Automatismos Industriales PDF - Instalaciones Eléctricas y Automáticas

Curso de INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y AUTOMÁTICAS MÓDULO Automatismos industriales M04_Automatismos_industriales_IT5_Modulo.indd 1 1/9/21...

Curso de INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y AUTOMÁTICAS MÓDULO Automatismos industriales M04_Automatismos_industriales_IT5_Modulo.indd 1 1/9/21 14:13  Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares de «Copyright», bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo públicos. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos, http://www.cedro.org) si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra. INICIATIVA Y COORDINACIÓN Centro de Estudios CEAC COLABORADORES Realización: JAZ Editors, S.L. Dirección técnica: Manuel García Gómez Ingeniero electrónico. Ingeniero Químico. Profesor de Postgrado de Electrónica, UPC. Profesor de electricidad y electrónica en diversos centros. Responsable de Procesos, Seat, S.A. Actualización y realización de contenidos: Manuel García Gómez Ingeniero electrónico. Ingeniero Químico. Profesor de Postgrado de Electrónica, UPC. Profesor de electricidad y electrónica en diversos centros. Responsable de Procesos, Seat, S.A. Antonio Salinas Villar Técnico Formador, Seat S.A. Corrección y adaptación pedagógica: Víctor Salinas Melero Licenciado en Geografía e Historia. Máster en Formación del Profesorado. Redactor y editor técnico. Coordinación general, diseño y desarrollo: Joan Zaplana Compaginación e ilustración: Jessica Calzada, Eva Oliva y Gloria García Supervisión técnica y pedagógica: Grufium Educación y Excelencia, S.L. Coordinación editorial: Grufium Educación y Excelencia, S.L. © Grufium Educación y Excelencia, S.L. Barcelona (España), 2021 Primera edición: Septiembre 2021 ISBN: 978-84-1300-705-2 (Obra completa) ISBN: 978-84-1300-709-0 (Automatismos industriales) Depósito legal: B-11040-2021 Impreso por: SERVINFORM Avenida de los Premios Nobel, 37 Polígono Casablanca 28850 Torrejón de Ardoz (Madrid) Impreso en España Printed in Spain M04_Automatismos_industriales_IT5_Modulo.indd 2 8/9/21 13:12  Introducción D esde el siglo xix, cuando se comenzó a utilizar la electricidad como fuente de energía, y hasta la actualidad, se han intentado representar gráficamente las instalaciones de la forma más rea- lista posible. Desde que un automatismo industrial se diseña hasta que entra en funcionamiento pasa por tres fases: el diseño, la elaboración de la docu- mentación técnica y el montaje de dicho automatismo. Para comenzar este módulo trabajaremos con todo lo relacionado con estas tres fases. En la fase de diseño conoceremos los principios generales de la repre- sentación gráfica (croquis, formatos, escalas...), representaremos piezas y apa- ratos, simbología normalizada, planos y esquemas eléctricos normalizados e interpretación de los mismos. En la fase de elaboración de documentación técnica veremos el desarrollo de la memoria técnica (dimensiones, materiales constructivos, envolventes, apa- ratos a instalar, etc.), la secuencia de operaciones y cuadros eléctricos (tipos, componentes, grados de protección...). Por último, entraremos en el mecanizado de cuadros y canalizaciones para el montaje del automatismo industrial, en el que abordaremos temas como los materiales empleados, sus propiedades, magnitudes y unidades, instrumentos de medida, técnicas de mecanizado, marcado y trazado, etc. A continuación, describiremos los componentes que constituyen las instala- ciones de automatismos industriales y detallaremos los elementos más signi- ficativos que intervienen en la automatización. Describiremos las principales características de los automatismos industriales, como su estructura y áreas de aplicación. Estudiaremos la aparamenta eléc- trica empleada en estos sistemas, como los elementos de protección, compo- nentes de mando, elementos de señalización, interruptores de posición, pul- sadores y actuadores, y describiremos en profundidad el principal actuador empleado, que es el contactor. En los procesos de automatización se requiere, en numerosas ocasiones, la cap- tación de variables físicas, eléctricas o electrónicas. Estas variables intervienen de forma significativa a la hora de tomar las decisiones pertinentes, en cada momento, dentro del proceso automatizado. Los dispositivos encargados de realizar estas captaciones son los sensores, también llamados detectores. Estu- diaremos los sensores más empleados en este tipo de instalaciones eléctricas. Se describirán las máquinas eléctricas que intervienen en un proceso automá- tico industrial, así como sus principales características de conexionado y puesta en funcionamiento, tanto en corriente alterna como en corriente continua. En la última parte del módulo, abordaremos el montaje de las instalaciones eléctricas de automatización, tanto en lógica cableada como programada. 3 Automatismos industriales Para ello, estudiaremos los diferentes arranques de motores de corriente alterna y de corriente continua, y realizaremos los principales esquemas de arranque de motores de corriente alterna, con diferentes condiciones de funcionamiento. Los autómatas programables son los encargados de realizar los automatis- mos industriales en lógica programada. Describiremos y estudiaremos su fun- cionamiento y sus diferentes partes, así como su mantenimiento y reparación. Para acabar, la prevención de riesgos laborales es vital para evitar accidentes, de tal forma que nuestro trabajo sirva para ganarnos la vida y no para perderla. Se realizará una descripción de los riesgos más habituales de nuestra rama, así como de los equipos de protección individual necesarios para realizar traba- jos en el sector eléctrico. 4  Contenido 1 Fundamentos de representación gráfica ❶ Principios generales del dibujo técnico 2 Dibujo técnico aplicado a automatismos industriales ❶ Representación de piezas y aparatos en cuadros de automatismos industriales ❷ Acotación de elementos representados ❸ Identificación de componentes en instalaciones de automatismos industriales ❹ Planos y esquemas normalizados 3 Constitución y elaboración de documentación técnica de cuadros eléctricos ❶ Cuadros para automatismos industriales ❷ Grados de protección de cuadros eléctricos ❸ Documentación técnica de cuadros eléctricos 4 Mecanizado de cuadros y canalizaciones ❶ Propiedades y características de los materiales empleados en mecanizados ❷ Magnitudes y unidades ❸ Técnicas de medida y trazado ❹ Técnicas y herramientas de mecanizado ❺ Medidas de seguridad para el mecanizado ❻ Normativa y reglamentación aplicadas a cuadros eléctricos ❼ Proceso de mecanizado de cuadros eléctricos 5 Automatismos industriales 5 Componentes que integran los automatismos industriales ❶ Características de los automatismos industriales ❷ Elementos de un automatismo industrial 6 Captación de datos en automatismos industriales ❶ Adquisición de datos 7 Generalidades sobre automatismos industriales ❶ Líneas eléctricas ❷ Conceptos generales sobre máquinas eléctricas ❸ Motores eléctricos ❹ Medidas eléctricas en automatismos industriales 8 Motores eléctricos de corriente alterna y corriente continua ❶ Motores de corriente alterna ❷ Motores de corriente continua 9 Montaje de instalaciones electrotécnicas automatizadas ❶ Esquemas de cuadros de distribución y cuadros de mando y protección ❷ Inversión de giro en máquinas eléctricas rotativas ❸ Arranque de motores de corriente alterna con arranque directo sobre la línea de alimentación 6  Contenido ❹ Programa para el diseño gráfico y simulación de automatismos industriales CADe_SIMU ❺ Procesos en ambientes industriales ❻ Representación de esquemas con referencias cruzadas 10 Puesta en marcha de motores eléctricos de corriente alterna Limitación de la sobreintensidad de arranque, frenado y regulación de velocidad ❶ Limitación de la sobreintensidad de arranque en motores eléctricos ❷ Frenado eléctrico en motores de corriente alterna ❸ Variación de velocidad en motores de corriente alterna 11 Lógica programada, automatización con