Kāpēc PLC vadības skapim ir nepieciešama siltuma vadība? Lietojumprogrammas un dzesēšanas risinājumi

PLC vadības skapis kalpo kā kritiska vadības platforma rūpnieciskās automatizācijas sistēmās. Tradicionālajos automatizācijas iestatījumos PLC galvenokārt veic tādus uzdevumus kā loģiskā vadība, datu iegūšana un aprīkojuma bloķēšana. Tomēr, tā kā automatizācijas sistēmās arvien vairāk tiek iekļauti mainīgas frekvences piedziņas (VFD), servo piedziņas, rūpnieciskie slēdži, HMI, attālās ievades/izvades un sakaru ierīces, ir pieaudzis elektronisko komponentu skaits un ar to saistītā termiskā slodze skapī.

 

Līdz ar to mūsdienu vadības skapju konstrukcijai, kas balstīta uz PLC{0}}, ir jāattiecas ne tikai uz komponentu fizisku uzstādīšanu, bet arī uz to ilgtermiņa- stabilu darbību. Tādi faktori kā siltuma pārvaldība, vides aizsardzība un specifiski pielietojuma scenāriji ir kļuvuši arvien svarīgāki inženiertehniskie apsvērumi.

 

 

 

Lai gan pats PLC centrālais procesors parasti nav galvenais siltuma avots skapī, cits iekšējais aprīkojums-piemēram, mainīgas frekvences piedziņas (VFD), servo piedziņas, barošanas moduļi, kontaktori un rūpnieciskā tīkla ierīces-var radīt nepārtrauktu siltumu elektroenerģijas zudumu dēļ. Ja vienā korpusā ir uzstādītas vairākas ierīces, šis siltums uzkrājas.

 

Ja siltumu nevar efektīvi izkliedēt, iekšējā apkārtējās vides temperatūra var paaugstināties. Tāpēc lietojumprogrammu skapju dzesēšanas risinājumiem jābalstās uz visa skapja kopējo termisko slodzi, nevis jākoncentrējas tikai uz pašu PLC.

 

 

 

Slēgtam PLC skapim ar zemu siltuma slodzi bieži vien pietiek ar dabisko siltuma izkliedi caur korpusa virsmu. Šai metodei ir vienkāršs dizains, un tai nav nepieciešami papildu ventilatori vai gaisa kondicionēšanas iekārtas. Tomēr, ja korpusā ir liels skaits mainīgas frekvences piedziņas (VFD), servo piedziņas vai citas lielas -jaudas elektroniskas ierīces, var nepietikt tikai ar dabisko dzesēšanu.

 

Tāpēc aktīvās dzesēšanas nepieciešamība jānosaka, pamatojoties uz aprēķiniem, kas ietver iekārtas jaudas rādītājus, apkārtējās vides temperatūru, skapja izmērus un iekšējo siltuma slodzi.

 

 

Filtru ventilatori un izplūdes bloki atvieglo gaisa plūsmu korpusā. Vēss gaiss iekļūst korpusā, absorbē elektronisko komponentu radīto siltumu un pēc tam tiek izvadīts caur izplūdes atverēm. Šai pieejai ir vienkāršs dizains un tā ir piemērota noteiktām standarta industriālajām vidēm. Tomēr vidē ar augstu putekļu, eļļas miglas vai citu piesārņotāju līmeni standarta filtru ventilatoriem var būt nepieciešama bieža apkope.

 

Jaunākie dati par rūpnieciskās vadības skapja dzesēšanu arī parāda, ka putekļainā rūpnieciskā vidē filtrēšanas sistēmas aizsērēšana tieši ietekmē skapja dzesēšanas veiktspēju.

 

 

Ja vadības skapis ir uzstādīts augstas -temperatūras darbnīcā vai tajā atrodas aprīkojums, kas ģenerē ievērojamu siltumu, skapja gaisa kondicionieris ir reāls risinājums. Šīs ierīces regulē iekšējo temperatūru relatīvi slēgtā telpā, novēršot putekļaina ārējā gaisa iekļūšanu tieši skapī.

 

Šis risinājums ir īpaši labi{0}}piemērots industriālai videi, ko raksturo augsta temperatūra, putekļi vai mitrums.
Tomēr, tā kā korpusa gaisa kondicionieri palielina sistēmas izmaksas un uzturēšanas prasības, izvēlei jābūt balstītai uz faktiskajiem darbības apstākļiem.

