Проектирование щитов и пультов управления

Согласно стандарту ОСТ 36.13-90 «Щиты и пульты систем автоматизации технологических процессов» в щитовой продукции применяются следующие термины:

· каркас – жесткий объёмный металлический остов, предназначенный для установки панелей, стенок, дверей, поворотных рам, монтажа приборов и электрических проводок;

· шкаф – объёмный каркас на опорной раме с установленными на нём панелями, стенками, дверью, крышкой;

· панель – плоская конструкция для оформления щита (внутри щита – вспомогательная, снаружи – декоративная).

· щит – панель с установленной аппаратурой, электрическими проводками, подготовленная к подключению внешних цепей;

· стойка – объёмный или плоский каркас на опорной раме;

· статив – стойка с установленной аппаратурой и электрическими проводками, подготовленная к подключению внешних цепей;

· пульт – корпус с установленной аппаратурой управления и электрическими проводками.

Щиты и пульты устанавливаются как в производственных помещениях, так и в специальных операторских помещениях. В операторских помещениях сосредотачивается аппаратура для оперативного контроля и управления, а также мнемосхема технологического процесса.

При проектировании щитов и пультов необходимо решить следующие вопросы:

· выбрать типы и размеры щитовой продукции;

· разработать компоновку приборов и аппаратуры;

· определить места прокладки электропроводок (разместить кабельные каналы).

Относительно степени защиты для систем автоматизации установлены следующие требования:

· степень защиты IP00 принимается для каркасных щитов и стативов, устанавливаемых в диспетчерских и операторских помещениях;

· степень защиты IP30 применяется для шкафных щитов с задними дверями и пультов, устанавливаемых в производственных помещениях.

Аппараты и приборы могут располагаться как на лицевой стороне, так и на внутренних стенках щитов и пультов. Они должны устанавливаться таким образом, чтобы была обеспечена безопасность обслуживания, а возникающие в процессе работы отдельных аппаратов искры или электрические дуги не могли воспламенить (повредить) окружающие предметы или вызвать короткое замыкание.

В пультах для размещения аппаратов и приборов должны, как правило, использоваться только рабочая (верхняя) поверхность пульта и передняя стенка приборной приставки. На внутренних стенках пульта рекомендуется устанавливать только сборки зажимов.

Аппараты и приборы (или блоки из них) внутри щитов и пультов рекомендуется группировать по принадлежности к системам измерения, управления, сигнализации и т. п., а внутри этих групп - по роду тока, величине напряжения, типам аппаратов.

Аппараты и приборы, устанавливаемые внутри щитов, рекомендуется размещать на следующих расстояниях от основания щита:

а) трансформаторы и источники питания массой до 5 кг – 1700-2000 мм, массой более 5 кг - 200-500 мм;

б) панели с выключателями, предохранителями, автоматическими выключателями – 700-1700 мм;

в) реле – 600-1900 мм;

г) сборки зажимов должны располагаться на высоте 350-800 мм; при установке двух и более горизонтальных сборок расстояние между ними должно быть не менее 200 мм; эти же расстояния должны соблюдаться и при установке рядов зажимов в пультах;

д) сборки зажимов при вертикальном расположении с учетом подвода кабеля снизу и сверху: нижний край сборки – 350 мм; верхний край сборки – 1900 мм.

Аппаратура, которая во включенном состоянии в нормальном режиме работы рассеивает значительное количество тепла (например, резисторы, лампы и т. п.), должна, как правило, размещаться в верхней части щитов. Аппараты и приборы, характеристики которых существенно зависят от температуры окружающей среды, следует размещать в зонах, удаленных от устройств, выделяющих тепло.

На рисунке 4.2 показан пример размещения аппаратуры на монтажной панели шкафа.

Рисунок 4.2 – Пример расположения аппаратуры в шкафу

Электрические проводки в щитах и пультах

Электрические проводки в щитах и пультах должны выполняться в закрытых трудносгораемых коробах (кабельных каналах) или открытыми пакетами (жгутами).

Для электропроводок щитов и пультов должны применяться изолированные провода с медными жилами. Допустимые токовые нагрузки и изоляция проводов должны соответствовать параметрам электрических цепей.

Наименьшие допустимые сечения проводов должны быть:

ü многопроволочных (гибких) – 0,35 мм²;

ü однопроволочных – 0,5 мм².

Электропроводки щитов и пультов должны, как правило, выполняться проводами с поливинилхлоридной изоляцией, лакированной оплеткой и т.п. Запрещается применение проводов с горючей изоляцией из полиэтилена.

Рекомендуется цепи разного назначения на щитах и пультах выполнять проводами разного цвета.