autómatas programables ❶ Características de los autómatas programables ❷ Autómata programable S7‑200 de Siemens ❸ Conceptos de programación ❹ Programación del autómata programable 12 Mantenimiento de instalaciones y prevención de riesgos laborales ❶ Mantenimiento de instalaciones de automatismos industriales ❷ Prevención de riesgos laborales y protección medioambiental 7 1 Fundamentos de representación gráfica ❶ PRINCIPIOS GENERALES DEL DIBUJO TÉCNICO El dibujo técnico es un sistema de representación gráfico de diversos tipos de objetos, con el fin de proporcionar información suficiente para facilitar la elabora- ción de diseños, su construcción, instalación y mantenimiento de dichos objetos. Cuando se ha de documentar un determinado proceso automatizado se ha de representar gráficamente todo lo relacionado con él. En ocasiones es sufi- ciente con reproducir la parte eléctrica para mostrar el montaje a realizar, pero lo normal es que se acompañe al diseño puramente eléctrico de planos, vis- tas del lugar de instalación, instrucciones de montaje, instrucciones de funcio- namiento, entre otras. Para poder elaborar esta documentación es necesario conocer los fundamentos de la representación gráfica, que posteriormente aplicaremos en los automatis- mos eléctricos (esquemas y vistas de cuadros eléctricos, por ejemplo). Pero se hace necesario manejar las técnicas habituales del dibujo técnico, pues son las aplicadas a este tipo de representaciones técnicas. Deben resultarnos familia- res a la hora de trabajar términos como escalas, formatos, vistas, acotación, etc. Nuestro principal objetivo a la hora de representar un automatismo eléctrico reside en conseguir que se asemeje lo más posible a la realidad, para lo cual rea- lizaremos los planos y esquemas necesarios para facilitar el montaje del proceso a automatizar. Para alcanzar nuestro objetivo, usaremos los fundamentos de la representación gráfica a nuestro alcance que desarrollaremos en este apartado. Croquis El croquis consiste en la representación a mano alzada de estancias, instala- ciones o automatismos industriales existentes, instalaciones o automatismos industriales a proyectar, primeros diseños en obra para toma de decisiones, entre otros, respetando las proporciones de los objetos en la medida de lo posible. Estos esbozos permiten crear una imagen o idea previa a la realiza- ción de la obra o montaje. 8  Fundamentos de representación gráfica Los croquis a pesar de realizarse sin precisión ni detalles minuciosos, son fun- damentales y paso previo en muchas ocasiones a la ejecución del dibujo defi- nitivo. En este documento se detallarán de forma precisa cuantos datos sean necesarios para la interpretación de esquemas, montajes, ensamblajes, etc. Ejemplo Imaginemos un caso real, en el que un cliente solicita nuestros servicios para realizar el llenado automático de un aljibe de agua potable en su finca rural, para garantizar el abastecimiento de agua en verano, ante los numerosos cortes de suministro que se realizan en dicha época del año. En la conversación mantenida con el cliente, a pie de obra, nos informa de las condiciones de funcionamiento que desea para su aljibe. En la figura 1.1 representamos el croquis del automatismo industrial a realizar, invitándote a que descifres las condiciones requeridas por el cliente y que en el siguiente párrafo se detallan. Figura 1.1 Croquis de instalación real de bombeo. Tras el estudio del croquis podemos ver las condiciones de funcionamiento solicitadas, así como la infraestructura necesaria a instalar, siendo esta: Para el llenado del aljibe se dispondrán dos bombas, MB1 y MB2. Dispondremos de una seta de emergencia (S1) para desactivar el pro- ceso automatizado ante cualquier contingencia. Para el llenado se seleccionará una de las dos bombas, mediante el conmutador S3. El control de llenado lo realiza la sonda de nivel de pozo B, que dis- pone de tres sondas: referencia, mínimo y máximo. El funcionamiento del sistema se podrá activar de forma manual o automática, para lo cual utilizaremos el conmutador S2. Además, este mecanismo dispone de una posición intermedia o posición cero, 9 Automatismos industriales con la cual podremos dejar fuera de servicio el sistema automático. La figura 1.2 representa gráficamente un conmutador con posición intermedia o posición cero. Alimentación trifásica más conductor de tierra, en canalización bajo tubo enterrada. Figura 1.2 Vista frontal y símbolo de conmutador con posición cero. Formatos Se denomina formato a la hoja de papel donde se plasma el dibujo, cuyas dimensiones, expresadas en milímetros, y forma están normalizadas. En España los formatos de dibujo técnico los regula la norma UNE 1026‑2 83 Parte 2, donde se describen las características de los formatos y que encuentra su equi- valencia en la norma internacional ISO 5457. En la realización de planos técnicos se utiliza papel de diferentes tipos, que debe ser de color blanco de 80 g de peso o superior. Las dimensiones de los formatos, según normativa, responden a las reglas de doblado, semejanza y referencia. Según las cuales: Un formato se obtiene por doblado transversal del inmediatamente superior. La relación entre los lados de un formato es igual a la relación existente entre el lado de un cuadrado y su diagonal, es decir 1/√ 2. Para la obtención de los formatos se parte de un formato base de 1 m2. Normativas y normalización El significado etimológico de la palabra norma, procedente del latín nor‑ mun, es la regla a seguir para llegar a un fin determinado. La normaliza- ción consiste en un conjunto de reglas o normas destinadas a: Especificar, unificar y simplificar las relaciones en aplicaciones técni- cas muy diversas. Especificar o determinar, de un modo preciso, los materiales y dimen- siones a fin de evitar errores en la identificación. 10  Fundamentos de representación gráfica Unificar o adoptar las medidas convenientes para que resulten fabri- caciones intercambiables. Simplificar o indicar las normas de fabricación que permitan hacer más fácil la forma geométrica, la mecanización y reducir el número de piezas o moldes. Entre los propósitos que persigue la normalización podemos encon- trar los siguientes: Reducción de costes económicos al simplificar los elementos a pro- ducir. Hacer más flexible el comercio internacional al permitir intercambios de iguales características entre distintos países. Al fabricar productos o servicios (normalización de representación gráfica, por ejemplo) bajo norma, garantizamos que sus caracterís- ticas sean iguales. Con la normalización se han simplificado los diseños, pues trabajamos con elementos normalizados, y se han reducido transportes, almacena- mientos y embalajes, entre otros. Los principales órganos normalizadores a nivel nacional e internacional son los siguientes: ISO (International Organization for Standardization). Organización Inter- nacional para la Normalización, con sede en Ginebra y dependiente de la ONU. Trabaja en todos los campos de la normalización, salvo el campo de ingeniería eléctrica y electrónica, que es responsabilidad del CEI (Comité Electrotécnico Internacional). CEI (Comité Electrotécnico Internacional). Comité internacional que redacta normativas de ámbito internacional en el campo de la inge- niería eléctrica y electrónica. CE (Conformité Européenne). Conformidad Europea, que es una marca para ciertos grupos de servicios o productos industriales y es el testi- monio, por parte del fabricante, de que su producto cumple con los mínimos requisitos legales y técnicos en materia de seguridad de los estados miembros de la Unión Europea. UNE (Unificación de Normativas Españolas). Organismo nacional para la unificación de normas. Bajo las normas UNE se redactan y actua- lizan las normas de aplicación de ámbito nacional y europeo (en algunos casos). Las normas se numeran siguiendo una clasificación decimal. El código con que se designa cada una de las normas está estructurado de la siguiente manera: Norma A B C A: Comité técnico que la elabora y del cual depende la norma. B: Número de norma emitida por dicho comité, UNE 1 032 82 indicando cuando se trata de una revisión (R), una modificación (M) o un complemento (C). C: Año de edición de la norma. 