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capitolo
Realizzazione
Presentazione delle diverse fasi di costruzione
di un’apparecchiatura elettrica,
delle regole di qualità e delle norme necessarie
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Sommario
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11. Realizzazione
b 11.1 Progettazione di un’apparecchiatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pagina 262
1
b 11.2 Scelta di un fornitore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pagina 263
b 11.3 Stesura degli schemi e dei programmi . . . . . . . . . . . . . . . . . pagina 264
b 11.4 Metodologia di programmazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pagina 266
b 11.5 Scelta di una tecnologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pagina 267
2
b 11.6 Progettazione dell’apparecchiatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pagina 268
b 11.7 Costruzione dell’apparecchiatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pagina 269
b 11.8 Il montaggio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pagina 272
3
b 11.9 Aiuto all’installazione degli apparecchi . . . . . . . . . . . . . . . . . pagina 273
b 11.10 Prove su piattaforma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pagina 274
b 11.11 Messa in servizio di un’apparecchiatura . . . . . . . . . . . . . . . . pagina 277
4
b 11.12 Manutenzione dell’apparecchiatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pagina 279
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11.1 Progettazione di un’apparecchiatura
I sistemi di automazione utilizzano dei componenti che facilitano l’installazione,
il cablaggio e il collegamento dei componenti di automazione.
Questi prodotti devono rispondere ad alcune norme locali e internazionali oltre
che a norme specifiche in materia di sicurezza del materiale e di protezione
delle persone.
La realizzazione di un’apparecchiatura comprende 3 fasi:
- la progettazione (schema, scrittura del programma, scelta del materiale,
studio dell’impianto),
- la costruzione (montaggio, cablaggio, verifiche, posa in cassetta o armadio),
- l’installazione (passaggio dei cavi, collegamenti, messa in servizio).
Per realizzare correttamente queste tre fasi, sono necessarie delle riflessioni
preliminari per assicurarsi:
- dell’analisi dei potenziali problemi che potrebbero avere un impatto sulla
sicurezza e/o disponibilità dell’apparecchiatura (vedere capitolo 7 Sicurezza),
- dell’attuazione di azioni preventive e/o di modifiche dello schema del
sistema di automazione inizialmente immaginato,
- della capacità dell’eventuale subappaltatore di rispettare queste esigenze,
- della conformità dell’apparecchiatura alle esigenze.
Obiettivo di questo capitolo è presentare le regole di messa in opera dei
componenti del sistema di automazione e i prodotti Schneider Electric che
facilitano la realizzazione di tali apparecchiature.
Una metodologia e delle regole dell’arte basate sull’esperienza e descritte per
ciascuna delle tre fasi consentiranno una realizzazione delle apparecchiature
sempre più sicura ed economica.
11.1
Progettazione di un’apparecchiatura
La riuscita nella realizzazione di un automatismo si basa essenzialmente
sull'analisi di precise specifiche tecniche.
Gli strumenti utilizzati per la progettazione, il disegno degli schemi, la scelta
dei componenti e la loro installazione possono essere diversi a seconda
della complessità dell'impianto e delle scelte dei tecnici che realizzano il
lavoro. D'altra parte la collaborazione tra un tecnico meccanico, un tecnico
elettrico ed un tecnico di automazione può rivelarsi sufficiente quando si
tratta di realizzare un automatismo semplice. La realizzazione di
apparecchiature per macchine più complesse, quali isole di produzione o
comando processo, richiede invece l’intervento di specialisti pluridisciplinali.
La realizzazione è strettamente legata alla gestione del progetto che non è
tuttavia oggetto di questa guida.
b Le specifiche tecniche
È importante che le specifiche tecniche della parte comando contengano
tutti gli elementi necessari alla realizzazione del progetto. È strettamente
legato alle specifiche tecniche della parte operativa (meccanica e azionatori).
Le informazioni in esso contenute servono:
– alla scelta della soluzione da mettere in opera,
– alla realizzazione propriamente detta,
– alle prove del funzionamento,
– alla definizione dei costi e dei calendari previsionali,
– di riferimento per la ricezione.
Per facilitare l'espressione delle esigenze dei clienti, si consiglia una
composizione tipo delle specifiche tecniche contenente informazioni:
- sulle generalità: presentazione dell'applicazione, norme e consigli,
eventuali imposizioni di materiali,
- sulle caratteristiche della rete di alimentazione, ecc...
- sull'impiego: disposizione degli organi di comando, tipi d'impiego,
frequenza d'impiego, ecc...,
- sulle caratteristiche funzionali: funzioni da realizzare, possibili estensioni,
dialogo uomo-macchina, periferiche, ecc...,.
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11.1 Progettazione di un’apparecchiatura
11.2 Scelta di un fornitore
– sulle caratteristiche generali: temperatura, igrometria, vibrazioni, urti,
atmosfera corrosiva, polveri, ecc...,
– sui software specifici: ad esempio software di aiuto alla diagnostica,
la supervisione, i protocolli di comunicazione, ecc...,
– sulle regolazioni: tipi, procedure, marcature,
– sulle procedure di prova ricezione in loco,
– i documenti di accompagnamento.
– qualsiasi altra informazione in grado di condizionare la realizzazione
dell’apparecchiatura, come, ad esempio, l’imballaggio per il trasporto.
11.2
Scelta di un fornitore
Per la realizzazione di un’apparecchiatura, è nell’interesse del
committente scegliere un installatore quadrista certificato ISO 9000.
La scelta di un fornitore certificato permetterà di semplificare il dialogo,
limitare i controlli, ottenere un dossier dell’apparecchiatura perfettamente
aggiornato, garantire una messa in servizio senza problemi e facilitare le
operazioni di manutenzione. In questo modo verrà anche assicurato il
controllo dei costi.
b La norma ISO 9000
Le apparecchiature diventano sempre più sofisticate, le tecnologie sempre
più avanzate, i vincoli delle normative sempre più rigorosi.
Tutto questo crea difficoltà di controllo nella gestione di tutte le fasi.
Il committente deve avere la certezza che l’apparecchiatura realizzata
corrisponda esattamente alle sue specifiche tecniche e al capitolato
e che vengano effettivamente prese tutte le precauzioni riguardanti la
realizzazione dell’apparecchiatura.
In particolare, gli inevitabili cambiamenti che interverranno nella realizzazione
dovranno essere perfettamente compresi ed interpretati dal tecnico
quadrista; il personale addetto agli interventi sull’apparecchiatura dovrà
avere una formazione adeguata e i prodotti non conformi dovranno essere
identificati e isolati.
Vi è quindi un importante e costante rapporto “Cliente - Fornitore”.
Il fornitore deve dimostrare al Cliente la sua competenza e il suo knowhow in materia di qualità dell’offerta e dimostrare il completo controllo dei
processi di realizzazione.
Il committente deve essere certo delle capacità di chi gli fornirà il servizio
e poter contare su un’organizzazione seria in grado di portare a termine il
suo compito nel modo migliore.
Obiettivo della norma ISO 9000 e delle certificazioni di qualità è
semplificare la relazione Cliente-Fornitore con una corretta gestione della
qualità.
b Quality management: gli aspetti gestionali della qualità
Il controllo della qualità precisa l’impegno dell’azienda nel garantire che il
il prodotto uscito dai suoi stabilimenti, nel nostro caso l’apparecchio
realizzato secondo le specifiche tecniche/capitolato del committente, sia
effettivamente conforme alle esigenze.
