Шкафы управления и шкафы систем автоматизации предназначены для размещения оборудования автоматического управления, аппаратуры измерения, сигнализации и управления технологическими процессами, а также линий связи между ними (трубопроводов и электропроводки).
Корпуса выпускаются в защищенном (шкаф) и открытом (панель) исполнении. Щиты шкафов предназначены для промышленных помещений, щиты панелей – для специальных помещений распределительных устройств. Щиты могут быть небольшими шкафными и полноразмерными.
Небольшие шкафные и щитовые боксы обычно предназначены для индивидуальной установки в непосредственной близости от контролируемого объекта (колонны, стены, столбы); они имеют одну дверь в передней части. Полноразмерные шкафные панели используются для установки оборудования и технических средств для автоматического управления технологическим процессом в целом (цех, участок, отделение).
Шкафы управления и панели поставляются комплектно для сборки; они состоят из рамы, конструкции для монтажа и крепления приборов, оборудования и кабелей и труб для распределительных щитов и панелей, принадлежностей и монтажных устройств (кроме приборов и регуляторов), крепежа для монтажа и крепления панели на месте. В основе конструкции распределительного щита лежит рама и передняя панель из стального листа толщиной 3 мм для монтажа приборов и оборудования.
Пульты управления выпускаются в трех вариантах: отдельно стоящие пульты, пульты с консолью и пульты с наклонной консолью.
Мнемосхемы (мнемосхемы) целесообразно изготавливать на пультах управления и станциях управления при автоматизации управления сложным технологическим процессом с большим количеством объектов управления и автоматических устройств. Мнемосхема – это упрощенное графическое представление управляемого технологического процесса или объекта с заложенными информационными средствами. Это представление реализуется символами технологических объектов, их соединений, трубопроводной арматуры и т.д.
Расположение приборов и устройств на лицевой панели щита и пульта должно обеспечивать необходимые условия для коммутации электрических кабелей и размещения трубопроводов на внутренней поверхности щита или пульта и их крепления. Устройства записи и сигнализации должны устанавливаться на высоте 800-1900 мм для полноразмерных распределительных щитов (без консоли) и на высоте 950-1900 мм при наличии консоли. Регистрирующие устройства устанавливаются на высоте 900-1800 мм (с консолью – 1100-1800 мм), управляющие устройства устанавливаются на высоте 900-1900 мм (с консолью – ■ – 1100-1700 мм), устройства контроля и управления (клавиши, кнопки, переключатели и т.д.) устанавливаются на высоте 800-1600 мм, указатели положения и сигнализаторы устанавливаются на высоте 1000-1600 мм, мимическая диаграмма на панелях устанавливается на высоте 700-1800 мм, с консолью – 1000-1900 мм.
Монтаж панелей, пультов для систем автоматизации
Конструкция панелей и столов
Панельные и настольные конструкции. Распределительные щиты и панели в системах автоматизации предназначены для размещения средств контроля и управления технологическими процессами (контрольно-измерительные приборы, аппаратура сигнализации, аппаратура управления, автоматики и защиты, а также пути сообщения между ними – трубопроводы и электропроводка).
Коммутаторы делятся на местные и центральные, в зависимости от их назначения.
Локальные панели предназначены для измерения или регулирования одного или нескольких параметров. Эти панели располагаются вблизи точки измерения.
Центральные распределительные щиты используются для установки устройств самоконтроля и суммирования, а также устройств управления группой агрегатов, одним или несколькими агрегатами, и обслуживаются специальным персоналом.
Панельные щиты делятся на корпусные и щитовые. Закрытые панельные массивы представляют собой шкаф, закрытый со всех сторон крышками для защиты установленного в нем оборудования от возможных механических повреждений. В конструкции шкафа оборудование может быть размещено не только на передней панели, но и на боковых панелях. Шкафные панели также могут быть небольшими и использоваться для ограниченного количества оборудования и аппаратуры. Кроме того, распределительные щиты шкафного типа, установленные в неотапливаемых помещениях, также можно обогревать. Панельные щиты, в отличие от шкафных, обычно не имеют задних и боковых накладок и выпускаются с единой или модульной рамой. Одинарная рама предназначена для установки одной панели, а модульная рама позволяет устанавливать любое количество панелей. Они размещаются в специальных помещениях (например, в диспетчерской или операторской).
