工业机械控制面板优化

提高电机控制器效率、提高生产力和降低驱赶成本是少数公司通过优化电气控制面板努力实现的主要变化。控制面板工程师和设计人员专注于现有设计所涉及的挑战，以尽可能发挥最佳性能。这些挑战涉及环境部署、安全成本、电磁干扰噪声问题以及优化控制面板空间。

设计人员和工程师完成控制面板计划的时间有限，并且经常遇到问题，以生产具有稳健生命周期且满足所有设计要求的产品。产品在恶劣的环境中无法像在控制环境中那样理想地复制。在现场遇到的实际问题可能会导致需要停机来修复损坏的系统，从而导致维护成本高昂。

本文将深入探讨帮助控制工程师和面板设计人员优化控制面板开发和产品生命周期的解决方案和实践。这将提供技巧和工具，以提供更好的流程解决方案，以降低成本并提高生命周期性能。

优化控制面板空间

机器工程师和设计师面临着不断减小他们制造的机器的尺寸和占地面积的挑战。这意味着设计人员需要构建更小的占地面积以适应现有的控制面板。最大化外壳平台空间是一个很好的解决方案。但是，在设计更小的控制面板方面有几个挑战者。考虑因素包括：

• 电缆隔离
• 热管理
• 电缆入口
• 电磁干扰
• 电缆弯曲半径
• 未来拓展空间

除了安全问题，遵守标准和规范以及遵守电子元件分离要求使工程师和设计师的工作变得更加复杂。

控制面板已经从传统的面板盒和单门设计发展而来。控制面板具有更多的多功能性，面板盒设计有多个访问点、子面板隔间和可选的集成冷却系统。最不常用的区域是外壳门与安装在后部子面板上的组件之间的空间。使用带有通常安装在子面板上的组件的 DIN 导轨。

借助集成的冷却系统，控制面板可以让电气设备彼此更靠近地安装和安装。这减少了使用的空间并提高了单元内的散热效率。有很多冷却系统可用，选择合适的系统完全取决于控制面板的需求。

降噪

来自外部组件的电磁干扰会发出噪声，最终会干扰其他组件的正常运行。 EMI 风险随着网络组件和电源设备的增加而增加，同时最大限度地降低面板成本。控制面板一旦完成就很难检测到噪声发射组件，因此为了减少可能发生 EMI 的机会，必须在原始设计中加入噪声抑制解决方案。

将噪声发射组件正确接地是减少 EMI 发射的重要第一步。形成环路的电线可制成出色的天线，并且最小化环路的尺寸将有助于减少接收到的噪声。不要将电线缠绕在一起，而是将馈线和回线放在一起。将电线绞在一起可进一步降低 EMI 效应。使用通用接地棒将传入接地导体连接到它们进入的子面板。

布线布局是噪声控制的关键考虑因素，两者之间的距离与布线路径布局一样是一个重要因素。以直角交叉导线，因为垂直导线的公共长度比平行导线少得多，从而降低了噪声。避免在 AC 旁边运行 DC，在输出旁边运行输入。为了降低 EMI，建议并联的高压和低压导体之间的距离为 3 到 6 英寸。编码器和旋转变压器反馈电缆以及电机或任何交流电源电缆之间建议间隔 12 英寸。

环境保护

控制面板外壳需要保护重要系统并降低潜在的停机风险并确保人员保护。腐蚀、物质暴露、电噪声和环境温度等环境风险会对控制面板系统产生有害影响。确定应用程序是在室内还是室外在很大程度上取决于这些因素。总体环境因素包括：

• 人际互动（将设备与人员隔离以确保安全）
• 物质暴露（保持灰尘、水分、油与系统隔离）
• 高压流体和磨损（清洁和药剂冲洗）
• 温度（将电子设备保持在工作温度范围内）
• 紫外线（阳光下的材料降解）
• 腐蚀性元素（可导致设备腐蚀的盐和化学品）

为了保护控制面板免受物质暴露，它们必须在配合表面上具有防漏密封，以隔离重要的内部系统。在外壳外表面涂上适当的饰面可以帮助它承受高压和高温，以及紫外线和潜在的腐蚀。热管理系统可以帮助将控制面板系统维持在设计的工作温度范围内。

保护控制面板免受环境因素的影响对于确保系统平稳运行非常重要，同时不会损失生产力和设备寿命。在选择控制面板外壳时，重要的是要了解环境因素，以便根据入口要求和标准合规性指定外壳，以实现适当的保护。

人员保护

为员工提供安全的工作空间对于日常业务至关重要。随着控制系统不断发展并变得越来越复杂，现在采取必要措施确保安全比以往任何时候都更加重要。电气事故的数量不断增加，导致需要提高安全性。当环境危害被忽视时，人员受伤可能会导致罚款并增加运营成本。

电弧闪光爆炸非常危险，并且会因带电导体之间的短路而发生代价高昂的电气故障。通常，电弧闪光是由操作员移动或接触带电设备触发的。由此产生的相对地或相间故障可能导致致命伤害和设备损坏。

应使用标志、标签和识别系统来确保人员了解控制面板和附近系统中存在风险的可能性。物理屏障对于防止机械危害很重要。有必要设计设备以使未经培训的人员远离风险源。物理障碍包括：

• 闩锁机制（开启时锁定电源的预防性安全）
• 数据端口（允许面板外的诊断远离风险）
• 锁定（确保所有能源在维护前都处于安全状态）

具有控制系统和面板的设施采取必要的预防措施以确保操作期间人员安全非常重要。与电气事故相关的费用可能很高，例如工人赔偿、保险费用和法律费用。通过评估和了解工作场所的危险，可以在设计控制面板系统和组件时考虑到人员安全。

用于控制面板设计开发的 E3.Panel

提供完整的深入界面来设计和开发控制面板布局。该平台可以轻松地将 3D 机械设计与电子元件集成，以可视化控制面板空间优化的元件放置。直观地看到布线布局、控制系统组件，以及完整集成的电路原理图设计。能够提供虚拟表示，显示从面板结构类型到标记生产潜在危害的整体控制面板设计。

E3.Panel 允许组件的管道和电缆布线路径。能够提供真实的路线和长度近似计算，以改进材料直接成本估算。提供设计规则检查，以确保设计可在没有设备和组件干扰的情况下进行制造。

基于元件放置的自动或手动布线，以禁止无效的控制面板设计。还提供设计规则检查，以避免管道过度填充和将零件放置在受限区域，以及通过识别导线和零件接近度来符合标准的能力。

具有在线交叉引用的深入组件库，可提供有关组件规格和物理尺寸的信息，以确定控制面板基础设施的最佳空间节省尺寸。

其他 E3.Panel 功能

• 与 E3.Schematics 和 E3.Cable 100% 集成
• 在面板或原理图中所做的任何更改都会通过所有 E3.Series 工具反映出来。
• 设计规则检查
• 避免危险
• 冲突检测
• 自动卡入有效的安装位置
• 防止放置错误
• 创建额外的 2D 视图
• 控制面板设计的二维表示
• 将面板设计与制造设备集成
• E3.Panel plus 集成了各种制造设备，例如 Komax 线材制备机械和 Perforex 钻孔、冲压和切割工具。