensor.inacap. que es el de dos hilos. (efecto Hall) Gerencia Desarrollo de Producto www. En los camiones con motores AC se emplean en las ruedas posteriores los sensores de velocidad de siete hilos.cl 2009 26 . Es llamado de dos hilos. Posee tres hilos que corresponden: dos a la alimentación. y el tercero a la señal.Otras Aplicaciones de los sensores inductivos en los Camiones Anillo rozante El sensor de dos hilos Este sensor solamente envía información de la velocidad de la rueda.inacap. pero debemos incluir el blindaje del cable como el conductor de tierra. Sensor de velocidad Porta escobillas Gerencia Desarrollo de Producto Sensor de velocidad del alternador del camión 930E-4 www.cl 2009 27 . Ubicación en el plano Eléctrico Sensor de velocidad del alternador. camión 930E-4 Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap.cl 2009 28 . inacap.Puntos de testeo (TB) Gerencia Desarrollo de Producto www.cl 2009 . cl 2009 30 . camión 830E AC SENSOR VELOCIDAD SENSOR DE VELOCIDAD RUEDA DENTADA Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap.Sensores de velocidad de las ruedas DE delanteras. inacap.Sensores de efecto Hall • Los sensores de efecto Hall se utilizan para medir velocidades de rotación o detectar la posición de un determinado elemento. Y sus inconvenientes son la mayor complejidad y precio con respecto a un sensor inductivo.cl 2009 31 . Su principal ventaja es que pueden ofrecer datos fiables a cualquier velocidad de rotación. Gerencia Desarrollo de Producto www. inacap.cl 2009 32 .Efecto Hall •Este efecto consiste en el descubrimiento que hizo en 1879 el físico Edwin Hall. Gerencia Desarrollo de Producto www. de la desviación de la corriente en una placa atravesada transversalmente por un campo magnético. •Esto significa un incremento de la resistencia entre los terminales de alimentación. y la aparición de una diferencia de potencial (de Hall) a los costados. cl 2009 33 . camión 930E-4 Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap.Aplicaciones en camiones eléctricos Circuitos sensor Hall Medición de corriente en los camiones AC Se emplean sensores de corriente tanto para medir corriente alterna (AC). Dispositivo LEM LINK-. Son parecidos a los transformadores de corriente empleados en tableros eléctricos. o continua (DC). Estos dispositivos son llamados LEM o sensores de corriente. por lo que emplea un procedimiento de medida distinto al de los transformadores de corriente.Aplicaciones en camiones + M Es un dispositivo que requiere voltaje de alimentación DC de ±24V. Tienen también una dirección de corriente marcada por una flecha. Gerencia Desarrollo de Producto www.cl 2009 34 .inacap. Gerencia Desarrollo de Producto www. Lo que si tienen en común con los transformadores de corriente es que nos aíslan (Aislamiento Galvánico ) del circuito de potencia. Por ello el nombre mas apropiado es transductor de corriente.inacap. usa como principio de medición el efecto Hall. El LEM LTC 1000 SF/SP4. de los camiones.cl 2009 35 .Aplicaciones en camiones Funcionamiento del dispositivo de medición de corriente por efecto hall Los LEM trabajan con un sistema electrónico y pueden medir corrientes AC y DC. inacap.Circuito del sensor de corriente de efecto Hall o transductor de corriente Gerencia Desarrollo de Producto www.cl 2009 36 . cl 2009 .Sensores en Ruedas Traseras Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap. Aplicación como sensor de velocidad para ruedas traseras del camión • El sensor de siete hilos • •Estos sensores son sensibles a las descargas electrostáticas por lo que debe tenerse cuidado en su manipulación. Sensor de siete hilos. son inmunes a las interferencias electromagnéticas y condiciones adversas. Permiten: a) El control de la tracción b) Prevenir el deslizamiento de rueda c) Controlar la velocidad del motor www. camión 830E AC Gerencia Desarrollo de Producto Estos sensores son del tipo Hall. pueden trabajar con velocidades muy lentas.inacap.cl 2009 38 . camión 930E Gerencia Desarrollo de Producto