¡Descarga Representació esquemes elèctrics y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Automatización Industrial solo en Docsity!
AUTOMATITZACIÓ INDUSTRIAL
REPRESENTACIÓ D’ESQUEMES ELÈCTRICS
1. SIMBOLOGIA ELÈCTRICA
La norma que estableix a Espanya la simbologia elèctrica normalitzada és la UNE (Una Norma Espanyola). Aquesta norma coincideix en molts casos amb la norma IEC (Comissió Electrotècnica Internacional). Altres normes que s’utilitzen sovint són l’ISO (Organització Internacional de Normalització) i la DIN ( Deutsche Institut für Normung , alemanya).
Al llarg del curs es farà servir preferentment la simbologia elèctrica segons normativa UNE. Una extensa i detallada simbologia es pot trobar en els llibres:
- Ubieto Artur, P.; et al.; Diseño básico de automatismos eléctricos. Madrid: Paraninfo.
- Santamaría, Germán; et al.; Manual de automatización eléctrica. Madrid: Arco/Libros.
2. DENOMINACIÓ DELS APARELLS ELÈCTRICS
Les normes UNE i DIN especifiquen una codificació determinada per a la identificació d’un aparell o element:
- CLASSE NÚMERO FUNCIÓ
Classe: Fa referència al tipus d’element, sense tenir en compte la seva funció en el circuit. La classe es representa per una lletra, encara que en alguns casos es permeten més. A la taula següent es dóna la normativa utilitzada:
Classe Definició Exemples A Grups funcionals. Combinacions d'aparells. Amplificadors. B Convertidors de magnituds no elèctriques en elèctriques.
Convertidors de mesura. Sondes. Micròfons. Elements fotoelèctrics. Altaveus. C Condensadors. Condensadors de tots els tipus. D Dispositius d'alimentació i retard.
Elements monoestables i estables. Aparells de cinta magnètica. E Varis. Elements o equips no compresos en les altres designacions, per exemple, il·luminació. F Dispositius de protecció. Fusibles. Relès tèrmics. Relès magnètics. Relès magnetotèrmics. G Generadors. Subministradors de corrent. Bateries. Oscil·ladors. H Dispositius de senyal. Aparells de senyalització, òptics i acústics. K Contactors i relès. Contactors de potència. Contactors auxiliars. Relès auxiliars. Temporitzadors. Intermitents. L Inductàncies. Bobines. Reactàncies. M Motors. Motors de gàbia i anells. N Element analògic. Amplificador operacional. Dispositiu híbrid (analògic/digital). P Aparells de mida i prova. Aparells indicadors. Registradors. Comptadors. Q Interruptors. Interruptors de potència, de protecció i automàtics. R Resistències. Resistències incorporades, d'ajust, NTC, PTC. S Interruptors. Selectors. Polsadors. Interruptors de posició. Commutadors de maniobra. T Transformadors. Transformadors de potència, de corrent. U Moduladors. Rectificadors. Onduladors. Convertidors.
V Tubs. Semiconductors. Tubs de buit. Tubs de gas. Iodes. Transistors. Tiristors. W Camins de transmissió. Conductors immaterials
Fils de connexió. Cables. Barres. Antenes.
X Dispositius de connexió. Regletes de borns. Tires de terminals soldables. Clavilles de prova. Y Dispositius mecànics d'accionament.
Electrovàlvules. Embragatges elèctrics. Frens elèctrics.
Z Simuladors. Filtres. Simuladors de cable. Filtre de vidre.
Número: indica l’ordre de l’aparell o element dins del circuit. No és necessari que la numeració formi una seqüència ininterrompuda.
Funció: fa referència al paper o acció que té l’element en el circuit, independentment del tipus d’element que és. Es representa per una lletra, seguida en alguns casos per un número. No és obligatori indicar la funció.
Exemples: -K1M, -K2T, -S3B, -Y5.
3. CONTACTES ELÈCTRICS
Contacte: conjunt de dos o més conductors destinats a establir la continuïtat d’un circuit quan es toquen i que, a conseqüència del seu moviment relatiu durant una maniobra, obren, tanquen o mantenen la continuïtat del circuit. Existeixen dues classificacions dels contactes: principals i auxiliars. oberts (NO), tancats (NT) i commutats (NONT).
Contacte principal: contacte inclòs en el circuit principal d’un aparell mecànic de connexió previst per suportar, en la posició de repòs, el corrent del circuit principal o de potència. En un aparell, es distingeixen aquests perquè són més grans que els contactes auxiliars.
Contacte auxiliar o de maniobra: contacte inclòs en el circuit de maniobra d’un aparell mecànic de connexió i maniobrat per un aparell de connexió. Pot ser obert o tancat.