Il modo in cui l’azienda gestisce i suoi processi produttivi influisce
evidentemente sul prodotto finale. La certificazione ISO 9000 garantisce
che il fornitore è in grado di offrire con regolarità beni e servizi rispondenti
alle esigenze ed aspettative del committente e conformi ai regolamenti
applicabili.
La norma internazionale ISO 9000 è costituita dalle norme contrattuali di
certificazione della qualità ISO 9001, 9002 e 9003.
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11.2 Scelta di un fornitore
11.3 Stesura degli schemi e dei programmi
La differenza tra i documenti ISO 9001, ISO 9002 e ISO 9003 dipende
semplicemente dal campo di applicazione:
- ISO 9001 è il modello utilizzato quando l’assicurazione della qualità
viene applicata nelle diverse fasi che comprendono la progettazione,
lo sviluppo, la fabbricazione/produzione, l’installazione e l’assistenza
post-vendita;
- ISO 9002 è il modello utilizzato quando l’assicurazione della qualità
viene applicata solo alle fasi di fabbricazione/produzione, installazione
e assistenza post-vendita;
- ISO 9003 è il modello utilizzato quando l’assicurazione della qualità
viene applicata alle fasi di controllo e collaudo finali per garantire che i
prodotti e i servizi soddisfino le esigenze specificate.
Il Cliente sceglierà il Fornitore che riterrà più adatto a fornire le prestazioni
desiderate. Generalmente è consigliabile valutare imprese in possesso
almeno di certificazione di qualità ISO 9002.
11.3
Stesura degli schemi e dei programmi
b Gli schemi di comando e di potenza
Gli schemi di comando e di potenza vengono solitamente realizzati con
l'aiuto di un software grafico associato a database contenenti simboli
grafici o schemi standard.
Gli schemi possono essere:
– totalmente realizzati a partire da questi database,
– o adattati partendo dallo schema di un'applicazione simile già
esistente.
I programmi dei controllori programmabili possono essere sviluppati
anche utilizzando software di aiuto alla programmazione.
Le apparecchiature complesse utilizzano nella maggior parte dei casi uno
o più controllori programmabili multifunzione.
b Modi di marcia e di arresto
I modi di marcia e arresto di un sistema automatizzato sono stati analizzati
dall'ADEPA ( Agence Nationale pour le Developpement de la Production
Automatisée) e classificati in una guida grafica, la GEMMA (Guide d’Etude
des Modes de Marches et d’Arretes). Questa guida, indipendente dalla
tecnologia di comando, consente di definire i modi o gli stati di
funzionamento del sistema rispettando un vocabolario preciso, i possibili
collegamenti tra questi modi o stati, e le condizioni di evoluzione.
La guida GEMMA divide i modi di marcia e di arresto in tre tipi di
procedure.
b Le procedure di funzionamento: analisi funzionale
È la descrizione analitica del funzionamento della macchina:
- marcia di produzione normale,
- marcia di preparazione o marcia di chiusura,
- marcia di verifica,
- procedure di arresto,
- repertorio dei dati di ingressi e uscite,
- identificazione delle elaborazioni da effettuare per strutturare la
programmazione di eventuali controllori programmabili.
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b Le procedure di guasto
Riguardano gli stati di marcia o di arresto consecutivi ad un guasto
del sistema:
- arresto di emergenza,
- marcia degradata, ecc...
b Sicurezza di funzionamento
v Esigenze normative
La sicurezza di funzionamento dei sistemi di automazione consiste nella
loro capacità a funzionare:
– senza pericolo per le persone e per i beni (sicurezza),
– senza arresto della produzione collegato ad un funzionamento difettoso
(continuità di servizio).
La sicurezza deve essere presa in considerazione dal punto di vista
dell'analisi dei rischi, della regolamentazione e delle norme in vigore.
Lo studio della sicurezza di funzionamento si basa su una procedura di
valutazione dei rischi da applicare in successione: al prodotto, al processo
(parti operative e comando) e all'impiego.
Per ulteriori dettagli consultare il Dossier Sicurezza delle macchine Vol. 1 e
2 a cura della formazione tecnica Schneider Electric.
La legislazione europea si basa sulla Direttiva Macchine (89/392/CEE)
che definisce le esigenze essenziali riguardanti la progettazione e la
costruzione delle macchine e degli impianti industriali per la libera
circolazione dei beni nella Comunità Europea.
v MAGEC: uno strumento di analisi
Uno strumento di analisi quale la MAGEC (Analisi delle modalità di guasto,
effetti e analisi di criticità, dall'inglese FMECA - Failure Mode, Effects, and
Criticality Analysis) consente, con un procedimento sistematico, di valutare
tutti gli aspetti relativi ai guasti studiando le soluzioni appropriate.
L’obiettivo del metodo MAGEC è di valutare l’impatto, o la criticità, delle
modalità di guasto dei componenti di un sistema sull’affidabilità, la
disponibilità e la sicurezza del sistema stesso.
Il procedimento consiste nel censire le modalità di guasto dei componenti
valutadone quindi gli effetti sull’insieme delle funzioni di un sistema.
Questo metodo è caldamente consigliato a livello internazionale e viene
utilizzato sistematicamente in tutte le industrie a rischio (industria
nucleare, spaziale, chimica), con lo scopo di effettuare analisi preventive
della sicurezza di funzionamento per prevedere il comportamento al
guasto dei sistemi e adottare le contromisure necessarie.
Prima di applicare il metodo MAGEC è necessario conoscere in modo
preciso il sistema e le sue caratteristiche generali. Queste informazioni
sono generalmente il risultato dell’analisi funzionale, dell’analisi dei rischi
ed eventualmente dell’esperienza maturata.
In un secondo tempo è necessario valutare gli effetti dei modi di guasto.
Gli effetti delle modalità di guasto di una dato elemento vengono studiati
innanzitutto sui componenti direttamente interfacciati con quest’ultimo
(effetto locale) e progressivamente (effetti di zona) nei confronti del
sistema e del suo ambiente (effetto globale).
È importante notare che quando si analizza un modo di guasto di un dato
elemento, si presume che tutti gli altri elementi siano in funzionamento
nominale.
Questo metodo di analisi si basa sul principio, ampiamente verificato,
della non simultaneità dei guasti.
In un terzo tempo è consigliabile classificare gli effetti dei modi di guasto
per livello di criticità, rispetto ad alcuni criteri di sicurezza di
funzionamento precedentemente definiti a livello del sistema in funzione
degli obiettivi prefissati (affidabilità, sicurezza, ecc...).
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11.3 Stesura degli schemi e dei programmi
11.4 Metodologia di programmazione
I modi di guasto di un componente sono suddivisi per livello di criticità dei
loro effetti e sono, di conseguenza, gerarchizzati.
Questa tipologia permette di identificare gli elementi più critici
proponendo quindi le azioni e le procedure necessarie per porvi rimedio.
La fase d’interpretazione dei risultati e di stesura dei consigli costituisce
l’ultima tappa della procedura MAGEC.
Per limitare queste procedure allo stretto necessario si consiglia di
effettuare analisi funzionali. Questo approccio permette di rilevare le
funzioni più critiche, limitando quindi la procedura di analisi “fisica” ai soli
componenti che realizzano le funzioni critiche.
Il metodo MAGEC fornisce:
- un’altra visione del sistema,
- dei supporti di riflessione, di decisione e di miglioramento,
- delle informazioni da gestire a livello degli studi di sicurezza di
funzionamento e delle azioni da intraprendere.
