Iniziare un progetto elettrico STEP 5

Arrivati a questo punto è possibile iniziare il vero e proprio progetto.

È quindi necessario cerare le varie zone, i moderni CAD CAE ovvero cad dedicati al disegno elettrico, ci aiutano. Ad esempio il software Eplan P8 permette di creare la così detta struttura del progetto.

Non e indispensabile utilizzare un CAD dedicato, ma la gestione di un complesso impianto elettrico può risultare ingestibile con un prodotto non indicato.

Questo non è nient’altro che un diagramma ad albero, delle famose zone descritte nei precedenti post, nelle quali sono contenute le pagine dove lo schema è effettivamente disegnato.

Un’ altro punto importante è la struttura del cartiglio, a mio parere ogni pagina deve contenere 8 colonne entro le quali disegnare questo permetterà di non inserire troppi componenti per ogni singola pagina a patto che sotto ogni colonna si inserisca ad esempio un singolo ingresso connesso ad un sensore.

Come decritto nella fase precedente dividendo in otto parti il cartiglio e utilizzando una pagina ad esempio per disegnare 8 ingressi oppure 8 uscite, risulterà possibile ottenere un ordinato elenco degli I/O.

È comunque possibile non elencare gli I/O ovvero ingressi e uscite di seguito o consecutivamente nello schema, potrebbe risultare più conveniente distribuirli all’interno dello schema a seconda delle esigenze, questo comunque è un aspetto che per il momento è possibile trascurare.

Iniziando quindi a disporre i componenti nelle varie zone ci troveremo con il dover creare delle linee di alimentazione dedicate alla zona, che successivamente dovranno essere disegnate nella parte dedicata alla distribuzione delle varie alimentazioni, distribuzione che in seguito dovrà essere correttamente dimensionata.

Successivamente possiamo disporre la serie di ingressi ai quali verranno connessi i sensori trascurandone tranquillamente il percorso che effettivamente i conduttori seguiranno.

Iniziare un progetto elettrico STEP 1

Come iniziare un nuovo progetto per un’automazione:

Al primo punto a mio parere è necessario studiare una struttura sulla quale costruire l’impianto elettrico.

Bisogna stabilire se ad esempio dobbiamo connettere una o più macchine o impianti elettrici tra di loro. Dato che nella maggior parte dei casi è una possibilità non trascurabile gli impianti possono essere strutturati in questo modo:

A01 = impianto elettrico della macchina 1

A02 = impianto elettrico della macchina 2

A03 = impianto elettrico della macchina 3

Stabilito il primo step relativo agli eventuali impianti da connettere tra di loro sarà necessario definire le varie zone nelle quali i componenti verranno installati nell’impianto che desideriamo progettare, questo punto non necessariamente determina un numero finito di componenti installati in ogni singola zona, ma solamente il luogo dove ci potrebbe essere la necessità di installare un gruppo di componenti elettrici.

Ad esempio:

E01 = Quadro elettrico principale

X10 = Scatola di derivazione 10

X20 = Scatola di derivazione 20

ECC

Nell’immagine seguente si può intuire come inserire varie scatole in varie zone adibite a diverse funzioni.

È quindi facile intuire come nelle varie zone verranno installati in linea di massima i componenti relativi alle funzioni indicate nel disegno

L'importanza della numerazione ed organizzazione dello schema elettrico e dell'impianto elettrico industriale

Iniziamo con la premessa che per eseguire un impianto elettrico industriale a regola d'arte ci sono diverse strade e alcune fondamentali regole da seguire.
La prima fondamentale regola è che l'impianto deve essere correttamente dimensionato, la seconda a mio parere è che il cablaggio deve essere numerato secondo criteri facilmente intuibili.
Il progettista dell'impianto, ha quindi in carico la responsabilità di dimensionare correttamente l'impianto e di creare una numerazione dei fili, dei cavi e dei componenti il più semplice possibile.
Nel precedente post ho spiegato le regole principali per eseguire le varie numerazioni, l'organizzazione in zone della macchina, la numerazione dei cavi e delle scatole a seconda della zona nelle quali vengono installate.
In questo post invece spiegherò perché la numerazione dei fili e dei componenti deve seguire la regola del numero di pagina, quello che descrivo non è comunque l'unico sistema e nemmeno il più corretto per effettuare questo tipo di numerazione ma a mio parere è il migliore.

Mettiamo il caso che uno schema sia composto da un grosso numero di pagine supponiamo 200, districarsi all'interno dello schema potrebbe risultare un impresa impossibile, ma se ad esempio il teleruttore K1334 non si accende seguendo la regola del numero di pagina sapremo che a pagina 133 troveremo la bobina del teleruttore e che sotto di essa saranno descritte le pagine nelle quali si trovano i contatti.

La regola consiste nel numerare i componenti e i fili con il numero di pagina e dove è possibile di colonna rispetto alle pagine nella quali sono disegnati, ma non finisce qui, solitamente la numerazione delle pagine è a 3 cifre quindi per comodità e per mantenere uno standard le pagine dello schema di cui sopra inizieranno dalla 100 in su.

Ad esempio aprendo una scatola di derivazione oppure il quadro elettrico potrebbe risultare possibile trovare il filo 12305, e sicuramente a pagina 123 troveremo il filo in questione con indicate le varie connessioni.