 

 

Siltummaiņi atvieglo siltuma pārnesi bez tiešas gaisa apmaiņas starp korpusa iekšpusi un ārpusi. Šis risinājums piedāvā īpašas priekšrocības pie sienas -montējamiem PLC skapjiem, kuriem nepieciešama augsta aizsardzības pakāpe, jo tas palīdz pazemināt iekšējo temperatūru, vienlaikus saglabājot skapi relatīvi noslēgtu. Konkrētā izvēlētā dzesēšanas metode ir atkarīga no vairāku faktoru kombinācijas, tostarp apkārtējās vides temperatūras, siltuma slodzes un nepieciešamā aizsardzības līmeņa.

 

 

Rūpnieciskā vide būtiski atšķiras no standarta biroja iestatījumiem. Ražošanas darbnīcās var būt putekļi, eļļas migla, ūdens tvaiki un citi piesārņotāji.

 

Ja šīs vielas iekļūst nerūsējošā tērauda PLC korpusā, tās var apdraudēt termināļu, savienotāju un elektronisko komponentu ilglaicīgu{0}}darbību. Līdz ar to skapja durvju paneļiem, blīvējuma sloksnēm, kabeļu ievadiem un ventilācijas konstrukcijām jābūt projektētām tā, lai tās atbilstu konkrētām vides prasībām.

 

 

PLC skapji ar pulvera pārklājumu{0}} tiek plaši izmantoti rūpnieciskajā automatizācijā. Piemēram, ražošanas ražošanas līnijas izmanto PLC, lai kontrolētu transportēšanas sistēmas, montāžas procesus, pārbaudes stacijas un mehāniskos izpildmehānismus.

 

Ūdens attīrīšanas sistēmās PLC izmanto, lai kontrolētu sūkņus, vārstus un uzraudzītu šķidruma līmeni un plūsmas ātrumu.

 

HVAC sistēmas izmanto PLC, lai koordinētu ventilatoru, sūkņu, vārstu un citu iekārtu darbību.

 

Energosistēmas izmanto PLC iekārtu statusa uzraudzībai, datu iegūšanai un bloķēšanas kontrolei.

 

Nozares literatūrā ir minēti tipiski pielietojumi moduļu PLC skapjiem, tostarp ūdens sūkņi, gaisa kompresori, ventilatori, centrālās gaisa kondicionēšanas sistēmas, darbgaldi, katli, papīra ražošanas iekārtas un pārtikas pārstrādes iekārtas.

 

 

 

Ūdens attīrīšanas iekārtām parasti ir jāvada daudzi sūkņi, vārsti, sensori un instrumenti. Pielāgoti PLC skapji savieno lauka sensorus un iedarbināšanas ierīces, nodrošinot automatizētu vadību un statusa uzraudzību.

 

Ņemot vērā augsto mitrumu, kas bieži sastopams ūdens attīrīšanas vidē, korpusa materiāli, blīvējuma konstrukcijas un aizsardzības rādītāji ir jāizvēlas, pamatojoties uz faktiskajiem darbības apstākļiem.

 

 

Automatizētajās ražošanas līnijās sprādziendrošie PLC skapji ir saskarnē ar sensoriem, robotiem, konveijeru sistēmām, mainīgas frekvences piedziņām (VFD) un servo sistēmām. Šiem skapjiem jānodrošina stabila datu un vadības signālu apmaiņa starp dažādām iekārtām.

 

Attīstoties viedajai ražošanai, vadības skapjos arvien vairāk tiek integrētas rūpnieciskās Ethernet, attālās I/O un datu ieguves ierīces. Līdz ar to modernais PLC skapis kalpo ne tikai kā vadības sistēmu montāžas platforma, bet arī kā kritisks mezgls industriālajā tīklā.

 

 

Liela mēroga -HVAC sistēmās PLC koordinē ventilatorus, sūkņus, dzesēšanas sistēmas un vārstus. Vadības skapim ir jāpielāgo iekārtu darbības stāvokļi, pamatojoties uz lauka datiem, piemēram, temperatūru, spiedienu un plūsmas ātrumu.

 

Skapjiem, kas uzstādīti mehāniskās telpās vai iekārtu telpās, siltuma izkliedes metodes jāprojektē, ņemot vērā apkārtējās vides temperatūru un iekārtu darbības laiku.

 

 

PLC paneļi ir piemērojami arī saules, vēja un citām enerģijas sistēmām. Šajās lietojumprogrammās PLC veic aprīkojuma vadības, statusa uzraudzības, trauksmes un sakaru funkcijas.

 

Papildus PLC un I/O moduļiem šiem skapjiem var būt nepieciešami rūpnieciskie slēdži, sakaru moduļi un datu ieguves ierīces.