Панели и панели имеют единый дизайн. Они собираются из стандартных компонентов, состоящих из рамы, опорных рам и плоских компонентов (боковые и задние панели, лицевые панели, дверцы в сборе и крышки). Все компоненты конструкции распределительного устройства являются сборными и собираются на МЗМ в соответствии с ОСТ 36.13 – 76 “Панели и пульты систем автоматизации технологических процессов”.
Сборка распределительных щитов и пультов. Перед возведением помещение КРУ, ОРУ или ЦТП, в котором установлены распределительные щиты и пульты, должно быть полностью построено и принято к возведению в соответствии с актом монтажа, указанным в СНиП. Необходимо установить все встраиваемые элементы и опорные конструкции для панелей, которые будут встраиваться в пол, сделать все каналы в полу и необходимые отверстия в стенах для проводки и электропроводки, выходящей из помещения.
При захвате помещения особое внимание следует уделить правильной установке опорных конструкций и закладных деталей для крышек, чтобы обеспечить их надежную посадку.
Корпуса и панели должны собираться в соответствии с проектом и требованиями СНиП 3.05.07-85. В условиях промышленного монтажа щиты и пульты поставляются на строительную площадку комплектными для сборки, с установленным на них оборудованием, с законченной внутренней электрической и трубопроводной разводкой. В комплекте с панелями и консолями поставляется крепеж для монтажа и установки панелей и консолей, а также для крепления чувствительного оборудования, кабелей и труб к панелям и консолям. Диски, установленные в МЗМ, поставляются на завод блоками по 2 – 3 панели.
Панели, шкафы и консоли, встроенные или отдельно стоящие, могут быть установлены на бетонном фундаменте, двойном полу, металлической накладке, металлической накладной решетке, над вентиляционным каналом и т.д. Основания для монтажа панелей и консолей должны защищать светильники от вибрации и ударов. Поэтому для этой цели часто используются амортизаторы, конструкция которых должна быть указана в проекте. Для повышения жесткости конструкции щитовые панели не только крепятся к несущему каркасу или фундаменту, но и крепятся к стенам стеновыми шпильками вверху с помощью специальных выступов. Все панели устанавливаются так, чтобы они были ровными, а зазор между ними составлял не более 2 мм.
Проводка. Как правило, электрические кабели прокладываются к корпусам и панелям управления снизу (из кабельных каналов), медные трубы – сверху, пластиковые трубы и кабели сжатого воздуха – сверху (в виде исключения допускается прокладка снизу – из кабельного канала). В зависимости от способа изготовления вводы делятся на открытые и герметичные.
Открытые втулки используются в обычной среде. Они могут быть выполнены через защитные рукава, в защитных трубах и через переборочные соединения. Электрические и трубопроводные каналы в помещениях распределительных устройств из взрыво- и пожароопасных, пыльных, сырых и особенно влажных и химически активных помещений должны быть герметизированы.
Трубы, кабели и провода, входящие в распределительные щиты и панели, должны быть закреплены скобами вблизи места их ввода или у соединительных устройств. Трубы, подсоединенные к панелям и консолям, должны соединяться с трубами, проложенными внутри панелей, только с помощью разъемных (резьбовых) соединений. Кабели и провода, подсоединенные к панелям и пультам, подключаются к клеммным колодкам. Провода термопары подключаются непосредственно к оборудованию с компенсаторами, минуя клеммные сборки.
Проводка панелей и пультов включает все электрические линии и трубопроводы к оборудованию и приборам, включая все структурные компоненты. В распределительных щитах и панелях используются следующие марки кабелей:
– для монтажа цепей измерения, управления, контроля и сигнализации до 400 В, ПВ-1, ПВ-2 и ПВ-3 жилы 0,75, 1 и 1,5 мм2; ПВ-1 используется для проводки к приборам и оборудованию, установленным на неподвижных частях панелей и щитов, а ПВ-2 и ПВ-3 – для проводки, установленной на подвижных частях (двери, вращающиеся рамы, раздвижные рамы, вращающиеся консоли и т.д.) и для проводки к электрооборудованию, установленному на ограждениях. Проводка может быть установлена на движущихся частях (двери, вращающиеся рамы, раздвижные рамы, поворотные рычаги и т.д.) или на оборудовании, подключенном с помощью штекерных разъемов;
– Кабели с поливинилхлоридной изоляцией PV-3 и PV-4, сечением 0, 75 мм 2 для монтажа слаботочных цепей управления и сигнализации до 60 В.