www.Sensor de velocidad rueda posterior.inacap.cl 2009 39 . y su funcionamiento está basado en la variación de la corriente por efecto del campo magnético. Gerencia Desarrollo de Producto www.cl 2009 40 .Sensor de Velocidad Hall Detección del movimiento por efecto Hall El sensor de velocidad Hall tiene un imán permanente.inacap. así puede identificarse por ejemplo.Sensor de velocidad y plato ranurado de la rueda Trasera. el sentido en que gira la rueda.cl 2009 41 . camión 930E-4 En el caso del camión. Los canales deben estar desplazados físicamente dentro del sensor.inacap. Gerencia Desarrollo de Producto www. la rueda dentada modifica el campo magnético y genera la señal al sistema de control. •Ambos casos de patinamiento son resueltos automáticamente por el software del camión 930E 1/4 Conectores al sensor Sensor de velocidad Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap. que son los casos conocidos en el camión como Slide ( cuando ambas ruedas traseras se deslizan) y Spin (Patinazo cuando una rueda supera 1/3 de velocidad con respecto a la otra).cl 2009 42 .•Esta característica además permitirá detectar la diferencia de velocidad entre ruedas. cl 2009 43 .Ondas de salida de los dos canales del sensor de velocidad Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap. inacap.cl 2009 44 .Evaluación de algunos sensores de velocidad Gerencia Desarrollo de Producto www. cl 2009 45 .Evaluación de un sensor de velocidad Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap. cl 2009 46 .inacap. • Existen dos tipos: PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo) A medida que aumenta la Temperatura también aumenta la resistencia y el voltaje NTC ( Coeficiente de Temperatura Negativo) A medida que aumenta la temperatura diminuye la resistencia y el voltaje Gerencia Desarrollo de Producto www. es decir se trata de una resistencia (también llamada termistancia) que varia su magnitud en función de la temperatura a la que se encuentra expuesta.Sensores Resistivos • Estamos acostumbrados que prácticamente en todos los vehículos el Sensor de Temperatura de Motor es un componente resistivo de características NTC. Como este componente se encuentra inmerso en el líquido refrigerante del motor "a medida que aumenta la temperatura de motor disminuye la resistencia del sensor". El sensor de temperatura del aire ambiente se encuentra ubicado en el lado izquierdo del ducto de entrada del soplador de aire para el alternador de tracción. Gerencia Desarrollo de Producto www.Aplicación en camiones • Sensores de Temperatura Los sensores de temperatura monitorean la temperatura del aire ambiente y la temperatura del aceite hidráulico.cl 2009 47 .inacap. Sensor de temperatura del Aire UBICADO EN EL LADO IZQUIERDO DEL DUCTO DE ENTRADA DEL SOPLADOR DE AIRE PARA EL ALTERNADOR DE TRACCIÓN.inacap.cl 2009 . Gerencia Desarrollo de Producto www. cl 2009 49 .Aplicación en los Camiones Sensores de Presión Cuatro sensores de presión se han agregado al camión para monitorear los diversos circuitos hidráulicos.inacap. Los cuatro circuitos son: • • • ambas entradas a la válvula de elevación circuito de suministro de la dirección circuito de aplicación de freno delantero Gerencia Desarrollo de Producto www. • Tiene dos conductores uno es de la fuente de voltaje 18 VDC y el otro es la señal. • Los cables son apantallados y reforzados.cl 2009 .inacap.Sensor de Presión El rango de presión del sensor es 4000 psi (281 Kg/cm2) y el límite de sobrecarga es 10. Gerencia Desarrollo de Producto www. • El rango de 0 a 4000 PSI es convertido a corriente de 4 a 20 mA.000 psi (700 Kg/cm2). inacap.Aplicación Sensores de presión en el sistema de suspensión del camión 930 E Gerencia Desarrollo de Producto www.cl 2009 51 . cl 2009 .inacap.Aplicación Sensores de presión en el sistema de suspensión del camión 930 E Gerencia Desarrollo de Producto www. 8v aproximadamente. está tensión varía entre 0. por lo tanto tomando una tensión variable. 