11.4
Metodologia di programmazione
b Problematica della programmazione
Nell’impresa viene utilizzato un numero sempre più grande di software.
La diversità delle applicazioni impone un approccio collaborativo a partire
dalla progettazione di una nuova unità di produzione.
Un’analisi globale che coinvolga un insieme di attività condurrà alla
progettazione, alla scrittura, alla messa a punto e alla realizzazione del
software al Cliente.
In generale la progettazione segue 3 grandi fasi:
- Fase di analisi (funzionale) o di progettazione.
- Specificazione: il quaderno dei carichi è l’approccio tradizionale.
- Realizzazione.
v Metodo di analisi e di progettazione
Scopo di un metodo di analisi e di progettazione è quello di formalizzare
le tappe preliminari di sviluppo di un sistema allo scopo di renderlo
conforme alle esigenze del Cliente. Per fare questo si parte dall’esigenza
espressa, eventualmente completata da informazioni di esperti nel campo
e di realizzazioni simili.
La fase di analisi permette di elencare i risultati ottenuti, in termini di
funzionalità, di prestazioni, di robustezza, di manutenzione, di sicurezza,
d’estensibilità, ecc...
La fase di progettazione permette di descrivere in modo molto chiaro,
nella maggior parte dei casi utilizzando la modellizzazione, il futuro
funzionamento del sistema, allo scopo di facilitarne la realizzazione.
La tendenza attuale nel campo dell’automazione è di ricorrere alla
programmazione con oggetti, ereditata dall’informatica, che offre
numerosi vantaggi: sicurezza di codice, possibilità di riutilizzo, protezione
delle informazioni, qualifica e ricezione più rapida.
v Strumenti di programmazione
L’evoluzione delle esigenze e l’aumento dei dati da elaborare hanno
portato alla creazione di software moderni e produttivi.
Con il termine software si indica un insieme di programmi informatici che
consentono di generare i codici controllore.
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11.4 Metodologia di programmazione
11.5 Scelta di una tecnologia
Generalmente le funzioni offerte da un software di automazione sono:
- design generale del progetto, tappe o fasi di realizzazione,
- convenzioni di naming dei dati e dei sottoprogrammi,
- strutturazione dei dati,
- aiuto all’editing di programmi in diversi linguaggi,
- compilazione o generazione,
- aiuto ai test e controllo delle correzioni,
- librerie di oggetti riutilizzabili in più progetti,
- documentazione,
- gestione delle versioni successive o delle varianti di uno stesso
programma,
- aiuto alla messa in servizio.
Un software di automazione facilita la collaborazione tra i diversi
programmatori oltre che la manutenzione nel tempo dei programmi.
11.5
Scelta di una tecnologia
Le tecnologie disponibili per la realizzazione di apparecchiature di automazione
sono principalmente: elettromeccanica, pneumatica o elettronica (controllori
programmabili, micro e mini-computer, schede elettroniche standard o
specifiche). Nella realizzazione delle apparecchiature, le reti e i bus di
campo acquistano sempre più importanza e condizionano notevolmente
la scelta dei materiali.
Per ulteriori informazioni a riguardo, consultare la guida sui Bus di campo a
cura della Formazione Schneider Electric o le specifiche tecniche N° CT197.
Si distinguono tre criteri di scelta:
- i criteri di fattibilità che eliminano le tecnologie non in grado di
soddisfare il quaderno dei carichi..
- i criteri di ottimizzazione il cui obiettivo è quello di ridurre al minimo il
costo globale durante il ciclo di vita dell'apparecchio (acquisto,
realizzazione, messa a punto, flessibilità, immobilizzazione, gestione
della produzione, manutenzione, ecc...),
- i criteri economici di fattibilità che consentono di realizzare
l’apparecchiatura ottimizzando i costi.
Eventuali procedure e analisi MAGEC preliminari consentiranno di scegliere
la tecnologia più adatta.
b Scelta dei componenti
Occorre tenere conto di diversi fattori:
– temperatura ambiente (eventuale declassamento del materiale), polveri,
vibrazioni, ecc...,
– coordinamento degli apparecchi che costituiscono le partenze di
potenza,
– selettività tra i dispositivi di protezione fino all'interruttore automatico
generale,
– tempo di ciclo macchina desiderato,
– numero di cicli di manovre,
– categoria d'impiego (AC-1, AC-3, ecc...),
– norme (petrolchimica, ENEL, marina, ecc...).11.6
Conception de l’équipement
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11.6 Progettazione dell’apparecchiatura
Progettazione dell’apparecchiatura
b Progettazione computerizzata
Nel campo della progettazione dei sistemi di automazione, il software
fornisce un aiuto considerevole. Oltre alla realizzazione dello schema,
accompagna il progettista durante tutto il progetto, a partire dalla
registrazione della richiesta del cliente per il preventivo, fino alla messa in
servizio e l'aiuto alla manutenzione.
Oltre agli elevati guadagni in termini di produttività ottenuti nella
progettazione dei sistemi, questo metodo migliora la qualità degli schemi
e dei programmi, facilitando il loro aggiornamento in caso di evoluzione.
Un software CAD propone principalmente:
v Un database di simboli intelligenti
Ogni simbolo è dotato di comportamento (master, slave), di una funzione
elettrica (sezionamento, commutazione, ecc…), di morsetti di connessione.
È collegato ad una famigla di attrezzature (sezionatori, contattori, ecc…) e
associato ad un metodo di identificazione. Può ricevere riferimenti variabili
proposti dal software o programmati dall'utente.
Questa base garantisce inoltre la coerenza di tutte le informazioni e guida
l'utente nella loro programmazione.
Una base hardware contenente le informazioni tecniche e commerciali per
facilitare la scelta dei componenti, la stesura delle nomenclature, dei
preventivi e degli acqusti.
Schemi standardizzati (definizione unifilare, struttura di automazione, schemi
di potenza e di comando, dimensioni d'ingombro, nomenclature, ecc…).
Un archivio di schemi (elementi componibili partenze-motore potenza e
comando, movimenti di sollevamento, ecc…).
Consente di rispondere rapidamente ad un a richiesta di offerta (schemi
unifilari) e semplifica la realizzazione degli schemi.
v Una gestione delle informazioni proprie ad un impianto
elettrico
–
–
–
–
–
–
–
–
–
collegamenti equipotenziali,
rilevamento dei numeri già esistenti,
controllo dei corto-circuiti,
gestione delle morsettiere,
codifica del materiale,
composizione automatica e controllo dell'unicità dei riferimenti,
riferimenti incrociati,
gestione delle capacità dei contattori ausiliari e dei numeri di morsetti,
aiuto alla determinazione delle dimensioni d'ingombro..
b Determinazione delle dimensioni d’ingombro
Per definire le dimensioni d'ingombro di un'apparecchiatura vengono
impiegati tre metodi.
v Metodo d’installazione diretta
Questo metodo viene utilizzato per le apparecchiature di dimensioni
ridotte con montaggio diretto su piastre standard, disponibili presso i
costruttori.
Ad esempio, l'installazione degli apparecchi avviene direttamente su una
piastra d'installazione che riproduce in scala 1 la trama della piastra
perforata Telequick®. Le dimensioni d'ingombro dell'apparecchiatura
possono essere così determinate in modo rapido ed economico.
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11.6 Progettazione dell’apparecchiatura
11.7 Costruzione dell’apparecchiatura
v Metodo mediante calcolo delle superfici
Consente di determinare rapidamente e con precisione le dimensioni
d'ingombro dell'apparecchiatura.
