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Interpretación de esquemas de automatismos eléctricos

Roberto

Roberto

Arquitecto

Ya hemos hablado previamente de la interpretación de esquemas de automatismos eléctricos, sin embargo, de forma más breve. En este artículo podrás encontrar una guía descargable con contenido ampliado sobre los automatismos eléctricos: dispositivos básicos (elementos de mando manuales, elementos de mando automáticos, dispositivos de señalización...), representación, interpretación, tipos de esquemas... 

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Qué es un automatismo eléctrico

La automatización es el reemplazo de la actuación humana por mecanismos que se mueven mediante una fuente de energía externa, que puede ejecutar ciclos enteros de operaciones que repiten indefinidamente.

Electricidad y automatismos eléctricos

La automatización eléctrica se refiere generalmente al control, mando y regulación, de máquinas eléctricas. Los automatismos eléctricos son circuitos y los elementos necesarios para realizar el control automatizado en las máquinas eléctricas.

Un automatismo eléctrico está compuesto por un grupo de componentes, aparatos y elementos eléctricos que posibilitan la conexión, desconexión y regulación de la energía eléctrica que reciben los receptores como lámparas, motores eléctricos, …

Según la tecnología utilizada para el montaje del sistema de control se puede diferenciar entre automatismos cableados y automatismos programados

Dispositivos básicos en un automatismo

A continuación, se muestra un resumen de los elementos que constituyen el Cuadro Eléctrico.

Elementos de mando manuales 

  • Pulsador. Son componentes mecánicos para el cierre y la apertura. El pulsador se activa interviniendo sobre el directamente, pero retornará a su estado inicial de reposo de forma automática, cuando desaparezca la activación. Se trata de componentes que participan en el diálogo hombre – máquina.
  • Interruptores. Los conmutadores e interruptores son componentes que activan o desactivan las instalaciones o maquinas eléctricas a través de la posición de una palanca. Al contrario que los pulsadores, los interruptores al ser activados se quedan en dicha posición hasta que vuelve a ser modificada.

Elementos de mando automáticos

  • Finales de carrera. Los interruptores de posición o finales de carrera son pulsadores empleados para el circuito de mando y activados mediante componentes mecánicos. Generalmente se emplean para el control de la posición de la máquina que está en movimiento. Desde un punto de vista eléctrico, están constituidos por un conjunto de contactos NA (normalmente abierto) y NC (normalmente cerrado), de forma que cuando se activan se modifican las condiciones del circuito.
  • Detectores: termostatos, presostatos, detectores de nivel líquido y sensores de presencia.

Dispositivos de señalización

  • Pilotos de señalización: estos dispositivos forman parte del diálogo hombre – máquina, se emplean en el circuito de mando para señalar el estado real del sistema (marcha, parada, sentido de giro, …). Normalmente está compuesto por un diodo o lampara, situado en la envolvente adecuada a las necesidades de trabajo. En el mercado hay una amplia variedad en función de las necesidades de empleo (colores normalizados, consumo, tensión, iluminación, …).

Dispositivos de regulación

Los controladores, también llamados reguladores, son componentes que consiguen que una variable o magnitud física que se necesita regular (como la posición del eje de un motor, velocidad de una máquina eléctrica, temperatura de una estancia…) se mantenga entre uno límites aceptables, sin la actuación directa de un operario humano.

Contactores y relés

Se trata de componentes de cierre y apertura por contactos en las diferentes zonas del circuito eléctrico.

  • Contactor y telerruptor. Los contactores son componentes de conexión o desconexión que solo disponen de una posición de reposo y controlado a distancia, regresa a posición de desconectado cuando desaparece la fuerza que lo conservaba conectado. 
  • Relés temporizadores. Se suelen conocer como temporizadores. Se trata de relés que posibilitan ajustar su tiempo de desconexión y conexión. El tiempo de ajuste puede ser de milisegundos a horas.