11 Automatismos industriales Con todo lo expuesto anteriormente podemos encontrarnos, entre otras, las siguientes normas de uso habitual: Norma UNE, de aplicación en el ámbito nacional y no armonizadas con Europa. Norma UNE‑EN, de aplicación en el ámbito nacional y armonizadas con Europa, que son de aplicación en cualquier país de la Comuni- dad Europea firmante del acuerdo de normalización en el seno de UE. UNE‑EN ISO, Norma UNE que adapta una norma europea idéntica a una norma ISO, manteniendo el mismo número de serie que la norma ISO. Normas CEI, normas de aplicación internacional. Directrices europeas CE; a cualquier producto con este distintivo no se le podrá negar su venta y distribución en cualquier país de la UE. Aplicando estas tres reglas se establece que el formato base, llamado serie A0, tendrá unas dimensiones de 1.189 × 841 mm. El resto de formatos se obten- drán mediante doblados sucesivos del formato base A0 (figura 1.3). Figura 1.3 En la norma UNE 1026-2- 83 Parte 2, equivalente a la ISO 5457, se especifican las características de los formatos de la serie A. Los sucesivos formatos se obtienen doblando por la mitad el formato previo. En la ilustración se ha resaltado el formato A4. 12  Fundamentos de representación gráfica La normativa establece formatos auxiliares, con el nombre de B y C, para sobres, carpetas, archivadores, etc. La serie B está relacionada con el formato de la serie A y la serie C está relacionada con el formato de las series A y B. Los tamaños de los formatos serie B se obtienen como media geométrica de los lados homólogos de dos formatos sucesivos de la serie A, cuyas medidas para el formato B0 se obtienen mediante: Los formatos más empleados en dibujo técnico pertenecen a la serie A, por ello debemos de recordar sus medidas, pero no es necesario aprenderse todos de memoria, basta con recordar las medidas del A0 y saber que el resto de formatos normalizados se logra con el doblado sucesivo del for- mato base. La tabla 1.1 muestra las medidas normalizadas de los formatos de las series A, B y C. Tabla 1.1 Medidas en mm de los formatos de las series A, B y C Serie A Serie B Serie C A0 841 × 1.189 B0 1.000 × 1.414 C0 917 × 1.297 A1 594 × 841 B1 707 × 1.000 C1 648 × 917 A2 420 × 594 B2 500 × 707 C2 458 × 648 A3 297 × 420 B3 353 × 500 C3 324 × 456 A4 210 × 297 B4 250 × 353 C4 229 × 324 A5 148 × 210 B5 176 × 250 C5 162 × 229 A6 105 × 148 B6 125 × 176 C6 114 × 162 A7 74 × 105 B7 88 × 125 C7 81 × 114 A8 52 × 74 B8 62 × 88 C8 57 × 81 A9 37 × 52 B9 44 × 62 A10 26 × 37 B10 31 × 44 Para la representación de piezas alargadas la normativa permite el uso de formatos especiales de forma excepcional. Estos se confeccionan multipli- cando por 2, 3, 4... y 9 veces las dimensiones del lado corto de un formato. En las tablas 1.2 y 1.3 indicamos las medidas normalizadas para este tipo de formatos especiales. Tabla 1.2 Formatos alargados especiales A3 × 3 420 × 891 A3 × 4 420 × 1.188 A4 × 3 297 × 630 A4 × 4 297 × 840 A4 × 5 297 × 1.051 13 Automatismos industriales Tabla 1.3 Formatos alargados excepcionales A0 × 2 1.189 × 1.862 A0 × 3 1.189 × 2.523 A1 × 3 841 × 1.782 A1 × 4 841 × 2.376 A2 × 3 594 × 1.260 A2 × 4 594 × 1.680 A2 × 5 594 × 2.100 A3 × 5 420 × 1.485 A3 × 6 420 × 1.782 A3 × 7 420 × 2.079 A4 × 6 297 × 1.260 A4 × 7 297 × 1.470 A4 × 8 297 × 1.680 A4 × 9 297 × 1.890 Márgenes y cuadro de rotulado La norma UNE‑EN ISO 5457‑2000 recoge la documentación técnica de pro- ductos, formatos y presentación de los elementos gráficos, y tiene correspon- dencia con la norma internacional ISO 5457:1999. La normativa recoge que ha de dejarse espacio o extensión útil para delimitar el área destinada al dibujo; es decir, hay que delimitar la zona de papel donde podemos dibujar. Esta zona es concretada por un margen derecho, izquierdo, superior e inferior que forman un recuadro. Se recomienda que los márgenes tengan una anchura mínima de 20 mm para formatos A0 y A1 y de 10 mm para formatos A2, A3 y A4. Si la documentación se va a archivar, como sucede en la mayoría de los casos, se debe de prever una anchura mínima de 20 mm en el borde izquierdo opuesto al cuadro de rotulado. El recuadro delimita la zona de realización del dibujo, realizándose de trazo continuo de una anchura mínima 5 mm. El cuadro de rotulado, conocido también como cajetín de rotulado, lo regula la norma UNE 1035‑1995, en la que se indica que la posición del cuadro de rotulación se debe colocar dentro del recuadro de dibujo, en la parte inferior derecha y con sentido de lectura en la misma dirección que el dibujo. Además, marca la anchura máxima de los cajetines en 170 mm. El diseño interior del caje- tín de rotulado depende del proyectista, no existiendo normativa alguna que lo regule, encontrándonos numerosos diseños en el mercado. La figura 1.4 es uno de tantos diseños de cuadro de rotulado que podemos encontrar. En los márgenes es recomendable dibujar señales de centrado en los extre- mos de simetría del formato, tanto en el ancho como en el largo del papel. 14  Fundamentos de representación gráfica Estas líneas deberán de tener un grosor mínimo de 0,5 mm y deben de sobre- Figura 1.4 pasar el recuadro en 5 mm, con el fin de facilitar la reproducción del plano, de Cuadro de rotulado con medidas. tal forma que las reproducciones que se realicen del mismo tengan las mis- mas dimensiones que el formato original. Sobre las marcas de centrado es conveniente realizar dos flechas para indicar la posición de la hoja sobre el tablero, que se denominan señales de orien- tación. Por otro lado, es adecuado realizar una graduación métrica de referencia, fuera de los márgenes que delimitan el espacio útil de dibujo, consistente en una regla de 100 mm de longitud, dividida en centímetros, que permite compro- bar la reducción o ampliación de los originales en caso de reproducción de los mismos. En la figura 1.5 se ha representado un formato A4 tipo, indicando las caracte- rísticas descritas en los párrafos anteriores. Plegado La representación gráfica de cualquier dibujo técnico, entre los que se inclu- yen los automatismos eléctricos, debe ser dibujada en planos cuyas medidas estén normalizadas, como hemos visto en el apartado «Formatos». Los forma- tos empleados para plasmar los diseños de automatismos industriales y en general todos los dibujos técnicos pertenecen a la serie A. Las dimensiones de los formatos empleados habitualmente para dibujar los planos suelen ser de gran tamaño, lo que dificulta su manejo, transporte y archivo. Debido a ello, se deben plegar los planos hasta un formato normali- zado más manejable. 15 Automatismos industriales Figura 1.5 La documentación técnica debe ser presentada, según normativa, en formato Márgenes y cajetín de A4 (en la figura 1.3 se ha destacado dicho formato); por tanto, deberemos ple- rotulado de un formato A4 tipo. gar los planos cuyas dimensiones sean superiores a 210 × 297 mm, medida normalizada de un A4. La norma UNE 1027‑95 determina la forma de plegar los planos. Estos pliegues se realizarán en zig‑zag tanto en sentido vertical como horizontal, hasta que sus dimensiones permitan el fácil archivado de la documentación en formato A4. Además especifica que el cuadro de rotulación debe de quedar siempre en la parte anterior y a la vista. En las figuras 1.6 a 1.9 se puede observar el plegado a realizar para formatos A0, A1, A2 y A3. 16  Fundamentos de representación gráfica Figura 1.6 Doblado de un formato A3 a formato A4. Figura 1.7 Doblado de un formato A2 a formato A4. Figura 1.8 Doblado de un formato A1 a formato A4. Figura 1.9 Doblado de un formato A0 a formato A4. Escalas normalizadas En teoría podemos representar gráficamente un dibujo a cual- quier escala, pero esto no es operativo. Para poder leer fácil- mente los valores representados en un plano, empleando reglas o escalímetros, se recomienda el uso de escalas normalizadas. La normativa UNE‑EN ISO 5455:1996 indica las recomendaciones de las escalas a aplicar en el dibujo técnico. El escalímetro es una regla de forma triangular, con sección estre- llada y graduación especial, que permite saber la medida real del objeto medido en el plano de forma directa. Incorpora gra- duaciones de 1:100, 1:200, 1:250, 1:300, 1:400 y 1:500. Para dibu- jos representados a escala que sean múltiplos y submúltiplos se usarán las anteriormente mencionadas, obteniéndose la medida real en cualquier caso (en la tabla 1.4 vemos algunos ejemplos). Figura 1.10 Escalímetros. 