Рентабельность использования программируемых шкафов автоматики и контроля

В настоящее время предприятиями электротехнической и электронной промышленности многих стран разработан целый ряд программируемых устройств, позволяющих коренным образом изменить сложившиеся подходы к проектированию и комплектованию устройств электроавтоматики. Все это выполняется для достижения следующих целей: повышение надежности, снижение материалоемкости, расширение функциональных возможностей управляющих технических средств, снижение эксплуатационных затрат и улучшение эргономических свойств. В общем случае весь комплекс интеллектуальных технических средств контроля и управления технологическим оборудованием можно представить пятью группами функционально выраженных устройств:

• программируемые коммутаторы нагрузки;
• программируемые технологические контроллеры;
• программируемые терминалы;
• промышленные компьютерные системы;
• цифровые регуляторы технологических параметров.

По ряду общеизвестных причин, предприятия России, непосредственно занимающиеся производством средств управлении технологическим оборудованием (особенно в условиях единичного и мелкосерийного производства), неохотно переходят на использование новейшей элементной базы. Например, унифицированные шкафы управления с асинхронными электродвигателями производятся до сегодняшнего дня на основе использования релейно-контакторных элементов электроавтоматики, хотя существует множество вариантов их усовершенствования в случае использования новейших элементов автоматического управления. Аналогичная ситуация в сфере производства шкафов станций управления металлорежущих станков, насосных, компрессорных и вентиляционных установок. В качестве примера, реализация традиционной системы автоматики поддержания микроклимата в закрытом помещении, содержащей два электродвигателя привода притока теплого воздуха, два электродвигателя привода вытяжной вентиляции и несколько датчиков зонного контроля температуры, помимо электронных регуляторов, требует использования около двух десятков электромагнитных пускателей и реле, не считая вспомогательных электроэлементов зашиты, сигнализации и электромонтажа. При этом шкаф управления представляется довольно громоздкой конструкцией с внушительными размерами. Исходя из сложившихся на сегодняшний день цен, стоимость такого шкафа управления колеблется в пределах от 16 до 30 тыс. руб. в зависимости от мощности электродвигателей. При этом уровень эксплуатационных затрат на обслуживание приведенного варианта шкафа управления находится в прямой зависимости от количества и надежности электромагнитных элементов, осуществляющих непосредственную коммутацию управляющих и силовых цепей подключенного оборудования. В состав эксплуатационных расходов неизбежно включаются следующие составляющие:

• ремонт, связанный с заменой электромеханической электроаппаратуры, исчерпавшей ресурс по количеству циклов включения/выключения»;
• значительное электропотребление втягивающих катушек электромагнитных элементов автоматики;
• затраты времени на регулярную протяжку всех боковых соединений шкафа управления;
• при наличии большого количества электромагнитных элементов - значительные затраты на поиск неисправностей, особенно связанных с отсутствием контакта;
• большая трудоемкость при перекоммутации силовых и управляющих цепей в случае изменения в технологическом процессе;
• значительные потери при запусках приводных асинхронных электродвигателей.

Применение интеллектуальных (программируемых) средств контроля и управления технологическим оборудованием позволяет значительно сократить расходы на электроэнергию в целом и улучшить безопасность, как отдельных установок, так и всего предприятия.

В базовом исполнении шкафы автоматики и контроля собраны в виде герметичных корпусов, внутри которых размещены:

• импульсный источник питания с аккумулятором;
• плата микроконтроллера;
• плата контроля и индикации;
• блок силовой коммутации нагрузок;
• блок выходных разъемов.

Самые распространенные сферы применения:

• устройство автоматического включения-выключения по заданной программе внешнего освещения поселков, территорий предприятий, небольших городов, не имеющих централизованных средств управления по каналам телемеханики;
• устройство технологической автоматики при использовании электропривода переменного тока с частотным регулированием.

Вполне очевидно, что шкаф автоматики, как техническое средство управления технологическим оборудованием позволяет:

• обеспечить режимы оптимального электропотребления за счет рациональной организации функционирования массовых потребителей электроэнергии;
• снизить затраты электроэнергии на собственные нужды;
• сократить уровень материальных затрат при построении устройств электроавтоматики;
• достичь практически неограниченного ресурса на количество циклов коммутации нагрузки;
• легко перестраивать логику работы схемы управления.

Трудно найти ту область промышленного производства и коммунального хозяйства, где не используются программируемые технологические контроллеры. В данном случае речь идет о функционально и конструктивно законченных устройствах, которые могут использоваться в структуре управления технологическим оборудованием как автономные средства автоматизации. На сегодняшний день в России наиболее широко применяются около б0 типов микроконтроллеров зарубежного и отечественного производств, а по сути, мало чем отличающихся друг от друга. Но, каждый из них зависимо от места установки может нуждаться в дополнительном обогреве. Особенно важен данный аспект для шкафов автоматики и контроля, располагаемых на улице, плохо отапливаемых площадках и зонах с повышенной конденсацией. Пренебрежение установкой обогревателя шкафа автоматики приводит к частым поломкам и даже аварийным ситуациям.

Обогреватель шкафа автоматики (ОША) изготавливается в компактном размере и направлен на поддержку определенных контролируемых температур внутри оборудования автоматики и управления. В его конструкцию входят следующие элементы:

• Алюминиевый радиаторный корпус;
• Резистивный элемент нагрева;
• Миканитовый изолятор;
• Температурное релле;
• DIN рейка для крепления;
• Клеммное стандартное подключение (кабельное под заказ).

Для ускорения процессов отводки тепла от ребристой поверхности обогревателя существует модель ОША с вентилятором.

Заказать ОША с вентилятором и без, в стандартной сборке и по индивидуальному чертежу можно в режиме онлайн на сайте "ЭЛЕМАГ ТПК". Просчет всех параметров проводится совместно с технологами. Изготовление занимает несколько дней. Доставка по всем регионам России.

Инновационные схемы работы шкафов автоматики, пришедшие на замену релейно-контактным, направлены на то, что массу различных задач можно реализовать путем программирования на одном контролере, что будет эквивалентно нескольким тысячам логических элементов. С помощью данной схемы можно обрабатывать дискретные и аналоговые сигналы, управлять клапанами, нагревателями, шаговыми двигателями, сервоприводами, преобразователями частоты, осуществлять ПИД-регулирование. Шкафы автоматики выделяются тремя особенностями:

• много вариантностью методов разработки и отладки программного обеспечения;
• возможностью расширения аппаратных ресурсов по вводу/выводу и наличием развитой системы коммуникаций с внешними устройствами.

Программирование логических контроллеров возможно на пяти языках, но все они, в конечном итоге, сводятся к программной реализации набора схем и функций, причем для тех, кто привык к релейно-контактным схемам, возможна работа с языком, собранным на их основе.

Преимущества использования программируемых шкафов автоматики и контроля подтверждены практикой и доказаны многими пользователями. Важным аспектом в точности функционала и длительной эксплуатации является поддержка микроклимата внутри шкафа, достичь которой можно прибегнув к использованию ОША.