Documentació i manuals en automatització industrial: guia completa

Informatec Digital » Recursos » Documentació i manuals en automatització industrial: guia completa

La documentació i els manuals en automatització industrial no són un simple “paperot” que s'arxiva i s'oblida. Són la base perquè una instal·lació automatitzada es dissenyi bé, es munti sense errors, es posi en marxa amb seguretat i, sobretot, es mantingui funcionant al màxim rendiment durant anys. En qualsevol línia de producció moderna, des de la primera idea del projecte fins a l'últim comunicat de manteniment, tot es recolza en documents tècnics ben fets.

Quan parlem de automatització i robòtica industrial, entren en joc autòmats programables, xarxes de comunicació, quadres elèctrics, sistemes electropneumàtics, robots, sensors, variadors de freqüència, programari de supervisió i un llarg etcètera. Coordinar tot això sense una documentació clara seria una missió impossible. Per això, dins de la formació d'un tècnic superior en automatització i robòtica industrial, la part de documentació tècnica es considera un mòdul clau i es tracta amb molta profunditat des dels tipus de documents de projecte fins als annexos de qualitat i medi ambient.

Importància de la documentació tècnica en automatització industrial

En un projecte d'automatització, la documentació tècnica influeix directament en el rendiment global de la planta: temps de parada, facilitat per localitzar avaries, rapidesa en modificacions o ampliacions, seguretat per als operaris i capacitat per justificar costos. Un projecte pot tenir un maquinari excel·lent i un programari molt treballat, però si la documentació és pobra, al final es perd temps, diners i s'incrementen els riscos. El rendiment global de la planta depèn tant del disseny com de la qualitat de la documentació que el suporta.

L'experiència al sector ha demostrat que una documentació tècnica completa i ben estructurada redueix significativament errors durant el muntatge, evita interpretacions ambigües entre departaments (enginyeria, producció, manteniment, compres) i facilita que qualsevol tècnic nou pugui entendre la instal·lació sense haver de dependre sempre del “que el va muntar”. Això és especialment crític en línies de producció complexes, on intervenen quadres elèctrics, automatismes, sistemes pneumàtics i robots col·laboratius.

A més, en molts projectes industrials, la documentació és un requisit contractual. El client final exigeix ​​una sèrie de documents mínims: memòria, especificacions tècniques, plànols elèctrics i pneumàtics, manual doperació, manual de manteniment, llistat de recanvis, certificats de conformitat, etc. Un lliurament de documentació incompleta o mal elaborada pot provocar retards en l'acceptació de la instal·lació, les penalitzacions econòmiques o la necessitat de refer gran part del treball documental al final del projecte.

A l'àmbit educatiu, obres especialitzades sobre Documentació Tècnica per a cicles d'automatització i robòtica industrial recullen de forma sistemàtica com s'han d'elaborar i organitzar aquests documents. Aquestes referències han esdevingut material d'estudi i consulta habitual tant a centres de FP com a departaments d'enginyeria, perquè ordenen els conceptes i unifiquen criteris de representació, simbologia i formats.

D'altra banda, convé recordar que la documentació tècnica també és clau per a la seguretat. Normatives de prevenció de riscos laborals i directives de màquines exigeixen que el fabricant proporcioni manuals clars d'ús, procediments de bloqueig i consignació, esquemes actualitzats i advertiments ben visibles. Una mala documentació pot conduir a maniobres insegures, errors en consignacions elèctriques o intervencions inadequades sobre sistemes automatitzats.

Documents fonamentals d'un projecte d'automatització

Dins qualsevol projecte d'automatització industrial, hi ha un conjunt de documents bàsics que es consideren imprescindibles per poder dissenyar, muntar, programar i mantenir la instal·lació amb garanties. Aquests documents segueixen una estructura que se sol repetir a la majoria d'empreses d'enginyeria.

En primer lloc, es troba la memòria tècnica del projecte, on es descriu lobjectiu de lautomatització, labast, la situació de partida, les solucions adoptades, les característiques principals de la instal·lació i els criteris de disseny (normes aplicades, nivells de seguretat, requisits de producció). Aquesta memòria serveix com a guia general i com a referència per entendre el conjunt.