17 Automatismos industriales Tabla 1.4 Escala del escalímetro a emplear en función de la escala del plano Escala del plano Escala del escalímetro 1:10 1:100 1:100 1:1.000 1:10.000 1:20 1:200 Figura 1.11 Medida tomada sobre plano con regla 1:200 milimetrada. 1:2.000 1:20.000 1:25 1:250 1:250 1:2.500 1:25.000 1:50 1:500 1:500 1:5.000 1:50.000 Figura 1.12 Medida real sobre plano utilizando escalímetro. Las figuras 1.11 y 1.12 muestran las medidas tomadas sobre plano planta, a Saber más escala 1:50, de un lateral de una estancia, realizadas con una regla milimetrada Escala es la relación y un escalímetro, respectivamente. de semejanza que existe entre un dibujo y la La figura 1.11 muestra que la medida realizada tiene un valor de 5,45 cm. realidad de un objeto. Para determinar el valor real del ancho de la estancia medida, deberemos realizar los cálculos siguientes (escala de plano 1:50): Operando, la medida real será: 1 × Realidad = 5,45 × 50 Realidad = 272,5 cm = 2,725 m En la figura 1.12, empleando el escalímetro, la medida es directa; usaremos la escala 1:500 que es válida para planos representados a escala 1:50. En los planos deberá aparecer, en lugar preferente, la escala a la que han sido dibujados y se indicará expresamente cuando los dibujos técnicos están rea- lizados sin escala (S / E). La tabla 1.5 refleja las escalas normalizadas; no obstante, se permite el uso de escalas especiales en ciertos campos como los de la construcción (escalas 1:25, 1:30, 1:40, etc.). 18  Fundamentos de representación gráfica Tabla 1.5 Escalas normalizadas Escalas de reducción Escalas de Saber más Fabricación e Construcciones Topografía Urbanismo ampliación Las escalas pueden ser instalaciones civiles de reducción (cuando se quiere representar un 1:2 1:5 1:100 1:500 2:1 objeto grande), 1:5 1:10 1:200 1:2.000 5:1 de ampliación cuando el objeto es muy pequeño, 1:10 1:20 1:500 1:5.000 10:1 o escala natural cuando el objeto se representa 1:20 1:50 1:1.000 1:25.000 20:1 a su tamaño real. 1:50 1:100 1:2.000 1:50.000 50:1 1:100 1:200 1:5.000 100:1 1:200 1:500 1:10.000 200:1 1:1.000 1:25.000 1:50.000 Elección de la escala Cuando vamos a representar un automatismo eléctrico o cualquier dibujo téc- nico, se debe de seleccionar la escala del objeto a dibujar y el formato de papel adecuado, para que se puedan observar y diferenciar sus partes sin dificultad. No tiene sentido emplear un formato de papel muy grande con una escala pequeña, ya que si las partes del dibujo técnico no se identifican correcta- mente, implica que la elección del formato no ha sido adecuada. Por otra parte, si la elección del formato de papel es demasiado pequeño y nos vemos obli- gados a utilizar una escala de reducción grande, implicaría que el formato de papel es demasiado pequeño para poder distinguir los elementos del cuerpo a representar. A continuación vamos a resolver varios ejemplos para coger sol- tura en esta materia. Ejemplo Determina la escala y formato de papel adecuados para representar una estancia de un edificio cuyas dimensiones son 20 × 10 m. Aplicando una escala 1:50 el formato adecuado sería un A2, con el que vería- mos con detalle las estancias de cada planta, con las siguientes medidas: Operando, el largo mediría en el papel: Operando, el ancho mediría en el papel: 19 Automatismos industriales Ejemplo Queremos representar el frontal de un cuadro eléctrico en baja tensión cuyas medidas son 50 cm de ancho por 70 cm de alto. ¿Cuál es el formato de papel y la escala adecuada? Aplicando una escala 1:5 el formato adecuado sería un A4, con lo que se le podrá distinguir con facilidad las partes del cuadro eléctrico en baja ten- sión, con las siguientes medidas: Operando, el largo mediría en el papel: Operando, el ancho mediría en el papel: Ejemplo Queremos dibujar una arandela que posee un diámetro exterior de 7 mm y 5 mm de diámetro interior, para que se vea sin dificultad. Aplicando una escala 20:1 el formato adecuado sería un A4, con lo que se le podrá distinguir con facilidad: Operando, el diámetro exterior mediría en el papel: Operando, el diámetro interior mediría en el papel: La norma UNE 1‑032‑82, que tiene su correspondencia en la norma internacio- nal ISO 128 / 82, regula las líneas a emplear en dibujos técnicos, estableciendo diez tipos de líneas diferentes (tabla 1.6). Dos variables son las que definen las líneas empleadas en dibujo técnico, el trazado y el grosor. Encontraremos trazos continuos y discontinuos de varios tipos, así como diferentes grosores dependiendo estos de las dimen- siones o del tipo de dibujo. Los grosores normalizados son los reflejados en la tabla 1.7. 20  Fundamentos de representación gráfica Tabla 1.6 Líneas normalizadas Líneas Aplicaciones A1: contornos vistos A A2: aristas vistas B1: líneas ficticias vistas B2: líneas de cota B3: líneas auxiliares de cota B B4: líneas de referencia B5: rayados B6: contornos de secciones abatidas sobre superficies del dibujo B7: ejes cortos C C1: límites de vistas y cortes parciales D1: igual que C1 D E1: contornos ocultos E E2: aristas ocultas F F1: contornos ocultos F2: aristas ocultas G1: ejes de revolución G G2: trazas de planos de simetría G3: trayectorias H1: trazas de planos de corte o secciones H J1: indicación de líneas o superficies con especificaciones particulares J (templado, niquelado, cromado, etc.) K1: contornos de piezas contiguas K2: posiciones de piezas móviles K K3: líneas de centros de gravedad K4: contornos iniciales antes del conformado K5: partes de la pieza situadas delante del plano de corte El espaciado mínimo entre líneas paralelas (comprendida la representación de Tabla 1.7 Grosores de líneas normalizadas los rayados) no debe ser inferior a dos veces la anchura de la línea más gruesa y nunca inferior a 0,7 mm. Con frecuencia, en los dibujos técnicos, nos encon- Grosores normalizados [mm] tramos con diferentes tipos de líneas que se superponen; por ello, la norma- tiva recoge el orden de representación de las mismas, siendo este: 0,18 0,25 1. Contornos y aristas vistos. 0,35 2. Contornos y aristas ocultos. 0,5 3. Trazas de plano de corte. 0,7 4. Ejes de revolución y trazas de plano de simetría. 1 5. Líneas de contornos de gravedad. 1,4 2 6. Líneas de proyección. 21 Automatismos industriales Figura 1.13 Líneas de referencia. Además, los contornos contiguos de piezas ensambladas o unidas deben de coincidir, excepto en el caso de secciones delgadas. Por otro lado, para señalar una línea de cota, objeto, contorno, entre otros, de un elemento se emplean líneas de referencia. Las líneas de referencia deben de terminar: En punto, si terminan en el interior de un contorno (figura 1.13 A). En flecha, si acaban en el contorno del objeto representado (figura 1.13 B). Sin punto ni flecha, cuando terminan en una línea de cota (figura 1.13 C). En la figura 1.14 podemos identificar algunos de los tipos de líneas detalladas en la tabla 1.6. A continuación enumeramos unas recomendaciones para el empleo de líneas en los planos (figura 1.15): Las líneas de ejes de simetría tienen que sobresalir ligeramente del con- torno de la pieza y también las de centro de circunferencias, pero no deben continuar de una vista a otra. En las circunferencias, los ejes se han de cortar y no cruzarse; si las circun- ferencias son muy pequeñas se dibujarán líneas continuas finas. Figura 1.14 Identificación de tipos de líneas normalizadas. 