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Creare schemi con il CAD elettrico
Un vero strumento di progettazione non deve solo aiutare nel disegno: il CAD facilita tutte le successive fasi
di compilazione della documentazione di progetto
I CAD, ovvero i programmi software per la progettazione assistita da calcolatore, sono tra gli strumenti più
utili e potenti che la tecnologia informatica mette a disposizione di tecnici e progettisti. In sintesi, il software
CAD in ambito elettrico permette al progettista di disegnare il proprio impianto con componenti,
interconnessioni, cavi e fili, quadri e altro, in maniera rapida e precisa, anche sperimentando soluzioni e
alternative diverse. Il risultato sarà un elaborato contenente schemi, dati, disegni di sistemi elettrici e
planimetrie, da utilizzare poi per la costruzione dell’impianto.
Il problema della scelta
Considerando il solo settore elettrotecnico, la varietà dei software CAD attualmente in commercio è
veramente enorme. Per essere ‘universale’, uno strumento dovrebbe essere in grado di soddisfare la
esigenze sia del progettista d’automazione industriale, sia dell’installatore di impianti elettrici civili/industriali,
sia magari di chi si occupa di progetti di impianti di cablaggio strutturato; questo, però, è un obiettivo troppo
ambizioso per essere realistico, quindi i fornitori si sono sforzati di diversificare l’offerta, puntando su
segmenti più o meno specifici. Di conseguenza, oggi è un problema cercare di capire qual è lo strumento più
adatto alle proprie esigenze, individuando la soluzione migliore in termini di prezzo e prestazioni. In
particolare, per la prima fase progettuale, ossia di disegno dello schema elettrico, l’unico metodo per
individuare la soluzione che meglio risponde ai propri bisogni è provare ‘sul campo’ vari strumenti, partendo
magari da quelli più semplici, disponibili gratuitamente o distribuiti dai produttori di hardware, per arrivare ai
più sofisticati, con prezzi che arrivano a diverse migliaia di euro. Solo in questo modo è possibile verificare
che l’applicativo scelto sia non solo adatto alle proprie esigenze, ma anche in linea con le proprie attitudini e
la specificità delle applicazioni da affrontare, in termini d’intuitività (o semplicità di apprendimento), dotazione
di librerie e moduli aggiuntivi, possibilità di personalizzazione, rapidità, supporto ecc.
Gli aspetti da considerare
Quali sono dunque le caratteristiche da prendere in considerazione nella scelta dello strumento CAD più
idoneo alle proprie esigenze? Per rispondere occorre prima di tutto capire, almeno a grandi linee, come
funziona un CAD elettrico. Per quanto concerne la parte degli schemi, si tratta sostanzialmente di uno
strumento di disegno tecnico puro e semplice, infatti vari prodotti sono realizzati su ambienti AutoCad o
Visio; gran parte delle attività di creazione di pagine, forme e simboli, però, è già completamente
automatizzata e opportune routine provvedono a eseguire autonomamente varie attività complementari al
progetto.
Il progettista ha solitamente a disposizione una serie di librerie, cioè di insiemi di simboli elettrici, che
rispettano le norme internazionali IEC-CEI e magari anche Ansi (per gli Stati Uniti).
Ogni simbolo, poi, deve essere completo di attributi per la siglatura, la riferimentazione e la creazione a
posteriori della distinta materiali. Spesso sono presenti anche librerie di blocchi costruttivi per la quadristica,
con simboli che rappresentano contattori, pannelli, relè, pulsanti, sezionatori e altro, inclusi componenti
corrispondenti ai prodotti industriali più comuni. Nei tool più potenti vengono proposte anche librerie per
l’oleodinamica e la pneumatica, particolarmente utili per chi progetta impianti d’automazione.