Una altra peça clau són les especificacions tècniques i llistes de materials. S'hi detallen els equips seleccionats (autòmats, mòduls d'E/S, variadors, relés, seccionadors, contactors, vàlvules, cilindres, sensors, actuadors, etc.), les seves principals característiques, fabricants i referències comercials. Aquestes especificacions es fan servir tant per a compres com per a manteniment, ja que permeten localitzar ràpidament els recanvis adequats.

Els plànols elèctrics, electrònics i pneumàtics representen els esquemes de potència, de comandament, de control i de comunicacions. Inclouen des de l'esquema general d'alimentació i proteccions fins al detall de cada borner, cada mòdul d'E/S d'un PLC, cada sensor cablejat i cada element de la xarxa industrial. Sense aquests plànols, localitzar una avaria o modificar part de la instal·lació es torna una tasca molt més lenta i propensa a errors.

Juntament amb els plànols, s'elaboren els diagrames de funcionament i documentació funcional: diagrames de flux, descripcions de seqüències, cronogrames de senyals, taules d'entrades i sortides, i comentaris sobre la lògica de control. Aquesta part és essencial per als programadors de PLC i sistemes de supervisió, però també per a manteniment, que cal entendre què fa exactament cada programa i en quines condicions actua.

Finalment, dins del conjunt de documents d‟un projecte, s‟inclouen manuals d'operació i manteniment. El manual d'operació explica a l'usuari com utilitzar la instal·lació: modes de marxa, maniobres manuals, procediments d'arrencada i aturada, pautes de seguretat per a ús diari. El recull les pautes d'inspecció, neteja, ajustaments, canvis de components de desgast, així com la gestió d'avaries més freqüents i el diagnòstic.

Normes de representació gràfica i simbologia estàndard

Perquè qualsevol tècnic pugui interpretar correctament els documents, és imprescindible seguir normes de representació gràfica i simbologia estàndard. En automatització industrial s'utilitzen referències internacionals com ara la sèrie IEC 60617 per a símbols gràfics elèctrics, a més de normes específiques per a pneumàtica, hidràulica i representació d'elements de control.

L'ús coherent de símbols elèctrics i electrònics normalitzats garanteix que un esquema pugui ser entès per tècnics de diferents empreses i països. Interruptors, contactors, relés, seccionadors, proteccions magnetotèrmiques, diferencials, transformadors, variadors o autòmats es representen amb símbols consensuats, acompanyats de designacions clares (per exemple, Q per a interruptors, K per a relés, F per a fusibles, etc.).

En l'àmbit de la pneumàtica i electropneumàtica, també es recorre a simbologia específica per a vàlvules, cilindres, actuadors i elements auxiliars. Els diagrames de vies i posicions, les fletxes de direcció de flux o els elements d'accionament (elèctric, manual, mecànic) es representen amb signes normalitzats que permeten entendre en un cop d'ull el comportament del circuit.

Una altra part fonamental de la representació gràfica és el codi de designació de dispositius, que assigna a cada component una identificació única (per exemple, -Q1, -K10, -M3, -B2). Aquest codi es repeteix en plànols, llistes de materials i programari de programació, de manera que es pugui traçar fàcilment la relació entre l'esquema, l'equip físic i la variable al programa del PLC.

Complir amb aquestes normes de representació gràfica no és només una qüestió estètica. Simplifica la revisió de projectes, redueix confusions, facilita auditories i certificacions i ajuda a mantenir la coherència entre diferents documents al llarg de la vida útil de la instal·lació. A més, moltes eines de disseny assistit per ordinador incorporen biblioteques de símbols normalitzats per garantir aquesta coherència.

Elaboració de documentació gràfica amb AutoCAD i ús de capes

En l'elaboració de plànols per a automatització industrial, un dels programes més utilitzats és AutoCAD, especialment per a esquemes elèctrics, plànols de planta i detalls de muntatge. Una de les claus per obtenir documentació clara i manejable és l'ús intel·ligent de les capes (layers), que permeten organitzar la informació per tipus d'elements.