Кабели должны быть чистыми, без признаков повреждения изоляции. Не допускается соединение двух или более кусков проволоки вместе. Отдельные провода должны быть собраны в пучок.
Не нашли то, что искали? Используйте поиск:
ОСТ 36.13-90 Крышки и панели систем автоматизации технологических процессов. Общая спецификация.
Щиты и панели в автоматизации – это станции управления, концентрирующие средства контроля и управления технологическими процессами (приборы контроля, сигнализации, аппараты управления, автоматического регулирования и защиты), с которых осуществляется управление процессами.
Панель – Комплект состоит из одной или нескольких панелей с установленным оборудованием, электрической и трубопроводной проводкой, подготовленных для подключения внешних цепей и устройств, установленных на объекте.
В зависимости от назначения коммутаторы делятся на местные и центральные.
Местные распределительные щиты предназначены для измерения и контроля одного или нескольких параметров. Эти панели устанавливаются рядом с местом измерения, например: контроль температуры с помощью манометрических термометров.
Центральные распределительные щиты предназначены для установки оборудования контроля и управления для группы агрегатов, одного или нескольких цехов. Центральные распределительные щиты расположены в отдельных помещениях и могут находиться в нескольких сотнях метров от диспетчерской.
Существуют две основные группы распределительных устройств: шкафы и панели.
Распределительный щит, внутри которого находится оборудование, электрические и трубопроводные проводники, предназначен для защиты оборудования от возможных повреждений. Шкафные распределительные устройства выпускаются с правосторонними или левосторонними дверями, с задними дверями, открывающимися с обеих сторон, и предназначены в основном для установки местного оборудования.
Распределительные щиты устанавливаются в отдельных помещениях (комнаты операторов распределительных щитов). Каркас плит может быть одинарным или блочным. Распределительные щиты конструктивно выполнены в виде каркасных панелей. Одиночная панель предназначена для установки одной панели, блочная панель – это несущая конструкция, на которой могут быть установлены две или более панелей, а также панели технологических схем. Панели обычно имеют высоту 2200 мм и ширину 600, 800, 1000 и 1200 мм, в зависимости от установленного в них оборудования.
В зависимости от места установки распределительные щиты имеют внутреннее (неотапливаемое) или наружное отопление.
Панели внутреннего монтажа устанавливаются в отапливаемых помещениях.
Наружные панели устанавливаются в неотапливаемых помещениях или на открытом воздухе при температуре до -50°C. Наружный распределительный щит представляет собой металлический шкаф на ножках с внутренней теплоизоляцией из пенопласта и змеевиком, к которому подводится теплоноситель (горячая вода или пар).
Парта представляет собой корпус в форме стола с наклонной поверхностью. Пульты управления изготавливаются в виде навесных панелей или отдельно стоящих устройств. Пульты оснащены кнопками управления, контактными клавишами и держателями индикаторных ламп.
Перед установкой распределительных щитов и пультов помещение должно быть полностью построено и принято для монтажа. В помещении должны быть установлены все оседающие и несущие конструкции, заделанные в пол или стены, все каналы в полу и отверстия в стенах для ввода электрических и пневматических кабелей. Панели и шкафы, а также приставные или отдельно стоящие блоки могут быть установлены, в зависимости от места, на бетонном основании, на двойном полу, на металлической поверхности или над воздуховодом на бетонном основании. Порядок установки панелей в многопанельных панелях может быть различным: от одного конца к другому, от середины к концу. Панели устанавливаются строго в соответствии со стояком, а контрольно-измерительные приборы и регуляторы – в соответствии с прилагаемой спецификацией. Наименование контроля и регулирования технологического параметра должно быть указано под указанными устройствами. Если обозначение технологических параметров не указано на чертеже, то обозначение указывается на самом устройстве.
Сборка электрических щитов и панелей управления автоматическими устройствами
Распределительные щиты и панели управления могут быть назначены следующим образом
– оперативные, предназначенные для управления и контроля технологического процесса
– недействующие, предназначенные только для монтажа аппаратов, оборудования и узлов, которые не используются для непосредственного управления и контроля технологического процесса
– комбинированные, которые могут выполнять как оперативные, так и неоперативные функции.
