Ze względu na rolę, jaką odgrywają obudowy przemysłowe, ważne jest określenie wymagań, jakie powinny spełniać w określonych środowiskach. Tylko w ten sposób można zapewnić właściwą ochronę urządzeń elektrycznych i sterowniczych znajdujących się w ich wnętrzu. Wybór obudowy uniwersalnej zwykle nie sprawdza się w praktyce i może narazić na niebezpieczeństwo sprzęt mający duże znaczenie dla zakładu.
Maszyny i urządzenia są podstawowym elementem każdej operacji przemysłowej lub produkcyjnej. Zasoby te działają prawidłowo m.in. dzięki temu, że są sterowane przez urządzenia montowane w odpowiednich obudowach przemysłowych. Chronią one sterowniki i regulatory oraz umożliwiają ich bezpieczne funkcjonowanie.
Obudowy przemysłowe są niezbędne do instalowania i ochrony przewodów i kabli, sprzętu elektrycznego, sterowników maszyn i innych podzespołów. Stanowią one także skuteczne zabezpieczenie przed zaburzeniami radiowymi i elektromagnetycznymi oraz innymi niekontrolowanymi czynnikami środowiskowymi, takimi jak bezpośrednio padające na urządzenia promienie słoneczne czy strugi ulewnego deszczu. Z tego powodu kierownictwo zakładów przemysłowych różnych branż, a w szczególności branży ropy i gazu, obsługi i pakowania materiałów czy spożywczej, wykorzystuje często szafy sterownicze z klimatyzacją wnętrza, aby zapewnić właściwe warunki pracy i odpowiednią ochronę umieszczonym wewnątrz obudów urządzeniom, co umożliwia ich bezawaryjną pracę i płynną realizację operacji w zakładach.
Przed doborem nowych lub modyfikacją istniejących obudów przemysłowych należy odpowiedzieć sobie na kilka pytań. Pozwoli to zaoszczędzić czas i pieniądze oraz, co ważniejsze, zwiększy bezpieczeństwo sprzętu i zapewni pracę zakładu bez przestojów.
1. Jakie jest zastosowanie obudowy?
Sprawą najważniejszą jest określenie funkcji obudowy lub systemu obudów, które będą wykorzystywane w zakładzie przemysłowym. Na przykład, jeśli obudowa będzie przeznaczona do napędu elektrycznego (falownika), ważne jest, aby wiedzieć, czy będą możliwe modyfikacje w montażu wielu drzwi, odłącznika zasilania lub wielu paneli. Może być także potrzebna informacja, czy obudowa rozdzielnicy/szafy sterowniczej wymaga zastosowania szyn zbiorczych lub innych akcesoriów (fot. 1).
2. W jakim środowisku będzie umieszczona obudowa?
Wybór obudowy posiadającej odpowiedni stopień ochrony zapewni, że będzie ona odporna na zanieczyszczenia, wilgoć i cząsteczki zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz. Na przykład w przemyśle spożywczym wymagane jest częste mycie sprzętu za pomocą agresywnych chemikaliów, podczas gdy w przemyśle ropy i gazu może być wymagana ochrona przed słoną wodą (fot. 2). Inną kwestią do przeanalizowania są ekstremalne wartości temperatur i wilgotności otoczenia obudów czy systemów obudów w miejscu ich zainstalowania.
↗ Fot. 2. Obudowy ze stali nierdzewnej są optymalne do pracy w trudnych warunkach otoczenia, np. w przemyśle spożywczym, gdzie używane są agresywne środki chemiczne do częstego mycia sprzętu. Źródło: Rittal
3. Jakie są ograniczenia dotyczące przestrzeni na zewnątrz obudowy?
Kierownictwo zakładów zwykle chce umieszczać jak najwięcej sprzętu w jak najmniejszej przestrzeni. Czynniki dotyczące przestrzeni dookoła rozdzielnic oraz skrzynek i szaf sterowniczych, które należy przeanalizować, to lokalizacja maszyn, szerokość korytarza, łatwy dostęp w celu dokonania prac konserwacyjnych, odległość od sufitu i ścian oraz poziom linii wzroku pracowników. Na przykład obudowy modułowe mogą być zestawione w szeregu w różnych konfiguracjach w celu spełnienia wymagań dotyczących przestrzeni (fot. 3).
