Алслалын самбаруудын аль нь промышленд зориулсан цахилгаан хангамжийн нөхцөл байдлыг хангах вэ?

Үйлдвэрийн цахилгаан түгээлтийн шаардлагыг ойлгох

Үйлдвэрийн орчинд хүчдэл, фаз, ачааллын шаардлага

Үйлдвэрийн нөхцөлд цахилгаан хангамжийн самбарууд нь хүчтэй тоног төхөөрөмж ажиллуулах үед хүчдэл, фазын тэнцвэр, ачааллын багтаамжийн харгис шаардлагыг хангах ёстой. Одоогийн үед ихэнх үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн газрууд 480V-ийн гурван фазын цахилгааны системд итгэдэг бөгөөд энэ нь том цахилгаан хөдөлгүүрээс эхлээд компьютерээр удирдагдах машин техник, бүрэн автомжуулсан угсралтын шугам хүртэлх бүх зүйлсийг хөтлөхөд маш сайн ажилладаг. 2023 оны IMEA Corporation-ийн сүүлийн үеийн салбарын судалгаагаар үйлдвэрлэгчдийн ойролцоогоор гуравны хоёр нь хүчдэлийн хэлбэлзлийг дунджаас +/- 2 хувь хүртэл байлгахыг шаарддаг. Яагаад гэвэл жижигхэн уналт ч бүх үйлдвэрлэлийг зогсоож, мянган долларын алдагдал учруулж болзошгүй. Энэ тоног төхөөрөмжүүдийг анх асаах үед хичнээн их цахилгаан хэрэглэдэг вэ гэвэл ихэвчлэн энгийн ажиллагааны түвшнээс хоёр дахин их хүрч болдог.

Орчин үеийн байгууламжид масштаблалт, модульчлолын шаардлага

Өнөөгийн үйлдвэрийн нөхцөл байдалд үйлдвэрлэлийн шаардлага өөрчлөгдөх тусам өсч, тохируулагдах цахилгаан хангамжийн системүүд шаардлагатай болдог. Ийм учраас олон үйлдвэрлэгчид урьтчилан бэлтгэсэн шугамын систем ба модуль хэлхээний шийдлийг сонгож байна. Эдгээр байгууламжуудын бодит ашиг тус нь зарим хоолны боловсруулалтын үйл ажиллагаанд Интернетийн технологиор холбогдсон ухаалаг хөргөлтийн системийг нэвтрүүлснээр багтаамж 40% орчим нэмэгдсэнд илэрдэг. Компаниуд тараан хуваарилах самбаруудад залгах хэлхэлийн таслуур сууруулснаар энэ уян хатан чанар илүү их болдог. Энэ арга нь хуучин нарийн утсаар холбосон хувилбартай харьцуулахад системийг дахин тохируулах явцад гардаг цагийн алдагдлыг ойролцоогоор хагасын хэмжээгээр бууруулдаг. Мөнөөдөр мөрөн дээр өөрчлөлт эсвэл өргөтгөлтэй тулгардаг үйлдвэрийн менежерүүдэд ийм төрлийн сайжруулалт нь өдөр тутмын үйл ажиллагаанд тодорхой ялгааг гаргадаг.

Туршлагын жишээ: Дунд зэргийн хэмжээний үйлдвэрийн газрын ачааллын төлөвлөлт

АНУ-ын автомашин хэсгийн үйлдвэр шинэ роботжуулсан нийлүүлэлтийн шугамыг дэмжихийн тулд цахилгаан байгууламжийнхаа инфраструктурыг шинэчилснээр томоохон сайжруулалтанд хүрсэн:

Ачааллыг шатлан бууруулах аргачлал болон модуль хэлбэрийн самбарын загварыг баримтласнаар үйлдвэр 99,8% ажиллагааны цагийг хангаж, ирээдүйд 20% өсөлт гарахад бэлэн байдалтай болсон.

Үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд зориулсан түгээлтийн самбарын гол төрлүүд

Үйлдвэрийн орчин нь аюулгүй, үр дүнтэй цахилгаан эрчим хүчний удирдлагыг хангахын тулд тусгайлан зохион байгуулсан түгээлтийн самбарт итгэдэг. Дөрвөн үндсэн байгууламжийн хэлбэрүүд:

Үндсэн Тархалтын Самбарууд (MDB) ба Цэвэрлэгийн Самбар: Үүрэг ба Ялгаа

Үндсэн Тархалтын Самбарууд эсвэл товчоор MDB-ууд нь гол цахилгааны хангамжийг авч, таслах төхөөрөмжүүд зэрэг хамгаалалттай жижиг хэсгүүдэд хуваагдах удирдлагын төвүүдийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Цэвэрлэгийн самбарууд нь төстэй зүйлийг хийдэг ч гэсэн ихэвчлэн ажиллуулагчдын уншилтуудыг шалгах, газарт оруулсан өөрчлөлтүүдийг хийх шаардлагад илүү анхаардаг. Эдгээр системүүдийн хүчдэлийн багтаамж ялгаатай байдаг. Ихэнх MDB-ууд ойролцоогоор 600 вольт хүртэлх хүчдэл дээр ажилладаг бол үйлдвэрийн зэрэглэлийн цэвэрлэгийн самбарууд илүү том ачааллыг зөөх чадвартай бөгөөд заримдаа 1,200 ампер хүртэл очдог. Эдгээр хүнд даацын загварууд нь ихэвчлэн үйл ажиллагааны турш цахилгааны эрэлт байнга өндөр байх нөхцөлд зориулан тусгайлан хүчирхэгжүүлсэн шугамын планка (busbars) -ийг агуулдаг.

Үйлдвэрлэлийн Шугамын Үр Ашигтай Байдлын Төвийн Хөдөлгүүрийг Хянах

Моторын хяналтын төвүүд (MCC) нь үйлдвэрлэлд чухал ач холбогдолтой цахилгаан моторуудыг төвлөрүүлж, хамгаалан удирддаг. 2023 оны судалгаагаар MCC нь төвлөрсөн бус байршилтай системүүдтэй харьцуулахад моторын зогсолтыг 34% бууруулдаг байна. Нэгтгэсэн хувьсах давтамжийн хөдөлгүүрүүд (VFD) энерги хэрэглээг тохируулж, конвейер ба машин механизмд нарийвчлалтай эргүүлэх моментийг хадгалж өгдөг.

Автомжуулсан үйлдвэрийн орчин дахь PLC самбар

Программуудын логик хяналтын (PLC) самбарууд нь автомжуулсан системийн үйл ажиллагааны төвийг бүрдүүлж, хяналтын төхөөрөмсөөс ирэх мэдээллийг боловсруулж, робот техник болон цуглуулалтын процессыг зохицуулдаг. Тэдгээрийн модуль бүтэц нь хурдан дахин тохируулах боломжийг олгодог бөгөөд үйлдвэрлэгчдийн 68% нь гурваас таван жил тутамд үйлдвэрлэлийн шугамаа шинэчилдэг нь энэ чухал юм.

Үйл ажиллагааны тасралтгүй байдлын тулд Автомат шилжүүлэгч (ATS) самбар

ATS панелууд нь цахилгааны таслалт үед автомат байдлаар нөөц эх үүсвэрт шилжих замаар чухал үйл ажиллагааг хангана. Хооллох боловсруулалтын салбарт тэдгээрийн тусламжтайгаар торны цахилгаан алдагдсанаас хойш 10–30 секундын дотор хөргөлтийг сэргээж, бүтээгдэхүүний гэмтэхийг урьдчилан сэргийлнэ. Дэвшилтэт загваруудад урт хугацааны цахилгааны доголдол үед чухал тоног төхөөрөмжийг эрэмбэлэн түрүүлгийн түвшинд ажиллуулах ложик (load-shedding logic) багтаастай.

