産業機械制御パネルの最適化

モーターコントローラーの効率の向上、生産性の向上、およびドライブアウトコストの向上は、電気制御パネルを最適化することによって企業が目指している主要な変更のいくつかです。コントロールパネルのエンジニアと設計は、可能な限り最高のパフォーマンスを利用するために、既存の設計に伴う課題に焦点を合わせています。これらの課題は、環境展開、安全コスト、電磁干渉ノイズの懸念、およびコントロールパネルスペースの最適化に対処します。

設計者とエンジニアは、制御盤の計画を完了するための時間的制約が限られており、多くの場合、すべての設計要件も満たす堅牢なライフサイクルを備えた製品を製造するための問題に直面します。製品は、制御環境のように過酷な環境では理想的に複製されません。現場で経験した実際的な問題は、損傷したシステムの修理に必要なダウンタイムにつながる可能性があり、その結果、コストのかかるメンテナンスが発生する可能性があります。

この記事では、制御エンジニアとパネル設計者が制御パネルの開発と製品のライフサイクルを最適化するのに役立つソリューションと実践について詳しく説明します。これにより、コストを削減し、ライフサイクルパフォーマンスを向上させるためのより優れたプロセスソリューションを提供するためのヒントとツールが提供されます。

コントロールパネルスペースの最適化

機械エンジニアと設計者は、製造する機械のサイズと設置面積を絶えず削減するという課題に直面しています。これは、設計者が既存のコントロールパネルにより収まるように、より小さなフットプリントを構築する必要があることを意味します。エンクロージャーのプラットフォームスペースを最大化することは、優れたソリューションです。しかし、より小さなコントロールパネルを設計することにはいくつかの挑戦者がいます。考慮事項は次のとおりです。

ケーブルの分離
熱管理
ケーブルエントリ
電磁干渉
ケーブルの曲げ半径
将来の拡張のためのスペース

安全上の懸念に加えて、規格とコードへの準拠、および電子部品の分離要件への準拠により、エンジニアと設計者の仕事ははるかに複雑になります。

コントロールパネルは、従来のパネルボックスとシングルドアのデザインから生まれました。コントロールパネルは、複数のアクセスポイントで設計されたパネルボックス、サブパネルコンパートメント、およびオプションの統合冷却システムにより、はるかに汎用性があります。最も使用されにくい領域は、エンクロージャードアと背面のサブパネルに取り付けられたコンポーネントの間のスペースです。通常はサブパネルに取り付けられるコンポーネントを備えたDINレールを利用します。

統合された冷却システムにより、コントロールパネルは電気機器を互いにより近くに取り付けて設置することを可能にします。これにより、使用スペースが減少し、ユニット内の熱放散効率が向上します。利用可能な冷却システムはたくさんあり、適切なものを選択することはすべて、コントロールパネルのニーズによって異なります。

ノイズ軽減

外部コンポーネントからの電磁干渉は、最終的に他のコンポーネントの通常の動作を妨げる可能性のあるノイズを放出します。パネルコストを最小限に抑えながら、ネットワーク化されたコンポーネントとパワーデバイスを追加すると、EMIリスクが増大します。コントロールパネルが完成すると、ノイズを放出するコンポーネントを検出することは困難です。したがって、EMIの可能性を減らすために、ノイズ軽減ソリューションを元の設計に組み込むことが不可欠です。

ノイズを放出するコンポーネントを適切に接地することは、EMI放出を削減するための優れた最初のステップです。ループを形成するワイヤーは優れたアンテナになり、ループのサイズを最小限に抑えることで、受信するノイズを減らすことができます。ワイヤーをループさせる代わりに、フィードワイヤーとリターンワイヤーを一緒に配線します。ワイヤーを撚り合わせると、EMIの影響がさらに減少します。入ってくる接地導体を、ユニバーサル接地バーを使用して入るサブパネルに結合します。

