Elektrische Besturingspanelen Beheersen: Ontwerp, Functie en Industriële Toepassingen

Als een product van een geautomatiseerde montagelijn komt, was er een elektrisch besturingspaneel betrokken bij het controleren ervan. Dit betekent dat iedereen die dit leest, een product heeft ontdekt dat met de hulp van een besturingspaneel gemaakt is.

Een elektrisch besturingspaneel is een systeem van diverse elektrische apparaten die de mechanische functies van industriële machines controleren en monitoren. Deze machines hebben een reeks toepassingen, van montage en productie tot voedselproductie en verkeerslichten.

Elektrische besturingspaneel-ontwerpen kunnen variëren op basis van de toepassing. Besturingspanelen hebben doorgaans PLC's of industriële computers die functies kunnen hebben zoals Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA). SCADA is een monitorsysteem bovenop een besturingssysteem. Meestal monitort één SCADA-systeem verschillende apparaten die elk een of meer besturingspanelen hebben.

Een meer uitgebreid begrip van elektrische besturingspanelen kan iedereen die in industriële, met name productie-, ondernemingen werkt of beheert, ten goede komen. Dit artikel bespreekt elektrische besturingspanelen in diepte door te kijken naar elk component en wat ze bijdragen aan het systeem.

Componenten van Elektrische Besturingspanelen

De componenten van een elektrisch besturingspaneel kunnen geclassificeerd worden in twee hoofdcategorieën: elektrisch en niet-elektrisch. Het is belangrijk om naar beide te kijken om een compleet beeld te krijgen van hoe het systeem werkt.

Niet-Elektrische Componenten

We kijken eerst naar niet-elektrische componenten omdat er er meestal maar twee zijn en ze eenvoudig te begrijpen zijn.

Behuizing

De behuizing is de metalen doos die de andere componenten van een elektrisch besturingspaneel huisvest. Het komt in variërende maten, materialen en specificaties om de exacte behoeften van de processen waar het paneel voor gebruikt wordt en de omgeving waarin de behuizing zich bevindt te matchen. Het aantal deuren geeft de secties van de behuizing aan en speelt een rol in het bepalen van de grootte. De behuizing is doorgaans gemaakt van staal, maar verschillende materialen kunnen gebruikt worden gebaseerd op de toepassing.

Elke behuizing zal de volgende informatie op een bevestigde metalen plaat tonen:

• Underwriters Laboratories of UL Veiligheidsbeoordeling
• IP-beoordeling (indien van toepassing)
• NEMA-classificatie (indien van toepassing)

Samen laten deze beoordelingen gebruikers weten of de behuizing:

• Voor binnen- of buitengebruik is
• Waterdicht of waterbestendig
• Stof- of vastestof-dicht
• Ontploffingsvast
• Geschikt voor gevaarlijke omstandigheden

Achterpaneel

Achterpanelen zijn metalen platen gemonteerd binnen de behuizing. Deze panelen houden DIN-railmontage en bedradingskanalen. DIN-metalen rails bieden een gestandaardiseerde montagestructuur voor de elektrische apparaten die bevestigd moeten worden. De bedradingskanalen dienen als paden voor draden die de elektrische apparaten verbinden. De kanalen helpen componenten georganiseerd te houden en ruis tussen apparaten te managen.

Elektrische Componenten

Dit zijn de componenten die elektriciteit gebruiken. Ze kunnen verder geclassificeerd worden in twee categorieën: componenten die stroom verdelen en componenten die de mechanische processen controleren en monitoren. Hoewel de meeste van deze componenten binnen de behuizing zitten, zijn er apparaten buiten zoals de HMI.

Hoofdafschakeling

Elektriciteit voor alle apparaten komt in het besturingspaneel via de hoofdafschakeling. Afschakelingen kunnen bezekerd, onbezekerd of een stroomonderbreker zijn. Het heeft doorgaans een handvat buiten het paneel waarmee gebruikers de stroom kunnen uitschakelen. De typische stroom die het paneel binnenkomt, kan variëren tussen 120 tot 480 volt.