Өндөр хүчдэлийн түлхүүр төхөөрөмж ба гол тархалтын систем

Өндөр чадлын орчинд үйлдвэрийн түлхүүр төхөөрөмжийн үүрэг ба хэрэглээ

Үйлдвэрийн түлхүүр төхөөрөмж нь 3.6 кВ ба 40.5 кВ (Салбарын шинжилгээ 2024) хоорондох хүчдэл дээр ажиллаж, гурван үндсэн үүрэг гүйцэтгэнэ:

• Гэмтсэн хэлхээг тусгаарлаж, хор хөнөөл арчих
• Дэд станц, үйлдвэрийн бүсэд цахилгааны урсгалыг зохицуулах
• Харагдах таслалтын цэгүүдийг ашиглан аюулгүй засвар үйлчилгээ хийх боломжийг хангах

Нумын галыг бууруулах, давхар ачааллын эсрэг хамгаалах зорилгоор зохион байгуулсан орчин үеийн түлхүүр төхөөрөмж нь 99.98% ажиллагааны цагийн баталгаатай байдал металл гарган авах болон химийн боловсруулалтын салбарт. Нийт тархалтын самбаруудтай нэгдэж, цахилгааныг зөөх асуудалгүй байдлыг хангаж, NFPA 70E аюулгүй байдлын стандартад нийцсэн.

Үндсэн цахилгааны шитгээрийг нэгтгэх: Петрохимийн үйлдвэрийн жишээ

Гольфын эргийн петрохимийн үйлдвэр 33 кВ хийгээр суналтанд орсон шитгээ рүү шилжсэнээр хэмжигдэх үр дүн гарсан:

Даралттай хаалттай салгагч, IoT-тэй холбогдох чийглэгчидтэй систем нь идэвхжилтэй орчинд найдвартай ажиллах чадварыг сайжруулсан. Одоо төвтэй тархалтын тусламжтайгаар найман үйлдвэрийг хангаж, API RP 540 галын аюулгүй байдлын стандартад нийцсэн.

Хаалттай самбаруудын аюулгүй байдал, стандарт ба зохицуулалтын шаардлага

Үйлдвэрийн самбарын загварчлал дахь цахилгааны үндсэн аюулгүй ажиллагааны практик

Сайн үйлдвэрийн самбарын загварчлал нь аrc хийх, богино холболт, тоног төхөөрөмжийн гэмтэл зэрэг аюултай зүйлсийг саатуулах олон аюулгүй ажиллагааны онцлог шинж чанартай байдаг. Мэргэжлийн аюулгүй байдал, эрүүл мэндийн удирдамж (OSHA) яаралтай зогсоох товчлуур, цахилгаан тусгаарлагч хэсгүүдийн зөв шошго, түгээмэл хэлэлцэгддэг блоклоч-таглоут арга хэмжээ зэрэг шаардлагуудыг тавьдаг. UL 508A стандартын дагуу утасны зам дэх дамжуулагчид зайгийн 25% илүүгүй эзлэх ёстой бөгөөд илүү халалтаас сэргийлнэ. Энэ жилийн Цахилгааны аюулгүй байдлын сангийн тайлангийн мэдээгээр NFPA 70E шаардлагад нийцсэн arc эсэргүүцэл бүхий самбарууд цахилгааны гэмтэл гарвал гэмтлийн эрсдэлийг ойролцоогоор 40% бууруулдаг. Ихэнх үйлдвэрүүд одоо газардуулгын гэмтлийг илрүүлэх систем болон IP54 ангилал бүхий хаалтуудыг стандарт практик болгон ашигладаг, ялангуяа нунтаг эсвэл чийгшил агаарт байгаа орчинд.