ワイヤレイアウトは、ノイズ制御において重要な考慮事項であり、2つの間の距離は、ワイヤ経路レイアウトとともに大きな要因です。垂直導体は平行導体よりも一般的な長さがはるかに短いため、直角に交差する導体ワイヤにより、ノイズが減少します。 ACの隣にDCを実行し、出力の隣に入力を実行することは避けてください。 EMIを低減するために、並列運転での高電圧導体と低電圧導体の間の推奨距離は3〜6インチです。また、エンコーダとレゾルバのフィードバックケーブル、モーターまたはAC電源ケーブルの間には12インチをお勧めします。

環境保護

コントロールパネルエンクロージャは、重要なシステムを保護し、潜在的なダウンタイムのリスクを軽減し、人員を確実に保護する必要があります。腐食、物質への暴露、電気的ノイズ、周囲温度などの環境リスクは、コントロールパネルシステムに有害な影響を与える可能性があります。アプリケーションを屋内にするか屋外にするかは、これらの要因に大きく依存します。全体的な環境要因は次のとおりです。

人間の相互作用（安全のための人員からの機器の隔離）
物質への暴露（ほこり、湿気、油をシステムから遮断する）
高圧の液体と擦り傷（洗浄と薬剤のウォッシュダウン）
温度（電子機器を動作温度内に保つ）
紫外線（太陽光による物質の劣化）
腐食性元素（機器の腐食を引き起こす可能性のある塩および化学物質）

コントロールパネルを物質への暴露から保護するために、重要な内部システムを隔離するために、合わせ面に漏れのないシールが必要です。エンクロージャーの外面に適切な仕上げを施すことで、高圧および高温への暴露、ならびに紫外線および潜在的な腐食に耐えることができます。熱管理システムは、制御パネルシステムを設計された動作温度内に維持するのに役立ちます。

コントロールパネルを環境要因から保護することは、生産性と機器の寿命を失わずにシステムをスムーズに実行するために重要です。コントロールパネルエンクロージャーの選択時には、適切な保護を実現するために、進入要件と標準コンプライアンスに基づいてエンクロージャーを指定するために、環境要因を理解することが重要です。

人員保護

従業員に安全な作業スペースを提供することは、日常業務に不可欠です。制御システムの開発と複雑化が進む中、安全を確保するために必要な措置を講じることがこれまで以上に重要になっています。電気事故の件数が増加し、安全性の向上が求められています。環境への危険を無視すると、人員の負傷により罰金が科せられ、運用コストが増加する可能性があります。

アークフラッシュ爆発は非常に危険であり、帯電した導体間の短絡として発生する費用のかかる電気的誤動作です。多くの場合、アークフラッシュは、オペレーターの動きまたは通電された機器との接触によってトリガーされます。結果として生じる地絡または相間故障は、致命的な傷害を引き起こし、機器に損傷を与える可能性があります。

標識、ラベリング、および識別システムを使用して、コントロールパネルおよびシステムの近くにリスクがある可能性があることを担当者が確実に理解できるようにする必要があります。物理的な障壁は、機械的な危険から保護するために重要です。訓練を受けていない人員がリスク源から離れるように機器を設計する必要があります。物理的な障壁は次のとおりです。

ラッチ機構（電源がオンのときに電源をロックする予防的安全性）
データポート（リスクから離れたパネル外の診断を可能にします）
ロックアウト（メンテナンス前にすべてのエネルギー源が安全にレンダリングされることを保証します）

制御システムとパネルを備えた施設は、操作中に人員を安全に保つために必要な予防措置を講じることが重要です。労働者災害補償、保険費用、弁護士費用など、電気事故に関連する多額の費用が発生する可能性があります。ワークスペースの危険性を評価して理解することにより、コントロールパネルのシステムとコンポーネントを人員の安全を念頭に置いて設計できます。

E3。コントロールパネル設計開発用パネル

コントロールパネルのレイアウトを設計および開発するための完全で詳細なインターフェイスを提供します。このプラットフォームは、3D機械設計を電子コンポーネントと簡単に統合して、コントロールパネルのスペースを最適化するためのコンポーネントの配置を視覚化できます。配線レイアウト、制御システムコンポーネント、および回路図設計の完全な統合を視覚的に確認できます。パネル構造のタイプから生産の潜在的な危険性のラベル付けまで、全体的なコントロールパネルの設計を表示する仮想表現を提供できます。