Il procedimmento è il seguente:
totalizzare le superfici degli apparecchi che costituiscono
l'apparecchiatura sono riportate nei cataloghi) e moltiplicare il totale
ottenuto per il coefficiente di aumento di volume seguente:
- 2.2 per un totale massimo di 34.2 dm2,
- 2.5 per un totale superiore a 34.2 dm2.
Le specifiche tecniche di alcuni clienti richiedono l'applicazione di un
coefficiente maggiore per avere uno spazio disponibile per eventuali
modifiche.
Il risultato ottenuto indica la superficie totale utile dell'apparecchiatura.
Alcune regole di scelta, fornite dai costruttori come Schneider Electric,
facilitano la ricerca dei riferimenti delle piastre, montanti, profilati e cassette
a partire dalla superficie utile. Queste regole indicano anche la potenza
termica che le pareti dell'involucro possono dissipare.
v Metodo computerizzato
È adatto ai servizi specializzati nello studio delle apparecchiature di
automazione.
Questa funzione di aiuto all'installazione, integrata al software CAD,
propone a partire dallo schema e da una base Hardware schemi e
illustrazioni delle dimensioni d'ingombro.
v Dossier di produzione
La documentazione completa deve essere raccolta prima della messa in
produzione. Definisce:
– la lista di tutti i documenti, con un sommario,
– le cassette: installazione, forature, accessori, ecc...
– gli armadi: installazione, schema dei telai, forature, ecc...
– i posti di comando: forature, accessori, ecc...
– gli schemi elettrici,
– i programmi,
– la nomenclatura del materiale,
– gli schemi con indicazione delle dimensioni d'ingombro.
11.7
Costruzione dell’apparecchiatura
Numerosi costruttori di materiale elettrico sviluppano degli ausiliari di
equipaggiamento per la realizzazione dei loro prodotti. È il caso specifico
di Schneider Electric che propone il sistema Telequick® (C Fig.1).
Questo sistema raggruppa i prodotti indispensabili per la realizzazione
di un'apparecchiatura e per una facile e rapida realizzazione di tutti i
componenti di automazione.
Tenuto conto delle loro caratteristiche specifiche, abbiamo classificato
i prodotti che li compongono in quattro diverse funzioni per Incassare,
Strutturare, Ripartire e Collegare.
b La funzione “incassare”
A Fig. 1
Piastra perforata Schneider Electric
Telequick®
Per proteggere il materiale contro gli urti e le intemperie e per resistere
alle più dure condizioni d'impiego incontrabili in ambiente industriale,
le apparecchiature devono essere montate in cassette o armadi.
Questi involucri devono quindi offrire tutte le funzionalità atte a ridurre
i tempi di monatggio e d'intervento.
In base al grado di protezione richiesto, gli involucri rispondono a specifiche
normative e a codici IP di classificazione del grado di protezione (IP significa
"International Protection").
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11.7 Costruzione dell’apparecchiatura
Il codice IP è descritto dalla pubblicazione 60529 della Commissione
Elettrotecnica Internazionale (in Italia CEI EN 60529).
Questo codice permette di descrivere il grado di protezione fornito dagli
involucri contro l’accesso a parti pericolose, la penetrazione di corpi solidi
estranei e contro gli effetti dannosi dell’acqua per mezzo di cifre e lettere
descritte in seguito.
La prima cifra, che va da 0 a 6, indica simultaneamente la protezione
delle persone contro l’accesso a parti pericolose e la protezione dei
materiali contro la penetrazione dei corpi estranei.
La seconda cifra caratteristica del codice IP, sempre da 0 a 6, indica il
grado di protezione contro gli effetti dannosi della penetrazione dell’acqua.
Il codice IP comprende anche alcune lettere supplementari, messe di
seguito agli altri caratteri, che aggiungono una informazione particolare.
Il Dossier tecnico n° 7 Involucri e gradi di protezione espone in modo
esauriente l’argomento.
A Fig. 2
Armadio AA3 Schneider Electric
Il costruttore dell’apparecchiatura finale ha dunque la responsabilità della
conformità alla norma del prodotto finito. Ma il costruttore dell’involucro
deve indicare nella sua documentazione dove devono essere montati i
componenti all’interno affinché il grado di protezione dichiarato sia
mantenuto.
Infine, l’installatore che effettua il collegamento del sistema (passaggio dei
cavi), lo fissa e in certi casi ne adatta gli ausiliari (pulsanti, apparecchi di
misura,.....) deve fare attenzione a mantenere il grado di protezione
specificato.
Schneider Electric offre una gamma completa di cassette, armadi
(C Fig.2) ed accessori conformi agli indici di protezione IP normalizzati.
b La funzione “strutturare”
Per garantire l'associazione meccanica dei componenti tra di loro,
esistono gamme di prodotti perfettamente adatti che consentono di
montare e di fissare correttamente i componenti di automazione.
Questi prodotti montati tra di loro costituiscono la struttura
dell'apparecchiatura, e grazie ai diversi modi di montaggio consentono
una grande flessibilità d'impiego, una vasta scelta di possibilità di
montaggio oltre ad un'economia non trascurabile sulla realizzazione.
b La funzione “ripartire”
v Ripartizione dell’alimentazione elettrica
Nella realizzazione di apparecchiature, la realizzazione dei prodotti deve
unire sicurezza, semplicità, rapidità di montaggio e collegamento.
La manutenzione e le eventuali modifiche di queste apparecchiature
devono essere facili da realizzare gravando il meno possibile sulla
continuità d'impiego dell'impianto.
Per rispondere a questi criteri esistono i ripartitori la cui funzione base
consiste nel derivare una corrente principale verso più circuiti secondari.
(per ulteriori informazioni, consultare il catalogo generale Schneider Electric).
A Fig. 3
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Partenze-motore con il sistema
Tego Power e Quickfit
di Schneider Electric
Alcuni modelli vengono inoltre progettati anche come supporto ai prodotti
consentendo quindi eventuali interventi sotto tensione (ad esempio
collegamento o scollegamento di una partenza motore).
È il caso, in particolare, della tecnologia Tego Power di Schneider Electric
(C Fig.3).
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v Ripartizione dei segnali deboli
Nei loro cataloghi i diversi costruttori propongono interfacce e sistemi di
collegamento per i diversi segnali di comando:
- interfacce per segnali digitali (C Fig.4),
- interfacce per segnali analogici,
- interfacce per sonde termiche,
- interfacce di cablaggio,
- componenti periferici di automazione,
- interfaccia per bus di campo.
v La funzione “collegare”
A Fig. 4
Interfaccia digitale ABS2
Questa funzione raggruppa i prodotti necessari al cablaggio e al
collegamento delle apparecchiature.
• Le morsettiere (C Fig.5)
Sono conformi alle norme UTE e rispondono alle principali omologazioni.
Sono realizzate in poliammide a colori che consente il loro impiego
a temperature comprese tra -30 e +100°C.
La tenuta al fuoco è conforme alla norma NF C 20-455.
Sono siglabili con barrette di caratteri agganciabili e adatte al collegamento
di conduttori di sezione massima 240 mm2.