Contacte obert: contacte que interromp el pas del corrent en la seva posició de repòs. Es simbolitza per NO (normalment obert) (en castellà, NA, normalmente abierto ; en anglès, NO, Normal Open ).
Contacte tancat: contacte que permet el pas del corrent en la seva posició de repòs. Es simbolitza per NT (normalment tancat) (en castellà, NC, normalmente cerrado ; en anglès, NC, Normal Closed ).
Contacte commutat: combinació d’un contacte obert i un tancat accionats solidàriament amb un punt comú entre ells. Es simbolitza per NONT.
Bloc de contactes auxiliars: element constructiu independent que consta de varis contactes auxiliars i que, en general, es pot afegir amb posterioritat al seu subministrament a un aparell mecànic de connexió, de maniobra o de protecció (interruptor, contactor, relè). També s’anomenen cambres auxiliars.
5. APARAMENTA ELÈCTRICA
5.1. Estat de funcionament que es representa
Els aparells es representen habitualment en posició de repòs o sense alimentació. Quan els elements d'un aparell tinguin més de dos direccions o commutacions complexes, és imprescindible que es representin de forma clara i coherent, afegint si fos necessari la utilització de diagrames.
5.2. Aparells de tall i protecció
La missió dels fusibles, interruptors i seccionadors és aïllar el circuit elèctric de la xarxa elèctrica, així com de suportar a través d’ells el pas del corrent en condicions normals. No obstant, poden existir condicions anormals com són:
- sobrecàrrega o sobrecorrent: nivell de corrent superior al corrent nominal.
- corrent de curtcircuit: sobrecorrent que resulta d’un curtcircuit degut a una falta o a una connexió incorrecta en un circuit elèctric.
Seccionador: aparell mecànic de connexió que és capaç d’obrir i tancar un circuit quan és menyspreable el corrent per interrompre o establir. En posició obert, per raons de seguretat, assegura una distància de seccionament que satisfà les condicions especificades. És capaç de suportar corrent en les condicions normals del circuit, així com durant un temps determinat en condicions anormals com les de curtcircuit.
Interruptor: aparell mecànic de connexió capaç d’establir, suportar i interrompre corrents en les condicions normals del circuit, així com durant un temps determinat en condicions anormals com les de curtcircuit. Un interruptor pot ser capaç d’establir corrents de curtcircuit, però no d’interrompre-les.
Interruptor-seccionador: interruptor que en la seva posició d'obertura satisfà les condicions d'aïllament especificades per un seccionador.
Fusible: aparell mecànic format per un fil prim capaç de fondre’s en cas de curtcircuit.
Interruptor automàtic: aparell mecànic de connexió capaç d’establir, suportar i interrompre corrents en les condicions normals del circuit, així com d'establir, suportar durant un temps determinat i interrompre corrents en condicions anormals del circuit, com les d’un curtcircuit.
Relè tèrmic: aparell que, travessat pel corrent que consumeix un motor, detecta un consum superior al corrent nominal d'aquest i acciona uns contactes auxiliars que hauran de provocar l’aturada del motor. El relè tèrmic protegeix al motor contra sobrecorrents degudes a sobrecàrregues, engegades massa llargues i engarrotaments del motor. El relè tèrmic no protegeix al motor de curtcircuits.
Interruptor magnètic o disjuntor magnètic: interruptor automàtic que obre els seus contactes en cas de curtcircuit.
Interruptor magnetotèrmic: interruptor automàtic que obre els seus contactes en cas de curtcircuit o sobrecàrrega. En el cas de que sigui per circuits de potència, rep el nom més específic de disjuntor.
5.3. Motor asíncron trifàsic
Els motors asíncrons trifàsics s’han convertit en el tipus més utilitzat a la indústria, degut a que la majoria dels sistemes actuals de distribució d’energia elèctrica subministren corrent altern trifàsic.
El motor de gàbia d’esquirol o rotor en curtcircuit és ideal per la majoria de les aplicacions industrials a velocitat constant. És el motor elèctric més senzill, sent particularment adequat per treballar a altes velocitats i en condicions severes. Els motors de gàbia d’esquirol resolen el 80% dels casos.
Els aparells de protecció adequats per un motor elèctric permeten suportar a través d’ells el pas del corrent en condicions normals. No obstant, poden existir condicions anormals de:
- sobrecàrrega: nivell de corrent superior a la intensitat nominal.
- curtcircuit: sobrecorrent que resulta d’un curtcircuit degut a una falta o a una connexió incorrecta en un circuit elèctric.
El motor asíncron trifàsic està format per tres bobines connectables en estrella o triangle.
La connexió correcta depèn de la tensió de la xarxa i del model del motor. Així, un motor 220/380 V es connectarà en triangle si la tensió de la xarxa és de 220 V (la menor de les dues), mentre que es connectarà en estrella si és de 380 V (la major de les dues). Per tal de poder realitzar les connexions en el motor d’una forma senzilla, la placa de borns del motor té els borns situats com es troba a la figura.