Overstroombeveiliging

Nadat de stroom door de hoofdafschakeling gaat, wordt deze vervolgens doorgestuurd naar een overstroombeveiliging. Dit component beschermt alle andere apparaten binnen een besturingspaneel tegen elektrische overstromingen. Deze overstromingen kunnen afkomstig zijn van netstroompieken of bliksemslagen.

Transformator en/of Voeding

Transformatoren veranderen de spanning van AC-stroom. Normaal extern gemonteerd om ruimte te besparen, zijn deze essentieel voor kleine AC-belasting, zoals transportbandmotoren, verwarmers en pompen.

Voedingen converteren AC-stroom naar DC-stroom. Meeste industriële controle is gestandaardiseerd op 24 VDC. Voedingen kunnen geconfigureerd worden voor diverse inkomende stroom.

Klemblokken

Klemblokken worden ook gebruikt om stroom naar de apparaten binnen het besturingspaneel te leiden. Elk blok heeft twee klemmen die draden samen kunnen voegen. Deze blokken kunnen in een strook langs de DIN-rail gerangschikt worden om de stroom naar de andere componenten te leiden.

Programmeerbare Logische Controller of PLC

De PLC is vergelijkbaar met een CPU van een computer in die het dienstdoet als de hersenen van het hele paneel. In feite heeft dit component een centrale verwerkingseenheid waar het logische programma opgeslagen is. De PLC heeft in- en outputs waar de klemblokken aangesloten zijn. Deze verbindingen maken controle van de mechanische processen mogelijk.

Sensoren

Sensoren zoals nabijheidsschakelaars en foto-ogen sturen informatie naar de PLC. Ze monitoren de processen en geven de benodigde terugkoppeling aan de PLC om de operaties te controleren.

Relais en Contactoren

Relais en contactoren zijn essentieel schakelaars die apparaten aan en uitzetten afhankelijk van de behoefte van elk proces. Kleinere relais worden gebruikt om eenvoudigere apparaten zoals lichten of ventilatoren te controleren. Contactoren worden gebruikt om hogere-belasting apparaten zoals motoren te controleren.

Relais en contactoren zijn doorgaans verbonden met de output-klem van de PLC.

Netwerkswitch

Een netwerkswitch verbindt meerdere apparaten via ethernet. Het fungeert als communicatiehub die de PLC en netwerkcompatibele apparaten buiten het paneel verbindt, meestal langs de montagelijn.

Human Machine Interface of HMI

De HMI is een van de netwerkcompatibele apparaten die verbonden is met de netwerkswitch. Zoals de naam beschrijft, dient de HMI als het hulpmiddel dat gebruikers in staat stelt om te interacteren met het besturingspaneel. Het heeft doorgaans een scherm, knoppen, schakelaars, joysticks en andere invoerapparaten die de gebruiker in staat stellen de processen langs de montagelijn te monitoren en te controleren.

Elektrisch Besturingspaneel

Het elektrisch besturingspaneel is een essentieel onderdeel van elke moderne montagelijn. Het laat industriële bedrijven processen gemakkelijk controleren en monitoren, wat efficiëntie en nauwkeurigheid in elke stap waarborgt. Industrieën die complexe operaties vereisen, hebben moderne elektrische besturingspanelen met toegevoegde functies en integraties nodig om competitief te blijven.

Het begrijpen van elk component in een elektrisch besturingspaneel is belangrijk omdat het organisaties in staat stelt de meest effectieve paneelbouw en -ontwerp te kiezen. Het houdt operaties gestroomlijnd. Het opent ook kansen voor kosten-effectieve reparaties en upgrades in de toekomst.

Als u meer wilt weten over elektrische besturingspanelen, neem contact op met ons team. JHFoster is een industrieleider op het gebied van industriële systemen en automatisering. Wij rusten organisaties al sinds 1938 uit.