Хууль эрх зүйн шаардлагад нийцэх: NEC, IEC болон OSHA-ийн шаардлагууд

NEC-ийн 409 дүгээр зүйлийг дагаж мөрдөх нь Север Америкийн хүчдэлийн стандартыг баримтлах, цахилгаан гүйдлийн хамгаалалтыг зөв тохируулахыг шаарддаг. Дэлхийн олон газарт үйл ажиллагаа явуулдаг компаниуд ихэвчлэн хоёр гол стандартыг зэрэг дагадаг: үйл ажиллагааг шалгахад IEC 61439-2, үйл ажиллагааны аюулгүй байдлыг хангахад OSHA 29 CFR 1910.303-ыг ашигладаг. UL Solutions-ийн 2022 онд хийсэн аудитын үр дүнд хоёр системийн сертификаттай самбаруудын талаар сонирхолтой дүгнэлт гарсан. Эдгээр хоёрдмол сертификаттай төхөөрөмжүүд NEC-ийн цахилгаан шокийг сааруулах арга хэмжээнд ч, IEC 61439-ийн богино холболтын туршилтанд ч нийцсэн байв. Үр дүнд нь ийм самбар ашигласан объектуудын цахилгааны хууль эрх зүйн зөрчил 30 хувийн хэмжээгээр буурсан байна.

Самбарын сонголтонд өртөг, үзүүлэлт болон аюулгүй байдлыг тэнцвэржүүлэх

NEMA нь 2023 онд сонирхол татамhaр судалгаа хийсэн бөгөөд UL-ийн жагсаалттай үйлдвэрийн самбарууд нь эвдрэл задралаас хойш дахин ажиллах хугацааг уртасгаж, даатгалын зардлыг бууруулдаг учраас ойролцоогоор зургаан жилийн дотор өөртэйгөө өртөгөө нөхдөг болохыг харуулсан. Одоо чийдэнхийн гадна хийцийн багцын үнэ анхдагчаар ойролцоогоор 35 хувиар илүү байж болох боловч хатуу орчинд нэвтрэхэд маш сайн тэсвэрлэдэг бөгөөд хямдхан орлуулга ашигласнаас хоёр гуравт нь бага тоног төхөөрөмжийн гэмтэл гарах магадлалыг бууруулдаг. Үйлдвэрлэгчид орчны нөхцөл байдлаас шалтгаалан IP55 ба IP65-ийн хооронд сонголт хийх зэрэг зөв IP ангилалыг тааруулахад цахилгаан нумын шаардлагатай аюулгүй байдлын стандартыг алдагдуулахгүйгээр самбар тус бүр цаг хугацааны хувьд найман мянгаас туннаг мянга доллар хүртэл хэмнэдэг. Мөн эдгээр системд нэгтгэгдсэн цахилгааны далайц багасгагч нь үйлдвэрийн орчинд ихэвчлэн тохиолддог эдгээр ноцтой хүчдэлийн сарнилтаас үүдэлтэй баталгаат үйлчилгээний асуудлын тавнээс дөрвийг нь зогсоодогийг бид маргашлах ёсгүй.

Захидалсан болон ухаалаг хуваарилалтын самбарын шийдлүүд

Хатуу эсвэл тусгай зориулалттай үйлдвэрлэлийн орчны хувьд инженерчлэлийн самбарууд

Химийн үйлдвэрлэл, далайн эрэгт нисэх төхөөрөмж, уурхай ажиллагааны газрууд шиг хатуу орчинд суурилуулахад хуваарилалтын самбаруудад тусгай бэхжүүлэг шаардлагатай. Эдгээр үйлдвэрийн зэрэглэлийн самбарууд нь коррозийн эсрэг тэсвэртэй цэвэр төмрийн хальс, чийгийг нэвтрүүлэхгүй тусгай боолтууд, мөн NEMA 4X эсвэл IP66 аюулгүй байдлын стандартад нийцсэн дэлбэлзэхээс хамгаалах бүтэцтэй ирдэг. Хооллох бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэлд үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн микробийн эсрэг гадаргуугийн боловсруулалт хийж, FDA-ийн зааврын дагуу байнга цэвэрлэхийг тэсвэрлэж чадах хайрцагийг барьдаг. Самбарууд -40 хэмээс +75 хэм хүртэлх температурын хүрээнд хатуу туршилтанд хамрагддаг. Энэ нь ердийн тоног төхөөрөмж ажиллах боломжгүй болох хэт хүнд нөхцөлд ч гэсэн тэдгээр нь сайн ажиллах боломжийг бүрдүүлдэг.