Una pràctica habitual consisteix a separar en capes independents els conductors de potència, les línies de comandament, els senyals de control, les referències d'E/S i les cotes. D'aquesta manera, és possible mostrar o amagar grups d'informació segons les necessitats del moment, simplificant el treball de revisió i evitant que el pla es torni il·legible per excés de detalls simultanis.

Les capes també s'utilitzen per diferenciar elements existents i elements nous projectes d'ampliació o reforma. Variant el color, el gruix de línia o el tipus de traç, es facilita reconèixer quines parts de la instal·lació es modifiquen i quines es mantenen, cosa especialment útil quan es treballa en plantes en funcionament on no es pot parar tot el sistema alhora.

Un altre aspecte rellevant és la creació de blocs normalitzats de símbols i quadres, que es reutilitzen en diferents projectes. Aquesta pràctica unifica criteris, estalvia temps i assegura que la simbologia emprada sigui sempre la mateixa. En projectes d'automatització, aquests blocs solen incloure símbols de contactes, bobines, borners, bornes de PLC, targetes d'E/S, relés de protecció i caixes de connexió, entre d'altres.

A la documentació gràfica amb AutoCAD, es presta atenció també a la escala, a la mida de text ia la jerarquia de plànols. Els plànols generals mostren la visió global (per exemple, l'esquema unifilar d'alimentació), mentre que els plànols de detall se centren en quadres específics, zones de planta o subconjunts d'automatització. Tot plegat, organitzat en un índex de plànols que facilita la navegació pel conjunt de la documentació.

Plànols tècnics d'instal·lacions elèctriques i sistemes automatitzats

Més enllà del CAD genèric, en automatització industrial adquireixen una rellevància especial els plànols tècnics específics d'instal·lacions elèctriques i sistemes automatitzats, que requereixen una estructura i un contingut molt precisos. Aquí entren en joc tant els esquemes de potència com els de comandament, control i comunicacions.

En els esquemes de potència es representen els transformadors, quadres generals, proteccions, enfangats, línies d'alimentació i motors, indicant seccions de conductors, calibres de proteccions i modes d'arrencada (estrella-triangle, arrencada suau, variador de freqüència). Aquests esquemes són fonamentals per al càlcul de capacitats, el dimensionament de proteccions i la seguretat de la instal·lació.

Els esquemes de maniobra i control recullen tots els dispositius de comandament (botoneres, selectors, finals de carrera, detectors), relés, contactors auxiliars i lògiques cablejades, a més de la part de control gestionada per autòmats programables. En moltes instal·lacions modernes, la lògica cablejada es redueix al mínim imprescindible, i la major part de la seqüència queda al programari del PLC, però tot i així els esquemes de comandament són imprescindibles per comprendre com s'interconnecten els diferents elements.

Un altre conjunt essencial el formen els esquemes d'entrades i sortides a autòmats (PLC). Aquests mostren l'assignació de cada sensor i actuador a una adreça física d'E/S: digitals, analògiques, especials (comptadors ràpids, mòduls de pesatge, etc.). La claredat en aquests esquemes és vital, ja que relaciona directament el món físic amb el programa de l'autòmat, facilitant tant la posada en marxa com el diagnòstic posterior d'avaries.

A les instal·lacions electropneumàtiques, s'hi afegeixen els esquemes pneumàtics i electropneumàtics, que mostren la xarxa daire comprimit, les vàlvules de distribució, els cilindres, els reguladors de pressió, els elements de preparació daire i els actuadors. També es detalla com es governen elèctricament aquestes vàlvules des de relés o sortides de PLC, integrant així el control pneumàtic al sistema d'automatització general.

Per elaborar i gestionar tots aquests plànols tècnics de forma eficient, és freqüent l'ús d'eines específiques d'enginyeria elèctrica com CADeSIMU o ePLAN Electric, que ofereixen funcions avançades per a la creació d'esquemes, la generació automàtica de llistes de cables, borners i components, i la gestió de modificacions i versions al llarg del cicle de vida del projecte.

