Щиты автоматики и шкафы управления в Санкт-Петербурге

Проектируем и собираем щиты автоматики и шкафы управления инженерными системами для объектов Санкт-Петербурга и Ленинградской области: приточными и вытяжными установками, тепловыми пунктами, котельными, насосными группами. Щит – это законченное изделие с вводным аппаратом, силовой коммутацией, свободно программируемым контроллером и клеммниками. Компоновку ведем по ПУЭ и ГОСТ IEC 61439, каждый шкаф проходит испытания и передается заказчику с полным комплектом схем.

Из чего состоит шкаф управления

Внутреннее наполнение делится на две зоны. Силовая часть – вводной автомат, аппараты защиты с обеспечением селективности, пускатели или частотные преобразователи, автоматы отходящих линий на насосы, вентиляторы и приводы. Слаботочная часть – контроллер, модули ввода-вывода, промежуточные реле, блок питания и разделенные клеммники аналоговых и дискретных сигналов. Силовые и слаботочные проводники разносятся и маркируются: иначе наводки искажают показания датчиков, а обслуживание превращается в поиск концов. Компоновку ведем так, чтобы тепловыделяющие аппараты стояли выше, а к каждому ряду оставался доступ для обслуживания.

Контроллер и модули ввода-вывода

Ядро шкафа – свободно программируемый контроллер, к которому наращиваются модули под нужное число сигналов. На одну приточную установку обычно приходится от 15 до 25 сигналов: аналоговые входы датчиков температуры и давления, дискретные входы состояния и аварий, аналоговые и дискретные выходы на приводы и пускатели. Модули берем с типовым числом каналов 8 или 16. Тип контроллера подбираем под задачу: для одной установки достаточно компактного моноблока, для нескольких систем берем модульный контроллер с расширением по внутренней шине. При компоновке закладываем резерв не менее 20 %, чтобы добавление датчика не требовало нового модуля. Прикладную программу разрабатываем отдельно – это программирование контроллеров на языках МЭК 61131-3.

Силовая коммутация и частотные преобразователи

Двигатели вентиляторов и насосов подключаются напрямую через пускатели либо через частотные преобразователи, если нужно плавное регулирование производительности. Преобразователь снижает пусковые токи и дает экономию: уменьшение расхода на 20 % снижает потребляемую мощность примерно вдвое из-за кубической зависимости. В шкафах ставим преобразователи мощностью до 90 кВт, отдельными линиями и с учетом их нелинейной нагрузки. Такие приводы выделяют тепло и создают гармоники в сети, поэтому под них закладываем запас по вентиляции оболочки и при необходимости сетевые дроссели. Ввод рассчитываем на напряжение 380 В, номиналы вводных аппаратов – от 16 до 630 А по суммарному току. Сечение вторичных цепей – от 1,5 до 2,5 мм², силовые проводники подбираются по нагреву.

Панель оператора и режимы управления

На дверце шкафа обычно ставится панель оператора или комплект органов местного управления. Она нужна для наладки и обслуживания: с нее запускают и останавливают установку, переключают режим «ручной – автоматический», задают уставки и видят текущие параметры и аварии, не поднимаясь на диспетчерский уровень. Для ответственных приводов предусматриваем аппаратный ручной режим, который работает даже при отказе контроллера, – это требование к безопасности вентиляции и котельной. Органы управления и индикация выносятся на лицевую панель так, чтобы обслуживание не требовало вскрывать шкаф под напряжением. Панель также ведет локальный журнал последних аварий, что помогает наладчику восстановить картину без подключения к диспетчерской.

Степень защиты и климатика шкафа

Оболочку выбираем по помещению. Для отапливаемых технических помещений это обычно IP31 или IP41, для венткамер, подвалов и запыленных зон – IP54. Рабочий диапазон комплектующих – примерно от 0 до 40 °C, поэтому в неотапливаемых помещениях в шкаф ставим термостат и обогрев с порогом около 5 °C, а при тепловыделении преобразователей – вентиляцию оболочки или фильтровентиляционный блок. Без климатики электроника либо выходит из диапазона по холоду, либо перегревается летом, и оба режима сокращают ресурс.

Сборка, испытания и документация

Собранный шкаф проходит проверки по ГОСТ IEC 61439: визуальный контроль монтажа и маркировки, проверку моментов затяжки, замер сопротивления изоляции, испытание цепей управления подачей сигналов на входы с контролем срабатывания выходов – так называемую прозвонку по функции. Заказчик получает принципиальные и монтажные схемы, кабельные журналы, спецификацию и таблицу сигналов. Каждый шкаф сопровождается уменьшенной схемой на внутренней стороне дверцы, чтобы обслуживающий персонал не искал документацию по всему объекту. Готовый шкаф затем встраивается в систему верхнего уровня – диспетчеризацию инженерных систем.

Электропитание и место щита в проекте

Щит автоматики – потребитель, который нужно учесть в электрике: категория надежности электроснабжения, резервирование ввода, селективность защит, отдельные линии на частотные преобразователи как на нелинейную нагрузку. Отдельного внимания требует заземление: экраны сигнальных кабелей и корпус шкафа заводятся на шину заземления по ПУЭ, иначе помехи искажают аналоговые сигналы датчиков. Эти вопросы решаются вместе с разделом электроснабжения и электроосвещения. Под какие именно системы и алгоритмы собирается конкретный шкаф, описано на странице автоматизации вентиляции, котельных и ИТП.