Resultats d'aprenentatge

En acabar la unitat, heu de ser capaços del següent:

1. Identificar els components i dispositius utilitzats en automatismes cablats i programables, a partir d'esquemes i documentació tècnica.

2. Elaborar la documentació tècnica de projectes d'automatismes cablats, a partir del quadern de càrregues.

3. Identificar els efectes de disfuncions i avaries en instal·lacions automàtiques.

4. Relacionar cada part de les instal·lacions automàtiques amb les funcions que duen a terme i els efectes observables en cas de mal funcionament.

5. Localitzar components o dispositius que són causa d'avaria.

6. Contrastar en instal·lacions automàtiques observacions o mesures fetes amb els paràmetres de bon funcionament.

Material didàctic

• Tècniques de disseny d'esquemes
• Tècniques per a la seguretat, prevenció de riscos laborals i detecció d'avaries

Resum

Tècniques de disseny d'esquemes

Les tècniques de disseny assistit per ordinador avantatgen el sistema tradicional d'elaboració d'esquemes sobre paper en molts aspectes: en la rapidesa d'elaboració, l'enregistrament digital d'esquemes, la impressió personalitzada de plànols o la facilitat en la realització de modificacions.

Per editar esquemes d'automatismes amb disseny assistit per ordinador es poden trobar diferents programaris:

• EcadPlus.
• CirCAD 4.
• Elcad.
• See Electrical.
• CADe_SIMU.

Programari de disseny d'esquemes d'automatismes CADe_SIMU

El programari CADe_SIMU és una aplicació informàtica de disseny assistit per ordinador (CAD) destinada a l'elaboració i simulació d'esquemes d'automatismes elèctrics en entorn Windows. És un programari creat per Juan Luis Villanueva Montoto, i es pot descarregar de manera gratuïta des de la pàgina web del mateix autor: http://personales.ya.com/canalPLC. El programa demanarà una clau d'accés, que es proporciona per correu electrònic, i se sol·licita de la web mateixa.

Té un menú típic de Windows i una barra d'eines d'accés directe a algunes de les funcions del menú principal. Des del menú es pot, entre altres funcions:

• Obrir, guardar o tancar un arxiu.
• Accions de tallar, copiar o enganxar.
• Dibuixar línies, rectangles, etc.
• Passar a acció de simulació.
• Ampliar o reduir la visualització dels esquemes.
• Decidir la visualització de finestres de Windows.

Descripció de les barres de menús de símbols

El programari CADe_SIMU disposa d'una barra genèrica de les diferents categories d'elements classificats per funcions. En cada categoria es desplega una altra barra de símbols per seleccionar el component desitjat.

Configuració inicial

És necessari, abans d'editar els esquemes, determinar una configuració mínima sobre el format del plànol, la velocitat de simulació, el tipus de referenciació dels components, les opcions de visualització i d'impressió.

Practiques d'elaboració d'esquemes d'automatismes amb CADe_SIMU

La edició dels esquemes de potència i maniobra amb el CADe_SIMU es fa en tres fases:

1. Selecció i distribució dels elements en el plànol.
2. Connexió dels elements.
3. Identificació i referenciació dels components.

La selecció i distribució dels elements es fa prement amb el ratolí el símbol adequat i arrossegant-lo fins al plànol, on es fixa amb un clic del ratolí. Un cop situats els elements, qualsevol símbol es pot seleccionar de nou amb el botó esquerre del ratolí; es torna d'un color vermell, i es pot desplaçar, o eliminar amb la tecla d'esborrar del teclat.

Seleccionant la categoria d'elements de cables i connexions, es poden connectar els diferents símbols entre ells amb la representació de fases o neutra; mai no es poden connectar els símbols entre ells sense cap línia de fase o neutra. És molt important fer les connexions de manera correcta per garantir una simulació sense problemes.

L'última fase és la d'editar el nom o referenciació dels elements, i també la numeració de borns i contactes, que es farà amb un doble clic sobre cadascun dels elements i editant una finestra emergent. Per referenciar correctament els elements del circuit de maniobra que fan referència al mateix element en potència, ha de coincidir la identificació, i a més s'ha de respectar la numeració normalitzada i realista dels contactes dels actuadors i auxiliars de comandament.

