Optimisation du panneau de commande des machines industrielles

Une efficacité accrue du contrôleur de moteur, une productivité améliorée et un coût de sortie amélioré sont quelques-uns des changements majeurs auxquels aspirent les entreprises en optimisant les tableaux de commande électriques. Les ingénieurs et les concepteurs de panneaux de commande se concentrent sur les défis liés aux conceptions existantes afin d'utiliser les meilleures performances possibles. Ces défis concernent le déploiement environnemental, les coûts de sécurité, les problèmes de bruit d'interférence électromagnétique et l'optimisation de l'espace du panneau de commande.

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Les concepteurs et les ingénieurs ont des contraintes de temps limitées pour terminer les plans du panneau de commande et, le plus souvent, rencontrent des problèmes pour produire des produits avec un cycle de vie robuste qui répond également à toutes les exigences de conception. Les produits ne se répliquent pas idéalement dans des environnements difficiles comme ils le font dans des environnements de contrôle. Les problèmes pratiques rencontrés sur le terrain peuvent entraîner des temps d'arrêt nécessaires pour réparer les systèmes endommagés, ce qui peut entraîner une maintenance coûteuse.

L'article plongera dans les solutions et les pratiques qui aident les ingénieurs de contrôle et les concepteurs de panneaux à optimiser le développement du panneau de commande et le cycle de vie du produit. Cela fournira des conseils et des outils pour fournir de meilleures solutions de processus afin de réduire les coûts et d'améliorer les performances du cycle de vie.

Optimisation de l'espace du panneau de configuration

Les ingénieurs et concepteurs de machines sont mis au défi de réduire constamment la taille et l'encombrement des machines qu'ils construisent. Cela signifie que les concepteurs doivent créer des empreintes plus petites pour s'adapter davantage aux panneaux de commande existants. Maximiser l'espace de la plate-forme de l'enceinte est une bonne solution. Mais, il y a plusieurs challengers avec la conception de panneaux de contrôle plus petits. Les considérations incluent :

• Ségrégation des câbles
• Gestion thermique
• Entrée de câble
• Interférences électromagnétiques
• Rayon de courbure du câble
• Espace pour une future expansion

En plus des problèmes de sécurité, le respect des normes et des codes, ainsi que le respect des exigences de séparation des composants électroniques, rendent le travail de l'ingénieur et du concepteur beaucoup plus compliqué.

Les panneaux de commande ont beaucoup évolué depuis la boîte à panneaux traditionnelle et la conception à porte unique. Les panneaux de commande sont beaucoup plus polyvalents avec des boîtiers de panneaux conçus avec plusieurs points d'accès, des compartiments de sous-panneaux et des systèmes de refroidissement intégrés en option. L'espace entre la porte de l'enceinte et les composants montés sur le sous-panneau à l'arrière est une zone que la plupart ont tendance à ne pas utiliser. Utilisation de rails DIN avec des composants qui seraient normalement installés sur le sous-panneau.

Avec des systèmes de refroidissement intégrés, les panneaux de commande peuvent permettre le montage et l'installation d'équipements électriques plus proches les uns des autres. Cela réduit l'espace utilisé et améliore l'efficacité de dissipation de la chaleur dans l'unité. Il existe de nombreux systèmes de refroidissement disponibles et le choix du bon dépend des besoins des panneaux de commande.

Atténuation du bruit

Les interférences électromagnétiques des composants externes émettent du bruit qui peut finalement interférer avec le fonctionnement normal des autres composants. Le risque EMI augmente avec l'ajout de composants en réseau et de dispositifs d'alimentation tout en minimisant les coûts des panneaux. Il est difficile de détecter les composants émettant du bruit une fois le panneau de commande terminé. Par conséquent, pour réduire les risques d'interférences électromagnétiques possibles, il est essentiel d'incorporer des solutions d'atténuation du bruit dans la conception d'origine.

Une mise à la terre correcte des composants émettant du bruit est une première étape importante dans la réduction des émissions EMI. Les fils qui forment des boucles font d'excellentes antennes et minimiser la taille des boucles aidera à réduire le bruit reçu. Au lieu de boucler les fils, faites passer les fils d'alimentation et de retour ensemble. La torsion des fils ensemble réduit davantage les effets EMI. Reliez les conducteurs de terre entrants au sous-panneau où ils entrent à l'aide d'une barre de terre universelle.

La disposition des câbles est une considération cruciale dans le contrôle du bruit et la distance entre les deux est un facteur important ainsi que la disposition du chemin de câbles. Croisez les fils conducteurs à angle droit car les conducteurs perpendiculaires ont une longueur beaucoup moins commune que les conducteurs parallèles, réduisant ainsi le bruit. Évitez de faire fonctionner le courant continu à côté du courant alternatif et les entrées à côté des sorties. Pour réduire les interférences électromagnétiques, une distance recommandée de 3 à 6 pouces entre les conducteurs haute tension et basse tension dans des parcours parallèles. Et 12 pouces est recommandé entre les encodeurs et les câbles de retour du résolveur, et le moteur ou tout câble d'alimentation CA.

