BLOQUE 4: APLICACIONES GRÁFICAS EN LA INGENIERÍA
‐ Tema 11: Diagramas y esquemas ‐ Tema 12: Dibujo de conjuntos Tema 12: Dibujo de conjuntos ‐ Tema 13: Dibujo de construcción
TEMA 11: Diagramas y esquemas ÍNDICE 1.‐ Introducción 2.‐ Diagramas de flujo ‐ Elementos 3.‐ Tipos de diagramas utilizados en la ingeniería ‐ PD ‐ PID ‐ Esquemas eléctricos E lé t i ‐ Grafcets ‐ Esquemas isométricos de tuberías Esquemas isométricos de tuberías 4.‐ Normativa
TEMA 11: Diagramas y esquemas 1.‐ INTRODUCCIÓN O UCC Ó Todas las actividades relacionadas con las actividades técnicas, requieren en mayor o menor medida de las representaciones gráficas. gráficas El Área de la Expresión Gráfica en la Ingeniería, abarca todas las representaciones gráficas relacionadas con la ingeniería en cualquiera de sus ramas y en todas sus aplicaciones. aplicaciones Por ejemplo: ‐ Planos de despieces ‐ Planos de instalaciones ‐ Planos l d estructuras de ‐ Planos de levantamientos topográficos Pero además se dispone de una potente herramienta gráfica que permite hacer el trabajo del ingeniero más eficiente. Son los diagramas y esquemas. q
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Un proceso tecnológico es un conjunto j de etapas p relacionadas entre sí, que permite transformar diversos materiales o materias primas en un producto u objeto tecnológico. Un diagrama de flujo es la representación gráfica de un proceso. proceso
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Aplicaciones: Los diagramas de flujo se desarrollaron con la idea de representar procesos en áreas como la administración de empresas, la planificación de proyectos, la manufactura de productos, la estrategias de ventas y muchas áreas más, no obstante, han cobrado un interés muy especial en el análisis y planeación de procesos para el desarrollo de sistemas computacionales.
TEMA 11: Diagramas y esquemas 2.‐ DIAGRAMAS DE FLUJO. ELEMENTOS. El diagrama de flujo consta de símbolos como cuadros, rombos, óvalos, etc. que representan los pasos a seguir durante un proceso. Estos símbolos están conectados por flechas de un solo sentido y nos indican la secuencia en que se van desarrollando las distintas tareas Podemos agruparlos en: tareas.
Elementos básicos. Símbolos de líneas. Símbolos de instrumentos o equipos. Símbolos de actuadores. actuadores Otros símbolos.
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Elementos bรกsicos.
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TEMA 11: Diagramas y esquemas 2.‐ DIAGRAMAS DE FLUJO.METODOLOGÍA Para realizar el diagrama de flujo, debemos seguir una serie de pasos: A.‐ Determinar el marco y los límites del proceso: • Objetivo • Cliente • Origen • Resultado • Responsable • Participantes • Definiciones
TEMA 11: Diagramas y esquemas 2.‐ DIAGRAMAS DE FLUJO. METODOLOGÍA B.‐ Determinar los pasos del proceso: Realizaremos una lista con las actividades principales, entradas (inputs), salidas (outputs ) y decisiones. Tenemos que etiquetar cada actividad de la lista. En general, se nombran las acciones con verbos en infinitivo: comprar, hacer, entregar, revisar, etc. C.‐ Dibujar b ell diagrama d d flujo: de fl Para hacer el diagrama, se empezará identificando qué actividad, hecho,, información o p producto inicia el p proceso: este hecho irá dentro de un rectángulo de aristas redondeadas. Luego se determinará la actividad, o en su caso actividades, inmediatamente posterior o posteriores. t i
TEMA 11: Diagramas y esquemas 2.‐ DIAGRAMAS DE FLUJO. METODOLOGÍA A medida que se realiza el diagrama, para las actividades en que se considere necesario, se irá rellenado una "plantilla" en la que se indica: Qué es lo que se hace Quién lo hace Cuándo debe hacerlo Cómo debe hacerlo Los registros y/o los documentos que se hayan generado y que nutren la siguiente actividad
TEMA 11: Diagramas y esquemas 2.‐ DIAGRAMAS DE FLUJO. METODOLOGÍA D.‐ Comprobar el diagrama de flujo: El diagrama tiene por objetivo representar la realidad del proceso, por t t comprobaremos tanto b que resulta lt operativo. ti Verificaremos que están identificados claramente las actividades y los elementos del proceso. Cada camino debe conectar hacia atrás o hacia adelante con otra actividad. Si sale más de una flecha de un símbolo de actividad, actividad necesitaremos un rombo de toma de decisiones; a veces es necesario no usar preguntas de bifurcación explicando mediante un texto corto sobre flechas el camino a elegir Validaremos el diagrama con personas imparciales.
