Стандарты проектирования промышленных панелей управления и передовой опыт

Промышленные панели управления являются основой систем управления. Узнайте о стандартах и предписаниях, которые определяют безопасность и эффективность проектирования промышленных панелей управления, включая NFPA 70, UL 60947-4-1 и NFPA 79.

В предыдущей статье мы описали шаги, необходимые для успешного проектирования промышленной панели управления. В этой статье мы более подробно рассмотрим некоторые концепции проектирования панелей управления, уделяя особое внимание стандартам и нормативным актам, а также некоторым передовым отраслевым практикам, включая NFPA 70 и 79, IEC/UL 60947-4-1 и UL 508.

Стандарты для промышленных панелей управления

Промышленные панели управления (ICP) содержат электрические приборы и управляющие устройства. Из-за различных типов компонентов к проектированию, производству и установке ICP применяется несколько стандартов и предписаний. ICP должны соответствовать этим стандартам для обеспечения безопасности и производительности.

Ниже приведен список наиболее важных стандартов, которыми руководствуются при разработке ICP.

1. NFPA 70

NFPA 70 известен как Национальный электротехнический кодекс (NEC) и издан Национальной ассоциацией противопожарной защиты. Кодекс NEC регулирует безопасную установку компонентов и электропроводки для всех бытовых, коммерческих и промышленных электрических систем. Промышленные панели управления относятся к категории промышленных электрических систем.

NFPA70 применяется к электроустановкам на всей территории Соединенных Штатов, но его можно адаптировать к дополнительным местным нормативным актам на уровне штата.

NFPA70 — это обширная книга объемом почти в 2000 страниц. В ней подробно рассматриваются многие вопросы электротехники, и к ее изучению следует подходить с полным пониманием того, что для выполнения большинства задач требуется квалификация электрика или инженера-технолога.

В руководстве NEC можно найти следующие разделы и определения::

• Защита цепи.

• Безопасные зазоры внутри панелей управления и вокруг них.

• Ограничения по напряжению. Максимальное напряжение для панелей управления — 600 В.

• Зазоры для проводов, их прокладка и материалы.

• Номинальные значения температуры для электрических устройств внутри ICP.

• Обязательная маркировка и предупреждения.

2. UL 60947-4-1 и UL 508

UL60947-4-1 является стандартом для промышленного оборудования управления и является результатом гармонизации между IEC 60947-4-1 и UL 508. Лаборатория страховщиков выпустила этот стандарт. В течение многих лет UL 508 был основным стандартом для контрольного оборудования в Соединенных Штатах, но многие категории промышленного оборудования были заменены UL 60947 в рамках многолетней программы поэтапного отказа. Однако контрольное оборудование, изготовленное до этого года, по-прежнему полностью соответствует требованиям стандарта UL 508.

Некоторые области контрольного оборудования, на которые распространяются стандарты UL 60947-4-1 и UL 508, включают:

• Размеры питателя.

• Конструкция группового двигателя.

• Отдельные цепи нагрузки двигателя.

• Цепи нагрузки для обогревателя и освещения.

• Рекомендации по подключению силовых цепей.

• Рекомендации по проектированию схем управления.

• Защита ответвлений для цепей управления.

3. NFPA 79

NFPA 79 — это еще один стандарт Национальной ассоциации противопожарной защиты. Этот стандарт более подробно описывает правила подключения промышленных машин, включая панели управления, работающие при напряжении 600 В или менее.

NFPA 79 помогает правильно подобрать размеры проводов и содержит рекомендации по монтажу электропроводки, включая спецификации для проволочных лотков и кабелепроводов. NFPA 79 является ключевым стандартом для проектирования ICP, учитывая, что пространство обычно ограничено из-за большого количества устройств, установленных внутри.

Рекомендации для промышленных панелей управления

Теперь, когда мы рассмотрели наиболее важные стандарты, регулирующие проектирование панелей управления, давайте рассмотрим некоторые рекомендации. В этом разделе эти рекомендации перечислены в произвольном порядке.

Общие рекомендации

• Убедитесь, что на панели достаточно места для размещения всех устройств, а при необходимости между ними должны быть достаточные зазоры. Если окружающая площадь не вызывает особых опасений, всегда проектируйте правильное расстояние между компонентами, чтобы улучшить рассеивание тепла и упростить установку дополнительных устройств в будущем.

• Аналогичным образом, убедитесь, что размеры проволочных лотков и воздуховодов соответствуют размеру кабеля, который будет проходить через них.

• Маркируйте устройства и провода. Преимущества быстрого поиска и трассировки проводов недооцениваются. Иногда однократная попытка определить местонахождение провода внутри панели может привести к длительным перерывам в производстве. К сожалению, все еще существует множество панелей, которые не соответствуют этой практике. Во многих случаях этикетки со временем теряются и никогда не заменяются.

Электрический

• Надлежащее электрическое заземление имеет решающее значение. Соблюдайте правила заземления, установленные в стандартах, и, по возможности, используйте высокие коэффициенты безопасности. Неправильное заземление является одной из основных причин выхода из строя устройств управления.

• По возможности, включайте дополнительные автоматические выключатели и предохранители. Если позволяет свободное пространство, предпочтительнее отключать и разделять ответвления питания внутри ICP.

• Используйте экранированный кабель.

• Отделяйте чувствительные устройства и провода от мощных элементов. Например, провода CAN bus и Profibus не должны находиться вблизи основных кабелей электропитания. Электромагнитные помехи от этих кабелей могут повлиять на возможности передачи данных по кабелям управления и шинам.

• Установите этикетки и предупреждения в соответствии с требованиями стандартов и включите дополнительные предупреждения об остаточных рисках.

Проводка

• Проектирование с использованием CAD-инструментов помогает оптимизировать маршруты прокладки проводов. Это помогает сэкономить на материалах и сократить время монтажа проводов.

• Прокладывайте провода вертикально или горизонтально, но ни в коем случае не по диагонали. Никогда не прокладывайте провода перед какими-либо устройствами.

• По возможности используйте многожильный провод. Многожильный провод лучше отводит тепло и легче изгибается, чем сплошной.

• Оставьте достаточное количество провисания провода для использования в будущем. Всегда скрывайте провисание провода под основным проводником, но не внутри проводников вблизи устройств.

Безопасность и эффективность системы управления

При разработке ICP для обеспечения безопасности и эффективности необходимо учитывать множество факторов, стандартов и предписаний, поскольку ICP являются ядром системы управления и играют важнейшую роль в широком спектре применений и отраслей промышленности.