Tutte le librerie sono solitamente ampliabili tramite un editor, che permette di definire nuovi simboli o di
modificare quelli esistenti; inoltre, dovrebbe essere presente una funzione che consente di creare e utilizzare
macro-blocchi, ovvero di recuperare da progetti precedenti intere parti di schemi, cosa che capita molto
spesso nel disegno di impianti. Si tratta poi di disporre i simboli sulla pagina o sul foglio di progetto
impiegando mouse o tavoletta grafica. Un progetto elettrico è quasi sempre formato da più fogli schema,
fogli morsettiere, fogli quadro e via dicendo. Il CAD interviene mettendo a disposizione una serie di fogli
predefiniti o di pagine con cartiglio e squadratura, di formato programmabile e con eventuale divisione in
righe e colonne, sempre definibile dall’utente. In fase di posizionamento dei componenti (simboli), si notano
altre caratteristiche che possono fare la differenza tra un software e l’altro: la possibilità di modificare prima
del posizionamento l’angolo di rotazione o il fattore di scala o di ribaltare il simbolo; oppure la possibilità di
inserire dei gruppi di simboli contemporaneamente; la funzione che permette di posizionare un simbolo su
una connessione che viene automaticamente interrotta e collegata al simbolo stesso, e che spostando o
cancellando il simbolo, viene automaticamente ristabilita. Molti software possono gestire anche progetti
multifoglio, dove le funzioni del programma operano su tutto il progetto, non soltanto sulla pagina attiva.
Per chi lo desidera, quindi, è possibile suddividere un progetto in gruppi di schemi (controllo, potenza ecc);
poi le routine, quali la creazione di distinte materiali o liste e la numerazione fili, possono operare su tutto il
progetto o solo su alcuni gruppi di schemi. Il passo successivo consiste nel collegamento e nella
numerazione dei fili, procedura molto semplificata e velocizzata dallo strumento software.
Quest’ultimo
infatti
permette
solitamente
di
tracciare
contemporaneamente
più
fili,
agganciarli
automaticamente ai pin e gestire le derivazioni (all’inizio e al termine di un collegamento a ‘T’, ad esempio, il
programma inserisce il simbolo di giunzione). Altre funzioni molto utili, quindi la cui disponibilità è da
verificare, sono quella di spostamento dei simboli, mantenendo i collegamenti con i simboli adiacenti (il
cosiddetto ‘drag dei componenti’) e di numerazione automatica dei collegamenti su tutti gli schemi del
progetto o solo su alcuni gruppi di schemi, rispettando la coerenza dei riferimenti tra un foglio e l’altro. Le
modalità di numerazione sono solitamente configurabili per quello che riguarda anche il tipo e la posizione
del testo; il programma provvede anche a creare in automatico le varie morsettiere. Le fasi successive sono
di completamento del progetto e riguardano principalmente la stampa dei vari documenti di riferimento. La
parte relativa alla distinta materiali riguarda la creazione delle varie liste (parti, cavi, cablaggio, morsettiere),
solitamente costituite da file di testo da stampare separatamente o da inserire graficamente sui disegni.
I disegni degli schemi, a loro volta, possono essere stampati per gruppi di fogli o per singola pagina,
normalmente a partire da un file in formato .pdf; molti software permettono anche di estrarre i file necessari
per realizzare su opportuni plotter le targhette di marcatura di apparecchiature e fili. Da considerare anche la
possibilità di esportare gli schemi in formato compatibile con altri CAD, ad esempio per inserire lo schema
dell’impianto elettrico nella planimetria di un CAD architettonico. Inoltre, alcuni tool permettono di tradurre in
automatico in più lingue parole e frasi inserite in una qualunque fase del progetto, ad esempio i testi nei
commenti dei simboli o dei fili e i testi del disegno.
Si tratta di un’opzione molto utile per chi opera frequentemente su prodotti destinati a mercati differenti.
Infine, è da controllare anche la disponibilità di moduli (solitamente opzionali) per la gestione di PLC, cavi e
cavidotti, il calcolo delle reti elettriche, la simulazione per il controllo della temperatura dei quadri e dei
componenti utilizzati, la gestione di varianti o revisioni. Tutte queste funzionalità sono sicuramente utili,
anche se vanno chiaramente a influire sul valore (e sul prezzo) del software che si intende utilizzare.
Di Enzo Pavese