22  Fundamentos de representación gráfica El eje de simetría puede omitirse en piezas cuya simetría se perciba con Figura 1.15 toda claridad. Recomendaciones de trazado de líneas en dibujos técnicos. Los ejes de simetría, cuando representemos media vista o un cuarto, lle- varán en sus extremos dos pequeños trazos paralelos. Cuando dos líneas de trazos sean paralelas y estén muy próximas, los tra- zos se dibujarán alternados. Las líneas de trazos, tanto si acaban en una línea continua o de trazos, acabarán en trazo. Una línea de trazos no cortará, al cruzarse, a una línea continua ni a otra de trazos. Los arcos de trazos acabarán en los puntos de tangencia. Vistas Se denomina vistas de un objeto a las proyecciones ortogonales (en ángulo recto) del mismo sobre 6 planos que forman un cubo. La norma UNE 1‑032‑82 dicta las pautas para la representación de vistas de un objeto, y tiene su equi- valencia en la norma internacional ISO 128‑82. Las vistas que un cuerpo tiene en el espacio dependerán de la dirección desde donde se mire. La figura 1.16 muestra las vistas normalizadas de una pieza, siendo estas: Dirección de vista A: vista de frente o alzado. Dirección de vista B: vista superior o planta. Dirección de vista C: vista perfil derecha o lateral derecha. Dirección de vista D: vista perfil izquierda o lateral izquierda. Dirección de vista E: vista inferior. Dirección de vista F: vista de frente o alzado. 23 Automatismos industriales La norma UNE 1‑032‑82 marca una forma única de situación de las vistas, llamado sistema euro- peo, que es el empleado en Europa. Existe otro método de obtención de vistas en Estados Uni- dos, conocido como sistema americano. Se hace necesario conocer ambos sistemas de represen- tación, debido al gran número de componentes y piezas procedentes de dicho país y su entorno. En ambos sistemas se obtienen las mismas vis- tas pero se colocan de forma diferente. Mientras que en el sistema europeo el objeto se encuentra entre el observador y el plano de proyección, en el sistema americano es el plano de proyección el que se encuentra entre el observador y el objeto Figura 1.16 Vistas de un objeto según sus seis direcciones. (figura 1.17). A B Figura 1.17 Vistas sistemas europeo (A) y americano (B). Podemos ver que una vez realizadas las seis proyecciones ortogonales (que están en ángulo recto) sobre las seis caras del cubo y tomando como referencia de la proyección los alzados (A), en ambos sistemas de representación de vistas se puede apreciar que la colocación de las proyecciones son diferentes. Para repre- sentar en un plano de dibujo técnico, que solo dispone de dos dimensiones, las vistas del objeto deberemos desplegar el cubo como indica la figura 1.18. A B Figura 1.18 Desdoble del cubo para ver todas las vistas del objeto. 24  Fundamentos de representación gráfica Figura 1.19 Vistas sobre plano de la pieza dibujada en la figura 1.16. Figura 1.20 Representación de la tercera vista a partir Figura 1.21 Obtención de la pieza en 3D a partir de otras dos. de sus tres vistas. Las seis vistas principales del objeto en sus posiciones según el sistema de representación empleado están plasmadas en la figura 1.19. Para poder distinguir el sistema usado para la representación gráfica se debe de añadir el símbolo reflejado en la figura 1.19 en cada sistema, formado por dos figu- ras que representan el alzado y vista lateral de izquierda de un cono truncado. Las líneas discontinuas de las proyecciones representan vistas ocultas desde la dirección en que se ha mirado. Para representar un cuadro de automatismos industriales o una pieza se reali- zarán las vistas mínimas, suficientes e idóneas para poder tener una visión real del mismo. Generalmente con concretar tres vistas (alzado, planta y perfil) es suficiente, en la mayoría de los casos, para definir un elemento. Saber más Partiendo de dos vistas podemos obtener la tercera de forma única. En la Según la norma UNE 1‑032‑82, dadas dos figura 1.20 se muestra cómo se consigue esta tercera vista. Para esto, se pro- vistas de una pieza cederá a trazar líneas auxiliares de referencia en ambas vistas, y en los puntos o cuadro industrial, la tercera queda supeditada de coincidencia se representará la vista a dibujar. En la figura 1.21 se plasma el a ellas, existiendo una proceso contrario: a partir de las vistas de un objeto se dibuja el mismo en 3D. posición y correspondencia fijas entre las mismas, Si disponemos de un objeto representado en 3D podemos obtener sus vis- pudiendo obtener una tercera vista a partir tas y viceversa. En la figura 1.22 se muestra el ejemplo de una pieza represen- de estas dos. tada en 3D y sus vistas. 25 Automatismos industriales Figura 1.22 Figura en 3D y sus vistas. Cortes, secciones y roturas A menudo, la representación de una pieza puede resultar confusa debido la complejidad de los detalles internos, aristas ocultas o la limitación de no poder acotar sobre dichas aristas. Una solución a este tipo de problemas son los cor- tes y las secciones. En ocasiones, la longitud de una pieza también puede com- plicar su representación a escala en un plano. Para estos casos puede ser útil hacer uso de roturas. En este tema estudiaremos estas técnicas, que se reco- gen en la norma UNE 1‑032‑82 «Dibujos técnicos: Principios generales de repre- sentación», equivalente a la norma ISO 128‑82. Cortes Con el corte, eliminamos una parte de la pieza en su representación para cla- rificar y hacer más sencilla su comprensión y acotación. Una vez establecidos uno o varios planos de corte, dejamos sin representar la parte de la pieza más cercana al observador, como podemos ver en la figura 1.23. En la figura 1.24 podemos ver cómo las aristas interiores afectadas por el corte se representan con el mismo espesor que las aristas vistas. La superficie afec- tada por el corte, en cambio, se representa con un rayado. Más adelante en este mismo tema veremos cómo se representa la marcha del corte, las normas para el rayado del mismo y otros aspectos importantes. 26  Fundamentos de representación gráfica Figura 1.23 Proceso visual de corte de una pieza en 3D. A B Figura 1.24 REPRESENTACIÓN NORMAL REPRESENTACIÓN AFECTADA DEL CORTE A-B Representación normalizada del corte de una pieza. Figura 1.25 Concepto y representación de la sección de una pieza. Sección Llamamos sección a la intersección del plano de corte con la pieza (superficie indicada en color rojo en la figura 1.25). Siempre que sea posible y para que resulte más clara y sencilla su representación, es preferible no representar el resto de la pieza que quedaría detrás de la sección. Líneas de rotura en los materiales Para poder dibujar objetos largos y uniformes, se suelen usar las líneas de rotura, que ahorran espacio en la representación al suprimir partes constan- tes y regulares de la pieza. Así se consigue centrar la representación en las par- tes que sí necesitan definición y acotación. 27 Automatismos industriales A B C D E F G H I Figura 1.26 A continuación se detalla cómo están normalizadas las representaciones con Representación de diferentes roturas y sus distintos tipos: líneas de rotura. Las normas UNE definen dos tipos de roturas (figura 1.26 A y B). La pri- mera se indica mediante una línea fina, como la de los ejes, a mano alzada y ligeramente irregular. La segunda representa los trabajos hechos con ordenador. En piezas en cuña y piramidales (figura 1.26 C y D) se utiliza la misma línea fina e irregular y se debe mantener la inclinación original de las aris- tas de la pieza. En piezas de madera, la línea de rotura se indica con una línea en zig‑zag (figura 1.26 E). En piezas cilíndricas macizas, la línea de rotura se indica mediante lo que denominamos línea lazada (figura 1.26 F). En piezas cónicas empleamos las mismas líneas lazadas, pero en este caso ambas no tendrán el mismo tamaño debido a la forma de la pieza (figura 1.26 G). En piezas cilíndricas huecas (tubos), indicaremos la rotura mediante una doble lazada que muestre los diámetros interior y exterior (figura 1.26 H). En figuras uniformes, podemos representar la rotura con una línea de trazo y punto fina como la de los ejes (figura 1.26 I). Representación de la marcha de un corte Cuando la trayectoria de un corte es evidente, no es necesaria ninguna indi- cación (figura 1.27 A). En cambio, cuando esta trayectoria se realiza mediante varios planos de corte o cuando por algún motivo no resulta evidente, su recorrido se indica mediante una línea de trazo y punto fina que se repre- senta con tramos gruesos en sus extremos y en los cambios de dirección (figura 1.27 B a D). 