Simulació d'una instal·lació d'automatismes amb CADe_SIMU

El programari CADe_SIMU permet simular-ne el funcionament una vegada editats els esquemes. S'ha de seleccionar la manera de simulació, i prement els actuadors i detectors amb el ratolí se'n simula l'actuació. Els receptors com motors i bobines de relés o contactors es tornen de color gris quan han d'identificar l'activació. Les bombetes es tornaran del color assignat en el moment de l'edició.

Alguns elements tenen característiques especials d'edició i simulació, com és el cas d'alguns motors, els temporitzadors, autotransformadors o variadors de velocitat.

En els motors es podrà visualitzar la identificació del sentit de gir, i també una velocitat lenta o ràpida. Els temporitzadors informaran del temps que transcorri segons l'ajust fet en l'edició. Els autotransformadors tindran un color blanc sense tensió i gris amb tensió.

En el cas dels variadors de velocitat de CA, permetran ajustar la freqüència del controlador i es visualitzarà el valor de la velocitat i de la freqüència en el símbol mateix.

Tècniques per a la seguretat, prevenció de riscos laborals i detecció d'avaries

La prevenció de riscos en els automatismes elèctrics, com qualsevol instal·lació elèctrica, ha de tenir com base fonamental el Reial decret 614/2001 de 8 de juny, BOE núm. 148, sobre el risc elèctric, i també el Reglament electrotècnic de baixa tensió en allò que fa referència als sistemes o dispositius de protecció.

En automatismes elèctrics cablats s'han de preveure sistemes de seguretat contra dos tipus de riscos:

• Els riscos elèctrics.
• Els riscos mecànics.

Riscos elèctrics

El tècnic en instal·lacions d'automatismes podria estar exposat a una descàrrega elèctrica per contacte directe o indirecte amb unes conseqüències que podrien arribar a ser greus si no es prenen les mesures mínimes:

• Mesures actives: la utilització de guants aïllants, ulleres de protecció, botes de seguretat i eines amb un aïllament adequat.

• Mesures passives: tallar la tensió en la reparació d'avaries, fer servir sempre eines adequades i aïllament de les parts de la instal·lació on s'hagi de treballar.

Riscos mecànics

La part de mecanització que comporta el muntatge del quadre pot representar riscos sobre la integritat del tècnic, que s'han de tenir presents amb la implantació de mesures com:

• Mesures actives: utilització de guants, d'ulleres i de roba adequada, utilització de casc i aplicació de les mesures de seguretat dels diferents estris segons les directrius dels fabricants.

• Mesures passives: conservació permanent del bon estat dels utensilis i eines que es fan servir en els treballs de mecanització.

Graus de protecció IP i IK

Una protecció evident serà sempre l'element que protegeix les parts amb possibilitat de riscos elèctrics, és a dir, l'embolcall. Aquests han de tenir assignat un nivell de protecció identificat amb el codi IP.

El codi IP és un sistema de codificació per indicar els graus de protecció proporcionats per l'embolcall contra l'accés a les parts perilloses, contra la penetració de cossos sòlids estranys, contra la penetració d'aigua i per subministrar una informació addicional lligada a la protecció referida. Aquest codi està format per dos nombres d'una xifra cadascun, situats després de les lletres IP, que són independents l'un de l'altre.

La primera xifra indica el nivell de protecció de les persones contra l'accés a parts perilloses i està graduada des de 0 fins a 6; a mesura que augmenta el nombre augmenta el nivell de protecció.

La segona xifra indica el nivell de protecció de l'equip a l'interior de l'embolcall contra els efectes deguts a la penetració d'aigua, graduada de 0 a 8; a mesura que augmenta el nombre augmenta el nivell de protecció.

L'embolcall també està identificat amb un sistema de codificació contra els impactes mecànics nocius amb el codi IK, amb graduació de 01 a 10; a mesura que augmenta el nombre augmenta la protecció.