4. Jaka jest temperatura wewnątrz i na zewnątrz obudowy?
Wysokie temperatury mogą spowodować kosztowne awarie sprzętu. Ponieważ zastosowanie elektroniki w układach sterowania wzrasta, chłodzenie wnętrza obudów staje się coraz bardziej istotne. Tradycyjne metody chłodzenia, takie jak wykorzystanie radiatorów i wentylatorów, często są niewystarczające. Należy więc rozważyć możliwość zastosowania wydajniejszych rozwiązań, takich jak wymienniki ciepła powietrze-woda, połączone z systemem chłodzenia wody (chillerem).
5. Jakie wymagania ergonomiczne muszą być spełnione, aby użytkownicy mieli dostęp do urządzeń umieszczonych wewnątrz obudów?
Na podstawie dostępnej przestrzeni i przeznaczenia obudowy muszą być przeanalizowane takie aspekty, jak: lokalizacja panelu montażowego, zastosowanie drzwi wahadłowych, ścian bocznych, oświetlenia LED oraz różne modyfikacje obudowy (fot. 4).
6. Jaki jest materiał obudowy?
Wybór pomiędzy stalą nierdzewną a stalą węglową ma wpływ zarówno na stopień ochrony, jak i cenę obudowy. W zależności od przepisów i środowiska pracy obudowa ze stali nierdzewnej może być albo wymagana, albo może nie przynieść oczekiwanego zwrotu z inwestycji (ROI), aby uzasadniony był jej wybór zamiast tańszej, wykonanej ze stali węglowej.
7. Jak ważna dla zakładu jest estetyka obudowy?
Niewątpliwie wygląd i układ fabryki (szczególnie hali produkcyjnej) może wpływać na pracę wykonywaną dla klientów. Dzięki starannemu zabudowaniu rozdzielnic i szaf sterowniczych w jednolitych rzędach z odpowiednimi oznaczeniami zakłady uzyskują pewien poziom czystości i bezpieczeństwa, który poprawia ich postrzeganie przez klientów i pracowników.
8. W jaki sposób kable i przewody są wprowadzane do środka obudowy oraz zorganizowane w jej wnętrzu?
Warto wiedzieć zawczasu, jaki system obudów – modułowy czy tradycyjny (unibody) – najlepiej sprawdzi się w zakładzie. Informacja ta pozwoli zorientować się, czy istnieje możliwość wykonania otworów na przepusty kablowe, gdy obudowa będzie stała lub zostanie położona na tylnej ścianie albo czy mogą one być wykonane w indywidualnym panelu obudowy lub jej części w warsztacie. W tym drugim przypadku użytkownik będzie musiał wiedzieć, czy obudowa będzie modyfikowana w przyszłości w celu instalowania przepustów dla kabli dochodzących z góry, boków, od spodu lub nawet ze wszystkich stron.
9. Jak trudne będzie serwisowanie obudowy i znajdującego się w jej wnętrzu sprzętu?
Trzeba mieć orientację, czy konstrukcja obudowy umożliwia użytkownikowi łatwy serwis i przeprowadzanie napraw. Na przykład należy przeanalizować konstrukcję obudowy pod względem takich operacji i właściwości, jak demontaż oraz wymiana drzwi i paneli, łatwy dostęp i przesuwanie w warsztacie lub fabryce, dostęp do oprzewodowania wewnątrz oraz łatwość instalowania akcesoriów.
10. Jakie są wymagania konstrukcyjne dotyczące wnętrza obudowy?
Znajomość tych wymagań z góry pomoże w modyfikowaniu obudów pod względem sprzętu, który ma być w nich zainstalowany. Modyfikacje przed instalacją mogą mieć wpływ na wyposażenie elektryczne, kompatybilność elektromagnetyczną, odporność na wstrząsy i wibracje, systemy szyn zbiorczych oraz wykonywanie otworów na wentylatory i inne elementy systemów klimatyzacji szaf (fot. 5).
Podsumowanie
Obudowy przemysłowe stanowią dokładnie kontrolowane środowiska pracy urządzeń, które umożliwiają nieprzerwane realizowanie operacji w zakładzie przemysłowym. Im więcej pracy wkładają ich projektanci, a także pracownicy zakładu oraz kierownictwo w dobór właściwej obudowy dla swoich potrzeb, tym szybciej zostanie uzyskany zwrot z inwestycji w postaci nieprzerwanego działania sprzętu w zakładzie.
Steve Sullivan jest menedżerem ds. szkoleń w firmie Rittal Corporation. Nadzoruje
szkolenia prowadzone przez instruktorów oraz za pośrednictwem komputerów
i stron WWW. Jest współzałożycielem Uniwersytetu Internetowego Firmy Rittal (Rittal University Online).
