Progetto impianto elettrico STEP 7

Il progetto elettrico va organizzato con una logica coerente, grazie al ripetersi di questa logica e alla spiegazione tramite una legenda di lettura i tecnici addetti al cablaggio e all'assistenza avranno la vita semplificata. Lo scopo dello schema è quello di alleggerire il carico agli addetti al cablaggio e agli addetti alla manutenzione oltre che a tenere una traccia storica dell'impianto elettrico e delle modifiche apportate ad esso nel tempo. L'impianto va comunque correttamente dimensionato e progettato in base alla norma.

Il mio personale metodo è quello di mettere in sequenza vari generi di componenti di potenza e poi in seguito di schematizzare tutto ciò che riguarda il cablaggio dei segnali e in particolar modo il bordo macchina per poi relegare nella parte finale un resoconto dettagliato di schede I/O, PLC, CNC e PC.

In molti casi però si potrebbe presentare la possibilità di raggruppare in una singola pagina tutto ciò che riguarda una determinata funzione, nella seguente immagine è visibile come sia ottimizzata dal punto di vista della comprensione e del cablaggio una pagina nella quale viene schematizzato il collegamento di potenza, il collegamento di comando e i segnali al PLC di un'avviamento motore.

Questo tipo di schematizzazione combinata fornisce all'operatore addetto una panoramica quasi completa sulla logica cablata di tutta una partenza motore, l'unico aspetto trascurato è l'output che accende il relè K1 reperibile comunque tramite riferimento incrociato in una pagina dedicata a tutti i relè ausiliari adibiti ad avviamento motore.

Molti di questi accorgimenti derivano dalla collaborazione con il cablatore stesso, quindi un'attenta e diretta collaborazione molte volte rende gli schemi moto più chiari e fruibili per tutti.

Progettazione delle sicurezze in base alla direttiva macchine

La sicurezza e la direttiva macchine.

Nella fase di progettazione di un’automazione industriale è necessario tener conto delle prescrizioni descritte dalla direttiva macchine.

La direttiva 2006/42/CE cioè direttiva macchine, è recepitadallo stato Italiano dal decreto legislativo 27 gennaio 2010 , n. 17 (pubblicazione del 19-2-2010 Supplemento ordinario n. 36/L alla GAZZETTA UFFICIALE Serie generale - n. 41

Quindi la direttiva definisce 2 macro tipologie di macchinari, definite macchine e quasi macchine che si descrivono in questo modo.

Macchine:

l'insieme equipaggiato o destinato ad essere equipaggiato di un sistema di azionamento diverso dalla forza umana o animale diretta, composto di parti o di componenti, di cui almeno uno mobile, collegati tra loro solidamente per un'applicazione ben determinata

l'insieme di al punto precedente, al quale mancano solamente elementi di collegamento al sito di impiego o di allacciamento alle fonti di energia e di movimento

l'insieme di cui ai 2 parti precedenti, pronto per essere installato e che può funzionare solo dopo essere stato montato su un mezzo di trasporto o installato in un edificio o in una costruzione

l'insiemi di macchine, di cui ai 3 parti precedenti, o di quasi-macchine, che per raggiungere uno stesso risultato sono disposti e comandati in modo da avere un funzionamento solidale

l'insieme di parti o di componenti, di cui almeno uno mobile, collegati tra loro solidalmente e destinati al sollevamento di pesi e la cui unica fonte di energia è la forza umana diretta.

Quasi-macchine

l'insiemi che costituiscono quasi una macchina, ma che, da soli, non sono in grado di garantire un'applicazione ben determinata - ad es. un sistema di azionamento - unicamente destinati ad essere incorporati o assemblati ad altre macchine o ad altre quasi-macchine o apparecchi per costituire una macchina.

Per eseguire in modo corretto la fase di progettazione di una macchina o quasi macchina, bisognerà quindi effettuare un fondamentale passaggio, La valutazione del rischio.

Essa viene regolamentata in Italia dal testo unico sulla sicurezza sul lavoro, quale il D.Lgs 81/08 (integrato con il Decreto Legislativo 106/2009.

Tale valutazione permette al costruttore di determinare i canoni con i quali costruire, e di determinare i sistemi per preservare l’utente finale dal rischio di utilizzo di una macchina automatica e non.