Хуваарилалтын самбаруудыг ухаалаг үйлдвэрлэл, IIoT системтэй интеграци хийх

Оюунлаг түгээлтийн самбарууд нь IoT сенсорууд болон Modbus TCP, PROFINET зэрэг холбооны стандартыг загварчлалд нь багтаасан Industry 4.0 технологийн үндсийг бүрдүүлдэг. Цахилгаан системийг хянахад эдгээр самбарууд одоогоос цахилгааны тэнцвэрийн алдааг 0.5%-аас бага ялгааг илрүүлж, асуудал болохоос өмнө температурын асуудлыг олж чаддаг. Энэ боломж нь үйлдвэрийг гэнэтийн зогсолттой тэмцэхийн оронд гладко ажиллуулахын тулд урьдчилан сэргийлэх засварын ажиллагааг хангана. 2023 онд Deloitte-ийн хийсэн саяхны судалгаагаар ийм системийг нэвтрүүлсэн үйлдвэрлэгчид гэнэтийн зогсолтыг ойролцоогоор 45% бууруулдаг байна. IIoT сүлжээгээр холбогдсон Industrial Automatic Transfer Switch (ATS) самбарууд сүлжээний доголдолд цахилгааны эх үүсвэрийг автоматаар шилжүүлж, диагностикийн тайлангуудыг инженерүүд бүх зүйлийг хянах удирдлагын өрөө рүү шууд илгээдэг. Олон тооны үйлдвэрийн талбайд шинэ үеийн түгээлтийн дэд бүтцийн доторх оюунлаг ачааллын менежментийн функцүүдийг ашигласнаар цахилгааны нийт зардлаас ойролцоогоор 18% хэмнэсэн талаар мэдээлж байна.

НӨАТ-ын хэсэг

Үйлдвэрийн цахилгаан хангамжид хүчдэлийн тогтвортой байдал яагаад чухал вэ?

Хүчдэлийн хэлбэлзэл нь үйлдвэрлэлийн явцыг гэмтээх боломжтой тул хүчдэлийн хэлбэлзлийг ±2%-иас хэтрэхгүй байлгах нь машин тоног төхөөрөмжийн тасралтгүй ажиллалтыг хангаж, зардал ихтэй зогсолтыг сэргийлнэ.

Модуль хэлтэсний загварчлал үйлдвэрийн нөхцөлд ямар давуу талтай вэ?

Модуль хэлтэсний загварчлал нь үйлдвэрлэлийн шаардлагатай холбоотойгоор цахилгаан хангамжийг тохируулж, өргөтгөх боломжийг олгох бөгөөд дахин тохируулах хугацааг багасган, үйл ажиллагааны уян хатан байдлыг сайжруулдаг.

Үйлдвэрийн цахилгаан төхөөрөмжийн үндсэн үүрэг юу вэ?

Үйлдвэрийн цахилгаан төхөөрөмж гэмтсэн хэлхээг тусгаарлах, цахилгааны урсгалыг зохицуулах, аюулгүйгээр засвар үйлчилгээ хийх боломжийг хангаж, өндөр ажиллагааны цагийг баталгаажуулж, аrc-шаш, давташгүй ачаалалтас хамгаалдаг.

PLC хэлтсүүд автомжуулсан орчинд хэрхэн дэмжих вэ?

PLC хэлтсүүд хяналтын цэгүүдээс ирж буй мэдээллийг боловсруулж, роботжуулсан үйл явцыг зохицуулдаг бөгөөд үйлдвэрлэлийн шугамыг байнга шинэчлэхэд шаардагдах хурдан дахин тохируулалтыг дэмждэг.