Не допускается объединение в общие пакеты или прокладка в одном коробе цепей питания, управления и т. п. с измерительными цепями приборов и аппаратов, в которых величины помех, возникающих из-за влияния цепей другого назначения, превосходят допустимые значения. Такие цепи должны прокладываться в соответствии с указаниями заводов-изготовителей приборов и средств автоматизации или та основании результатов специальных исследований.

Во всех случаях, когда указания или исследования отсутствуют, такие измерительные цепи должны прокладываться по щиту (пульту) отдельно.

Соединения между собой аппаратов и приборов, относящихся к одной системе управления, измерения или сигнализации в пределах одной панели щита (пульта), должны выполняться, как правило, без промежуточных зажимов. При необходимости (например, для объединения одноименных цепей и т.п.) допускается выводить указанные проводники на сборки зажимов.

Внешние электрические проводки, выполненные кабелями или проводами, должны, как правило, присоединяться к аппаратам и приборам, установленным на щитах и пультах, через сборки зажимов.

Проводники питающих линий системы электропитания, компенсационные провода, а также специальные провода или кабели (экранированные, коаксиальные и т.п.), поставляемые комплектно с отдельными видами аппаратуры, присоединяются к аппаратам и приборам, минуя сборки зажимов.

Для присоединения аппаратуры, имеющей специальные выводы с гибкими проводами, рекомендуется устанавливать на щитах переходные сборки зажимов на расстоянии 20-250 мм от края выреза приборов.

Сборки зажимов рекомендуется группировать:

а) по автоматизируемым агрегатам, установкам и т. п.;

б) по системам управления, измерения, сигнализации и т.п.;

в) по напряжению коммутируемых цепей.

При этом следует выделять в отдельные группы:

а) зажимы цепей измерения;

б) зажимы цепей, подлежащих экранированию;

в) зажимы стационарно прокладываемых на щитах (пультах) цепей питания электрифицированного инструмента и светильников переносного освещения напряжением до 42 В;

г) зажимы цепей постоянного и переменного тока;

д) зажимы искробезопасных цепей (если эти зажимы требуются).

Группы зажимов должны разделяться между собой маркировочной колодкой либо свободным зажимом. Рекомендуется соблюдать одинаковый порядок расположения сборок зажимов и зажимов в сборках для однотипных агрегатов и одинаковых систем управления, измерения, сигнализации и т.п.

4.3 Проектирование электропроводок

Электропроводка – это совокупность проводов и кабелей с креплениями (поддерживающими и защитными конструкциями).

В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПЭУ) различают:

ü открытые электропроводки (стационарные, передвижные и переносные);

ü скрытые электропроводки (в стенах, трубах, замкнутых каналах);

ü наружные электропроводки (снаружи зданий и сооружений).

В системах автоматизации применяются обычно открытые электропроводки напряжением до 440 В, которые прокладываются внутри помещений непосредственно проводами, проводами в трубах или коробах.

Скрытые проводки применяются только из архитектурных соображений и при подводе к оборудованию (в полах).

Для защиты проводок электрические изолированные провода и кабели прокладываются на лотках, в коробах, в пластмассовых и стальных защитных трубах, в каналах, двойных полах.

Проводка должна выполняться с учетом требований пожарной безопасности и безопасности людей.

Выбор того или иного способа проводки осуществляется в следующей последовательности:

1) с учетом условий окружающей среды выбираются марки проводов и кабелей, а также способы их прокладки;

2) из возможных способов выбираются наименее трудоемкие, экономически целесообразные и в наибольшей степени отвечающие требованиям эксплуатации.

В производственных помещениях кабели и провода могут укладываться на кабельных конструкциях, на лотках, в стальных коробах, в пластмассовых и стальных защитных трубах, в кабельных каналах и этажах (только кабели).

В наружных установках кабели на кабельных конструкциях, лотках, в коробах, в защитных трубах, а также провода в коробах и защитных трубах должны прокладываться по стенам и конструкциям зданий и сооружений, по технологическим и кабельным эстакадам.

Трасса электрических проводок систем автоматизации должна выбираться с учетом наименьшего расхода проводов и кабелей, с соблюдением условий защиты от механических повреждений, коррозии, вибрации, перегрева и от повреждений электрической дугой соседних электропроводок.

При выборе трассы следует избегать также перекрещиваний с другими электропроводками и трубопроводами любых назначений.

Не допускается прокладка электрических проводок по путям эвакуации (коридорам, лестничным клеткам и т.п.). При пересечении путей эвакуации электрические проводки должны быть заключены в стальные защитные трубы или стальные короба. Запрещается использовать вентиляционные каналы и шахты для прокладки электропроводок.

Как правило, открытые электропроводки должны прокладываться параллельно и перпендикулярно основным плоскостям зданий и сооружений.

Во всех случаях, когда направление прокладки электропроводок систем автоматизации совпадает с направлением прокладки других электропроводок, рекомендуется выполнять их совмещенными (в общих каналах, тоннелях, траншеях, на эстакадах).