Benvenuto a questa lezione dedica al mondo dell’automazione industriale, oggi impareremo quali sono i principali tipi di disegno tecnico, utilizzati quotidianamente da chi lavora in questo settore.
Nei prossimi paragrafi conosceremo layout della fabbrica e delle linee di produzione, disegni del piping, diagrammi costruttivi, schemi meccanici ed elettrici.
Lavorare nel settore automazione impiantistico comporta diverse mansioni, e quasi tutte queste, per essere svolte in maniera ottimale, necessitano di documentazione che comprende disegni di diverso tipo.
Per esempio, se prendiamo un impianto per automatizzare una linea di produzione di gelato, avremo:
a) Uno schema di flusso P&ID che rappresenta l’impianto con il flusso del prodotto.
b) Un disegno del layout (pianta) della fabbrica con il posizionamento dei vari macchinari e dei quadri elettrici.
c) Un disegno del percorso delle tubazioni (piping 3D), che comprende le principali macchine come serbatoi, valvole e motori.
d) Schemi meccanici di vario tipo, per esempio delle macchine come gli scambiatori di calore, oppure delle pompe.
Oltre a questi disegni di base, ci sono poi quelli dedicati alla parte d’automazione vera e propria, tra i quali:
e) Schema elettrico dei quadri di distribuzione e comando.
f) Schemi costruttivi dei quadri.
g) Sinottici animati per i sistemi di monitoraggio HMI e SCADA.
Tutti gli schemi a cui abbiamo accennato sono creati in fase di progettazione dell’impianto automatico, e vengono aggiornati costantemente per permettere ai vari professionisti di operare con precisione e sicurezza. La modifica dei disegni avviene anche a fronte di modifiche delle soluzioni adottate, e gli schemi devono sempre riflettere la realtà.
Vediamo adesso di conoscere più da vicino ognuna delle tipologie di disegno che abbiamo introdotto, partiamo dal layout della fabbrica.
1. Il disegno della pianta della fabbrica con i macchinari.
Soprattutto quando gli impianti e le linee di produzione sono estesi, è necessario creare una pianta dei capannoni interessati dal lavoro. Normalmente ci si riferisce a questo disegno con il termine layout, che significa proprio disposizione; lo schema può essere una pianta vista dall’alto, oppure in assonometria.
Su questo schema vengono disegnate le singole macchine, soprattutto vi troviamo:
a) Posizionamento di ogni macchina e ingombro della stessa.
b) Spazio per chi opera sulle linee.
c) Corridoi e passaggi per i muletti e altri mezzi.
d) Passaggi delle tubazioni principali e delle canaline elettriche.
e) Posizionamento dei quadri elettrici di potenza e comando, nonché dei quadri remoti e a bordo macchina.
f) Identificazione delle diverse aree della lavorazione, per esempio carico, produzione, confezionamento, stoccaggio.
g) Eventuali altre indicazioni come ambienti ufficio, servizi igienici e altro.
La pianta della fabbrica (o dei capannoni interessati di questa) è necessaria per permettere alle varie squadre di posizionare le macchine, assemblare gli impianti con le tubazioni, e stendere le canaline di passaggio dei cavi.
Per quanto riguarda il cliente, il layout di questo tipo serve anche per permettergli di costruire gli impianti di servizio necessari al funzionamento delle macchine e delle linee. Tra questi servizi trovano posto alimentazione elettrica, linee di vapore, acqua fredda, aria compressa.
Con il layout il cliente può anche predisporre canaline di scolo e drenaggi.
2. Lo schema di flusso P&ID.
Uno schema di flusso, in termine tecnico P&ID, è un disegno che rappresenta gli impianti mettendo in evidenza il flusso del prodotto, per comprendere meglio il processo che deve essere automatizzato.
In questo tipo di diagramma sono rappresentate macchine e componenti, e la simbologia utilizzata può essere anche abbastanza distante dalla forma reale degli oggetti.
Nello schema P&ID trovano spesso posto anche le indicazioni della strumentazione e delle regolazioni presenti nel processo, nonché altri dati come il diametro delle tubazioni e delle valvole.
Se vuoi puoi leggere un approfondimento dedicato alla lettura degli schemi P&ID.
3. Il disegno del Piping 3D.
Per assemblare le macchine delle linee di produzione e costruire le tubazioni e le canaline elettriche, il disegno Piping in tre dimensioni è l’ideale.
Se questo disegno è fatto con precisione, semplifica parecchio il lavoro dei tubisti e dei meccanici, i quali avranno a disposizione la visuale di come appare nella realtà ciò che stanno per costruire.
In questo diagramma sono presenti tutte le macchine, le valvole, le tubazioni, e tutto ciò che fisicamente sarà installato sulla linea.
Alcune volte capita che lo schema del piping venga modificato durante o addirittura dopo la costruzione degli impianti, per esempio quando l’esperienza di chi opera in campo permette di ottimizzare la costruzione, impiegando soluzioni che magari chi ha progettato il piping non aveva valutato.
4. Il disegno meccanico.
Per operare sulle singole macchine, a volte è necessario fare riferimento agli schemi meccanici di queste, come nel caso di quando si deve sostituire la tenuta di una pompa o di uno scambiatore di calore.
Il disegno meccanico permette di identificare con precisione ogni parte della macchina o il singolo pezzo, con ingombri, forme e tolleranze.
Gli schemi meccanici sono anche tra gli schemi più utilizzati dai manutentori meccanici.
5. Gli schemi dei quadri elettrici e i costruttivi degli stessi.
L’automazione senza quadri elettrici non sarebbe automazione, per questo il disegno dello schema elettrico dei quadri è fondamentale per programmatori plc, cablatori del quadro, elettricisti che collegano le apparecchiature in campo, collaudatori e manutentori elettrici.
Sullo schema elettrico sono rappresentati i componenti interni al quadro e quelli esterni, oltre che tutti i collegamenti tra questi.
Se vuoi puoi leggere l’approfondimento sulla lettura degli schemi elettrici industriali.
Oltre al disegno dello schema elettrico, per i quadri spesso si creano i disegni costruttivi, necessari a chi assembla e fornisce la carpenteria.
Su questi disegni si trovano anche le forature per i pannelli HMI, pulsanti, lampade ecc.
6. I sinottici dei sistemi di monitoraggio industriale.
L’ultimo tipo di disegno che conosciamo oggi, è quello animato, creato con i sistemi di monitoraggio industriale HMI e SCADA.
I sinottici animati permetto agli operatori di lavorare e interfacciarsi con le linee di produzione, per questo motivo devono essere progettati con in mente un mix tra la somiglianza del disegno alla realtà, e la semplicità di utilizzo da parte di chi opera.
Leggi anche l’articolo sulla progettazione della grafica nei sistemi SCADA.
