El diseño del armariode control no se trata solo de seleccionar una envolvente y un panel posterior para albergar el hardware de control eléctrico. Se trata de crear un diseño para controlar una máquina o un proceso. Para hacer esto, el hardware debe comprarse y montarse en una placa de montaje y luego cablearse e integrarse en la máquina, pero nda de esto, ni los tests posteriores, se pueden completar con precisión sin los planos correspondientes.
¿Y dónde están los planos? Es en la fase de diseño del panel de control donde se generan los planos que van a guiar el correcto cableado, montaje y puesta en marcha de todo el sistema.
La automatización no puede cobrar vida y mantenerse adecuadamente durante años sin un diseño de panel de control adecuado. El diseño puede ser un boceto o creado usando software gráfico, pero preferiblemente se usa CAD o CAD eléctrico para crearlo, los cuales facilitan mucho el trabajo.
Cada sistema de control necesita un diseño de panel de control, y eso incluye dibujos: el esquema eléctrico. Construir y cablear un panel sin el diseño representado en un esquema es como fregar el piso sin barrer primero; cuando está completo, es simplemente un mal trabajo. Siempre se requieren dibujos, al igual que siempre se requiere instalar números de cable en todo el cableado en un panel de control de automatización industrial.
Diseño del panel de control 101
Para crear un diseño de panel de control adecuado, tome la escoba y comience a barrer. Comience a crear los dibujos que incluyen una tabla de contenido, diagrama funcional, distribución de energía, diagramas de E / S, diseño del armario de control, diseño del panel posterior y lista de materiales en un esquema.
Los perezosos no incluyen el índice en sus esquemas, pero al menos los buenos diseñadores sí lo hacen. Muchos diseñadores tampoco incluyen un diagrama funcional. Sin embargo, es una buena práctica de diseño tener una imagen, modelo 3D o diagrama de bloques de la máquina con texto descriptivo que señale todos los componentes principales, dispositivos de entrada y salida y estaciones o funciones. Se necesita un poco de tiempo para crear el diagrama funcional y la secuencia de operación relacionada que también debe incluirse, pero vale la pena. Ayuda a familiarizar al ingeniero o al técnico con el diseño del sistema de control. Sería ideal que el diseñador eléctrico esté en contacto con el diseñador mecánico porque el diagrama funcional es una excelente manera de unir las dos disciplinas, mecánica y eléctrica. Como mínimo, hay que dibujar un diagrama de bloques de la vista superior y señalar los detalles de E / S y las funciones de la máquina.
Los diagramas de distribución de energía de 480/240 VCA, 120 VCA y 24 VCC deben tener sus propias páginas. Lo mismo es cierto para el circuito de seguridad y varios diagramas de circuitos de control. Guárdelos en páginas separadas ya que son funciones de control claramente diferentes y, a menudo, están separadas en el panel posterior del armario de control y en el campo. Distribuir las cosas puede ayudar a organizar y simplificar el esquema y la resolución de problemas relacionados, en comparación con empaquetar el esquema lleno de dispositivos diferentes en unas pocas páginas.
Incluya dibujos detallados de las E / S y limítelos a dos módulos de E / S por página para que los dibujos de diseño del panel de control sean fáciles de leer. El descriptor de entrada o salida debe coincidir con los descriptores del programa del PLC. Ambos deben coincidir porque esa es la forma correcta de hacerlo y eliminar la confusión. Se necesita poco tiempo para hacer coincidir una descripción de "levantar pinza de cartucho" en una salida con una descripción de solenoide o "pinza de cartucho levantada" en una entrada de un sensor con los descriptores de programa. Sin duda, le llevará más tiempo a usted o a otros en el futuro si no lo hace.
Finalmente, llegamos al diseño del armario de control que detalla el mecanizado y los dispositivos montados en el armario. También se debe considerar la clasificación ambiental del lugar de instalación final del armario de control. Las áreas de lavado pueden ser obvias y tener requisitos claros como IP 65 o NEMA 4X, pero los armarios de control de uso industrial general también deben protegerse. Es una buena idea usar como mínimo una protección IP65 - NEMA 12 para protegerse de la entrada de agua de goteos o salpicaduras. No compre una caja de control barata, o incluso al limpiarlo una gota puede provocar un cortocircuito en un circuito de energía en el panel de control.
El diseño de la placa de montaje es otro tema, pero colóquelo a escala en el dibujo, o puede que no encaje. Además, agrupe dispositivos o funciones de nivel de voltaje similares. Mantener el hardware potencialmente ruidoso, como los variadores de frecuencia, los servoamplificadores, los contactores de potencia y los relés, lejos del hardware de señal de bajo nivel, como el controlador y las señales analógicas. Júntelo todo junto con una lista de materiales del hardware de sus proveedores favoritos. La lista de materiales es para el hardware del panel de control, así que mantenga los dispositivos de campo separados si puede.
El diseño final del armario de control es exitoso si puede construir un duplicado del armario dentro de un año. De lo contrario, agregue más detalles y actualice el diseño según sea necesario. Además, asegúrese de incluir cambios o modificaciones en el momento del montaje final. Si bien un esquema eléctrico casi correcto es mejor que ninguno, no es así como debería hacerse. Eso es lo básico.
Opción avanzada: CAD eléctrico
Dibuja todo esto y tendrás un diseño del armario de control. Si lo haces con regularidad, considera usar un programa de CAD eléctrico en lugar de un boceto dibujado a mano, o CAD básico o software gráfico. El software de CAD eléctrico puede ayudar a estandarizar los símbolos eléctricos y la base de datos de piezas, además de automatizar algunos de los procesos de diseño, como agregar números de cables y dispositivos de referencias cruzadas, todas importantes tareas de diseño.
Los programas baratos o gratuitos que tienen todas las funciones pueden funcionar muy bien, o pueden ser demasiado buenos para ser verdad. Gastar un poco de dinero para una integración estrecha en todos los dibujos de diseño, junto con una mirada hacia el IoT, la industria inteligente y la industria 4.0, hará que gastar algo de dinero en CAD eléctrico sea una buena decisión.
Artículo complementado con información de www.controldesign.com