Промышленная панель управления (ICP)

Электрошкаф (Industrial Control Panel) должен соответствовать различным требованиям безопасности в зависимости от сферы применения, назначения и условий эксплуатации, чтобы его можно было подключить к электросети США. Соответствующий знак UL служит признанным подтверждением того, что распределительный шкаф был испытан и сертифицирован в соответствии с применимыми стандартами.

Что понимается под термином «промышленная панель управления»?

Термин «промышленная панель управления» (ICP) обозначает промышленный распределительный шкаф или промышленную панель управления. Согласно Национальному электротехническому кодексу (NEC), речь идет о сборке, состоящей как минимум из двух компонентов, которые входят в состав силовой или управляющей электрической цепи либо их комбинации. Данное определение распространяется на установки с номинальным напряжением не более 600 вольт.

Законодательные положения и нормы

В Северной Америке к промышленным панелям управления (ICP) применяются специальные правила техники безопасности и технические стандарты. В США необходимо учитывать, в частности, требования Национального электротехнического кодекса (NEC), в том числе статью 409 и раздел 110.3(B) стандарта NFPA 70.

Распределительные шкафы, не соответствующие действующим нормам или не имеющие надлежащего подтверждения соответствия, могут быть отклонены компетентными органами по сертификации — Authorities Having Jurisdiction (AHJ). Для производителей это может повлечь за собой значительные дополнительные расходы.

К числу важнейших технических стандартов относятся UL 508A для промышленных распределительных шкафов в США, а также CSA C22.2 № 14 для канадского рынка. Эти стандарты составляют важную основу для проектирования и сертификации промышленных панелей управления с соблюдением требований безопасности.

Программа сертификации UL для промышленных панелей управления

Underwriters Laboratories (UL) входит в число ведущих организаций по испытаниям и сертификации на североамериканском рынке. В рамках программы Industrial Control Panel Shop Program (программа ICP) компания UL предоставляет производителям распределительных шкафов возможность маркировать как изготовленные по индивидуальному заказу, так и серийно выпускаемые распределительные шкафы в соответствии с действующими требованиями UL.

После успешного включения в программу квалифицированные производители могут самостоятельно наносить на свои распределительные шкафы соответствующие знаки сертификации UL для США и Канады. Условием является соответствие продукции установленным требованиям и прохождение производителями регулярных проверок UL. Однако это не делает их самостоятельным органом по сертификации.

В Германии лишь ограниченное число производителей распределительных шкафов обладает соответствующим правом на участие.

Требования к сертификации промышленных панелей управления

Знак сертификации UL свидетельствует перед регулирующими органами, проектировщиками и органами сертификации о том, что промышленная панель управления (ICP) прошла испытания и сертификацию в соответствии с соответствующими стандартами безопасности. Программа ICP упрощает производителям процесс получения сертификации UL и одновременно обеспечивает гибкость при проектировании электрических шкафов. Для обеспечения соответствия требованиям UL решающее значение имеет выбор подходящих компонентов. При этом следует по возможности использовать компоненты, уже имеющие сертификат UL Listed.

Промышленные панели управления, предназначенные для канадского рынка, также могут получить сертификат UL при условии соблюдения действующих канадских требований. Соответствующие соглашения между UL и Канадской ассоциацией стандартов (CSA) упрощают процедуру признания определенных испытаний и сертификатов. Аналогичным образом, распределительные шкафы, предназначенные для рынка США, могут получить соответствующую сертификацию CSA.

Для обоих рынков доступны различные знаки сертификации UL и CSA, которые обозначают соответствующую сферу действия сертификации. В приведенном ниже обзоре представлены соответствующие знаки.

Проектирование и изготовление промышленной панели управления

Разработка промышленной панели управления (ICP) начинается с определения всех технических характеристик, эксплуатационных требований и соответствующих стандартов. На этой основе составляются подробные электрические схемы, в которых, в частности, отражены схема подключения, электрические цепи, компоненты системы управления и другие технические детали. Эти схемы, также называемые схемами подключения, служат основой для последующего проектирования и изготовления распределительного шкафа.

