La herramienta de diseño mecánico amplía sus posibilidades para permitir trabajar con la parte eléctrica de una máquina

SolidWorks Electrical: Las máquinas no son sólo mecánica

Joan Sánchez Sabé04/02/2013
Los diseñadores mecánicos y los eléctricos no suelen usar las mismas herramientas. El diseño mecánico es, desde hace bastante tiempo, totalmente tridimensional. El diseño eléctrico no suele necesitar más de dos dimensiones. Trabaja esquemáticamente, y raramente emplea representaciones realistas de los componentes. Sin embargo, cuando se construye una máquina, o una planta, los motores ocupan espacio, al igual que los pulsadores, contactores y armarios, con los ubicuos carriles DIN. Y los cables también ocupan espacio. Y entonces, se convierten en tridimensionales.

SolidWorks incorpora dentro a su gama a SolidWorks Electrical

Gracias a los ‘partners’, SolidWorks disponía desde hace ya tiempo de productos que permitían aunar el diseño eléctrico y el mecánico. Sin embargo, desde hace poco tiempo ha incorporado a su gama de productos a uno de ellos, lo ha cambiado ligeramente y lo ha rebautizado como SolidWorks Electrical [1, 2]. Los diseños eléctricos suelen hacerse de forma esquemática, con un nivel de abstracción superior al de los mecánicos, y no suelen ser representaciones figurativas del producto final. Sin embargo, cuando se acaba construyendo una máquina, es imprescindible definir las dimensiones y posiciones de los diferentes elementos eléctricos y de control, y hay que unirlos con cables físicos. Es ahí donde es útil tener una representación tridimensional de los mismos. Y también es útil que la correlación entre el esquema eléctrico y la representación tridimensional sean completas y bidireccionales, básicamente, porque los cambios ‘de último minuto’ en una parte del diseño se vean inmediatamente reflejados en el otro.

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El armario eléctrico de una máquina representado en 3D. Foto: SolidWorks.

Una herramienta para el trabajo en paralelo

Mientras los ingenieros mecánicos diseñan el detalle de los diferentes componentes de una máquina (y también, si hiciera falta, de una planta o un edificio), los ingenieros eléctricos deciden qué componentes, mayoritariamente eléctricos, van a moverla, qué sensores van a detectar los parámetros físicos relevantes, y qué sistema va a controlarlo todo y permitir la interacción con el ‘humano’ (el HMI, ‘Human Machine Interface’, por sus siglas en inglés).

SolidWorks Electrical permite que los ingenieros eléctricos trabajen en paralelo entre ellos, y también en paralelo con los mecánicos, usando la misma plataforma de software, y guardando los datos en un repositorio conectado a ambos.

Tres paquetes para tres niveles de sofisticación

SolidWorks Electrical se presenta en tres paquetes distintos, de crecientes prestaciones.

El paquete básico se denomina precisamente ‘SolidWorks Electrical’, sin apellidos. Permite el diseño esquemático de los sistemas eléctricos integrados en máquinas o productos. De hecho, en muchas ocasiones la empresa se refiere a ‘SolidWorks Electrical Schematic’ para referirse a este paquete.

Dispone de una amplia biblioteca de símbolos (con más de 500.000). Permite el diseño de conexiones complejas, como por ejemplo las correspondientes autómatas programables (PLC). Simplificando, esta es la parte del equipo de diseño eléctrico. La arquitectura del programa, que guarda los datos en una base SQL, permite el trabajo multiusuario.

‘SolidWorks Electrical 3D’ permite la integración de los datos del esquema en el diseño tridimensional del producto. Los componentes eléctricos, de una amplia biblioteca fácilmente ampliable y con todos los datos del fabricante, disponen de modelos tridimensionales que se colocan en el diseño 3D, se conectan entre ellos y se determina por donde tienen que pasar los cables, qué longitudes tendrán y como se conducirán. Simplificando nuevamente, esta es la parte dedicada a quien coloca los elementos eléctricos en su sitio.