28  Fundamentos de representación gráfica A-A A A A B A-A A A-A A A A C D Los extremos del plano de corte se indican con dos letras mayúsculas que sir- Figura 1.27 ven de referencia y pueden ser repetidas (A‑A) o consecutivas (A‑B). Además de Representación de la marcha de un corte las letras, también se dibujan dos flechas que indican el sentido de la observa- ción. Un corte puede realizarse por diferentes tipos de planos: Un único plano (figura 1.27 A), planos paralelos (figura 1.27 B), planos sucesivos (figura 1.27 C) y planos concurrentes (figura 1.27 D). En este último caso, uno de ellos se gira antes del abatimiento. Norma para el rayado de los cortes Como hemos visto, las superficies de una pieza afectadas por un corte se resal- tan mediante un rayado de líneas paralelas, cuyo espesor será el más fino de la serie usada. Basándonos en las normas UNE, podemos determinar las siguien- tes reglas para la realización de los rayados: La inclinación del rayado será de 45° respecto a los ejes de simetría o contorno principal de la pieza (figura 1.28 A). La separación entre dichas líneas dependerá del tamaño de la repre- sentación, pero nunca debe ser inferior a 0,7 mm ni superior a 3 mm (figura 1.28 B). En las piezas de gran tamaño, el rayado puede reducirse a una zona que siga el contorno de la superficie a rayar (figura 1.28 C). En los casos de cortes parciales o mordeduras, la separación entre la parte seleccionada y el resto de la pieza se indica con una línea fina a mano alzada. Esta línea no debe coincidir con ninguna arista ni eje de la pieza (figura 1.28 D). 29 Automatismos industriales A B C D E F G 50 H I J K Figura 1.28 Las diferentes zonas rayadas correspondientes a un mismo corte ten- Representación de rayado drán siempre la misma inclinación y separación (figura 1.28 E). También de cortes. mantendremos el mismo rayado en cortes diferentes de una misma pieza (figura 1.28 F). En piezas afectadas por un corte de planos paralelos emplearemos tam- bién el mismo rayado. En piezas afectadas por un corte por planos paralelos emplearemos el mismo rayado, pudiendo desplazarse en la línea de separación (figura 1.28 G). En cortes sobre representaciones de conjuntos, las diferentes piezas se rayarán modificando la inclinación de 45°. Podemos también variar la separación de las rayas cuando sea imprescindible (figura 1.28 H). Cuando la superficie es muy delgada, en vez de rayar se ennegrece. Si hay varias superficies contiguas, se deja una pequeña separación entre ellas no inferior a 7 mm (figura 1.28 I). Debemos evitar consignar cotas sobre superficies rayadas. En caso de hacerlo, se debe interrumpir el rayado en la zona de la cifra de cota, pero no en las flechas ni en las líneas de cota (figura 1.28 J). No se dibujan aristas ocultas sobre superficies rayadas de un corte. Solo se admiten excepcionalmente si es inevitable y con ello se contribuye decisivamente a la interpretación de la pieza (figura 1.28 K). 30  Fundamentos de representación gráfica Elementos que no se seccionan Según las normas, hay diversas piezas que no debemos seccionar: tornillos, tuercas, arandelas, pasadores, remaches, eslabones de cadena, chavetas, tabi- ques de refuerzo, nervios, orejeras, bolas de cojinetes, mangos de herramien- tas, ejes, brazos de ruedas, poleas, etc. Como ejemplo, podemos ver: un tornillo, tuerca y remache (figura 1.29 A), un eslabón de cadena (figura 1.29 B), un mango de herramienta (figura 1.29 C), tabiques de refuerzo (figura 1.29 D), una unión roscada (figura 1.29 E) y bra- zos de polea (figura 1.29 F). A B C D E F Figura 1.29 Representación de elementos que no se seccionan. Tipos de corte Podemos clasificar los distintos tipos de corte en tres grandes grupos: Corte total (figura 1.30 A y B). Es el producido por uno o varios planos que atraviesan totalmente la pieza, dejando solamente en vista exterior las aristas de contorno. Semicorte o corte al cuarto (figura 1.30 C). Se utilizan en piezas con eje de simetría. Se representa una mitad de la pieza en sección y la otra mitad en vista exterior. Corte parcial o mordedura (figura 1.30 D). Se usa cuando solo necesi- tamos representar pequeños detalles interiores de una pieza y se deli- mita mediante una línea fina y ligeramente sinuosa. 31 Automatismos industriales A-A A A A B C D Figura 1.30 Corte total (A y B), Secciones abatidas semicorte o corte al cuarto (C) y corte parcial o Estas secciones están producidas por planos perpendiculares a los de proyec- mordedura (D). ción y se representan girándolas 90° sobre su eje para que queden sobre el mismo plano del dibujo. Se usan siempre que no comprometan la claridad de la representación. Existen distintos tipos: Secciones abatidas sin desplazamiento. Se representan delimitadas por una línea fina (figura 1.31 A y B). Secciones abatidas con desplazamiento. Se representan delimitadas por una línea gruesa. La sección desplazada puede colocarse en la posi- ción de proyección normal, cerca de la pieza y unida a esta mediante una línea de trazo y punto (figura 1.32 A). También puede desplazarse a una posición cualquiera siempre que se indique el plano de corte y el nombre de la sección (figura 1.32 B). Figura 1.31 Secciones abatidas sin desplazamiento. A B Figura 1.32 Secciones abatidas con desplazamiento. A) En proyección normal desplazada. A B) Separada con indicación del plano de corte y del nombre de la sección. A-A A A B 32  Fundamentos de representación gráfica B B-B A C D A-A C-C D-D D A C B A A B C B A C A-A B-B C-C B C Secciones abatidas sucesivas. El desplazamiento de la sección se Figura 1.33 podrá realizar a lo largo del eje (figura 1.33 A), desplazada a lo largo del Secciones abatidas sucesivas. plano de corte (figura 1.33 B) o desplazada a una posición cualquiera A) Sección desplazada (­figura 1.33 C). a lo largo del eje. B) Sección desplazada a lo largo del plano de corte. C) Sección desplazada Acotación a una posición cualquiera. El acotado dentro del área de dibujo técnico es muy extenso y diverso. En este capítulo veremos un esbozo que nos permitirá realizar acotados en planos, así como interpretar las cotas en planos ya dibujados, todo ello sin entrar a fondo en el tema en cuestión. La normativa define el concepto de cota como el valor numérico expresado en unidades de medida apropiadas y representado gráficamente en los dibujos técnicos con líneas, símbolos y notas. La norma UNE 1039‑94 es la que regula el acotado de dibujos técnicos. 33 Automatismos industriales La acotación es el trabajo más complejo en representaciones técnicas de dibu- jos. A la hora de realizar la acotación es necesario saber si el dibujo servirá para fabricar la pieza o solo para verificar las medidas de la misma una vez fabricada, pues en el primer caso es aún más importante que sean exactas. Un dibujo estará acotado correctamente cuando se han representado las cotas mínimas suficientes y apropiadas, sirviendo de guía las siguientes recomendaciones. No se repetirán cotas en un dibujo salvo que sea imprescindible. No debe olvidarse ninguna cota. Se dibujarán las cotas en las partes del dibujo donde queden más claras. Todas las medidas de las cotas se representarán con las mismas unida- des de medida. Siempre que sea posible se acotará fuera del dibujo. Se evitará acotar las vistas ocultas, salvo que aclaren el dibujo. Las cotas serán proporcionales al dibujo. Diámetros y taladros se acotarán en el interior de la vista. Debe evitarse la necesidad de obtener cotas por suma o diferencia de otras, ya que puede implicar errores en la fabricación. Elementos de acotación Los principales elementos que intervienen en la acotación son (figura 1.34): Cifra. Es el número que indica la magnitud; suele ir acompañado de las unidades de medida. El número puede situarse con cualquier alineación encima de la línea de cota o partiendo esta. Línea de cota. Línea paralela al tramo que se quiere acotar. Figura 1.34 Elementos de acotación. 