Pannello di controllo elettrico: cos’è e perché è fondamentale nell’automazione industriale

Le apparecchiature e le macchine industriali richiedono funzioni definite e un controllo ordinato per raggiungere i loro vari obiettivi di processo. I quadri elettrici di controllo svolgono queste funzioni all’interno delle apparecchiature di produzione.

La comprensione di ciò che sono evidenzia la loro importanza fondamentale per l’industria.

Quadri elettrici: tutto quello che devi sapere

Nei suoi termini più semplici, i quadri elettrici sono una combinazione di dispositivi che utilizzano l’energia elettrica per controllare le varie funzioni meccaniche di apparecchiature o macchinari industriali.

Un quadro elettrico comprende due categorie principali: struttura del quadro e componenti elettrici.

La struttura di un quadro di controllo elettrico è una combinazione di un involucro, o custodia e un pannello posteriore, simile a un quadro elettrico presente in una casa o in un ufficio.

La custodia è una scatola metallica di dimensioni variabili ed è tipicamente realizzata in alluminio o acciaio inossidabile. Il numero di porte (solitamente una o due) necessarie sull’armadio determina le sue dimensioni nella maggior parte delle applicazioni industriali. La custodia verrà fornita con una classificazione di sicurezza UL (508A è tipica), una classificazione IP e/o una classificazione NEMA.

Questi elenchi aiutano gli utenti a determinare proprietà come:

• Uso interno/esterno;
• Impermeabile/resistenza all’acqua;
• A prova di polvere/contaminanti solidi;
• Classificazione delle condizioni pericolose;
• Classificazione a prova di esplosione.

Queste varie classificazioni dovrebbero essere stampate su una piastra metallica e attaccate alla custodia per una facile identificazione e riferimento.

Un pannello posteriore, invece, è una lamiera metallica montata all’interno della custodia che fornisce supporto strutturale per il montaggio su guida DIN e le canaline di cablaggio.

Le guide metalliche DIN presentano dimensioni standardizzate e forniscono una struttura di montaggio per i dispositivi elettrici. Le canaline di cablaggio provvedono all’instradamento e all’organizzazione dei cavi e allo stesso tempo aiutano nel controllo del rumore elettrico tra i dispositivi all’interno della scatola.

Componenti elettrici del pannello di controllo elettrico

All’interno di un quadro elettrico esistono otto tipi di componenti elettrici che definiscono e organizzano le diverse funzioni svolte dal quadro.

Questi componenti includono:

• Interruttore principale. Questo è come la disconnessione del quadro elettrico principale che porta in una casa o in un ufficio. Gli interruttori di circuito principale gestiscono tra 120V-480V nella maggior parte delle applicazioni industriali.

• Trasformatori. A seconda della tensione in ingresso, i trasformatori possono ridurre la tensione a 120 V per vari componenti o ridurre la tensione a 24 V nei casi in cui l’alimentazione in ingresso è 120 V.

• Blocchi terminali. Questi blocchi aiutano a organizzare e distribuire la serie di fili provenienti da varie fonti a diversi dispositivi elettrici.

• Controllore a logica programmabile (PLC). Questa è essenzialmente una CPU contenuta all’interno del pannello di controllo. Questa unità è il cervello del pannello di controllo, fornendo monitoraggio e controllo dei vari processi meccanici. In includerà vari input e output da e verso le funzioni meccanizzate dell’attrezzatura di produzione.

• Relè e contattori. Questi interruttori on/off controllano le funzioni meccanizzate in base ai comandi del PLC. Relè più piccoli controllano funzioni come luci e ventole. Relè più grandi, chiamati contatti, controllano funzioni più avanzate come i motori.

• Switch di rete. Hub di comunicazione del pannello di controllo, gli switch di rete facilitano la comunicazione tra il PLC e i vari dispositivi compatibili con la rete sulla linea di produzione.

• Interfaccia uomo-macchina (HMI). Questi componenti consentono all’operatore di monitorare o controllare determinate funzioni del macchinario. Gli HMI comuni includono monitor video, joystick, pulsanti, interruttori e tastiere.

Dispersione del calore

Una corretta dispersione del calore è fondamentale per proteggere i componenti e il cablaggio in un quadro elettrico. Le cause del surriscaldamento di un pannello di controllo includono una ventilazione impropria dell’armadio, l’essere posizionato all’aperto dove è esposto alla luce solare o agli elementi naturali; luoghi al chiuso vicino a macchine calde, forni o fornaci; o un accumulo di polvere e detriti nel pannello.

Diverse soluzioni possono essere implementate nella progettazione di un quadro di controllo elettrico per prevenire il surriscaldamento, inclusi condizionatori d’aria montati lateralmente, prese d’aria, ventilatori e scambiatori di calore aria-aria.

Ciascuno di questi metodi di raffreddamento funziona per mantenere una temperatura costante all’interno del pannello e prevenire il surriscaldamento. Inoltre, la manutenzione programmata per rimuovere polvere e detriti aiuterà la circolazione dell’aria nel pannello e preverrà ulteriormente il surriscaldamento.

Manutenzione del pannello di controllo elettrico

Gli elementi di manutenzione dovrebbero includere:

• Componenti, cablaggio e terminali chiaramente etichettati;
• Possibilità di monitorare lo stato dei vari collegamenti elettrici;
• Controllo di particolato e polvere all’interno della custodia;
• Misure di controllo dei parassiti.

La manutenzione è una considerazione chiave per i quadri elettrici. Facilitare la manutenzione è un elemento critico nella progettazione di quadri elettrici personalizzati.