Soddisfano qualsiasi esigenza:
– ampia gamma di correnti, da qualche Ampere (circuiti di comando, di
segnalazione, elettronici, ecc...) a diverse centinaia di Ampère
(collegamenti potenza),
– blocchi unipolari o multipolari fissi o ad innesto,
– collegamenti a vite, a bullone, a clip, saldati o a molla
– blocchi per funzioni specifiche come basi portafusibili o per
componenti elettronici, morsetti sezionabili, collegamento del
conduttore di protezione, ecc.,
– montaggio su profilati, su piastre perforate o su circuiti stampati.
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2 1
4 3
6 5
8 7
10 9
A Fig. 5
Blocco di giunzione Schneider Electric
• I terminali di cablaggio
L'impiego di terminali presenta numerosi vantaggi:
- semplificazione del cablaggio; l'aggraffatura della boccola in
rame è realizzata automaticamente alla chiusura del collegamento nel
morsetto,
- perfetta tenuta alle vibrazioni,
- assenza di scorrimento dei cavi flessibili,
- risparmio di tempo nelle operazioni di esecuzione e di collegamento,
- stesse linguette porta-riferimenti e stessi riferimenti qualunque sia la
sezione dei cavi. Ogni linguetta può ricevere 7 anelli di identificazione
(lettere o cifre).
I terminali Schneider Electric possiedono inoltre:
- un manicotto di colore diverso per ogni sezione,
- 3 lunghezze di boccole, a seconda dei modelli,
Sono disponibili terminali precablati:
in base alla norma NF C 63-023
- senza portaetichette per sezioni da 0.25 a 6 mm2,
- con portaetichette integrati per sezioni da 0.25 a 6 mm2,
- con portaetichette estraibili per sezioni da 4 a 50 mm2.
11
in base alla norma DIN 46228
- manicotto di un altro colore per sezione diversa da quella della norma
francese,
- senza portaetichette per sezioni da 0.25 a 50 mm2.
• I supporti e le canaline di cablaggio
Il ruolo dei supporti e delle canaline di cablaggio consiste nel canalizzare
i cavi per formare reti orizzontali e verticali sullo stesso piano degli
apparecchi.
Il cablaggio si effettua interamente dal Iato anteriore, facilitando le
riparazioni e le modifiche.
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11.7 Costruzione dell’apparecchiatura
11.8 Il montaggio
Sono realizzati in PVC e la loro caratteristica principale è quella di non
avere alcuna parte metallica a contatto con i conduttori che racchiudono.
• Le canaline (C Fig.6)
Possiedono feritoie laterali di sbocco e dei fori sul fondo.
Si fissano verticalmente o orizzontalmente su piedini di supporto dotati
di un dispositivo di fissaggio un quarto di giro.
Questi piedi di supporto sono agganciabili sui profilati combinati o omega
da 35 mm, oltre che sulle piastre forate.
Sono disponibili diverse dimensioni di canaline che possono ricevere fino a
700 cavi da 1,5 mm 2. Un coperchio di chiusura si incastra sulle canaline. Le
canaline e i supporti utilizzano lo stesso portaetichette.
A Fig. 6
11.8
Canalina Schneider Electric
Il montaggio
I componenti di automazione e di distribuzione sono progettati per essere
montati su strutture o telai. Scopo di questo paragrafo è ricordare
alcune definizioni, segnalare alcune "finezze" o "regole d'arte" e attirare
l'attenzione sulle precauzioni da prendere durante il montaggio degli
apparecchi.
b Telaio
È un insieme costituito da due montanti verticali perforati, zigrinati o meno.
Il montaggio dell'apparecchiatura, a seconda del metodo di fissaggio, si
effettua mediante aggancio o avvitamento su:
-profilati orizzontali,
-piastre perforate,
-piastre piene,
-un misto composto da profilati e piastre.
In base alle dimensioni dei profilati o delle piastre e soprattutto al peso
dell'apparecchiatura, si consiglia di utilizzare:
-profilati combinati o omega da 35 mm,
-profilati omega da 75 mm,
-montanti a "C" utilizzati come supporti di apparecchi al posto dei profilati
orizzontali,
-piastre perforate dotate, sul Iato posteriore, di un profilato orizzontale
utilzzato come rinforzo.
I telai sono in genere montati in cassette o armadi monoblocco.
b Struttura
È un insieme costituito da uno o più telai sovrapposti o affiancati, fissato
al suolo da un dispositivo traversa/piede di struttura o fissato al muro
dall'alto mediante montanti. Una struttura può anche essere installata in
un armadio componibile dotato sulla parte superiore di un sistema di
sbarre orizzontale per alimentare ciascuno dei telai.
b Apparecchi su porta o piastra
Alcuni dispositivi di comando o di visualizzazione sono montati sulle porte
delle cassette o su piastre. Per preservare l'ergonomia degli apparecchi,
la loro disposizione deve rispettare alcune regole che dipendono
dal loro tipo (comando o visualizzazione) e dall'altezza dal suolo.
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11.8 Il montaggio
11.9 Aiuto all’installazione degli apparecchi
Questa disposizione deve tener conto del numero di accessori
da installare:
-pochi accessori: ripartizione sull'asse orizzontale della zona interessata,
-numerosi accessori: ripartizione sull'insieme della zona interessata.
Alcune porte e piastre comprendono rinforzi o accessori interni che
limitano le possibilità d'installazione.
Inoltre è necessario verificare la profondità degli elementi disposti sulla
porta rispetto a quelli montati su telaio e tener conto del loro peso.
KM2
A Fig. 7a
Fissaggio dei prodotti su guida 35 mm
b Fissaggio degli apparecchi
Per il fissaggio e il montaggio dell'apparecchiatura su telai o strutture
conviene in genere adottare il seguente principio: tutti i fissaggi
degli apparecchi devono poter essere effettuati dal Iato anteriore.
Nella maggior parte dei casi, infatti, le apparecchiature si presentano
in cassetta o in armadio, ed è evidente che le modifiche o le aggiunte
di altri apparecchi risulteranno più facili se i fissaggi sono accessibili
dal Iato anteriore.
Le Fig. 7a e 7b mostrano due esempi di montaggio degli apparecchi.
KM1
KM3
KM2
A Fig. 7b
11.9
Fissaggio dei prodotti su piastra
perforata 8
Aiuto all’installazione degli apparecchi
Per facilitare il lavoro degli installatori e rispettare i gradi di protezione
Schneider Electric mette a disposizione software e prodotti specifici
che consentono di integrare facilmente pulsanti e interfacce di dialogo
uomo/macchina (gamma Tego Dial).
Il software facilita la definizione dell’ergonomia, mentre i kit di montaggio e
fissaggio consentono di ridurre notevolmente i tempi di studio e di
realizzazione.
b Il cablaggio
Il metodo di cablaggio detto "a schema dei circuiti, rappresentazione
sviluppata", si basa sull'impiego sistematico delle siglature dei morsetti
degli apparecchi riportate sullo schema dei circuiti. È applicabile al
cablaggio dei circuiti di potenza e di comando di tutte le apparecchiature
a base di contattori, qualunque sia la loro complessità.
Questo metodo di collegamento si traduce per l'utente in un guadagno
di tempo.
Lo schema dei circuiti è caratterizzato da:
– rapidità di esecuzione: guadagno di tempo nella progettazione,
– chiarezza: semplice raffigurazione dei circuiti elettrici,
– facile interpretazione: cablaggio intuitivo,
– efficacia nell'impiego: facilità di comprensione, ricerche, modifiche o
riparazioni.
Può essere accompagnato da uno schema di disposizione o installazione
del materiale che facilita la localizzazione degli elementi.
Può essere inoltre completato da uno schema dei collegamenti esterni.