5.4. Aparells de connexió
Contactor: aparell mecànic de connexió amb una sola posició de repòs, accionat de qualsevol forma excepte manualment, generalment de forma elèctrica, capaç d’establir, suportar i interrompre corrents en condicions normals del circuit, incloses les condicions de sobrecàrrega en servei. La seva funció consisteix en connectar i desconnectar els aparells de gran consum elèctric, generalment motors trifàsics. L’accionament és normalment elèctric, alimentant una bobina, que tindrà com a missió canviar la posició de tots els contactes de que disposi el contactor.
5.5. Aparells auxiliars de maniobra
Transformador de maniobra: aparell que redueix la tensió de la línia principal 400/230 V a la tensió utilitzada en el circuit de maniobra, per exemple, 48/24 V.
Polsador: aparell auxiliar de maniobra proveït d’un element de maniobra destinat a ser accionat per la força d’una part del cos humà, generalment el dit o la ma, i que té una energia de retorn acumulada (ressort). Exemple d’un polsador amb 1NO+1NT. El gràfic de funcionament en funció de la carrera o recorregut (en mm) és:
Polsador d'emergència: Polsador en forma de bolet i de color vermell sobre fons groc que serveix per aturar a l'acte un motor o màquina en funcionament degut a un cas de perill o emergència. El rearmament d'aquest no es produirà quan es deixi de polsar, sinó que es necessitarà una acció determinada, entre les que hi ha estirar, girar o per clau. Exemple de polsador d’emergència, amb 1NO+1NT, rearmable per gir. El gràfic de funcionament en funció de la carrera o recorregut coincideix amb el del polsador.
Selector: dispositiu de connexió i desconnexió mecànica que té una posició de repòs i varies posicions d’accionament. Cada posició d’accionament es pot comportar com un interruptor o com un polsador, depenent del model de selector. Exemple d’un selector de 3 posicions SA1, amb 2NO. El gràfic de funcionament en funció de la seva posició és:
esquerra centre dreta 13- 23-
Final de carrera: és un element de maniobra mecànic accionat directament per un dispositiu o màquina en funcionament i destinat a modificar les connexions d’un circuit elèctric, quan un determinat moviment arriba a un
límit prefixat anteriorment. El gràfic de funcionament en funció de la carrera o recorregut coincideix amb el del polsador.
Bombeta de senyalització: bombeta que indica un estat de funcionament determinat de la instal·lació elèctrica quan aquesta s'il·lumina. També s’anomena pilot.
6. REPRESENTACIÓ D’ESQUEMES ELÈCTRICS
Per la correcta interpretació d'una instal·lació elèctrica és necessari realitzar els esquemes elèctrics:
Esquema: dibuix que representa com es connecten i es relacionen, tant elèctrica com mecànicament, distintes parts d'un circuit, instal·lació, conjunt d'aparells o un sól aparell. Els esquemes elèctrics realitzats en automatització elèctrica consten bàsicament tres parts:
- Alimentacions elèctriques. A partir de l'alimentació elèctrica proporcionada per la companyia elèctrica, anomenada escomesa (normalment de 4 conductors: 3 fases + Neutre), i del conductor de protecció o terra, instal·lem els aparells necessaris per el tall i la protecció de tot el circuit contra curtcircuits i/o sobrecàrregues, a més de la creació de les tensions necessàries per els circuits de maniobra de la instal·lació. Les tensions més habituals són: - Escomesa: - 400 V entre fases, 230 V entre fase i neutre, corrent altern. - 380 V entre fases, 220 V entre fase i neutre, corrent altern. - Circuits de maniobra: - 220 V, 110 V, 48 V, 24 V, corrent altern. - 24 V, corrent continu.
- Circuit de potència. Representa la part del circuit que s'encarrega de transportar l'energia per alimentar als receptors de gran consum com motors asíncrons trifàsics. Tot esquema de potència està governat sempre pel seu esquema de maniobra corresponent.
- Circuit de maniobra. Representa el circuit auxiliar, o sigui, la part de control d'un automatisme. En ell es representen els elements destinats al comandament, mesura, senyalització i regulació.
6.1. Exemple d’esquemes elèctrics
A continuació es representen els esquemes d’alimentacions, potència i maniobra corresponents a l’accionament d’un motor mitjançant un polsador:
Alimentacions elèctriques. El circuit és alimentat per una escomesa de 400 V amb 3 fases, neutre i terra. Com a element general de tall hi ha un interruptor tripolar Q1. L’alimentació al circuit de maniobra es fa mitjançant un transformador T1 de 400/24 V, amb protecció per interruptors magnetotèrmics abans (F1) i després (F2) d’aquest.