Protecció contra contactes directes o indirectes

Les mesures mínimes de protecció contra contactes directes o indirectes estan definides en el Reglament, en la instrucció ITC_BT24.

Protecció contra contactes directes:

• Protecció per aïllament de les parts actives.
• Protecció per mitjà de barreres o embolcalls.
• Protecció per mitjà d'obstacles.
• Protecció per posada fora d'abast per allunyament.
• Protecció complementària per dispositius de corrents diferencial-residual.

Protecció contra contactes indirectes:

• Protecció per tall automàtic de l'alimentació.
• Protecció per la utilització d'equipament de classe II o per aïllament equivalent.
• Protecció en locals o emplaçaments no conductors.
• Protecció mitjançant connexions equipotencials locals no connectades a terra.
• Protecció per separació elèctrica.

Avaries d'instal·lacions d'automatismes

Una avaria es pot definir com la fallada, el dany o el trencament d'un mecanisme o part d'una instal·lació que en perjudica el funcionament o la realització de la seva funció, i pot afectar la funció principal, les funcions secundàries o les funcions relacionades amb la qualitat.

S'ha de tenir present que una avaria en un automatisme elèctric no ha de comportar riscos de danys materials; en aquest sentit, tota màquina que pugui comportar un risc ha d'estar proveïda d'un dispositiu d'aturada d'emergència, generalment amb un polsador NC de bolet.

Les avaries es poden classificar en: curtcircuits, sobrecàrregues, fallades d'aïllament, fallades en la connexió o mal funcionament d'algun dispositiu.

Per als tres primers tipus d'avaria es fan servir dispositius de protecció, que són els elements encarregats de detectar determinades avaries que es poden arribar a produir en els circuits de potència o maniobra i eliminar-ne els efectes nocius sobre la instal·lació o sobre les persones, com:

• Interruptors automàtics contra curtcircuits i sobrecàrregues.
• Relés tèrmics contra sobrecàrregues.
• Fusibles contra curtcircuits.
• Relés diferencials contra fallades d'aïllament.

Localització i reparació d'avaries

La complexitat en la localització d'avaries estarà condicionada d'alguna manera per la complexitat de la instal·lació i l'experiència del tècnic. Hi ha dos procediments típics per localitzar una fallada, que són:

• Procediment de comprovació de continuïtat d'una connexió elèctrica.
• Procediment de comprovació de tensió per verificar un defecte en algun receptor.

La utilització del polímetre és imprescindible per fer servir aquests procediments.

Manteniment preventiu

Qualsevol tècnic en automatismes ha d'estar capacitat per fer el manteniment d'una instal·lació cablada, tant en procediment preventiu com correctiu.

El manteniment preventiu es basa en la planificació de tasques sobre una instal·lació amb el registre corresponent, amb l'objectiu d'aconseguir un bon rendiment i reduir les aturades per problemes tècnics.

El manteniment correctiu és el que es desenvolupa en el moment de produir-se l'avaria, i consisteix en la reparació o substitució d'elements defectuosos.

Mapa conceptual

Més informació

Bibliografia bàsica

Ministerio de Industria (2002). Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión. Madrid: McGraw-Hill.

Llibre de consulta imprescindible per conèixer la normativa mínima en relació amb la seguretat en instal·lacions elèctriques.

Bibliografia complementària

Telemecanique (1992). Manual Electrotécnico. Telesquemario. Espanya.

Document de consulta en els apartats de reparació i manteniment d'equips d'automatismes cablats.

Adreces d'interès

http://personales.ya.com/canalPLC

Pagina web per descarregar el programa de CADe_SIMU.

http://olmo.pntic.mec.es/jmarti50/descarga/descarga.htm

Pagina web en què podem descarregar versions de demostració de diferents programaris per al disseny d'esquemes d'automatismes.

http://www.ffii.nova.es/puntoinfomcyt/rebt_guia.asp

Pagina web del Ministeri d'Indústria per poder consultar totes les instruccions del Reglament.