Они направлены не только на обеспечение безопасной работы предприятия либо системы, но и позволяют повышать объемы продукции, сокращать сроки выполнения задач и заказов, уменьшать расходы на сырье и материалы, справляться с задачами, недоступными человеческим рукам. Но в этой статье пойдет речь не о системах автоматизации технологических процессов в целом, а о ее составляющих: шкафах управления. Именно последние играют огромную роль в жизнеобеспечении предприятия и его инженерной инфраструктуры, и системы.

Шкафы управления и автоматики – это основа современных систем автоматизации зданий. С помощью них персонал производит управление технологическим оборудованием и процессами, а также контроль за безаварийной и безопасной работой инженерных систем любого объекта. К последним относятся и системы отопления, системы вентиляции и кондиционирования, системы пожаротушения, системы охранного видеонаблюдения и не только. На самом деле, шкаф управления может выполнять различные функции, которые влияют на его комплектацию. Количество и сложность приборов автоматики, электронных систем, контроллеров, релейных и коммутативных компонентов любого шкафа управления адаптированы под его функции и под условия его эксплуатации.

Устройство и состав шкафа управления

Шкафы управления производятся в большинстве своем из металла или пластика, представляют собой «ящик» различных размеров с дверцами и замками, которые служат для ограничения доступа к установленному оборудованию. Все внутренние элементы и приборы размещаются на монтажной панели и крепятся на DIN-рейки.

Комплектация шкафа управления может включать:

• Корпус, типоразмер и исполнение которого продиктованы назначением и условиями эксплуатации;
• Панель оператора (HMI), на которой отображена мнемосхема технологического процесса для контроля и управления оборудованием.
• Автоматические выключатели и предохранители, направленные на отключение оборудования при перегрузках, перепадах напряжения и при коротком замыкании;
• Пускорегулирующие аппараты: блоки и модули с релейными и электронными компонентами управления устройством;
• Светосигнальная арматура (лампы, кнопки, переключатели)
• Реле контроля напряжения для контроля напряжения на входе в шкаф управления
• модули коммуникации, включая модемы, конвертеры протоколов, преобразующие информацию, полученную от датчиков;
• Частотный преобразователь для правильной работы асинхронных двигателей;
• Устройство плавного пуска (УПП);
• Программируемый логический контроллер (ПЛК);
• Источник бесперебойного питания (ИБП, UPS)
• Система микроклимата (вентиляторы, тэны, термостаты).

Шкаф управления может быть рассчитан на напольное, настенное размещение, установку на специальную опору и т.д.

Внешняя панель шкафа состоит из элементов индикации и органов управления (лампы и светодиоды), размещение которых может быть разнообразным. Это могут быть:

• Кнопки или выключатели питания системы или отдельного участка, системы
• Индикаторы наличия питания, аварийного состояния (перегрев, давление, перегрузка, ошибка и др.)
• Индикаторы режимов работы
• Кнопки аварийного или экстренного останова
• Приборы или индикаторы для отображения технологических параметров (напряжения, давления, тока и прочих показателей).

В большинстве своем они указывают на режим работы оборудования, параметры его работы, а также оповещают об авариях.

Назначение и функции шкафов управления

Шкафы управления могут выполнять различные функции. Устанавливаются на предприятиях различной специализации. Например, на предприятиях энергетики, машиностроения, пищевой промышленности (молочно-товарные фермы), административно-бытовых зданиях (оборудование и системы управления вентиляцией, отоплением и кондиционированием), торговые центры, склады и логистические центры, технологические линии, инженерные сооружения и системы (котельные, ИТП, топочные, ГРП) и т.д.

К основным функциям можно отнести:

• Включение и отключение системы или отдельного оборудования согласно заданным алгоритмам работы
• Оптимизация технологического процесса
• Защита и поддержание безопасной работы системы
• аварийная и предупредительная сигнализация измеряемых параметров
• Контроль за выходом оборудования или системы за предельные параметры и значения
• Контроль напряжения в сети
• Управление оборудованием с помощью программируемых контроллеров (ПЛК)
• Плавный запуск оборудования
• Включение резервного оборудования в случае отказа основного
• Передача информации на автоматизированное рабочее место оператора (АРМ) с отслеживанием и управлением работы с помощью экрана компьютера, планшета или телефона.

Шкафы управления обеспечивают безопасную и точную работу оборудования 24/7. Его принцип работы заключается в постоянном сканировании сигналов системы и включении нужных режимов работы оборудования.

Некоторые виды шкафов управления: описание, назначение и особенности

Шкаф контроля загазованности (ШУКЗ)

Система состоит из вводного устройства с АВР (или без в зависимости от категории источника вводного питания), устройства ИБП газоанализатора и элементов управления. По месту осуществляется управление клапаном на вводе газопровода и светосигнализация состояния клапана, а также светосигнализация аварий (в общем случае сигнал «Превышение порога загазованности», «Неисправность «Газоанализатора», «Пожар»).

При соответствующем техническом задании ШУКЗ комплектуется дополнительными опциями:

• Сигнальная панель ПС-8, с отправлением сигналов СМС (до 3-номеров) и/или дублирование сигналов на панели ПС-8 расположенной в месте постоянного пребывания персонала, при нештатной ситуации.
• Контроллер (Овен, Siemens и др.) для сбора первичной информации состояний и аварий, с последующей передачей данных на верхний уровень автоматизации предприятия.