Конструктивно электрические плиты могут быть:
– установка на улице или в помещении;
– напольные и настенные;
– металл и пластик;
– один, два или несколько шкафов;
– с передними, задними или двойными дверями.
В современных системах автоматизации, включая использование микроконтроллеров, вся управляющая аппаратура может размещаться в односторонних навесных небольших шкафах, а неработающая аппаратура – в пластиковых модульных панелях.
Для сборки распределительных щитов и панелей управления необходимо иметь схему сборки, эскиз общего плана с перечнем всех компонентов, включая монтажные принадлежности.
При установке оборудования автоматизации в щитах и пультах необходимо учитывать:
– назначение и количество приборов и оборудования;
– удобство монтажа и эксплуатации;
– эстетические аспекты внешности;
Почти все современные устройства подходят для монтажа на DIN-рейку, которая крепится к задней стенке шкафа, специальной монтажной пластине или за стойками на боковых стенках шкафа. Этот тип крепления достаточно надежен, чтобы обеспечить быструю и легкую установку или снятие устройства.
Рисунок 1: DIN-рейка и монтаж на ней электрического оборудования: a – монтаж; 6 – демонтаж
Конфигурация и размеры DIN-рейки приведены в IEC 60947-7-2 (Обозначение IEC 60947-7-2:2002 Наименование: Низковольтные распределительные устройства и устройства управления. Часть 7-2 – Принадлежности. Клеммные колодки защитных проводников для медных проводников).
Как правило, соединительные клеммы также устанавливаются на DIN-рейки в распределительных шкафах, размеры которых соответствуют сечению подключаемых проводов. Они используются для подключения внешних проводов, а также для подключения устройств на различных панелях шкафа (например, на дверях).
Ассортимент клемм очень широк, как по конструкции (винтовые, пружинные, быстроразъемные, одно- или многоярусные и т.д.), так и по электрическим параметрам (сечение клеммы от 0,14 до 240 мм2, ток до 400 А и напряжение до 1000 В).
На рисунке 2 показаны наиболее распространенные клеммы для всех конфигураций DIN-рейки: винтовые (a), пружинные (b), быстродействующие (c) и клеммы заземления, окрашенные в желто-зеленый цвет (d), которые используются для защитных проводников PE.
Если отдельные панели управления не предусмотрены проектом, устанавливаются передние панели или передние двери шкафов управления:
– измерительные и контрольные приборы;
– управляющие устройства (кнопки, переключатели и т.д.);
Вышеперечисленные устройства собираются в функциональные группы, чаще всего в порядке технологического процесса.
Рис. 2 Типы клеммных соединений: a – винтовые; b – пружинные; c – для быстрого соединения; d – винтовые для заземления.
В напольных шкафах управления рекомендуется устанавливать устройства управления на высоте (в мм) от пола до нижнего края устройства:
– устройства индикации и сигнализации: 950 – 1800
– записывающие и регистрирующие устройства: 110 – 1700;
– Устройства оперативного контроля: 800 – 1600;
Нижний предел является предпочтительным. Эти же значения следует использовать при установке настенных панелей управления на объекте.
Подключение аппаратов и оборудования осуществляется в соответствии со схемами подключения. В соответствии со СНиП 3.05.07-85 присоединение одножильных медных проводов сечением 0,5 и 0,75 мм2 и многожильных медных проводов сечением 0,35, 0,5 и 0,75 мм2 к аппаратам и приборам, клеммным колодкам производится, как правило, пайкой, если это позволяет конструкция их зажимов. Если медные проводники указанных выше сечений присоединены к аппаратам, имеющим зажимы для соединения с винтом или болтом, жилы этих проводов и кабелей должны быть заделаны.
На рисунке 3 показаны различные типы кабельных наконечников, выбираемые в зависимости от конструкции соединяемого аппарата и инструмента, используемого для обжима наконечников.
Рисунок 3: Конструкции кабельных наконечников и обжимной инструмент: a – кольцевые наконечники; b – раздвоенные наконечники: c – для быстрого соединения; d – силовые наконечники; e – трубчатые наконечники; f – обжимной инструмент
Сплошные медные жилы проводов и кабелей сечением 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 мм2 могут быть присоединены непосредственно к винту или болту, а жилы с таким же или большим сечением – к клеммной колодке.
Каждый конец провода или проводника в месте подключения к аппарату или устройству должен быть обозначен номером цепи в соответствии с электрической схемой.