Prima di essere immessa sul mercato deve essere predisposta la seguente documentazione:

Il fascicolo tecnico della costruzione sia disponibile. Tale fascicolo deve dimostrare che la macchina è conforme ai requisiti stabiliti dalla direttiva macchine. Esso deve riguardare la progettazione, la fabbricazione e il funzionamento della macchina nella misura necessaria ai fini della valutazione della conformità. Per le quasi-macchine si parla di documentazione tecnica pertinente

Le procedure di valutazione e di conformità siano applicate per le macchine la dichiarazione "CE" di conformità mentre per le quasi-macchine la dichiarazione d'incorporazione: l’atto con cui il fabbricante dichiara, sotto la propria personale responsabilità, che il prodotto è conforme ai requisiti essenziali di sicurezza.

Il manuale d'uso e manutenzione, è parte integrante della macchina. Esso è il mezzo tramite il quale il fabbricante ed il progettista si rivolgono all'utilizzatore per illustrargli il funzionamento della macchina e le caratteristiche di integrazione uomo-macchina.

Il marchio CE apposto nelle immediate vicinanze del nome del fabbricante: la marcatura CE dichiara che il produttore-distributore si assume la responsabilità del prodotto, permettendone la libera circolazione in Europa e l'identificazione dei prodotti non conformi.

Ci sono diversi sistemi utilizzati, dopo aver effettuato una corretta valutazione del rischio, per gestire tutta la serie di sicurezze applicate alla macchina. Esistono centraline di sicurezza con funzioni pre-impostate, centraline di sicurezza programmabili, e veri e propri PLC di sicurezza.

Nei casi dove si articolano diverse sicurezze è indicato pensare all’utilizzo di un sistema programmabile per ovviare ai problemi legati alla versatilità del sistema di sicurezza e per permettere al sistema di sicurezza di essere il meno invasivo possibile rispetto al regolare utilizzo della macchina.

Ci sono numerose marche di centraline e sistemi programmabili di sicurezza tra le maggiori e più conosciute marche troviamo Pilz, Siemes, Sick, Phoenix Contact.

Bus di campo AS-i, interfacce digitali e Precablati

Sistemi precablati e bus di campo e comunicazione digitale
Anche nell'automazione industriale negli ultimi anni si stanno sviluppando molti sistemi per velocizzare e migliorare il cablaggio.
I bus di campo servono principalmente ad eliminare onerose parti cablate.
La trasmissione dei dati relativi allo stato degli ingressi e delle uscite, sia digitali che analogiche, permette di spostare una consistenete parte del cablaggio a bordo macchina.
Ci sono innumerevoli bus di campo sia liberi che proprietari, ovvero il quale utilizzo da parte di terzi è libero oppure utilizzabile, tramite licenza a pagamento.

Vado ad elencare alcuni tra i principali e più utilizzati bus attualmente sul mercato.
Profibus, Profinet, Modbus, DeviceNet, Can open, Sercos, Interbus, Mechatrolink, Ethercat.
questi bus di campo vengono utilizzati per unire tra di loro non solo gli ingressi e le uscite digitali ma anche azionamenti, encoder,
inverter e componenti che per essere interfacciati all'impianto elettrico senza un bus digitale,
al PLC necessitano di una grossa quantità di fili cablati.

Oggi descriverò un sistema L'AS-i bus sul mercato da alcuni anni, ma versatile sistema che può venir utile in molte realtà.
Con i sistemi AS-i e AS-i safe si possono cablare in modo veloce e intuitivo la maggiorn parte dei cablaggio a bordomacchina, sia dell'impianto di sicurezza, sia di della normale sensoristica che delle elettrovalvole.
Il sistema As-i offre molte possibilità di interfaccia grazie anche alla possibilità di connessione con un gran numero di produttori come Siemens, Bosch Rexroth, Schneider Electric, SICK, Mitsubishi Electric, Schmersal, Phoenix Contact e tanti altri individuabili nel sito
http://as-interface.net/Membership/Members

La forte versatilità a mio parere stà nel fatto che il sistema AS-i safe può essere tranquillamente integrato in un bus di campo non sicuro.
Praticamente creando una sotto-rete di sicurezza AS-i il sistema può comunicare con il sistema bus principale semplificando notevolmente l'oneroso cablaggio sia di sicurezza che non di una automazione industriale.
Questo sistema insieme ad altri sistemi di questo genere permettono di utilizzare slave remoti nei quali collegare direttamente
sensori e valvole tramite cavi precablati, con connessioni standard M8 e M12.