 

 

Viedajām rūpnīcām ir nepieciešams plašs aprīkojuma savstarpējais savienojums. Kā automatizācijas iekārtu vadības mezgliem elektrisko sistēmu skapjiem ir jāapmainās ar datiem ar HMI, SCADA sistēmām, MES platformām un rūpnieciskajiem tīkliem.

 

Līdz ar to mūsdienu PLC sistēmas korpusa funkcija ir attīstījusies no tradicionālā "releja vadības centra" par integrētu automatizācijas platformu, kas apvieno vadību, komunikāciju, datu ieguvi un aprīkojuma pārvaldību.

 

 

Lai gan rūpnieciskajiem slēdžiem, sakaru moduļiem un attālajām I/O ierīcēm var būt zemāka jauda nekā mainīgas frekvences diskdziņiem (VFD), tie ir jutīgi pret vides faktoriem un elektromagnētiskiem traucējumiem.

 

Tāpēc komunikācijas sadaļa standarta PLC skapī ir stratēģiski jāplāno, pamatojoties uz ierīces funkcionalitāti.
Sakaru kabeļu maršrutam attiecībā pret strāvas kabeļiem arī jāatbilst sistēmas konstrukcijas specifikācijām un aprīkojuma ražotāja prasībām.

 

 

PLC paneļa vadības loģiskās programmas nerūsējošā tērauda automātiskie skapji parasti ir paredzēti nepārtrauktai darbībai gadiem ilgi. Līdz ar to apkopes vienkāršība ir jāapsver jau pašā sākumā, nevis tikai pēc darbības traucējumiem. Tādas funkcijas kā loģisks komponentu izkārtojums, skaidrs vadu marķējums, viegli noņemamas montāžas konstrukcijas, plaša darba telpa un precīzas elektriskās shēmas palīdz apkopes personālam ātri diagnosticēt un atrisināt problēmas.

 

Lielisks lietojuma korpusa dizains paredz turpmākās apkopes un paplašināšanas vajadzības sākotnējā projektēšanas posmā.

 

 

Pēc vairāku gadu darbības rūpnieciskās automatizācijas sistēmām bieži ir jāpievieno jauni sensori, izpildmehānismi, sakaru ierīces vai I/O moduļi. Ja skapī nav rezervēta vieta, turpmākām modifikācijām var būt nepieciešams nomainīt visu ierīci.

 

Tāpēc atbilstoša montāžas vietu, spaiļu vietas un vadu kanāla jaudas rezervēšana sākotnējā projektēšanas posmā uzlabo sistēmas paplašināmību.

 

 

Rūpnieciskās automatizācijas, viedās ražošanas un industriālā interneta nepārtrauktas attīstības dēļ programmējamie loģisko kontrolleru skapji arvien vairāk attīstīsies uz modularitāti, tīkla savienojamību un inteliģenci. Šajos skapjos, visticamāk, tiks integrēts plašāks komponentu klāsts, piemēram, rūpnieciskās sakaru ierīces, attālās I/O, malas skaitļošanas moduļi un stāvokļa uzraudzības sistēmas.

 

Tajā pašā laikā augstas veiktspējas mainīgas frekvences piedziņas (VFD) un servo piedziņas izmantošana turpinās veicināt vadības skapju siltuma pārvaldības tehnoloģiju attīstību.

 

Līdz ar to nākotnes vadības skapja industriālajam personālajam datoram jābūt ne tikai ar uzticamām mehāniskām konstrukcijām un elektriskiem savienojumiem, bet arī jāpiedāvā izcila siltuma pārvaldība, tīkla komunikācijas iespējas un viegla apkope.

 

Vadības paneļu korpusi ir svarīga infrastruktūra rūpnieciskās automatizācijas sistēmās; to veiktspēja ir atkarīga ne tikai no paša PLC, bet arī no tādiem faktoriem kā korpusa materiāli, iekšējais izkārtojums, siltuma izkliedes metodes, vides aizsardzība, elektroinstalācija un sakaru arhitektūra.

 

Standarta automatizācijas iekārtām var izmantot dabisko dzesēšanu vai ventilatorus, pamatojoties uz termisko slodzi; tomēr augstas{0}}temperatūras vai augstu{1}}putekļi var prasīt izturīgākus, slēgtus dzesēšanas risinājumus.

 

No ražošanas līdz gala{0}}lietojumam,PLC vadības skapjipārvēršas no tradicionālajiem elektriskajiem korpusiem par integrētām rūpnieciskās automatizācijas platformām, kas apvieno vadību, komunikāciju, datu ieguvi un aprīkojuma aizsardzību.