Dispositivos de protección

  • Fusibles. Son elementos de protección contra la sobreintensidad. Se abre el circuito cuando la intensidad es superior a un valor determinado, generalmente producida por un cortocircuito o sobrecarga.
  • Magnetotérmico. También se denomina pequeño interruptor automático PIA. Se trata de un relé para protección de cortocircuito y sobrecarga en la instalación. Es magnético porque protege ante intensidades excesivas (Intensidad de cortocircuito), y es térmico porque protege ante sobrecalentamientos (intensidades superiores a las nominales durante un tiempo determinado).
  • Interruptor diferencial. Un interruptor diferencial o relé consiste en un dispositivo que protege a las personas ante contactos directos o indirectos. Si una persona entra en contacto con una zona con carga activa, que no debería tener corriente (carga activa), el interruptor diferencial cortará la corriente de la instalación en un tiempo determinado, adecuado para evitar daños graves a la persona. Un diferencial protege la persona ante corrientes de fuga.
  • Relé térmico. Consiste en un mecanismo que se emplea como dispositivo de protección del receptor (generalmente un motor) ante calentamientos y sobrecargas. Su funcionamiento se basa en cortar el circuito si la intensidad que consume el motor rebasa la máxima permitida durante un tiempo determinado, de esta forma se evita que el bobinado se deteriore.
  • Guardamotor. El guardamotor es un elemento creado para proteger los motores ante cortocircuitos y sobrecargas. El dispositivo puede integrar ciertos contactos auxiliares para su empleo con el circuito de mando. Tiene un botón para regular la intensidad de la protección. Se conecta de forma previa al contactor. Aunque realmente consiste en un PIA adaptado para motores, su diseño especial aporta al elemento una curva de disparo mejorada ante sobreintensidades transitorias características en los arranques de motores.
  • Motores. El componente de salida en cualquier automatismo generalmente es uno o más motores eléctricos. Los componentes del automatismo se utilizan para el control de los motores.

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Representación de automatismos

Identificación de los componentes 

En cada cuadro eléctrico, los componentes se tienen que identificar siguiendo las normas:

  1. La letra que identifica el componente.
  2. El número que identifica el número del componente dentro del esquema de la instalación.
  3. La letra que identifica la función del componente. Generalmente M (Main / Principal) o A (Auxiliar).

Marcado de los bornes

El término bornes se refiere a cada parte metálica del dispositivo o maquina eléctrica en la que se realiza la conexión del aparato a los conductores o a otros aparatos. En base a la norma CEI el marcado de los bornes debe llevar una numeración determinada.

Cómo interpretar un esquema eléctrico

Cuando se necesitan representar esquemas eléctricos industriales o comerciales, se hace con esquemas. Los esquemas son diseños simplificados en los que se representan los diferentes elementos que constituyen la instalación.

Dichos elementos se representan con símbolos, que están normalizados según dibujos regularizados con normas, con la finalidad de que se puedan interpretar por cualquier persona en cualquier país. Los símbolos eléctricos más destacables aparecen en la guía descargable. 

Esquema de fuerza o potencia

Se tienen que indicar los contactos principales de los siguientes componentes:

  • Actuadores (líneas, motores…).
  • Dispositivos de protección (relés, disyuntores…).
  • Dispositivos de conexión y desconexión (contactores, interruptores…).

Todos los componentes deben estar identificados según el tipo de aparato, número que lo define dentro del conjunto y la función que realiza.

Esquema de mando o maniobra

Consiste en una representación lógica de los componentes que forman el automatismo que administra la instalación. Se tienen que indicar los siguientes componentes:

  • Elementos de interacción hombre-máquina (finales de carrera, pulsadores…).
  • Dispositivos de señalización y aviso (sirenas, lámparas…).
  • Bobinas de los componentes de mando y protección (relés, contactores…).
  • Contactos auxiliares en los aparatos receptores.

Todos los componentes deben estar identificados según el tipo de aparato, número que lo define dentro del conjunto y la función (principal, auxiliar…) que realiza.

Identificación de los componentes según EN 81346

En la norma EN 81346 se regula y define la clasificación de los componentes de esquemas eléctricos a través de letras que los identifican. En la identificación de referencia se le anteponen signos que indican:

  • La función (=)
  • Tipo de producto (–) 
  • Lugar del componente (+)

Los componentes incorporados en esquemas de circuitos eléctricos referentes a una unidad de control se marcan mediante letras.

Fases para la realización de un automatismo

  1. Funcionalidad y diseño.
  2. Dimensionamiento de dispositivos.
  3. Esquema eléctrico.
  4. Cuadro eléctrico.
  5. Ensayo y pruebas.
  6. Puesta en servicio.

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