Шкаф управления котельной (ШУК)

Система состоит из вводного устройства с АВР (или без в зависимости от категории источника вводного питания), устройства ИБП (в случае наличия газоанализатора и/или контроллера управления котельной), элементов управления и сигнализации. Комбинации элементов управления зависят от технического задания и могут выполнять следующие функции:

• Управление и контроль состояний котла или каскада котлов различных фирм производителей (Buderus, Bosch, Viessmann, De Dietrich и др.);
• Управление и контроль состояний узлами регулирования систем отопления, вентиляции и ГВС;
• Управление в автоматическом и ручном режимах силовыми агрегатами (насосами, вентиляторами, задвижками и т.д.) установленными в помещении котельной с элементами защиты данных агрегатов;
• Управление клапана на вводе газа с контролем состояний (клапана, задвижек, ПЗК, ПСК и т.д.);
• Контроль состояний газоанализаторов, расположенных в помещении котельной;
• Передачей данных на верхний уровень автоматизации предприятия с помощью контроллера Овен, Siemens и др.)

Шкаф управления насосами (ШУН)

Система состоит из вводного устройства с АВР (или без в зависимости от категории источника вводного питания), устройства ИБП (в случае наличия контроллера управления системой), элементов управления и сигнализации. Комбинации элементов управления зависят от технического задания и могут выполнять следующие функции:

• Управление в автоматическом и ручном режимах силовыми агрегатами (насосами, задвижками и т.д.) установленными в помещении насосной с элементами защиты данных агрегатов;
• Установка частотных преобразователей с возможностью плавного регулирования производительности станции;
• Установка тиристорных преобразователей или устройств плавного пуска мощной нагрузки для исключения толчков в работе или гидроударов в системе;
• Осуществление контроля состояний задвижек, насосов, датчиков давления, датчиков протечки, датчиков контроля доступа в помещение;
• Передачей данных на верхний уровень автоматизации предприятия с помощью контроллера Овен, Siemens и др.)

Шкаф управления освещением (ШУО)

Система состоит из вводного устройства с АВР (или без в зависимости от категории источника вводного питания), устройства ИБП (в случае наличия контроллера управления системой), устройств коммутации нагрузки, элементов защиты, элементов управления и сигнализации. Возможны следующие варианты управления нагрузками освещения:

• Управление наружным освещением по срабатыванию от датчика освещённости и/или срабатывания астрономического реле;
• Управление группами освещения с помощью импульсных реле с возможностью ручного включения с нескольких мест;
• Дистанционное управление группами освещения с помощью программируемого реле либо котроллера, связанного с внутренней сетью предприятия.

Шкаф управления вентиляцией (ШУВ)

Система состоит из вводного устройства с АВР (или без в зависимости от категории источника вводного питания), устройств коммутации нагрузки, элементов защиты, элементов управления и сигнализации. Возможны следующие варианты управления систем вентиляции:

• Управление вентиляторной нагрузкой с возможностью регулировки воздухопотока с помощью установки частного преобразователя или тиристорного преобразователя;
• Управление и контроль спаренной вентиляторной установки с автоматическим вводом резерва;
• Управление системы приточной или приточно-вытяжной вентиляцией со всеми возможными комбинациями оборудования (водяной обогрев, роторный утилизатор, контур охлаждения, контроль и регулировка производительности системы, управление влажностью помещения и т.д.).

Шкаф управления ИТП (ШУ-ИТП)

Система состоит из вводного устройства с АВР (или без в зависимости от категории источника вводного питания), устройств коммутации нагрузки, элементов защиты, элементов управления и сигнализации. Возможны следующие варианты управления ИТП:

• Управление системой горячего водоснабжения (ГВС) с регулировкой температуры по датчикам, установленным на трубопроводе, с контролем состояния клапанов, насосов, датчиков давления и температуры;
• Управления системой отопления аналогично системе ГВС, с установкой дополнительный датчиков помещения и/или наружной температуры;
• Управление контуром подпитки системы отопления с помощью ЭКМ, либо датчиков уровня;
• Обработка информации от счетчиков, установленных в ИТП, с последующим отправкой информации на верхний уровень автоматизации предприятия с помощью контроллера Овен, Siemens и др.).

Шкаф управления и автоматизации по техническому заданию заказчика (ШАУ)

Предназначен для локального управления системами, либо телеметрии (сбор информации, либо дистанционного управление системой), либо систем диспетчеризации объектов. Комбинации элементов управления зависят от технического задания и могут выполнять следующие функции:

• приём и первичная обработка аналоговых и дискретных сигналах о текущих режимах, авариях и состояниях оборудования;
• отображения состояния и положения оборудования в удобной, для оперативного управления, форме, документирования процесса оперативного управления и повышения степени его автоматизации;
• обеспечения автоматизированного управления (местного и дистанционного) управляемыми агрегатами;
• обеспечение информационного обмена с вышестоящим уровнем АСУТП по внутренней сети предприятия.

ООО «Спецсистемсервис» выполняет весь комплекс работ по автоматизации «под ключ»:

• Разработка проектной документации на систему автоматизации
• Собственное производство шкафов управления различной сложности
• Монтажные, шеф-монтажные работы
• Пуско-наладочные работы с дальнейшим вводом в эксплуатацию.