産業用制御パネル設計とは何か？

産業用制御パネルとは？

産業用制御パネル(キャビネットまたはシャーシとも呼ばれます)は、産業用システムの制御と監視を可能にする、構造と電気の両方のハードウェアのアセンブリです。その機能は、設計に大きく依存しているため、設計プロセスの初期段階で、電気、機械、製造のすべてのチームを対話に参加させることが重要です。 

産業用制御パネル(ICP：Industrial Control Pane)には、スイッチ、ヒューズ、リレー、プログラマブル ロジック コントローラー(PLC：Programmable Logic Controller)などのさまざまなハードウェアが含まれており、内部の電装コンポーネントを電源に接続して、これらのシステムを動作させます。内部ハードウェアを除き、制御パネルにはエンクロージャやキャビネットなども含まれています。これは、制御システムに物理的および環境的な保護を提供するために内部コンポーネントを囲む構造です。多くの場合、実際の電源は制御パネルの筐体の外側にあり、配線を使用して制御パネルに電力を供給します。これにより、制御パネル固有の電力要件を満たすように調整できます。

産業用制御パネル設計の主な要因

産業用制御パネルを設計する際に考慮する必要がある考慮事項の範囲があります。これらの考慮事項は、設計上の考慮事項と規制上の考慮事項の2つの主なカテゴリに分類できます。では、詳しく見てみましょう。

設計上の考慮事項

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産業用制御パネルは、電気工学、機械工学、および製造の分野間の相乗効果を表します。各フィールドには独自の優先順位と設計上の考慮事項がありますが、各チームの決定は、学際的なコラボレーションによって行われる必要があります。例えば、設計プロセス中に、設計チームが、パネルが設置される工場のフロアの物理的スペースが当初の推定よりも少ないことを学習した場合、このサイズ変更は、設計から製造に至るまで、製品開発プロセスのすべての段階でチームに影響を与える可能性があります。 

電気チームと機械チームの間には、高度なコラボレーションも必要です。電気設備エンジニアは、すべてのワイヤと電気コンポーネントを指定して、回路図設計とパネル レイアウトを開発します。その後は、機械チームに情報を伝え、物理パネル筐体内での各要素の配置を最適化します。 

これらの対話では、チーム同士の往復的なコミュニケーションが必要です。使用事例、材料の可用性、およびプロジェクトの優先順位付けによって、特定の設計上の考慮事項は異なる場合がありますが、設計プロセスは常にチーム間の反復的なコラボレーション プロセスになります。 

規制上の考慮事項

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産業用制御パネルは、重要な産業用システムで普及しているため、UL 508A、NFPA、ANSI、DIN、およびIECの研究標準およびコードなど、設計時と実装時の両方において遵守する必要のある関連規制が多数あります。これらの規制は、許可される電力しきい値に関する決定から、特定の使用事例に応じて遵守する必要がある設計仕様およびルールを詳述した文書まで多岐にわたります。 

最終的に、これらの規制は、産業用制御パネル設計に標準化されたレベルを提供することを目的としています。これにより、導入する産業に関係なく、すべてのコントロールパネルの安全性とシステムの完全性が確保されます。エンジニアは、設計が最新の規制に準拠していることを確認するために、最新のすべてのリビジョンを常に把握する必要があります。

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産業用制御パネル設計に関与するのは誰ですか？

次に、産業用制御パネルを開発するために協力しているチームの主な責任について見ていきましょう。

電気エンジニアリング

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電気設備エンジニアは、回路図の設計と電気システムのレイアウトを担当します。電気コンポーネント全てに対し、熱保護やサージ保護など必要な対策を含む全体的な電源および制御システムの設計に焦点を当てています。さらに、ワイヤやケーブルに過度の物理的な負担がかからないように、システムのレイアウトを作成することなども、考慮事項に含まれます。最終的に、これらの産業用制御パネルにより、産業用システムおよびプロセスの制御と監視が可能になります。そのため、産業用制御パネル設計プロセス全体で電気工学チームをサポートすることの重要性は、いくら強調してもし過ぎることはありません。

機械エンジニアリング

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電気エンジニアリングチームは、システムの電力フローを決定します。一方、機械エンジニアリングチームはシステム全体の組み立てや製品設計を担当します。機械エンジニアは、パネル筐体/キャビネットの設計、すべてのコンポーネントの取り付け、コンポーネント、配管、配線、およびポンプやモーターなどの外部負荷の統合など、多くの業務に責任を負うことがあります。また、機械エンジニアは、システム全体を設計する際の熱管理とサービスも担当します。

製造

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製造チームは、産業用制御パネルの開発において重要なチームです。多くの場合、産業用制御パネルの製造に必要な材料の調達、変更、組み立てを担当するチームです。製造チームの参加が、設計段階での対話において重要です。これにより、製造プロセス中盤で発生する可能性のある問題を事前に回避することができます。これにより、全体的な生産時間を合理化し、プロセスの後半でコストのかかる設計変更を最小限に抑えることができます。 

産業用制御パネルはどこで使用されますか？

電力系統、建築および製造、企業向け技術、または工業設計を扱うほぼすべての業界で産業用制御パネルが採用されています。以下はそうした業界の一部です。

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