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11.9 Aiuto all’installazione degli apparecchi
11.10 Prove su piattaforma
b Come realizzare il cablaggio con l’aiuto dello schema
dei circuiti
Qualunque sia il circuito di potenza o il circuito di comando, chi effettua
il cablaggio legge il riferimento dei morsetti dell'apparecchio sullo schema
dei circuiti ed esegue i collegamenti di sezione appropriata tra i riferimenti
corrispondenti sull'apparecchiatura.
Ad esempio, saranno collegati:
- il morsetto 2 del sezionatore Q1 e il morsetto 1 del fusibile F1,
- il morsetto 22 del contatto KM3 e il morsetto 57 del contatto KA1.
11.10 Prove su piattaforma
Lo scopo delle prove su piattaforma è quello di correggere gli eventuali errori
commessi durante la costruzione dell'apparecchiatura e di effettuare
le regolazioni preliminari alla messa in servizio.
È quindi necessario verificare che:
– il materiale sia quello previsto sugli schemi e che sia stato
correttamente montato,
– il collegamento sia conforme agli schemi,
– il funzionamento corrisponda alle esigenze delle specifiche tecniche.
Alcune di queste verifiche devono essere effettuate con l'apparecchiatura
sotto tensione. È quindi obbligatorio rispettare i seguenti punti:
– le prove su piattaforma devono sempre essere effettuate da personale
qualificato e abilitato ad intervenire sul materiale elettrico sotto tensione,
– devono essere prese tutte le precauzioni d'impiego per garantire la
sicurezza delle persone, conformemente alla normativa in vigore.
b Controllo di conformità del materiale
Questo controllo corrisponde ad un esame dell'aspetto fisico
dell'apparecchiatura e consiste nel verificare che:
– siano presenti i documenti contrattuali (schema, nomenclatura,
installazione, ecc...) ,
– il materiale montato sul telaio sia quello indicato sui documenti,
– la disposizione e il montaggio del materiale siano quelli riportati sui
documenti,
– il materiale non abbia subito deterioramento meccanico,
– i riferimenti dei diversi elementi siano riportati sugli apparecchi,
e gli elementi montati sulle porte abbiano le apposite etichette
di identificazione,
– la tensione di ciascun apparecchio corrisponda alla tensione d'impiego,
– le lampadine dei LED siano installate e corrispondano alla tensione
d'impiego,
– il calibro degli apparecchi corrisponda a quello indicato sugli schemi,
– il calibro e il tipo di fusibili sia conforme (in regola generale, i fusibili
standard sono installati dal piattaformista),
– le morsettiere abbiano i riferimenti corretti, siano montate e siano di
sezione sufficiente a consentire un facile collegamento del cablaggio
esterno. In particolare è necessario verificare il buon isolamento dei
morsetti di massa rispetto ai morsetti vicini (corretta posizione delle
pareti isolanti),
– le distanze tra morsetti, apparecchi e masse, così come i perimetri di
sicurezza, siano rispettati,
– le caratteristiche dei diversi componenti siano conformi al loro
impiego,
– le regole di costruzione o le specifiche realtive al comando siano
rispettate.
Una prova del controllo, su uno specifico documento o anche sullo
schema d'installazione, vistato dall'operatore, dovrà provare che
l'operazione è stata realmente effettuata.
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b Controllo del serraggio dei collegamenti e regolazioni
preliminari
Prima di procedere alla prova elettrica dell'apparecchiatura, è necessario
assicurarsi che tuttti i collegamenti comando e potenza siano perfettamente
chiusi. Questa operazione è importante poichè un collegamento mal
chiuso può provocare diversi incidenti: riscaldamento anomalo, caduta di
tensione, corto-circuito.
L'operatore può in seguito regolare il valore della corrente di sgancio dei
relè di protezione termica visualizzando, sul quadro di regolazione di
ciascuno di essi, la corrente indicata sullo schema, a fianco della potenza
dei motori.
b Controllo d’isolamento
La qualità dell’isolamento di un dispositivo si misura in megaohm
(= 106 Ω) mediante un megaohmetro.
L'isolamento viene misurato:
– tra due conduttori isolati uno dall'altro,
– o tra un conduttore isolato dalla terra e dalle masse da una parte
e le masse messe a terra dall'altra.
Con gli apparecchi e i circuiti sensibili scollegati si verifica l'isolamento
del collegamento di ogni circuito tra i morsetti da una parte e tra i morsetti e
la terra di protezione dall'altra. Si verifica inoltre l'isolamento dei conduttori
dai dispositivi di interruzione, da una parte e dall'altra di questi ultimi.
La tabella della Fig. 8 indica i valori di tensione da utilizzare per la misura
dell'isolamento e il valore della resistenza d'isolamento da ottenere.
Tensione nominale
del circuito
Tensione continua
prova d’isolamento
Resistenze d’isolamento
in MΩ
< 48 V
250 V
Superiore o pari a 0.25
Tensione compresa
tra 48 e 500 V
500 V
Superiore o pari a 0.5
Tensione superiore a 500 V
1 000 V
Superiore o pari a 1
A Fig. 8
Tensione prova d’isolamento
b Prove dielettriche
Si tratta di una prova che consente di verificare la rigidità dielettrica
dell'insieme dell'apparecchiatura ad una tensione alternata definita
in funzione della tensione nominale d'isolamento del circuito.
La rigidità dielettrica si esprime con la resistenza ad una tensione di prova
applicata tra i conduttori attivi e la massa del telaio. La prova viene
considerata soddisfacente quando non si verificano perforazioni né aloni.
L'apparecchio utilizzato è un ponte di perforazione che emette una
tensione alternata di valore regolabile ad una frequenza compresa
tra 45 e 55 Hz. Questo apparecchio può fornire una tensione elevata
ad una corrente molto bassa.
11
Al momento della sua applicazione, la tensione di prova non deve
superare il 50% del valore indicato nella tabella riportata nella Fig. 9.
Tensione nominale
d’isolamento
Tensione prova dielettrica
(tensione efficace)
< = 60 V
1 000 V
Tensione compresa tra 61 e 300 V
2 000 V
Tensione compresa tra 301 e 660 V
2 500 V
A Fig. 9
Tensione prova dielettrica
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11.10 Prove su piattaforma
Viene poi aumentata progressivamente fino a raggiungere in qualche
secondo il valore specificato. Questa tensione viene poi mantenuta per un
minuto.
Quando l'apparecchiatura comprende apparecchi a base elettronica,
le prove dielettriche non possono essere effettuate a posteriori.
Per evitare distruzioni, queste prove devono essere realizzate sia per il
montaggio che per il cablaggio.
b Verifica del circuito di potenza
Questa verifica, che si effettua con l'apparecchiatura fuori tensione,
consente di assicurarsi che il collegamento potenza sia conforme allo
schema.
Nella maggior parte dei casi, dal momento che l'operatore non dispone di
motori, viene effettuata mediante una spia-test.
b Verifica del circuito di comando
v Controllo cavo per cavo
Lo scopo di questa verifica, che generalmente viene effettuata con
l'apparecchiatura sotto tensione, è quello di assicurarsi che il cablaggio
del circuito di comando sia conforme allo schema.
Consente inoltre di controllare il corretto funzionamento degli apparecchi.
Per procedere alle prove in completa sicurezza, è indispensabile separare
totalmente, per tutta la durata delle prove, il circuito di potenza dal
circuito di comando. D'altra parte, si consiglia di isolare gli insiemi
elettronici, come i variatori di velocità e i controllori programmabili,
in modo da evitare l'iniezione di tensioni in grado di generare distruzioni
parziali o totali.