Questo metodo permette al personale addetto al cablaggio di individuare sempre in modo facile e veloce la pagina dello schema alla quale stanno lavorando, quindi la logica cablata di quel determinato componente o filo.
Il sistema risulta inoltre molto utile in fase di collaudo, in quanto se un componente all'interno del quadro non funziona e il tecnico intende controllarne il cablaggio, sarà sufficiente leggere il numero del componente e si individuerà la pagine, inoltre se invece il problema di cablaggio o il guasto è già chiaro basterà leggere il numero del filo.
Gli stessi principi sono applicabili in fase di assistenza e quindi nella delicatissima fase di ricerca di un guasto, magari insieme al cliente, che potrebbe non essere esperto in materia elettrica.
Il personale non addetto non dovrebbe mettere mano agli impianti, ma si sa come vanno queste cose, la macchina non funziona il cliente ha bisogno che ritorni a funzionare al più presto, ed il risultato sarà che il cliente si trasformerà nelle braccia del tecnico addetto all'assistenza...
Quindi con un impianto correttamente numerato in tutte le sue parti, senza dimenticare la numerazione dei morsetti e delle morsettiere, sarà più semplice ogni futura operazione di controllo o modifica.
Lo schema in fine deve sempre rispettare realmente le varie connessioni per consentire in ogni caso la rintracciabilità di tutti i componenti e di tutte le parti dell'impianto.

Legenda per la lettura dello schema elettrico

L'immagine precedente descrive il metodo di costruzione e la legenda per la lettura dello schema elettrico.
Questo serve per facilitare il personale addetto al cablaggio, ed i tecnici che dovranno lavorare sulla macchina, che ritrovandosi in mano a volte schemi elettrici prodotti da diversi progettisti, potrebbero trovare difficoltà nella lettura e nell'orientarsi attraverso le pagine dello schema.

Di seguito elenco i punti cardine a mio parere per una buona progettazione e per rendere lo schema facilmente fruibile al personale addetto.

• In prima istanza il progettista deve decidere la struttura generale dello schema, diciamo che le varie normative già da anni prescrivono i tratti generali con i quali deve essere composto uno schema, ma il progettista ha ancora largo margine sulla strada da seguire
• Il metodo descritto e utilizzato da me è quello di comporre lo schema secondo un diagramma ad albero, come ad esempio:

• A01 identifica l'impianto elettrico in quanto a volte può capitare di dover unire più impianti, ovvero più macchine tra di loro per poter comporre un'automazione complessa. quindi potremmo trovare di seguito A02, A03 se iniziassimo a supporre di dover connettere più impianti tra di loro.
• All'interno di questa prima radice troviamo una serie di pagine numerate che avranno contenuti relativi all'impianto A01 e di seguito quelli che vengono definiti i luoghi di montaggio come ad esempio E01, X10, X13, ecc.
• E01 ad esempio risulterà essere il quadro elettrico dell'impianto A01 gli elementi di seguito come X10 o X13 sono le scatole di derivazione.
• I luoghi di montaggio seguono una numerazione che come criterio tiene conto della macchina nel suo insieme e la divide in varie zone ed è facilmente intuibile come nella zona 1 le scatole e le pulsantiere si chiamino ad esempio X10, P17 nella zona 2 la scatola di derivazione si chiamerà X29 e nella zona 3 troveremo la scatola di derivazione X31 e così via, quindi il numero di zona darà il primo numero alla zona di montaggio.
• Chiaramente all'interno di ogni luogo di montaggio ci saranno delle pagine che descriveranno unicamente ciò che viene derivato da quella scatola, come ad esempio sensori ed elettrovalvole. La numerazione della pagina terrà quindi conto di possibili future modifiche, lasciando quindi le riserve necessarie.
• La numerazione dei componenti e dei fili terrà quindi conto delle regole descritte nella pagina di legenda  per la lettura dello schema come anche la numerazione dei cavi, dei connettori e delle morsettiere secondo zona di montaggio, senza dimenticare i casi particolari dettagliatamente descritti in legenda.
• Un'altro punto estremamente importante per rendere fruibile lo schema è il corretto funzionamento dei riferimenti incrociati, ovvero i rimandi tra le pagine delle varie connessioni. Questo lavoro viene facilitato da tutti i produttori di CAD dedicati alla progettazione elettrica come ad esempio Eplan, Ige-xao, Spac, Cadelet, questi sono i più famosi ma ce ne sono molti altri, comunque gli errori sono sempre in agguato, quindi al progettista tocca tenere sempre d'occhio il buon funzionamento degli stessi per permettere ai tecnici di seguire lo schema.
• Un'ultimo appunto e quello relativo agli I/O del PLC che vengono distribuiti all'interno dello schema elettrico nei vari luoghi di montaggio, per poi produrre un resoconto riassuntivo delle connessioni I/O in una zona adibita a questa funzione. Questo permette di disegnare ed inserire tutti i simboli dei componenti installati nelle varie zone, all'interno delle zone di montaggio nello schema, la cosa risulta utilissima in quanto, se una zona contiene fisicamente 5 finecorsa e 6 elettrovalvole, queste saranno graficamente disegnate e verranno descritte tutte le connessioni a loro relative in pochissime pagine nella zona di montaggio dedicata.