Ús de CADeSIMU i ePLAN Electric a la documentació

El programari especialitzat com CADeSIMU i ePLAN Electric s'ha convertit en aliat imprescindible per als tècnics d'automatització, no només per dissenyar esquemes, sinó per generar i mantenir actualitzada la documentació completa d'una instal·lació industrial. Aquestes eines permeten anar més enllà del dibuix tradicional per treballar amb projectes altament estructurats.

Amb CADeSIMU, per exemple, es poden crear i simular esquemes elèctrics de forma didàctica, cosa molt útil en l'àmbit formatiu. Els usuaris poden muntar circuits, provar-ne el comportament i verificar lògiques de contacte abans de portar-les al món real. Això reforça la comprensió dels automatismes clàssics (arrencades directes, enclavaments, inversions de gir) i facilita el pas posterior a sistemes més complexos controlats per PLC.

D'altra banda, ePLAN Electric està orientat a projectes industrials de més envergadura, permetent crear esquemes professionals amb gestió avançada de referències creuades, numeració automàtica de cables, generació de llistes de materials i documentació associada. El gran avantatge és que lesquema deixa de ser un simple dibuix per convertir-se en una base de dades tècnica coherent.

Amb aquestes eines, el tècnic pot generar automàticament llistats de cables, borners, bornes de PLC i etiquetes, reduint de manera significativa errors de transcripció i temps de documentació. A més, les modificacions posteriors es reflecteixen en tots els documents relacionats, cosa que facilita mantenir la documentació al dia fins i tot després de diverses reformes de la instal·lació.

Un altre avantatge és la capacitat de aplicar estàndards d'empresa mitjançant macros i plantilles. Blocs de circuits freqüents, com ara arrencadors de motor, grups de vàlvules o mòduls de seguretat, es poden guardar com a plantilles reutilitzables amb les seves referències, textos i connexions, cosa que accelera el disseny i assegura l'homogeneïtat dels documents entre diferents projectes i tècnics.

Pressupostos i bases de dades de preus en projectes d'automatització

La documentació d‟un projecte d‟automatització no es limita a la part tècnica pura; també inclou la elaboració de pressupostos detallats. Aquests pressupostos es confeccionen habitualment a partir de bases de dades de preus, que recullen els costos de materials, mà d'obra, serveis externs i altres conceptes necessaris per executar la instal·lació.

En aquestes bases de dades es registren autòmats, mòduls, quadres elèctrics, canalitzacions, cablejat, sensors, actuadors, elements pneumàtics i altres components, cadascun amb el preu unitari, descomptes aplicables i referències de proveïdor. A partir del projecte tècnic i de les llistes de materials generades amb eines com ePLAN, es poden importar aquests elements i assignar-los els valors econòmics.

La integració entre la llista de materials (BOM) i el pressupost permet evitar desajustos entre allò que es dissenya i allò que s'ofereix. Si s'actualitza un component al projecte (per exemple, es canvia un tipus de variador o s'hi afegeixen mòduls d'E/S addicionals), es pot recalcular el pressupost de manera més fiable, evitant sorpreses en costos i problemes amb el client.

Els pressupostos també inclouen apartats de mà d'obra de muntatge, cablejat, programació i posada en marxa. Aquests es calculen a partir destimacions dhores per tasca, basades en lexperiència o en històrics de lempresa. Una documentació tècnica ben estructurada ajuda a fer aquestes estimacions amb més precisió, perquè permet veure clarament la complexitat real de la instal·lació. La correcta planificació de la posada en marxa és clau per ajustar temps i costos.

A més, en determinades instal·lacions s'incorporen annexos econòmics complementaris, com a anàlisi de retorn d'inversió (ROI), comparatives entre diferents solucions tecnològiques, desglossament d'opcions opcionals o fases d'ampliació futura. Tota aquesta part forma part de la documentació del projecte i condiciona la presa de decisions del client final.

