Проектирование щитов и стоек.

13.1 Выбор щитов и пультов

Стандартами и инструктивными документами на щиты и пульты определены их типоразмеры, способы и места расположения аппаратуры, общие требования к прокладке и выбору марок проводов и т.д. Заводы-изготовители щитов имеют полный комплект конструкторской и технологической документации на все типоразмеры щитов и пультов. С учетом этого, проектирование щитов и пультов сводится к выбору типоразмера, размещению аппаратуры и приборов на щите, выбору мест прокладки жгутов проводов, соединений и подключения проводов к аппаратуре, зажимам коммутационным и приборам. Основные элементы щитов и пультов определены ОСТ 3.31-76:

· Каркас – жесткий, несущий, объемный или плоский металлический остов, предназначенный для установки на нем панелей, стенок, дверей, крышек, поворотных рам, унифицированных монтажных конструкций.

Рисунок 13.1 – Каркас объемный:

1 – стойка; 2 – рама; 3 – прокладка; 4 – швеллер; 5 – болты М10; 6 – кронштейн

· Шкаф – объемный каркас на опорной раме с установленными на нем панелью, стенками, дверями, крышкой.

· Панель с каркасом – объемный каркас на опорной раме с установленной на нем панелью.

Рисунок 13.2 – Шкаф малогабаритный:

1 – замок; 2 – угольник; 3 – дверь; 4 – петля; 5 – кронштейн; 6 – крышка верхняя; 7 – каркас; 8 – швеллер; 9 – накладка; 10, 11 – заглушки; 12 – крышка нижняя

· Стойка – объемный или плоский каркас на опорной раме.

· Корпус пульта - объемный каркас с установленными наклонными столешницей, стенками, дверями.

· Щит шкафной - шкаф с установленными на унифицированных монтажных конструкциях аппаратурой, установленными изделиями и электрической проводкой, подготовленными к подключению внешних проводок.

· Щит панельный с каркасом - панель с каркасом и аппаратурой, подготовленный к подключению внешних проводок.

· Статив - стойка с объемным каркасом с установленной аппаратурой, готовая к подключению.

· Пульт - корпус с установленными арматурой, монтажными изделиями, готовый к подключению.

· Панель декоративная - предназначена для монтажа элементов мнемосхемы.

Рисунок 13.3 – Корпус пульта П:

1 – угольник; 2, 9 – двери; 3, 8, 10 – швеллеры; 4 – панель; 5 – упор; 6, 11 – стенки; 7 – накладка

Рисунок 13.4 – Панель декоративная ПнД-ЩПК

Исходные материалы для проектирования общих видов щитов и пультов:

1. функциональные схемы;

2. принципиальные схемы;

3. чертежи щитового помещения.

Классификация щитов и пультов

По назначению:

1. Оперативные, с которых ведутся управление и контроль за технологическим процессом.

2. Неоперативные, предназначенные для установки аппаратов, приборов и устройств, не используемых непосредственно для управления и наблюдения за технологическим процессом.

3. Диспетчерские, с которых диспетчер, получающий информацию о состоянии оборудования и основных параметров, ведет наблюдение и при необходимости производит оперативные переключения или передает нужные распоряжения.

4. Блочные (БЩУ) - для управления энергоблоками, могут включать в себя оперативный и неоперативный контур.

По исполнению:

1. Шкафные одиночные щиты двух- и трехсекционные с задними дверями.

2. Панельные щиты с каркасом.

3. Шкафные щиты с передней и задней дверью.

4. Стативы в качестве конструкции для установки вспомогательной аппаратуры.

5. Пульты в качестве устройств для размещения аппаратуры управления и сигнализации.

С учетом изложенного, при проектировании всегда можно выбрать наиболее приемлемые типы щитов и пультов для конкретного объекта.

13.2. Компоновка технических средств автоматизации на щитах

При компоновке средств автоматизации на щитах и пультах рекомендуется учитывать:

· принятую проектом организацию управления объектом;

· их назначение и количество;

· удобство монтажа и эксплуатации;

· эстетические аспекты внешнего вида.

Если в проекте предусматриваются щиты без пультов, то на фронтальных панелях компонуются:

· измерительные и регулирующие приборы;

· светосигнальная аппаратура;

· мнемосхемы;

· переключатели к приборам;

· аппаратура управления оперативного назначения.