34  Fundamentos de representación gráfica Líneas auxiliares de cota. Líneas perpendiculares a la dimensión a aco- tar que sirven para dar mayor claridad a la cota. Símbolo final de cota. Terminación final de la línea de cota. General- mente se emplea punta de flecha, aunque se admiten pequeñas líneas a 45° o círculos. Símbolos. En ocasiones acompañan a la cifra de cota para simplificar la misma. Los más usuales: □: símbolo de cuadrado. 0: símbolo de diámetro. R: símbolo de radio. SR: símbolo de radio de una esfera. S0: símbolo de diámetro de una esfera. Clasificación de cotas Clasificamos las cotas en función de su importancia y su cometido en el plano (figura 1.35). En la tabla 1.8 se desarrolla esta clasificación. Definir todos los tipos de cotas que se pueden representar sería muy extenso; por ello en la figura 1.36 se representa un esquema con una gran variedad de cotas para que sirva de referencia. Figura 1.35 Tipos de cotas. 35 Automatismos industriales Tabla 1.8 Clasificación de cotas En función de su importancia En función de su cometido Cotas Esenciales para que la pieza Cotas de Indican el tamaño de los funcionales pueda cumplir su función dimensiones elementos del dibujo, como diámetros, radios, agujeros, Cotas no Sirven para la total definición huecos en la pieza funcionales de la pieza pero no son esenciales para que cumpla su función Cotas Cotas que dan las medidas totales Cotas de Determinan posiciones de los auxiliares exteriores e interiores situación elementos dentro de la pieza 174 43 18 66 30 11 (R 4) 22 2 14,4 20 M 22 9,5 R 2 1,5 x45º 8 P9 6 P9 25 4 (21) 5 Figura 1.36 Acotación de un eje de corona. Rotulación Podemos definirla como la destreza de dibujar letras y números bajo norma- tiva. La rotulación permite indicar las medidas, títulos, métodos de trabajo, tipos de material, entre otras, y es parte integral de un dibujo, ya que explica aspec- tos, señala dimensiones y forma parte de la presentación. Una rotulación mal ejecutada rebaja la calidad del dibujo técnico realizado. Los aspectos más importantes para confeccionar un buen rotulado son: Realizar el rotulado proporcionado al objeto, cota o cajetín del que forma parte. Orden en el sentido de los trazos. Uniformidad en altura, inclinación, intensidad y peso de las líneas. Tradicionalmente el rotulado se realizaba a mano, resultando una tarea molesta, tediosa y repetitiva. Con la aparición de los programas de diseño esta tarea se ha simplificado enormemente, pudiendo ajustar tamaños, inclinaciones, gro- sores, colores, entre otros. Los tipos y formas que puede adoptar la rotulación en la actualidad, gracias a estos programas informáticos, son los mismos que podemos encontrar en cualquier software de tratamiento de textos. 36  Fundamentos de representación gráfica RESUMEN Las instalaciones de automatismos industriales, debido a su complejidad, se apoyan en dibu- jos técnicos para facilitar su desarrollo y montaje. Si cada técnico realizase al libre albedrío sus representaciones gráficas, sería costoso y en muchos casos indescifrable el seguimiento de esta documentación. Para que todos hablemos el mismo lenguaje técnico, se hace necesario que trabajemos con las mismas pautas y recursos. Para poder lograr nuestro objetivo, nos tenemos que apoyar en direc- trices comunes, que permitan la interpretación, desarrollo, montaje y puesta en marcha de insta- laciones eléctricas. Gracias a la normalización podemos realizar estas funciones, sin necesidad de haber diseñado nosotros mismos los procedimientos técnicos a instalar, incluso no es necesario hablar idiomas para comprender documentación técnica elaborada en otros países. Existen organismos reguladores, nacionales e internacionales, que son los encargados de ela- borar las normas de aplicación en cada campo. En España el organismo regulador está compuesto por comités técnicos de normalización, bajo las siglas UNE (Unificación de Normas Españolas). En la representación gráfica de automatismos industriales eléctricos se emplea el dibujo téc- nico. Los planos más comunes que se utilizan en este campo son: planos planta, planos de mon- taje y sus despieces, secciones de cuadros y esquemas, entre otros. Cualquier fundamento de dibujo técnico industrial se acomoda en este tipo de dibujos. El uso de croquis nos permite realizar los primeros diseños técnicos de nuestras instalaciones, consistentes en representaciones de dibujos técnicos a mano alzada, donde se reflejan de forma esquemática las partes de la instalación y las acciones a realizar. Como se ha mencionado con anterioridad, para documentar los automatismos industriales nos apoyamos en el dibujo de planos. Estos deben diseñarse en tamaños de papel o formatos normalizados. En dibujo técnico el formato más empleado es la serie A, que toma como base un formato de 1 m2, llamado A0 (841 × 1.189 mm). El resto de tamaños se consiguen mediante ple- gados sucesivos del formato base A0. Los objetos a representar pueden ser de tamaño muy grande o por el contrario demasiado pequeños. Para poder dibujarlos en planos deberemos de recurrir al empleo de escalas, que per- miten simbolizar los dibujos con un tamaño más pequeño o más grande que su tamaño original, manteniendo una proporción entre el dibujo y la realidad. Los objetos reales a reproducir disponen de tres dimensiones; sin embargo, nuestro papel o formato solo dispone de dos. Para facilitar su representación se recurre a las vistas del objeto, consistente en seis proyecciones ortogonales sobre las caras de un cubo imaginario que rodea al objeto. La forma de realizar estas vistas se debe realizar bajo norma. No tiene sentido un plano técnico en el cual no se hayan reflejado las medidas de los elemen- tos dibujados en él. La normalización de las medidas en los dibujos, que se conoce como aco- tado, garantiza que los procesos de fabricación y montaje sean correctos. La acotación es uno de los apartados más importantes dentro del dibujo técnico. 37 2 Dibujo técnico aplicado a automatismos industriales El dibujo técnico abarca numerosos campos, como el arquitectónico, mecánico, geológico, topográfico, urbanístico, instalaciones sanitarias, electrónico y eléc- trico. Este último es el que se desarrolla en el presente capítulo. Los elementos con los que se montan los cuadros eléctricos de un automatismo industrial están com- puestos de piezas mecánicas, que se representan de igual forma que el dibujo téc- nico industrial mecánico. Además, su acotado no difiere al descrito anteriormente, empleándose las técnicas de acotado normalizadas para este tipo de dibujos. Res- pecto a la parte eléctrica, existen diferencias entre los diferentes campos aplica- dos en el dibujo técnico. Describiremos las peculiaridades exclusivas del dibujo técnico aplicado a automatismos eléctricos, que son particulares de este campo. En primer lugar, se abordará la norma que regula la identificación de los com- ponentes eléctricos, que integran los automatismos industriales. Describién- dose de forma detallada la correcta identificación de los mismos. En la representación gráfica de los automatismos industriales, encontramos coincidencias con otros campos del dibujo técnico, entre las que destacamos los planos de montaje y planta, entre otras. Sin embargo, hay documentación gráfica propia de las instalaciones eléctricas; por ejemplo, los planos de cone- xionado eléctricos, en los que se detallan gráficamente las conexiones de los distintos componentes que forman parte de la instalación eléctrica. Para poder realizar el conexionado, trazado de canalizaciones y distribución de elementos, nos apoyaremos en esquemas que nos permitirán identificar las instalaciones representadas gráficamente en los planos técnicos. El fin de estos esquemas es facilitar las labores de diseño, puesta en marcha, instalación y montaje de cualquier automatismo industrial. ❶ REPRESENTACIÓN DE PIEZAS Y APARATOS EN CUADROS DE AUTOMATISMOS INDUSTRIALES Los cuadros industriales donde se encuentran los aparatos instalados pueden ser compactos o modulares. Los cuadros compactos, de pequeñas ­dimensiones y montaje único, ya vienen acabados de fábrica y pueden ser instalados direc- 38  Dibujo técnico aplicado a automatismos industriales Figura 2.1 Representación de un cuadro eléctrico. tamente después de su desembalaje. Los cuadros modulares, de mayor tamaño y varias posibilidades de montaje, se distribuyen en piezas que deben ser mon- tadas antes de su instalación. Los dos tipos de cuadros se componen de perfiles, tornillería, bastidores, tapas, aisladores, bridas, embarrado, sujeciones y otros elementos que se representan de la misma forma que las piezas mecánicas descritas anteriormente. Las representaciones de un cuadro suelen incorporar representaciones en 3D, vistas, secciones y / o cortes de los aparatos y piezas que lo conforman. Los pla- nos de montaje suelen complementarse con diferentes vistas de tornillería, per- files, piezas, componentes, ensamblajes, aparatos y distintas vistas del cuadro eléctrico terminado (figura 2.1). La documentación técnica debe ser suficiente pero limitada, sin excesivas representaciones repetitivas. ❷ ACOTACIÓN DE ELEMENTOS REPRESENTADOS Se ha comentado con anterioridad que la acotación es una de las funciones más complejas e importantes del dibujo técnico. El acotado se realiza siem- pre bajo las mismas directrices, independientemente del dibujo representado; es decir, la acotación se efectúa de la misma forma que para piezas mecáni- cas, planos, despieces, cuadros eléctricos, etc. En la figura 2.2 se han represen- tado, como ejemplo, distintos elementos que podemos encontrarnos en cua- dros eléctricos. 39 Automatismos industriales La importancia de la acotación Una deficiente acotación hace malo un buen dibujo y una buena acotación hace bueno un mal dibujo. Figura 2.2 Acotado aplicado a automatismos industriales. ❸ IDENTIFICACIÓN DE COMPONENTES EN INSTALACIONES DE AUTOMATISMOS INDUSTRIALES Desde el punto de vista eléctrico, según marca la normativa, un componente queda identificado mediante 3 indicativos (figura 2.3), siendo estos: Letras de referencia. Indican la función que realiza el aparato (protec- ciones, mecanismos, contactores, etc). La norma que rige este referen- ciado es UNE‑EN 81346‑1:2009 (Ratificada) y UNE‑EN 81346‑2:2011. Símbolo gráfico. Dibujo normalizado que representa, de forma grá- fica, al componente. La norma que regula los símbolos eléctricos es EN 60617‑5:1996 (Idéntico), que concuerda con la norma europea EN 61341:2012. Identificación de conductores y terminales. Marcación numérica o alfa- numérica que proporciona información sobre los terminales de un ele- mento y de los conductores de la instalación eléctrica. Permite identificar potenciales, fases, borne de entrada y salida, conexionado de motores, etc. La norma IEC 60417 y su equivalente europea EN 60445:2017 regu- lan este codificado. 40  Dibujo técnico aplicado a automatismos industriales En las instalaciones de automatización industrial se apli- can diferentes normativas para representar sus circuitos: Norma UNE‑EN 81346‑1:2009 (Ratificada) y EN 61346‑2. Código de letras para designar los tipos de elementos que intervienen en instalaciones eléctricas. EN 60617‑5:1996 (Idéntico). Simbología eléctrica. UNE‑EN 61666:2010. Identificación de termina- les del sistema. Norma IEC 50757. Código de designación de colores. Norma EN 60445 y IEC 60417. Marcaje de termi- Figura 2.3 Simbología normalizada de un pulsador nales y conductores. de marcha. Identificación de elementos Las normas EN 61346‑1 y EN 61346‑2 son las que se deben aplicar para refe- renciar los elementos representados. Con la aprobación de estas normas, se ha derogado la norma IEC 750 que regulaba este cometido con anterio- ridad. La norma IEC 750 está muy extendida, de hecho muchos profesio- nales, fabricantes, profesores de la enseñanza y autores de libros la siguen empleando, siendo más difícil encontrar esquemas con la normativa correcta, EN 61346‑1 y EN 61346‑2, que con la incorrecta IEC 750 (derogada). Son pocos los fabricantes que están referenciando sus esquemas correctamente, como es el caso MOELLER. Ante esta situación, se ha de reflexionar si el marcado de los esquemas lo rea- lizamos con las normas que están en vigor, como sería lo lógico, o emplea- mos la norma IEC 750 que está derogada, pero que prácticamente usa todo el mundo. Se ha tomado la decisión de referenciar los esquemas empleando la norma IEC 750, que es la más empleada en la actualidad, y poner entre parén- tesis el marcado con la nueva normativa en aquellos mecanismos cuyo mar- cado, con la nueva normativa, difiere del recogido en la norma IEC 750 (dero- gada). Paulatinamente, según se vayan difundiendo las nuevas normas, se ira implantando cada vez más el uso de las mismas. El objetivo del curso no es complicar la realización de esquemas, sino dar cono- cimiento al lector de la situación en la que nos encontramos, recomendando a fecha de hoy que se use la normativa derogada en exámenes o pruebas, pues de lo contrario, puede acarrearle problemas motivados por el desconoci- miento de los profesionales educativos y formativos del cambio de normativa. La nueva normativa, a diferencia de la IEC 750, codifica en primer lugar la fun- ción del aparato eléctrico; por ello se dispone de un espacio libre para selec- cionar la letra de codificación, por ejemplo: F: presostatos. B: resistor de precisión. G: generadores. 41 Automatismos industriales Además, la norma especifica: Las denominaciones de los bornes de conexión no se representarán con lectura desde la derecha. En la identificación del equipo eléctrico no se empleará una segunda letra; por ejemplo, un temporizador que se marcaba con las letras K1T pasará a llamarse K1. Los contactores se marcarán con la letra O y se numerarán del 11 a nn; por ejemplo, K10M pasará a identificarse como O11. Los interruptores automáticos cuya principal función sea la protección se marcarán con la letra O, exactamente igual que con la anterior norma- tiva. Se numeran del 1 al 10, empezando por la parte superior izquierda. Los contactores auxiliares o relés emplean la letra K para su referenciado y se numeran del 1 a n. Tabla 2.1 Letras de referencia usadas en automatismos industriales Nueva codificación Antigua Referenciado EN 61346‑1 EN 61346‑2 codificación IEC 750 T Convertidores de señal B C Condensadores C C Dispositivos de memoria D V Filtros electroacústicos E F Disipadores bimetálicos F B Presostatos F Fusibles para corrientes F F débiles, HH de señales T Convertidores de frecuencia G G Generadores G T Arrancadores suaves G G SAI G E Lámparas H Aparatos de señalización P H ópticos y acústicos P Columnas de señalización H K Contactor auxiliar o relé K T Contactor semiconductor K O Contactor de potencia K K Relés temporizados K R Bobinas de inductancia L Amplificadores de T aislamiento, amplificadores N de inversión O Interruptores‑seccionadores O Continúa 42  Dibujo técnico aplicado a automatismos industriales Tabla 2.1 Letras de referencia usadas en automatismos industriales (continuación) Nueva codificación Antigua Referenciado EN 61346‑1 EN 61346‑2 codificación IEC 750 Interruptores automáticos O O para protección Interruptores protectores O O de motor Conmutadores O O estrella‑triángulo O Seccionadores O R Resistencia de ajuste R B Resistencia de precisión R E Resistencia de calefacción R S Aparatos de mando S S Pulsadores S B Interruptores de posición S T Transformadores de tensión T Transformadores de T T intensidad T Transformadores T Transformadores de T U frecuencia R Diodos V T Rectificadores V K Transistores V K Filtros CEM Z Dispositivos supresores de F radiointerferencias y de Z amortiguación de chispas En la tabla 2.1 se muestran las letras que marcan los componentes eléctricos Recuerda de una instalación con la nueva normativa. Para favorecer el período transi- torio entre ambos marcados, se han comparado las letras de