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.

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 4

Un valido sistema per iniziare nel concreto alla redazione del progetto dopo le precedenti premesse sarà quindi raccogliere la serie di componenti divisi per zona di montaggio ed elencati per genere

Come nel seguente esempio empirico:

Zona 10

1 fotocellula per lettura pezzo,

2 sensori di prossimità per lettura cam

2 reed magnetici per posizione cilindro sollevamento rulli alti e rulli bassi

ecc

Zona 20

Motore rullo 1 = 0,75 kW

Motore rullo 2 = 1 kW

Motore rotazione braccio = 3 kW

ecc

Zona 30

1 Elettrovalvola sollevamento rulli

1 Elettrovalvola apertura chiusura pinza su braccio

Ecc

Zona 40

1 Sensore pinza aperta

1 Sensore pinza chiusa

1 elettrovalvola per soffio d’aria pulizia pinza

La creazione di una lista componenti permetterà di effettuare un preliminare posizionamento all’interno dello schema elettrico e successivamente di effettuare una spunta per non dimenticare nessun componente e nessun movimento della macchina.

La cosa importante nella creazione della struttura principale è creare la possibilità di disegnare componenti che non erano previsti in fase preliminare in una fase successiva, come ad esempio un’elettrovalvola in una zona non prevista per l’installazione. In particolare le varie zone personalmente le divido in 2 parti, una adibita a segnali di ingresso, e una dedicata ai segnali di uscita ovvero sensori che danno input al PLC e attuatori come le elettrovalvole che producono movimenti dati dagli output del PLC.

La zona 40 è un esempio di come si posso trovare diversi generi di componente nella sessa zona.

Iniziare un progetto elettrico STEP 3

Spiegazione della struttura del progetto:

Come accennato precedentemente la struttura del progetto semplifica molto la successiva costruzione delle connessioni tra una parte e l’altra dell’impianto, per intenderci è semplice intuire che uno o più cavi andranno dal quadro elettrico alle scatole di derivazione o zone che dir si voglia, raggruppando tutti i componenti precedentemente disegnati all’interno delle varie parti di schema.

Quindi se nella zona 30 ho disegnato ad esempio 4 elettrovalvole, potrò tranquillamente includerle e alimentarle tramite un singolo cavo W30 derivato dal quadro elettrico.

Con la medesima semplicità di raggruppamento si potranno creare le morsettiere delle varie zone e le morsettiere o connettori di distribuzione nel quadro elettrico.

La notevole convenienza di questo sistema è permette di creare una struttura adatta agli sviluppi della macchina e un valido sistema per unificare vari generi di macchine con impianti molto simili tra di loro.

Con questa metodologia si otterrà inoltre una linearità e una convergenza di numerazione tra cavi, scatole di derivazione e morsettiere, spiegata nel dettaglio nel post relativo alla legenda per la lettura dello schema elettrico, Linearità che permette ad ogni tecnico di potersi facilmente districare all’interno dello schema.

I criteri di raggruppamento o di suddivisione dei vari cavi diretti alle scatole sono solitamente:

Cavi di potenza

Cavi di alimentazione

Cavi di segnale

Cavi di controllo segnali analogici o cavi schermati sensibili a disturbi.

La separazione fisica di questi generi permette ai disturbi elettromagnetici generati dai vari componenti soprattutto quelli di potenza di non irradiarsi tra un cavo e l’altro, la compatibilità elettromagnetica, ovvero EMC è uno degli aspetti principali da tener conto, essa se trascurata può provocare gravi mal funzionamenti all’automazione in questione.