Automation & Drives
WSKAZÓWKI PROJEKTOWE dla szaf sterowniczych
Motion Control
Wprowadzenie
Wprowadzenie
Wprowadzenie
Nie przestrzeganie zaleceń odnośnie budowy szaf powoduje znaczne
Awaryjność modułów
skrócenie żywotności części składowych poszczególnych komponentów, co
prowadzi z kolei do prowadzi do szybszego psucia się tychże modułów.
Budowa szaf
sterujÄ…cych
Przy zabudowie jednostek napędowych w szafach sterujących należy
Zdjęcia termowizyjne
przestrzegać następujących zaleceń (patrz  Instrukcja Projektowania
SIMODRIVE 611 - rozdz. 10)
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 1
Automation & Drives
Awaryjność modułów  uszkodzenia
poszczególnych typów modułów
Motion Control
Rezultaty badań przyczyn uszkodzeń modułów
(dla 67 różnych typów komponentów)
Wprowadzenie
Awaryjność modułów
Awaryjność modułów
Regulatory
Budowa szaf
6%
10%
49%
sterujÄ…cych
Części mocy
Zdjęcia termowizyjne
E/R + UE
Inne
34%
Uszkodzenia: regulatory + moduły mocy = 83%
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 2
Automation & Drives
Awaryjność modułów  przyczyny uszkodzeń
modułów regulacyjnych
Motion Control
Klasy błędów dla 33 odmian regulatorów
Wprowadzenie
Awaryjność modułów
Awaryjność modułów
SV Magnetek
3%
3%
= błędy tem-
12%
Budowa szaf
sterujÄ…cych
peraturowe
Zdjęcia termowizyjne przetworniki
podzespoły
82%
przekaz
niki
Uszkodzenia regulatorów: Błędy temperaturowe = 82%
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 3
Automation & Drives
Awaryjność modułów  przyczyny uszkodzeń
modułów mocy
Motion Control
Klasy błędów dla 23 odmian modułów mocy
Wprowadzenie
47µF =
Awaryjność modułów
Awaryjność modułów
40%
błędy temp.
4%
4%
9%
Trafo =
Budowa szaf
sterujÄ…cych
błędy temp.
13%
błędy montażu
Zdjęcia termowizyjne
bezpieczniki
IGBT
30%
przepięcia
Uszkodzenia modułów mocy: Błędy temperaturowe = 70%
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 4
Automation & Drives
Awaryjność modułów  wzrost temperatury z
powodu niedostatecznego przewietrzania
Motion Control
Wzrost temperatury przy nie zachowaniu wolnej przestrzeni
Wprowadzenie
Instrukcja
Przykład A Przykład B
Projektowania
Awaryjność modułów
Awaryjność modułów
80
80
wolna
45
Budowa szaf
100 przestrzeń 45
40
sterujÄ…cych ~15
przewietrzajÄ…ca
Zdjęcia termowizyjne
T= 0 K T= +16 K T= +10 K
kanał kablowy
20
40
100
Pomiary dokonano dla modułu mocy 1-osiowego 50A
napędu Simodrive 611
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 5
Automation & Drives
Awaryjność modułów  wzrost temperatury z
powodu niedostatecznego przewietrzania
Motion Control
Wzrost temperatury o 10 K przy 20% zakryciu kratki przewietrzajÄ…cej
o przy konwekcji naturalnej
Wprowadzenie
80% odkryte, 20% zakryte
Awaryjność modułów
Awaryjność modułów
35,0
100% odkryte
30,0
Budowa szaf
sterujÄ…cych
25,0
Delta t
Zdjęcia termowizyjne
20,0
Delta t1
T~ +10 K
Linear (Delta t)
15,0
Linear (Delta t1)
10,0
5,0
0,0
0,00 100,00 200,00 300,00 400,00
Pv w W
Zmierzono dla Simodrive 602D
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 6
Temp. w K
Automation & Drives
Awaryjność modułów  obniżenie żywotności
modułów przy wzroście temperatury pracy
Wzrost temperatury pracy modułu o 10 K powoduje dwukrotne
Motion Control
skrócenie jego żywotności !!!