La verifica del cablaggio si effettua "linea per linea". Deve essere
controllata l'azione di ogni contatto, compresa quella dei contatti esterni
mediante corto-circuito dei morsetti corrispondenti.
Devono essere inoltre verficate le continuità delle masse.
In caso di apparecchiature di piccole dimensioni, il controllo cavo per cavo
può essere effettuato fuori tensione, con una spiatest o un ohmmetro.
v Prova d’insieme
La prova d'insieme consiste nel simulare tutte le fasi di funzionamento
della macchina o del processo, nell'ordine in cui si devono realizzare,
e nel controllare gli asservimenti e le sicurezze.
È necessario prevedere un'alimentazione di potenza sufficiente e realizzare
gli intercollegamenti e i collegamenti su piastre di prova che sostituiscono
gli ausiliari di controllo esterni con interruttori, pulsanti, ecc...
Lo scopo della prova d'insieme è quello di assicurarsi che il funzionamento
dell'apparecchiatura sia quello descritto nelle specifiche tecniche.
Consente inoltre di verificare le incidenze di una manovra errata
nel comando della macchina o del processo, del deterioramento
dell'elemento esterno (finecorsa, rilevatore, ecc...).
I programmi sono caricati nei controllori programmabili e testati nel modo più
completo possibile simulando gli ingressi ON/OFF con contatti e gli ingressi
analogici mediante dei segnali. Questa simulazione consente di correggere
gli eventuali errori di programmazione e di ridurre notevolmente i tempi di
messa in servizio.
Per le apparecchiature con variatori di velocità elettronici, la simulazione
deve essere completata da una prova dinamica con i motori dell'impianto,
o, in mancanza di questi, con un motore di prova con caratteristiche simili.
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11.10 Prove su piattaforma
11.11 Messa in servizio di un’apparecchiatura
Si consiglia di redigere un verbale o un rapporto di prova riportando le
regolazioni (valori) e le modifiche effettuate (programmi e hardware),
indicando in modo preciso gli elementi che non è stato possibile verificare o
che sono stati verificati solo parzialmente.
Questo documento faciliterà il lavoro nella fase di messa in servizio.
Schemi, tabulati e nomenclature verranno modificati per rispecchiare
esattamente l’apparecchio che verrà messo in servizio.
Prima della spedizione i collegamenti di armadi e cassette vengono smontati.
Se necessario sotto gli elementi pesanti verranno posti degli spessori per evitare
qualsiasi rischio di deformazione delle strutture o degli armadi durante il trasporto.
La parte inferiore degli armadi verrà pulita accuratamente per evitare la
penetrazione all’interno dell’apparecchiatura di qualsiasi corpo estraneo
(rondella, filo, ecc...) .
11.11 Messa in servizio di un’apparecchiatura
Prima della spedizione tutti gli apparecchi in uscita dalla fabbrica vengono
collaudati da specialisti, quindi regolati o tarati con la massima precisione.
Si devono evitare modifiche della regolazione, tranne che per i relè di
protezione e i contatti ausiliari temporizzati la cui regolazione può essere
effettuata in loco in base alle condizioni di funzionamento.
Come per le prove su piattaforma, la messa in opera di un'apparecchiatura
in loco comporta lavori effettuati sotto tensione. Si devono quindi applicare
le stesse regole: intervento di personale qualificato e abilitato, nel rispetto
della regolamentazione in materia di sicurezza.
b Installazione
v Alla consegna dell’apparecchiatura
È necessario verificare:
– che gli involucri non abbiano subito colpi,
– che la parte mobile dei contattori a rotazione non sia stata deformata
o spostata,
– che un corpo estraneo non si sia introdotto nell'intraferro del circuito
magnetico o tra i contatti o tra i morsetti,
– che la parte mobile dei contattori e dei sezionatori, così come i
dispositivi di sganciamento dei relè di protezione, funzionino liberamente,
– l'efficacia dei dispositivi di chiusura (cassette, armadi),
– la tenuta stagna delle guarnizioni (per i prodotti a tenuta stagna),
– il buono stato degli ausiliari di comando, di segnalazione e degli
apparecchi di misura montati sulle porte,
– la presenza degli schemi aggiornati, delle istruzioni di messa in
servizio, dei manuali degli apparecchi ed eventualmente la presenza
del verbale delle prove su piattaforma.
Prima del collegamento dei conduttori esterni:
– verificare la tensione e la frequenza della o delle reti di alimentazione
dei circuiti di potenza e di comando,
– verificare che il tipo e il calibro dei fusibili e dei relè di protezione
siano adatti ai ricevitori da proteggere.
v Fissaggio e collegamento dell’apparecchiatura
- Determinare la sezione dei cavi di collegamento in funzione della
corrente consumata dalle macchine comandate. Per limitare le cadute
di tensione, aumentare la sezione dei fili e dei cavi che alimentano i
circuiti di comando e di potenza in caso di lunghezza elevata della
linea o di comando effettuato a bassissima tensione.
- Sugli insiemi dotati di pressacavi, la guaina dei conduttori dovrà
essere infilata nell'anello di gomma del pressacavo. Il serraggio
di quest'ultimo deve immobilizzare completamente il cavo.
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11.11 Messa in servizio di un’apparecchiatura
- Effettuare i collegamenti esterni seguendo scrupolosamente lo
schema.
- Rispettare le regole d'installazione in vigore.
A tal fine sulle cassette, sugli armadi e sugli ausiliari di comando è
previsto un morsetto con riferimento di identificazione per il
collegamento delle masse al conduttore esterno di protezione.
- Si consiglia, sugli apparecchi utilizzati in ambienti particolarmente
corrosivi o tropicali, di passare uno strato di vernice isolante sui
morsetti dopo il collegamento.
v Regolazione dei relè termici di protezione
Le tacche del quadro in Ampere corrispondono alla corrente consumata
dal motore. La regolazione si ottiene visualizzando, a fianco all'indice,
il valore indicato sul quadro e corrispondente alla corrente consumata
(leggere sulla piastra segnaletica del motore la corrente di pieno carico
corrispondente alla tensione della rete).
Nel caso di un avviatore stella-triangolo, quando il relè è collegato
direttamente in serie con gli avvolgimenti del motore il valore
di regolazione deve corrispondere a I / 3, I dal momento che la corrente
viene consumata dal motore.
Poichè i relè termici di protezione sono compensati, non è necessaria
alcuna correzione della regolazione in funzione della temperatura
ambiente, nei limiti indicati sulle schede tecniche.
Generalmente le regolazioni vengono effettuate su piattaforma e quindi
riportate nel rapporto di prova.
Dopo aver effettuato il collegamento della linea di alimentazione e quello
di tutti i circuiti esterni di potenza e di comando, è possible procedere
alle prove d’insieme dell’apparecchiatura.
Queste prove si effettuano in due tempi:
b Prova a vuoto
Il suo scopo è quello di verificare che tutti i collegamenti (ausiliari di
comando e di segnalazione, sensori, interruttori di sicurezza, ecc...) siano
stati correttamente effettuati e siano conformi allo schema. Per realizzare
questa prova è necessario impedire l'alimentazione di tutti i ricevitori:
- sollevando dalle loro basi i fusibili che proteggono il circuito di
potenza,
- alimentando solo la parte controllo, lasciando fuori tensione la parte
potenza.