Самый простой способ маркировки – написать номер маркером (специальным маркером) на куске ПВХ-трубки, который надевается на конец провода перед его подключением к аппарату.
Более сложный метод заключается в использовании держателя, защелкивающегося на подключенном кабеле, в который вставляется табличка с обозначением цепи (рис. 4, a). На этом же рисунке (рис. 4, б) показаны маркировочные кольца, позволяющие наносить стандартную или индивидуальную маркировку на клеммы, расположенные в ряд.
Рисунок 4: Современные способы маркировки электрических цепей при сборке: а – с помощью защелкивающегося держателя; б – с помощью маркировочных колец.
Ранее соединительные провода связывались между собой с помощью грубых ниток и других изоляционных материалов в виде лент. Такая технология была очень трудоемкой, некрасивой и неудобной при установке и ремонте (для замены провода необходимо было разрезать весь жгут).
Эти недостатки полностью устраняются при использовании перфорированных коробов (рис. 5, а), устанавливаемых по периметру монтажной плоскости и между рядами оборудования. В этом случае монтаж осуществляется без прокладки проводов, а по окончании монтажа короба закрываются крышками, что делает вид внутри корпуса более эстетичным. Спиральная трубка (рис. 5, b) используется для соединения проводов межпанельной гибкой связи (например, между внутренней панелью коробки и аппаратом на двери).
Рисунок 5: Монтажные принадлежности, используемые при сборке шкафов и пультов: a – перфорированный короб; b – спиральная трубка; c – прокладка; d – кабельный наконечник.
В зависимости от места установки и соответствующего класса защиты (IP), шкафы и панели управления должны быть оснащены кабелями соответствующих типов.
Для нормальных условий эксплуатации достаточно установить резиновую прокладку (рис. 5c) на клеммной стороне коробки, в которую врезана труба с отрицательным допуском. Для более тяжелых условий используются специальные кабельные наконечники (рис. 5, d). Те же условия должны быть соблюдены для всей конструкции корпуса с точки зрения защиты IP.
На рисунке 6 показан общий вид панели управления AHU (со снятой дверцей).
Рисунок 6: Общие виды панелей управления VAC.
Ящики управления устанавливаются на объекте после завершения всех строительных и отделочных работ и прокладки кабельных каналов, кабельных и трубных проводов, фундамента и встроенных металлоконструкций.
Условия монтажа панелей и плит оговариваются в проектах, но есть ряд общих требований, которые изложены в СНиП 3.05.07-85:
– полноразмерные шкафы и панельные массивы должны устанавливаться только на несущие стальные рамы или на бетонное (каменное) основание;
– малогабаритные шкафы и модульные панели обычно монтируются на колоннах, стенах, в отверстиях и других строительных конструкциях (навесной монтаж) или на напольных стойках; крепление осуществляется с помощью винтов, отверстия которых расположены на задней стенке шкафа;
– пространственное расположение панелей и корпусов должно быть жестким по вертикали и горизонтали;
– в случае вибрации в зоне, где установлены распределительные щиты и пульты, необходимо использовать специальные амортизирующие устройства;
– полы в помещении, где расположены распределительные щиты и пульты, должны быть электрически непроводящими;
– Соединения электрических кабелей с распределительными щитами и консолями обычно выполняются снизу через резиновые прокладки;
– Корпуса металлических панелей и пультов должны быть заземлены.
Групповой ввод проводов или кабелей в металлические каналы осуществляется через люк, вырезанный в стенке панели при ее изготовлении.
Заземление панелей и консолей
В соответствии с МСН-205-69 металлические панели и пульты всех назначений, на которых устанавливаются оборудование, аппаратура и другие средства автоматизации, а также вспомогательные металлические конструкции для установки электропотребителей и аппаратуры управления заземляются.
Заземление не требуется для отдельно стоящих панелей и пультов, предназначенных для установки неэлектрических устройств и средств автоматизации, таких как пневматические устройства и регуляторы (без электропитания), манометры и т.д. Электрические провода для постоянного освещения таких панелей (если требуется) должны быть выполнены в заземленной стальной трубе (до входа в светильники).
Во взрывоопасных зонах все панели и пульты, к которым подключен переменный или постоянный ток, независимо от их напряжения, должны быть заземлены.
Заземление панелей и пультов осуществляется путем присоединения провода заземления к их клемме заземления с помощью сварки или привинчивания.