w najgorszym przypadku
Wprowadzenie 40.000 h
Awaryjność modułów
Awaryjność modułów
Budowa szaf
sterujÄ…cych
T +10 oK
żywotność / 2
Zdjęcia termowizyjne
Faza t
wczesnych Faza użytkowania Faza końcowa
uszkodzeń
" Błędy statystyczne
" Błędy starzenia
" Błędy materiału
" Problemy obciążeniowe
" Błędy produkcji
" Błędy procesu
" inne
" inne
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 7
Awaryjność
Automation & Drives
Zasady obowiÄ…zujÄ…ce przy projektowaniu szaf
sterujÄ…cych  przestrzenie przewietrzajÄ…ce
Motion Control
Górne i dolne przestrzenie przewietrzające
y
le Dobrze
Wprowadzenie
Awaryjność modułów
100mm
Budowa szaf
Budowa szaf
sterujÄ…cych
sterujÄ…cych
Górne i dolne
przestrzenie
UrzÄ…dzenie
UrzÄ…dzenie
Zdjęcia termowizyjne
przewietrzajÄ…ce
Kanał kablowy
co najmniej 100mm
100mm
Temperatura powietrza wpÅ‚ywajÄ…cego max 40°C, przy wyższych
temperaturach (max 55°C) musi nastÄ…pić redukcja mocy (patrz
Instrukcja projektowania  Warunki środowiska klimatycznego
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 8
Automation & Drives
Zasady obowiÄ…zujÄ…ce przy projektowaniu szaf
sterujÄ…cych  prowadzenie kabli
Motion Control
Prowadzenie kabli:
Żadne kable nie powinny leżeć bezpośrednio na urządzeniu, kratka
przewietrzająca musi pozostać nie osłonięta. Szczególne znaczenie
Wprowadzenie
ma to dla modułów o szerokości 50mm.
Awaryjność modułów
y
le Dobrze
Budowa szaf
Budowa szaf
sterujÄ…cych
sterujÄ…cych
Zdjęcia termowizyjne
Åšruby mocujÄ…ce
dokręcone
Elementy mocujące muszą być przykręcone lub zaciśnięte.
Kable sygnałowe i prądowe do silników muszą być odsunięte.
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 9
Automation & Drives
Zasady obowiÄ…zujÄ…ce przy projektowaniu szaf
sterujÄ…cych  kierunki przewietrzania
Motion Control
Kierunki przewietrzania:
y
le Dobrze
Wprowadzenie
gorÄ…ce pow.
zimne powietrze Warmluft
Kaltluft
Awaryjność modułów
Budowa szaf
Budowa szaf
sterujÄ…cych
sterujÄ…cych
Geräte - Geräte-
- -
Konwekcja UrzÄ…dzenie Konwekcja UrzÄ…dzenie
Verband Verband
naturalna naturalna
Zdjęcia termowizyjne
zimne powietrze
Warmluft
gorÄ…ce pow.
Kierunek przepływu powietrza w urządzeniu musi być zgodny z
kierunkiem konwekcji naturalnej - od dołu do góry
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 10
Klimagerät
Chłodziarka
Chłodziark
Klimageräta
Automation & Drives
Zasady obowiÄ…zujÄ…ce przy projektowaniu szaf
sterujących  urządzenia chłodzące
Motion Control
Urządzenia chłodzące:
y
le Dobrze
Wprowadzenie
Awaryjność modułów
Budowa szaf
Budowa szaf
sterujÄ…cych
sterujÄ…cych
UrzÄ…dzenie UrzÄ…dzenie
Zdjęcia termowizyjne
Powietrze
owiewka blaszana
Punkt pomiaru
GorÄ…ce GorÄ…ce
temperatury
powietrze z powietrze z
szafy sterujÄ…cej szafy sterujÄ…cej
PrzykÅ‚ad: optymalna temperatura w zamkniÄ™tej przestrzeni szafy to 25°C przy wilgotnoÅ›ci wzglÄ™dnej
powietrza 60%. Powietrze zamkniÄ™te w szafie sterujÄ…cej podlega schÅ‚odzeniu i przy temperaturze 20°C
wilgotność względna w wydmuchiwanym powietrzu osiąga już krytyczną granicę 80% a przy dalszym
schÅ‚adzaniu - do 16°C - osiÄ…ga ona już punkt rosy.