TEMA 11: Diagramas y esquemas 3.‐ DIAGRAMAS DE FLUJO EN LA INGENIERÍA. Son una herramienta esencial para que los ingenieros puedan desarrollar su trabajo eficientemente permitiendo descomponer tareas complejas en otras más sencillas que interactúan entre sí. Principalmente son tres los tipos de diagramas de flujo que se utilizan en la ingeniería, estos son conocidos como: Diagrama de d bloques. bl Diagrama de proceso (PD). Diagrama g de instrumentación y tuberías ((PID)) ((o también conocido como diagrama de instrumentación y proceso)..
TEMA 11: Diagramas y esquemas 3.1.‐ Diagrama de bloques Es un tipo de d diagrama d en ell que básicamente bá se utilizan l bl bloques y rectángulos para caracterizar las operaciones unitarias. Los bloques se unen mediante múltiples líneas que corresponden a líneas de flujo entre las diferentes unidades del proceso. El flujo de corrientes de proceso puede ser una combinación de líquidos o gases fluyendo a través de conductos o tuberías, tuberías o sólidos que arrastrados por cintas transportadoras. En este tipo de diagrama de flujo de ingeniería, las operaciones de los reactores, mezcladores, columnas de destilación y aparatos industriales, vienen representadas por rectángulos o un simple bloque. Las líneas de flujo de proceso se indican mediante líneas rectas cuidadosamente trazadas bien sea en posición vertical u horizontal. El flujo de corrientes de fluido se dispone cronológicamente y las unidades id d de d trabajo t b j deben d b ser indicadas i di d correctamente. t t
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TEMA 11: Diagramas y esquemas 3.2.‐ Diagramas de proceso (PD). Este tipo de diagramas de flujo de ingeniería se utilizan generalmente en la ingeniería química o ingeniería de procesos. Ellos ayudan a indicar el flujo del proceso industrial. La función principal de un diagrama de flujo del proceso es mostrar las interrelaciones entre los componentes clave en un sistema. Este tipo de diagrama de flujo de ingeniería pueden indicar los valores asignados en el diseño de los procesos. Un diagrama de flujo de ingeniería que muestra el flujo de proceso incluye la tubería del proceso, proceso los símbolos de los componentes clave, clave así como nombres y etiquetas de identificación, los controles y las válvulas que participan en la operación, Rutas clave de recirculación, asíí como líneas lí d circunvalación, de i l ió la l presión, ió la l temperatura t t e incluso i l la composición del fluido. En los diagramas de flujo del proceso, equipos de menor importancia tales como los detalles de las tuberías están excluidos de los dibujos.