Annexos de qualitat, medi ambient i manteniment preventiu

Un projecte d'automatització industrial complet sol anar acompanyat de annexos i manuals de gestió de qualitat, gestió mediambiental i plans de manteniment. Aquests elements complementen la documentació purament tècnica i s'alineen amb els sistemes de gestió de l'empresa (ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001, etc.).

En l'àmbit de la qualitat, s'hi inclouen procediments de verificació, proves de funcionament, llistes de revisió per a la posada en marxa i els protocols d'acceptació. Aquests documents defineixen com es comprova que la instal·lació compleix els requisits de disseny, quines proves es fan als quadres, quins assaigs es fan sobre proteccions i quins registres s'han de conservar.

Per la part mediambiental, la documentació recull instruccions de gestió de residus, manipulació de components perillosos (bateries, equips amb olis, components electrònics), així com recomanacions per minimitzar consums energètics i emissions. En automatització, això pot incloure la configuració òptima de variadors de freqüència, modes destalvi energètic en parades i selecció dequips dalta eficiència.

Pel que fa al manteniment, els annexos descriuen plans de manteniment preventiu i predictiu, especificant tasques periòdiques (ajustaments, inspeccions, greixatges, canvis de filtres, comprovació de connexions), freqüències recomanades i recursos necessaris. En sistemes avançats, s'incorporen tècniques de manteniment predictiu, utilitzant dades de sensors i sistemes de monitoratge per anticipar errors en motors, rodaments o components electrònics.

Aquests annexos s'integren amb la resta de la documentació tècnica per formar un conjunt coherent que no només descriu com està feta la instal·lació, sinó també com s'ha d'explotar de forma segura, eficient i sostenible durant tota la seva vida útil, una cosa cada cop més valorada per les empreses industrials i les administracions.

Contingut formatiu: documentació tècnica al Tècnic Superior en Automatització i Robòtica Industrial

Dins del cicle formatiu de Tècnic Superior en Automatització i Robòtica Industrial, l'assignatura o mòdul de Documentació Tècnica desenvolupa de forma sistemàtica tots els conceptes esmentats, amb l'objectiu que el futur tècnic domini tant la lectura com l'elaboració de documentació en projectes reals.

Aquest mòdul aborda des dels tipus de documents d'un projecte industrial (memòries, plànols, manuals, annexos) fins a l'ús pràctic de ferramentes de CAD i programari especialitzat, passant per les normes de simbologia, representació i normalització de documents. L'alumne aprèn a utilitzar aplicacions com AutoCAD per a plànols generals i programes com CADeSIMU o ePLAN Electric per a la part elèctrica i de control.

Les obres dedicades a aquesta matèria solen incloure nombroses figures, il·lustracions i esquemes de cablatge de potència, maniobra i entrades/sortides a autòmats, així com taules amb designacions de components i exemples dactivitats resoltes. Aquesta combinació de teoria i pràctica facilita que el tècnic no només sàpiga “llegir” un pla, sinó que estigui capacitat per generar-lo des de zero amb criteri professional.

A més, es posa l'accent en la integració de la documentació amb la gestió de la qualitat i el manteniment, explicant com elaborar annexos de manteniment preventiu, com reflectir als documents els procediments de seguretat i com estructurar manuals que siguin realment útils per a l'usuari final i no simples documents formals.

Aquest enfocament formatiu es complementa amb altres materials de referència, com ara llibres d'introducció a l'automàtica i l'automatització industrial, que ajuden a contextualitzar la documentació dins del conjunt de coneixements sobre sistemes de control, regulació, robòtica i comunicacions industrials.

La documentació i els manuals en automatització industrial conformen un pilar tècnic i organitzatiu sense el qual seria impossible dissenyar, posar en marxa i mantenir instal·lacions modernes de manera fiable, segura i eficient. Dominar aquest àmbit, tant a nivell pràctic com normatiu, s'ha convertit en una competència essencial per a qualsevol professional que es vulgui desenvolupar en l'automatització i la robòtica aplicada a la indústria.