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 11
Chłodziarka
Chłodziarka
Automation & Drives
Zasady obowiÄ…zujÄ…ce przy projektowaniu szaf
sterujÄ…cych  ekranowanie
Motion Control
Ekranowanie:
Wprowadzenie
y
le Dobrze
L1 L2 L3 PE
Awaryjność modułów
Budowa szaf
Budowa szaf
sterujÄ…cych
sterujÄ…cych
końcówka
Zdjęcia termowizyjne
przewodu
ekranu
Ekrany muszą przylegać na dużej powierzchni.
Zrealizowanie połączeń ekranowych poprzez końcówki kabli
wyraz
nie obniża skuteczność ekranowania.
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 12
Automation & Drives
Zasady obowiÄ…zujÄ…ce przy projektowaniu szaf
sterujących  środki zabezpieczające
Niedostateczne środki zabezpieczające dla szaf sterujących
Motion Control
Wszelkie dodatkowe działania związane ze zmianami w obudowach
Wprowadzenie
zewnętrznych szaf sterujących np. wprowadzanie nowych wiązek
kablowych, mogą znacząco osłabić istniejące środki zabezpieczające.
Awaryjność modułów Skutkiem tego do wnętrza szafy sterującej może przenikać wilgotność,
krople oleju, zanieczyszczenia przewodzące lub też zjonizowane
powietrze. W konsekwencji należy się liczyć z awariami modułów
Budowa szaf
Budowa szaf
sterujÄ…cych
sterujÄ…cych
zainstalowanych w szafie spowodowanymi nieszczelnością.
Zdjęcia termowizyjne
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 13
Automation & Drives
Zasady obowiÄ…zujÄ…ce przy projektowaniu szaf
sterujÄ…cych  inne  grzechy
Motion Control
Inne  grzechy
Wprowadzenie
złe ustawienie przełącznika Block / Sinus
złe ustawienie przełącznika 480V / 400V
Awaryjność modułów
nie dokręcone śruby do zacisków lub listew pośredniczących
Budowa szaf
Budowa szaf
sterujÄ…cych
sterujÄ…cych
zły kierunek obrotów wentylatorów zewnętrznych
Zdjęcia termowizyjne
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 14
Automation & Drives
Zdjęcia termowizyjne  wpływ nie dokręconych
przewodów na emisję ciepła (przed dokręceniem)
Motion Control
Wprowadzenie
Awaryjność modułów
°C IR01
Budowa szaf
120
sterujÄ…cych
li01
100
Zdjęcia termowizyjne
ZdjÄ™cia termowizyjne 90,6°C
80
80
60
40
60
Line Min Max
li01 35,9°C 115,8°C
40
LI01
33,9°C
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 15
Automation & Drives
Zdjęcia termowizyjne  wpływ nie dokręconych
przewodów na emisję ciepła (po dokręceniu)
Motion Control
Wprowadzenie
Awaryjność modułów
°C IR02
Budowa szaf
sterujÄ…cych
li01
60
55
Zdjęcia termowizyjne
ZdjÄ™cia termowizyjne 63,4°C
50
60
45
40
50
35
Line Min Max
li01 36,3°C 50,5°C
40
LI01
34,3°C
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 16
Automation & Drives
Zdjęcia termowizyjne  wpływ zbyt małego przekroju
przewodu zerowego na emisję ciepła (przed wymianą)
Motion Control
65,9°C
60
Wprowadzenie
AR01
50
LI01
SP01
Awaryjność modułów
40
Budowa szaf
sterujÄ…cych
30
23,9°C
Zdjęcia termowizyjne
Zdjęcia termowizyjne
°C IR01
140
li01
120
100
80
60
40
20
Line Min Max ...
li01 33,1°C 128,1°C
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 17
Automation & Drives
Zdjęcia termowizyjne  wpływ zbyt małego przekroju
przewodu zerowego na emisję ciepła (po wymianie)
Motion Control
65,2°C
AR01
60
Wprowadzenie
LI01
SP01
50
Awaryjność modułów
40
Budowa szaf
sterujÄ…cych
30
28,5°C
Zdjęcia termowizyjne
Zdjęcia termowizyjne
°C IR01
80
li01
li02
60
40
20
Line Min Max ...
li01 44,8°C 66,7°C
li02 - -
© Siemens Sp. z o.o., 2003 Strona 18