Hãy tưởng tượng một dây chuyền sản xuất công nghiệp rộng lớn với vô số máy móc hoạt động hòa hợp hoàn hảo, mỗi chuyển động chính xác và hiệu quả.Câu trả lời thường nằm trong bảng điều khiển điện Ứng dụng đơn giản nhưng quan trọng phục vụ như hệ thần kinh trung tâm của tự động hóa công nghiệpCác tấm này phối hợp các chức năng cơ học phức tạp, đảm bảo quy trình sản xuất liền mạch.và ý nghĩa công nghiệp của bảng điều khiển điện.
Tổng quan về bảng điều khiển điện
Bảng điều khiển điện, còn được gọi là tủ điều khiển điện hoặc hộp phân phối, là các thành phần không thể thiếu trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp.Những tập hợp tích hợp của các thành phần điện năng lượng và kiểm soát các chức năng cơ học khác nhau của thiết bị công nghiệpVề cơ bản phục vụ như một "hộp chuyển mạch" tinh vi, chúng vượt xa so với các tương đương trong gia đình về sự phức tạp và khả năng.và nền tảng hiệu quả để kiểm soát và giám sát thiết bị công nghiệp.
Các thành phần chính
Bảng điều khiển điện bao gồm hai yếu tố chính: cấu trúc bảng điều khiển và các thành phần điện.trong khi các thành phần thực hiện chức năng điều khiển.
Cấu trúc bảng điều khiển
Tương tự như các hộp ngắt cho nhà ở hoặc văn phòng, các cấu trúc bảng bao gồm vỏ và tấm nền:
-
Khung:Thông thường được chế tạo từ nhôm hoặc thép không gỉ để bền và chống ăn mòn, kích thước vòm thay đổi dựa trên các yêu cầu về thành phần nội bộ.Các ứng dụng công nghiệp có thể có cấu hình cửa duy nhất hoặc hai cửaCác tiêu chuẩn an toàn quan trọng bao gồm:
- UL 508A (Tiêu chuẩn bảng điều khiển công nghiệp)
- Xếp hạng IP (Bảo vệ xâm nhập)
- Nhóm phân loại NEMA
- Ứng dụng trong nhà / ngoài trời
- Chống nước/nước
- Bảo vệ chống bụi / hạt
- Đánh giá môi trường nguy hiểm
- Yêu cầu chống nổ
- Bảng sau:Bảng kim loại bên trong này hỗ trợ đường ray DIN và đường dây. đường ray DIN cung cấp lắp đặt tiêu chuẩn cho các thành phần như bộ ngắt mạch và PLC,trong khi wireways tổ chức cáp để giảm thiểu nhiễu điệnThông thường được làm từ thép kẽm hoặc nhôm, tấm nền cung cấp tính toàn vẹn cấu trúc và khả năng chống ăn mòn.
Các thành phần điện
Bảng điều khiển kết hợp các yếu tố điện khác nhau cho phép điều khiển thiết bị chính xác:
- Bộ ngắt mạch chính:Hoạt động như một công tắc chính (phạm vi 120V-480V), nó bảo vệ chống lại quá tải và mạch ngắn.
- Bảo vệ điện giật (SPD):Bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm khỏi các đợt điện áp do sét hoặc biến động điện.
- Bộ biến áp:Điều chỉnh điện áp đầu vào (thấp xuống 120V/24V hoặc tăng lên khi cần thiết) để tương thích các thành phần.
- Các khối đầu cuối:Tổ chức và phân phối các kết nối dây cáp (loại vít, kẹp xuân hoặc các loại đẩy vào).
- Bộ điều khiển logic có thể lập trình (PLC):Bộ não của hệ thống xử lý đầu vào cảm biến và thực hiện logic được lập trình để điều khiển các bộ điều khiển.
- Các bộ chuyển tiếp/những bộ liên lạc:Các công tắc điện cơ (relay cho tải năng lượng thấp, tiếp xúc cho thiết bị năng lượng cao) được kích hoạt bằng lệnh PLC.
- Chuyển đổi mạng:Điều này tạo điều kiện cho giao tiếp dữ liệu giữa PLC và các thiết bị mạng, ngày càng quan trọng cho sự tích hợp IoT công nghiệp (IIoT).
- Giao diện người máy (HMI):Các đơn vị điều khiển người vận hành có màn hình, nút, công tắc hoặc bàn phím để giám sát và điều chỉnh tham số.
Các cân nhắc tùy chỉnh
Thiết kế bảng điều khiển tùy chỉnh phụ thuộc vào độ phức tạp của hệ thống, từ các hệ thống rơle cơ bản đến các mạng PLC tiên tiến với tích hợp IIoT / SCADA.
- Yêu cầu sản xuất tiên tiến vượt quá khả năng hệ thống hiện tại
- Nhu cầu kiểm soát thống nhất trên nhiều hệ thống
- Chức năng HMI được nâng cao để cải thiện khả năng sử dụng
Yêu cầu bảo trì
Các giao thức bảo trì hiệu quả là rất cần thiết cho sự tồn tại lâu dài của bảng điều khiển:
- Nhãn nhãn toàn diện về thành phần/cáp điện
- Khả năng giám sát kết nối điện
- Các biện pháp kiềm chế hạt và bụi
- Cơ chế phòng ngừa dịch hại
Ứng dụng công nghiệp
Bảng điều khiển điện phục vụ các chức năng quan trọng trong các ngành công nghiệp:
- Thực phẩm và đồ uống: Kiểm soát đường chế biến/ đóng gói
- Dầu & Khí: Hệ thống khoan, vận chuyển và tinh chế
- Dược phẩm: Thiết bị sản xuất và đóng gói
- Sản xuất điện: Quản lý cơ sở hạ tầng điện
- Sản xuất: Máy sản xuất và robot
- xử lý chất lỏng: hệ thống bơm và van
- Việc xử lý vật liệu: Máy vận chuyển và lưu trữ tự động
Kết luận
Khi tự động hóa công nghiệp tiến bộ, bảng điều khiển điện tiếp tục phát triển như các trung tâm điều khiển tinh vi cho phép các nhà sản xuất đạt được các mục tiêu sản xuất chính xác.Hiểu được thiết kế và hoạt động của chúng vẫn là điều cơ bản cho các chuyên gia tự động hóa điều hướng môi trường công nghiệp hiện đại.