В случае наличия приставных или отдельно стоящих пультов, на них размещается аппаратура управления и сигнализации, указатели положения исполнительных механизмов.

Средства автоматизации и аппаратура управления компонуются функциональными группами в порядке хода технологического процесса.

Рекомендуемая высота установки ТСА, мм (от пола до нижнего края прибора):

· показывающие приборы и сигнальная аппаратура 950-1900;

· самопишущие и регистрирующие приборы 1100-1700;

· оперативная аппаратура управления 800-1600;

· указатели положения 1000-1600;

· мнемосхемы 1000-1900.

Предпочтение отдается нижней границе.

Так как заводы-изготовители имеют полный комплект конструкторской документации на изготовление щитов и пультов, то в проекте нет необходимости детальной разработки всего комплекса технической документации.

Разрабатываются чертежи общего вида и перечень аппаратуры, установленной на щите по ГОСТ 21.101-79.

Построение таблиц на чертежах общего вида и таблиц соединений и подключения электрических проводок должно соответствовать ГОСТ 2.105-79.

Масштабы:

· одиночный щит 1:10,

· составной щит 1:25.

На чертежах общих видов щиты, приборы, средства автоматизации, аппараты, элементы их крепления и т.п. изображают упрощенно в виде внешних очертаний сплошными основными линиями.

Шкафам, панелям, панелям с каркасом, корпусам пультов, вспомогательным элементам, а также приборам и средствам автоматизации, аппаратам, монтажным изделиям, элементам крепления внутрищитовой аппаратуры присваиваются номера позиций в порядке записи их в перечень составных частей.

Размеры проставляют по ГОСТ 2.307-68 от следующих базовых линий:

· по вертикали - от нижнего края фасадной панели щита;

· по горизонтали - от вертикальной оси симметрии фасадной панели.

На виде спереди составного щита приборы и средства автоматизации не показываются. Перечень включает только типы щитов, вставок и мнемосхем.

Для размещения щитов, стативов и пультов предусматриваются специальные помещения:

· пункты оперативного контроля и управления,

· аппаратные залы,

· вспомогательные помещения.

В операторских сосредоточивается аппаратура для оперативного контроля и управления, мнемосхема, дисплеи. Аппаратный зал служит для размещения регуляторов, УКТС, релейной и другой вспомогательной аппаратуры. В аппаратных, как правило, нет постоянного обслуживающего персонала. Вспомогательные помещения используются для размещения ТСА непосредственно у технологического оборудования. Местные пункты управления и сборки с электросиловыми аппаратами могут монтироваться вне помещений, однако в этом случае требуется учитывать особенности окружающей среды (запыленность, пожаро- и взрывоопасность, агрессивность и т.п.).

Проектирование центрального щита на базе панельных щитов с каркасом и секций из них, а также пультов выполняют с учетом:

1. требований к организации рабочего места оператора по ГОСТ 21958-76 “Система “человек – машина”. Зал и кабины операторов”;

2. требований к выполнению интерьера диспетчерских помещений;

3. требований полносборного монтажа, предусматривающих поставку щитов крупными монтажными единицами;

4. принципа идентичности компоновки щитов и пультов для однотипных технологических установок или агрегатов.

Рекомендации:

1. повороты фронта щита на 15, 30 или 45 градусов;

2. шкафные щиты в линии фронта не устанавливаются;

3. расстояние между токоведущими частями более 1500 мм, ширина прохода в свету более 800 мм;

4. ширина прохода перед щитом более 800 мм;

5. пульты не устанавливают вплотную к панелям центрального щита.

Вид на внутренние плоскости щита изображается на листе форматом не более А4 по ГОСТ 2.301-68 (рис13.4). На чертеже показаны: 1 - шкаф щита; 2,3 - рейка; 4,5 - скоба; 6 - уголок,… 14 - реле,… 16 - резистор,… 19,20 - перемычки, 40б - мост.

Боковые стенки, поворотные конструкции, крышки, находящиеся в разных плоскостях изображаются условно развернутыми в плоскости чертежа. Над изображением помещают заголовок “Вид на внутренние плоскости (развернуто)”.

На внутренних плоскостях щитов показывают оборудование.

1. Установленные приборы, электроаппаратуру и пневмоаппаратуру.