При проектировании и разработке промышленной панели управления необходимо учитывать различные технические и связанные с безопасностью аспекты. К наиболее важным критериям относятся:

• Корпус и занимаемая площадь

Выбор подходящего корпуса для распределительного шкафа зависит от конкретных условий эксплуатации и окружающей среды. В зависимости от области применения корпус панели управления должен соответствовать определенным требованиям в отношении степени защиты, габаритов и прочности.

• Расчет размеров проволоки

При расчете параметров проводов необходимо учитывать, в первую очередь, возникающие токи нагрузки. Сечение проводника должно обеспечивать надёжную передачу тока, при этом соответствующая защита от перегрузки по току должна быть согласована с размерами проводки. Это позволит предотвратить недопустимый нагрев проводки и возможную опасность возгорания.

• Типы компонентов

При выборе подходящих компонентов важную роль играют не только их функциональные характеристики, но и требуемые номинальные электрические параметры и габариты. В частности, на расчет параметров влияют напряжение и токовая нагрузочная способность. Кроме того, действующие стандарты UL содержат конкретные требования к материалам для электромонтажа, маркировке проводов и необходимым сечениям проводников.

• Компоненты системы управления

Для управления промышленной панелью управления используются различные компоненты, такие как реле, реле времени и клеммные колодки. При выборе рекомендуется использовать как можно более простые и надёжные компоненты, отвечающие функциональным требованиям и требованиям безопасности.

• Схемы

Управляющие цепи определяют последовательность действий и функции подключенных электрических компонентов. Часто из соображений безопасности они работают при напряжении, меньшем, чем в основных цепях. При этом управляющие трансформаторы (CPT) или соответствующие источники питания обеспечивают преобразование напряжения питания в необходимое управляющее напряжение.

• Руководитель службы снабжения

Размеры подводящих кабелей должны соответствовать ожидаемым электрическим нагрузкам. При этом необходимо учитывать достаточную токовую нагрузочную способность и действующие требования безопасности, чтобы обеспечить надежное энергоснабжение распределительного шкафа.

• Защита от перегрузки по току

Еще на этапе проектирования необходимо определить, каким образом будет реализована защита от перегрузок по току. В зависимости от конфигурации установки необходимые защитные устройства могут располагаться как внутри, так и снаружи распределительного шкафа. Если требуется, чтобы корпус открывался как можно реже, целесообразно использовать защитное устройство, доступное снаружи. Конкретная конструкция определяется техническими и нормативными требованиями.

• Устройства управления

Для управления промышленной панелью управления предусмотрены различные элементы, в том числе кнопочные переключатели, сигнальные лампы, индикаторы, переключатели и современные сенсорные интерфейсы. Сложные человеко-машинные интерфейсы (ЧМИ) предлагают дополнительные функции, однако зачастую требуют использования дополнительного аппаратного и программного обеспечения. Решающее значение имеет наглядный и удобный для пользователя дизайн, отвечающий всем эксплуатационным требованиям.

Если для машины или установки требуется функция аварийной остановки, она должна быть реализована в соответствии с действующими правилами техники безопасности. Часто для этих целей используются красные грибовидные элементы управления на желтом фоне с функцией блокировки. При проектировании систем безопасности необходимо также учитывать требования американского Управления по охране труда и промышленной безопасности (OSHA — Occupational Safety and Health Administration).

• Надпись

Четкая и долговечная маркировка всех соответствующих проводов, клемм и компонентов облегчает монтаж, проверку и техническое обслуживание распределительного шкафа. Одновременно это способствует предотвращению ошибок при ремонте и техническом обслуживании. Поэтому используемые маркировки должны быть приспособлены к соответствующим условиям окружающей среды и обладать достаточной устойчивостью к повреждениям и выцветанию.