‘SolidWorks Electrical Professional’ combina los dos paquetes anteriores.

Trabajando con sinópticos y esquemas multifilares... y llenando armarios

El esquema eléctrico más sencillo tiene en cuenta qué componentes se usarán, a modo de ‘cajas negras’, con una representación simplificada en 2D o en isométrico, y cómo se interconectarán. No tiene en cuenta si los cables tendrán dos hilos, o cuatro, o se empleará un bus de conexión. Es el primer paso, para el diseño conceptual. Es un concepto ampliado del esquema unifilar empleado para diseñar líneas eléctricas, o el cableado de un edificio. Cuando se trabaja con máquinas, suele denominarse sinóptico. Sin embargo, SolidWorks Electrical integra esta posibilidad, que ha optado por la denominación unifilar (‘single line’).

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Ejemplo de diagrama unifilar realizado con SolidWorks Electrical.

Cuando el diseño avanza, las líneas del sinóptico se convierten en cables con dos o más hilos, y con secciones y aislamientos conocidos. Es el momento de usar la herramienta de esquemas multifilares.

SolidWorks Electrical (2D) permite también hacer esquemas 2D de los armarios de control o de aparellaje.

Trabajando en 3D

Los componentes diseñados en las fases anteriores se colocan en el modelo tridimensional de la máquina o producto, con herramientas de ‘routing’ para el cableado [3]. Dichas herramientas permiten la segregación de los cables (control y potencia, por ejemplo, o baja y alta frecuencia, etc.).

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Usando SolidWorks Electrical para cablear los ventiladores de un equipo.

Y todo, perfectamente sincronizado y atado con el PDM

El diseño 2D y 3D están perfectamente enlazados, y la lista de materiales eléctricos y la de componentes o piezas mecánicas se integran a la perfección.

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Del esquema unifilar, al multifilar, y finalmente a los componentes físicos en un modelo 3D. Ya no hay excusas para que la comunicación entre ingenieros eléctricos y mecánicos no sea fluida. Foto: SolidWorks.

SolidWorks Electrical (y 3D) se integran con las herramientas de gestión de datos de producto (PDM), si el usuario dispone de las mismas. SolidWorks Electrical 3D requiere del software de CAD de SolidWorks. Sin embargo, la parte que no es 3D puede trabajar con independencia del mismo. Probablemente, esto permitirá a las empresas dedicadas a la parte ‘más eléctrica’ del diseño, dotarse de varias licencias de este producto, y sólo de algunas en la parte 3D.

¿Para quién? y ¿a qué precio?

Hay muchas aplicaciones que combinan mecánica y electricidad. Desde un automóvil (o, en general, cualquier vehículo) hasta una planta química, pasando por la inmensa mayoría de las máquinas imaginables, todos los electrodomésticos y productos de electrónica, equipos médicos, centrales energéticas y, cómo no, todas las viviendas y edificios.

En estos momentos, según palabras de Louis Feinstein, jefe de producto de SolidWorks Electrical, el mercado en el que van a focalizarse es el de los fabricantes de máquinas, que posee dos características: es la parte más grande del mercado para la empresa, y son los que más provecho pueden sacar de esta herramienta. Más adelante, no se descartan aplicaciones para el mundo de la construcción.

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Louis Feinstein, jefe de producto de SolidWorks Electrical.

El precio del paquete depende del país en el que se venda, pero, como referencia, es de 6.000 dólares tanto para la licencia 2D, como la 3D, y de 10.000 para ambas juntas. SolidWorks Electrical es el descendiente directo de ElecWorks, de Trace Software Internacional, el único ‘Gold Partner’ en el área ECAD de SW. Mientras tanto, las soluciones de otros ‘partners’, como Zuken (E3.WireWorks) o IGE+XAO (See Electrical Expert) siguen estando disponibles con unas características ligeramente distintas. Según Louis Feinstein “hay sitio para todos”. Aunque, seguramente, la platea y el anfiteatro no sean iguales.

Empresas o entidades relacionadas

Dassault Systèmes España, S.L. (Solidworks)