Protection de l'environnement

Les boîtiers des panneaux de commande doivent protéger les systèmes vitaux, réduire les risques de temps d'arrêt potentiels et assurer la protection du personnel. Les risques environnementaux tels que la corrosion, l'exposition à des substances, le bruit électrique et la température ambiante peuvent avoir des effets nocifs sur les systèmes de panneau de commande. Déterminer si l'application sera à l'intérieur ou à l'extérieur dépend fortement de ces facteurs. Les facteurs environnementaux globaux incluent :

• Interaction humaine (isolement de l'équipement du personnel pour la sécurité)
• Exposition à des substances (maintien de la poussière, de l'humidité et des huiles à l'écart du système)
• Liquides à haute pression et abrasions (nettoyage et lavage à l'aide d'agents)
• Température (maintien de l'équipement électronique à des températures de fonctionnement)
• Rayons UV (dégradation des matériaux due à la lumière du soleil)
• Éléments corrosifs (sels et produits chimiques pouvant causer la corrosion des équipements)

Pour protéger les panneaux de commande de l'exposition aux substances, ils doivent avoir des joints étanches sur les surfaces d'accouplement pour isoler les systèmes internes vitaux. L'application de finitions appropriées à la surface externe du boîtier peut l'aider à résister aux expositions à haute pression et température, ainsi qu'aux rayons UV et à la corrosion potentielle. Les systèmes de gestion thermique peuvent aider à maintenir les systèmes de panneaux de commande dans les températures de fonctionnement conçues.

Il est important de protéger le panneau de commande des facteurs environnementaux pour garantir le bon fonctionnement des systèmes, sans perte de productivité et de longévité de l'équipement. Lors de la sélection du boîtier du panneau de commande, il est important de comprendre les facteurs environnementaux afin de spécifier le boîtier en fonction des exigences d'entrée et de la conformité aux normes pour obtenir une protection appropriée.

Protection du Personnel

Fournir un espace de travail sûr pour le personnel est essentiel pour les activités quotidiennes. Alors que les systèmes de contrôle continuent de se développer et de devenir plus complexes, il est plus vital que jamais de prendre les mesures nécessaires pour assurer la sécurité. Le nombre d'accidents électriques a augmenté, d'où un besoin d'augmenter la sécurité. Lorsque les risques environnementaux sont négligés, les blessures du personnel peuvent entraîner des amendes et augmenter les coûts d'exploitation.

Une explosion d'arc électrique est très dangereuse et constitue un dysfonctionnement électrique coûteux qui se produit sous la forme d'un court-circuit entre des conducteurs électrifiés. Souvent, un arc électrique est déclenché par un mouvement de l'opérateur ou un contact avec un équipement sous tension. Un défaut phase-terre ou phase-phase qui en résulte peut provoquer des blessures mortelles et endommager l'équipement.

Des systèmes de signalisation, d'étiquetage et d'identification doivent être utilisés pour s'assurer que le personnel comprend qu'il existe une possibilité de risque dans les panneaux de commande et les systèmes à proximité. Les barrières physiques sont importantes pour se protéger contre les risques mécaniques. Il est nécessaire de concevoir l'équipement de manière à ce que le personnel non formé soit éloigné des sources de risque. Les barrières physiques incluent :

• Mécanismes de verrouillage (sécurité préventive qui verrouille les sources d'alimentation lorsqu'elles sont allumées)
• Ports de données (permettent les diagnostics en dehors du panneau à l'abri des risques)
• Verrouillages (assure que toutes les sources d'énergie sont rendues sûres avant la maintenance)

Il est important que les installations dotées de systèmes de contrôle et de panneaux prennent les précautions nécessaires pour assurer la sécurité du personnel pendant les opérations. Les incidents électriques peuvent entraîner des coûts importants, tels que l'indemnisation des accidents du travail, les frais d'assurance et les frais juridiques. En évaluant et en comprenant les dangers de l'espace de travail, les systèmes et composants du panneau de commande peuvent être conçus en tenant compte de la sécurité du personnel.

E3.Panel pour le développement de la conception du panneau de contrôle

Fournit une interface complète et détaillée pour concevoir et développer la disposition du panneau de commande. Cette plate-forme peut facilement intégrer la conception mécanique 3D avec des composants électroniques pour visualiser le placement des composants pour l'optimisation de l'espace du panneau de commande. Visualisez visuellement la disposition du câblage, les composants du système de contrôle et l'intégration complète de la conception de circuits schématiques. Capable de fournir une représentation virtuelle qui affichera la conception globale du panneau de commande, du type de structure du panneau à l'étiquetage des dangers potentiels pour la production.

E3.Panel permet des conduits et des chemins de routage de câbles pour les composants. Capable de fournir de véritables calculs d'approximation d'itinéraire et de longueur pour améliorer les estimations des coûts directs des matériaux. Fournit des vérifications de règles de conception pour s'assurer que la conception est manufacturable sans interférence entre l'appareil et les composants.

Acheminement automatique ou manuel des fils en fonction du placement des composants afin d'interdire la conception non valide du panneau de commande. Fournit également des vérifications des règles de conception afin d'éviter le remplissage excessif des conduits et le placement de pièces dans des zones restreintes, ainsi que sa capacité à se conformer aux normes en reconnaissant la proximité des fils et des pièces.

Bibliothèques de composants approfondies avec références croisées en ligne pour fournir des informations sur les spécifications des composants et les dimensions physiques afin de déterminer les meilleures dimensions d'économie d'espace pour l'infrastructure du panneau de commande.

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Fonctionnalités E3.Panel supplémentaires

• Intégration à 100 % avec E3.Schematics et E3.Cable
• Toute modification apportée au panneau ou au schéma est reflétée dans tous les outils E3.Series.
• Vérification des règles de conception
• Évitement des risques
• Détection de collision
• Encliquetage automatique sur des positions de montage valides
• Prévention des erreurs de placement
• Créer des vues 2D supplémentaires
• Représentation 2D de la conception du panneau de commande
• Intégrer la conception de panneaux à l'équipement de fabrication
• E3.Panel plus s'intègre à divers équipements de fabrication tels que les machines de préparation de fil Komax et les outils de perçage, de poinçonnage et de coupe Perforex.

Avez-vous déjà eu des histoires sur la conception du panneau de commande optimal ? Écrivez votre histoire ci-dessous.

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