2. Изделия для монтажа электропроводок: блоки зажимов, рейки с наборными зажимами, колодки маркировочные, упоры и т.д.

3. Элементы для крепления внутрищитовой аппаратуры: рейки, скобы, угольники и т.д.

4. Дециметровые шкалы стоек щитов, которые наносятся на стойки условно и служат для координации установленной внутри аппаратуры по вертикали.

5. Жгуты электрических проводок, кроме вертикальных жгутов, прокладываемых в щитах.

Рисунок 13.5 – Вид на внутренние плоскости щита

Для всех приборов, электроаппаратуры, блоков, зажимов и т.п. над ними или справа от них указывают:

· для приборов - позиции по спецификации;

· для электроаппаратуры - позиционные обозначения по принципиальным схемам.

Перечень единичного щита содержит разделы.

1. Документация.

2. Детали.

3. Стандартные изделия.

4. Прочие изделия.

5. Материалы.

13.3. Таблицы соединений и подключения

Таблицы выполняются только для единичных щитов на листах формата А4. Таблицы соединений и подключения выполняются по соответствующим формам.

1. Для двух- или трехсекционных щитов, а также для щитов, содержащих поворотные конструкции, таблицы для каждой секции начинают с нового листа. Для трехсекционных - таблицы начинаются с третьей секции (т.е. в порядке их расположения на виде с внутренней стороны).

2. Проводки, которые минуют сборки зажимов (например, термоэлектродные провода), в таблицы не записываются.

3. Допускается оставлять свободные строки в “Таблице соединений” между различными группами проводов (например, питающими, измерительными, заземляющими), в таблице подключений - между соседними приборами и аппаратами.

На первом листе таблицы соединений (подключения) сверху под заголовком “Технические требования” приводят:

· ссылку на электрические принципиальные схемы, схемы внешних проводок, на основании которых выполнена таблица;

· при необходимости требования к выполнению электрических проводок.

Правила заполнения таблицы соединений (см. рисунок 13.5).

1. По возрастанию номеров маркировки цепей в принципиальной электрической схеме.

2. По методу непрерывности цепи, при котором, как правило, начало каждого последующего проводника должно быть на том аппарате, где окончился предыдущий проводник, или на аппарате, расположенном рядом.

Последовательность записи групп проводников.

1. Проводники по электрическим принципиальным схемам.

2. Проводники измерительных цепей, требующих отдельной прокладки (кроме термоэлектрических проводов).

3. Проводники для заземления приборов и аппаратов.

Порядок заполнения таблицы соединений:

1. В графе “Проводник” указывают маркировку провода по электрической принципиальной схеме или по схеме внешних проводок.

2. В графах “Откуда идет” и “Куда поступает” приводят адрес присоединения проводников, например: К1:4, 18в-К2:5, где К1 - позиционное обозначение аппаратов, 18в - позиция прибора по заданной спецификации, К2 - колодка прибора, 4,5 - номера выводов.

3. В графе “Данные провода” для проводов указана марка, сечение и при необходимости цвет.

4. Номера выводов приборов и аппаратов проставляют в соответствии с технической документацией завода-изготовителя этих приборов (ТУ, инструкции по монтажу и т.п.) При отсутствии у аппарата (например, реле) заводской нумерации выводов им присваивают условные номера, которые наносят на монтажном символе. Например: Поз.12/HL11; Поз.11/S5,S6,S7; Поз.16/R1,R2.

На рисунке 13.7 приведен фрагмент принципиальной электрической схемы для пояснения принципа записи проводок в таблицу соединений на рисунке 13.6.

Рисунок 13.6 – Размеры и пример заполнения таблицы соединений для щита на рисунке 13.4

Таблицы подключения проводок выполняются в порядке, соответствующем расположению приборов, аппаратов и зажимов в щите на виде с внутренней стороны слева направо сверху вниз последовательно по стенкам (таблица 13.1).

В графе “Вид контакта” указывают:

· позицию прибора по спецификации или позиционное обозначение аппарата, блока зажимов, рейки с набором зажимов;

· условные обозначения контактов и катушки: з - замыкающий контакт, р - размыкающий контакт, к - катушка.

Графы “Вывод” и “Вид контакта” заполняют только для занятых выводов.

Рисунок 13.7 – Фрагмент принципиальной электрической схемы для пояснения принципа записи проводок в таблицу соединений