Con il circuito di comando alimentato in questo modo, l'azionamento
dell'ausiliario di comando avviamento deve generare la chiusura del o dei
contattori asserviti, così come, sulle appareccchiature più complesse,
l'avviamento del ciclo automatico. A questo stadio, si consiglia di
manovrare manualmente gli apparecchi esterni (in particolare le sicurezze),
o di simulare il loro funzionamento, provocando quindi volontariamente e
sistematicamente tutte le anomalie di comando e di funzionamento per
verificare l'efficacia dei circuiti di comando, di asservimento, di sicurezza
e di segnalazione.
b Prova in carico
Con il circuito potenza alimentato, si effettua una prova d'insieme in carico
per controllare l'esattezza del collegamento e il funzionamento dei diversi
ricevitori. Questa prova può essere completata da una serie di test per
verificare che l'apparecchiatura automatica garantisca lo svolgimento
delle diverse funzioni meccaniche dell'impianto.
Il know-how dell’addetto alla messa in servizio, completato dagli elementi
del dossier dell’apparecchio (elenchi degli automatismi, guida alla messa
in servizio, manuale istruzioni, ecc...) consentirà una corretta messa in
servizio dell’apparecchiatura.
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11.11 Messa in servizio di un’apparecchiatura
11.12 Manutenzione dell’apparecchiatura
b Riparazione
Data la varietà delle apparecchiature di automazione, non è possibile
definire una procedura di riparazione comune a tutti gli schemi.
Per garantire un intervento efficace sono indispensabili esperienza e
buona conoscenza dell’apparecchiatura e delle funzioni da realizzare.
Conoscere le procedure MAGEC realizzate in fase di progettazione
potrebbe essere utile nella ricerca dei guasti.
11.12 Manutenzione dell’apparecchiatura
Nella fase di progettazione dell’apparecchiatura le procedure MAGEC
avranno permesso di definire le operazioni di manutenzione e la loro
periodicità:
- sostituzione delle spazzole dei motori a collettore,
- pulizia dei filtri,
- sostituzione delle parti usurabili,
- alimentazione dei materiali di consumo,
- ecc...
I dispositivi elettronici ed elettromagnetici non richiedono praticamente
alcuna manutenzione. Ci preme tuttavia precisare alcuni punti importanti.
v L’elettromagnete del contattore
Se il circuito magnetico è rumoroso, controllare:
– la tensione della rete d'alimentazione. Un elettromagnete vibra
quando è alimentato ad una tensione alternata inferiore a quella per la
quale è stato previsto,
– che nessun corpo estraneo si sia introdotto nelle parti fissa e mobile
del circuito magnetico,
– la pulizia delle superfici rettificate. Queste non devono mai essere
verniciate, raschiate o levigate.
Se sono particolarmente sporche, pulirle con benzina o un prodotto
sgrassante appropriato.
v La bobina del contattore
Se è necessario sostituire una bobina (in caso di cambiamento di tensione
del circuito di comando ad esempio), la nuova bobina deve essere definita in
funzione della tensione reale di alimentazione del circuito di comando.
Questa consente quindi:
– la chiusura del contattore quando la tensione raggiunge l'85 %
del suo valore nominale,
– l'apertura del contattore quando la tensione diventa inferiore al 65 %
del suo valore nominale,
– di sopportare permanentemente una tensione corrispondente al 110 %
del valore nominale.
Il deterioramento di una bobina può essere provocato:
– dalla chiusura incompleta del circuito magnetico, in seguito ad un
incidente meccanico o ad una tensione del circuito di comando inferiore
all'85 % del valore nominale. Questo genera a corrente alternata la
diminuzione della riluttanza del circuito magnetico e a corrente continua
l'inefficacia del sistema di riduzione dei consumi il cui contatto non si è
aperto. Ne consegue anche un'insufficiente pressione sui poli che si
scaldano in modo anomalo e che possono saldarsi se la corrente che
passa è quella consumata da un motore all'avviamento.
– da un circuito di comando non adatto,
– da una tensione d'alimentazione superiore al 110 % del valore nominale.
In ogni caso la bobina si deteriora perchè l'energia dissipata
per effetto Joule è superiore a quella normale. Per evitare simili incidenti,
è necessario utilizzare bobine adatte alla tensione misurata ai morsetti
di alimentazione delle apparecchiature.
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11.12 Manutenzione dell’apparecchiatura
v I poli del contattore
La conoscenza della potenza controllata e della categoria d'impiego
(ad esempio interruzione di motori a gabbia avviati) consente di
determinare la durata elettrica dei contatti di un contattore dato o di
sceglierlo in funzione del numero di manovre programmato.
v Contattore monoblocco
I poli di un contattore monoblocco non richiedono manutenzione.
Ad esempio, in categoria AC-3, un contattore che alimenta il motore di un
compressore avviato 6 volte all'ora per 24 ore al giorno avrà una durata
di: 2500000 = 17360 giorni, cioè circa 50 anni senza manutenzione.
Dopo aver effettuato numerose interruzioni i contatti possono sembrare
usurati.
Solo la verifica periodica della quota di compressione o il controllo,
su alcuni calibri, dell'indicatore di usura generale consentono di valutare
il grado di usura.
Durante il periodo d'impiego non procedere mai a regolazioni della quota
di compressione. Quando questa è compresa tra il 20 e 50 % della quota
iniziale, è necessario cambiare i contatti.
In seguito a questa operazione:
– è necessario allineare i contatti rispettando la quota iniziale di
compressione,
– si consiglia la pulizia laterale mediante raschiamento delle camere
di soffiaggio,
– è indispensabile verificare la coppia di serraggio delle viti.
v I contatti ausiliari del contattore
Non è necessaria alcuna manutenzione, né regolazione, tranne per quanto
concerne la durata della temporizzazione sui contatti ausiliari temporizzati.
v I relè termici
Nessuna manutenzione. L'unico eventuale intervento riguarda
la regolazione del valore della corrente di sganciamento che deve
dipendere dalla corrente consumata dal ricevitore.
v Le cassette
Ingrassare periodicamente le cerniere e i dispositivi di chiusura.
Sulle cassette e sugli armadi stagni, verificare l'efficacia dei dispositivi
di tenuta stagna (guarnizioni, pressacavo, morsettiera).
Utilizzare un aspiratore per pulire, eliminare l'aria compressa.
v Radiatori degli apparecchi elettronici
Gli apparecchi che utilizzano componenti elettronici di potenza, sono
dotati di radiatori, molto spesso con ventilazione forzata.
A seconda dell’ambiente in cui è installato l’apparecchio e delle polveri
presenti nell’atmosfera, si consiglia di pulire periodicamente le alette per
evitare il loro intasamento.
b Regole di manutenzione essenziali
Per evitare incidenti, arresti di funzionamento e facilitare il controllo della
macchina, e assolutamente necessario evitare di:
- lasciare aperti un armadio o una cassetta senza motivo, soprattutto
in ambienti polverosi,
- levigare o ingrassare i contatti,
- utilizzare dei solventi,
- modificare un pezzo o sostituirlo con un pezzo di ricambio non adatto,
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- riarmare un relè di protezione senza aver ricercato ed eliminato la
causa dello sganciamento,
- sostituire un fusibile e rimettere sotto tensione l'apparecchiatura senza
aver eliminato il difetto,
- dimenticare di tenere sempre aggiornata la documentazione anche in
caso di una minima variazione dell’apparecchiatura o della
programmazione.
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