3. aplicados a una resistencia variable y de acuerdo a la posición del cursor.Potenciómetros El potenciómetro utilizado en los vehículos está constituido por una placa de carbón resistivo que varía su resistencia paulatinamente de un extremo a otro en forma constante. 1. chocando con distintas resistencias.6v y 9. una leva o cursor se desplaza por dicha pista. se utilizan normalmente 10 v de tensión.inacap. Para detectar la ubicación física de un dispositivo en movimiento. Gerencia Desarrollo de Producto Abrazadera del cable Arnés eléctrico Potenciómetro www. 2.cl 2009 53 . PEDALES ELECTRONICOS DEL ACELERADOR Y RETARDO • • El pedal del acelerador envía una señal a la Interface de Control del camión (TCI) cuando el operador solicita potencia. Gerencia Desarrollo de Producto www. una palanca hace rotar los contactos deslizantes internos del potenciómetro.inacap. A medida que el operador presiona el pedal. La señal de voltaje de salida aumenta en proporción con el ángulo de presión del pedal.cl 2009 54 . El pedal de retardo envía una señal al Controlador del Sistema de Propulsión (PSC). cuando el operador solicita retardo. Las señales del pedal son procesadas por la tarjeta análoga en el panel respectivo a ser usadas por los controladores del sistema para proporcionar el modo de operación deseado. inacap.PEDALES ELECTRONICOS DEL ACELERADOR Y RETARDO Gerencia Desarrollo de Producto www.cl 2009 55 . cl 2009 .Sensores en Palas KOMATSU Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap. inacap.cl 2009 .Sensor: Transforma magnitudes físicas o químicas en magnitudes eléctricas Magnitud física: Temperatura Presión Desplazamiento Gerencia Desarrollo de Producto Magnitud eléctrica: Tensión Corriente www. Para qué utilizaremos sensores Advertir Corregir Prevenir Controlar Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap.cl 2009 Advertir posición de la escalera principal de acceso Dos sensores, en este caso interruptores monitorean la posición de la escalera de acceso, evitando así acciones o condiciones inseguras de operación Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap.cl 2009 (S22) Sensor de control: Corta el sistema de control de operación piloto y la acción del freno de giro con la escalera abajo. (S91) Sensor de monitoreo y control: Este sensor monitorea la posición y controla la velocidad de movimiento de la escalera. Si el sensor (S22) falla, el sensor (S91) evita que la escalera se mueva. Si la escalera no está totalmente arriba, el interruptor de control piloto se apaga y la válvula solenoide Y120 activa el freno hidráulico de giro. El ETM de la cabina muestra un mensaje. Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap.cl 2009 cl 2009 .Sensor de temperatura de aceite en el PTO Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap. Con una temperatura de aceite muy alta aparecerá un mensaje de falla en un monitor en el tablero de instrumentos.cl 2009 .inacap. Gerencia Desarrollo de Producto www.La temperatura del aceite de engranaje se monitorea con una unidad de sensores (B49-1) (B49-2). cl 2009 63 .inacap.Sistema Electrónico de monitoreo y Controles ECS en la Pala Gerencia Desarrollo de Producto www. cl 2009 64 .inacap.Interruptores de apagado de emergencia de los motores Gerencia Desarrollo de Producto www. inacap.Interruptor de seguridad de Mantenimiento Gerencia Desarrollo de Producto www.cl 2009 65 . Plano Control Electrónico de límite de carga Pala PC 5500 –D Sistema de regulación electrónica de la bomba Sensor Nº 1 de velocidad Motor Diesel Nº1 Sensor Nº 2 de velocidad Motor Diesel Nº 2 Señales de entradas sensor Nº 1 Unidad de Control Señales de salida Señales de entradas sensor Nº 2 Actuadores (bombas) Gerencia Desarrollo de Producto www.cl 2009 66 .inacap. inacap.Sensores ubicado en la escalera hidráulica de acceso a la pala Gerencia Desarrollo de Producto www.cl 2009 67 . cl 2009 68 .inacap.Escalera Hidráulica de Acceso Gerencia Desarrollo de Producto www. cl 2009 69 .Sensores ubicados en el Tambor Gerencia Desarrollo de Producto www.inacap.