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TEMA 11: Diagramas y esquemas 3.3.‐ Diagramas de Tuberías e Instrumentación(P&ID). Estos diagramas g de flujo j de ingeniería g se construyen y teniendo en cuenta las secuencias reales de las válvulas, reductores, el equipo y los enclavamientos de control. Et Estos dib j dibujos d ingeniería de i i í de d flujo fl j son cruciales i l para ell funcionamiento del sistema de proceso y que incluyen elementos tales como equipos mecánicos con sus nombres y etiquetas, todas las válvulas junto con su clasificación, la tubería junto con sus tamaños y clasificación, las direcciones de flujo, sistema automatizado de entradas así como todos los diversos desagües, desagües rejillas de ventilación, ventilación conductos de muestreo, los accesorios especiales y rejillas de ventilación. Estos diagramas son usados en varias instancias del proceso. Inicialmente como documento principal de proyecto, una vez puesto en funcionamiento como documento de control del proceso tanto para los técnicos de control como para los mecánicos y electricistas. electricistas
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TEMA 11: Diagramas y esquemas 4.‐ ESQUEMAS UTILIZADOS EN LA INGENIERÍA. Dentro de d la l gama de d esquemas que se utilizan l h b habitualmente l en la l ingeniería destacan por su uso extendido dos de ellos, los esquemas eléctricos y los esquemas isométricos de tuberías. 4.1.‐ Esquemas eléctricos. Un esquema eléctrico es una representación gráfica de una instalación eléctrica lé t i o de d parte t de d ella, ll en la l que queda d perfectamente f t t definido d fi id cada uno de los componentes de la instalación y la interconexión entre ellos. Los esquemas eléctricos a su vez pueden ser básicamente de dos tipos: esquemas eléctricos unifilares y multifilares.
TEMA 11: Diagramas y esquemas Los elementos básicos de un esquema eléctrico son: Leyendas: En un esquema, los componentes se identifican mediante un descriptor o referencia que se imprime en la lista de partes. Por ejemplo, M1 es el primer Motor, K1 es el primer Contactor Q1 es el primer Interruptor. Contactor, Interruptor Símbolos: Los estándares o normas en los esquemáticos varían de un país a otro y han cambiado con el tiempo. Lo importante es que cada dispositivo se represente mediante un único símbolo a lo largo de todo el esquema, y que quede claramente definido mediante la referencia y en la lista de p partes. Cableado y conexiones: El cableado se representa con líneas rectas, colocándose generalmente las líneas de alimentación en la parte superior e inferior del dibujo y todos los dispositivos, dispositivos y sus interconexiones, entre ambas líneas. Las uniones entre cables suelen indicarse mediante círculos, u otros gráficos, para diferenciarlas de l simples los i l cruces sin i conexión ió eléctrica. lé i
TEMA 11: Diagramas y esquemas 4.1.1.‐ 4 1 1 Esquemas E unifilares. ifil Es una representación gráfica de una instalación eléctrica o de parte de ella. El esquema unifilar se distingue de otros tipos de esquemas eléctricos en que el conjunto de conductores de un circuito se representa mediante una única línea, independientemente de la cantidad de dichos conductores. p el esquema q unifilar tiene una estructura de árbol. Típicamente
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TEMA 11: Diagramas y esquemas 4.1.1.‐ Esquemas multifilares. Si Sigue l mismos los i criterios it i de d representación t ió que los l unifilares ifil pero en este caso se representan todas las líneas del circuito eléctrico.
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TEMA 11: Diagramas y esquemas 4.1.‐ Esquemas Isométricos. En su versión más completa muestran la disposición espacial de todos los equipos a escala y en representación isométrica aunque con escasos detalles.
TEMA 11: Diagramas y esquemas Aunque la versión más utilizada es aquella en la que se representa parte de la instalación de tuberías en concreto, dentro del una p proceso industrial, para indicar el trazado de las mismas y poder ejecutarlo físicamente.
TEMA 11: Diagramas y esquemas 5.‐ NORMATIVA • UNE 1‐096‐83: ISO 3511/1; Funciones e instrumentación para la medida y regulación de los procesos industriales. Representación simbólica. • UNE 1‐097‐83: ISO 3753; Técnica de vacío. Símbolos gráficos. • Internacional IEC 61082: preparación de la documentación usada en electrotecnia. • Europea EN 60617 aprobada por la CENELEC (Comité Europeo de Normalización Electrotécnica) y la norma Española armonizada d con la l anterior (UNE ( EN 60617), ) asíí como la l norma internacional de base para las dos anteriores (IEC 60617) o (CEI 617:1996), ), definen los SÍMBOLOS GRÁFICOS PARA ESQUEMAS. Q • ANSI: American National Standard Institute. • ISA: Instrumentation, Systems and Automation Society. • El estándar tá d es ell ANSI/ISA S5.1‐1984 S5 1 1984 (R1992). (R1992)