CS-CS.Net: Лаборатория Электрошамана

Шкаф ABB серии TwinLine-G TG312G

Ну что! С почином, как говорится! Приехал ко мне первый настоящий шкаф! Это ABB TwinLine-G шириной в три панели и высотой в 12 (на 432 модулей). Так и хочется сказать: «Вот это вот — нормальный щиток для дачного дома», но сразу вспоминается, как я раньше считал серию UK500 «нормальными» щитами, а потом серию AT/U тоже нормальными щитами. И каждый раз я говорил, что надо выбирать большие щитки или шкафы, потому что в щите должно быть много места. И каждый раз в какие-то моменты мне места не хватало, и я выбирал щит или шкаф больше и больше размерами.

Сейчас я морально готовлю всех своих заказчиков (некоторые из которых внимательно сейчас наблюдают за тем, в какую сторону происходят мои перемены) к тому, что маленькие щиты (модулей так на 48, 120) я уже не смогу делать. И не потому что зажрался или что-то подобное, а потому что они как-то не получаются.

Вот например недавний пост про Свободу Проводам, где я описал, как я еле-еле уложился в корпус щита U63 на 216 модулей (!), собирая щит на ПЛК. При этом обратите внимание, что там щит был трёхфазный, с неотключаемыми линияи. Но он собирался на дифавтоматах, и только из-за этого удалось уложиться в такой шкаф. Но места для монтажа проводов вокруг ПЛК всё равно не хватило, и получился щит-урод.

А если бы это была бы бюджетная версия трёхфазного щита? У меня уже был такой случай, когда бюджетный трёхфазный щит не уложился в AT63, потому что заказчик накулибинствовал и протянул от каждой розетки свои линии так топорно, что даже клеммы .NLP (с их помощью можно объединить несколько линий под один автомат) не помогли.

Мои заказчики удивляются, какого фига такие огромные щиты получаются, и мне приходится их уговаривать. Давайте разберём какой-нибудь пример из моих ближайших просчётов, чтобы заценить, откуда вместо щитка на 48 модулей (которые я уже ненавижу) получается большой шкаф 1800х800, как на фотке вверху.

Я напишу то, что должно быть в грамотном щите и почему это требуется:

• Вводной рубильник. Это та вещь, которая всегда должна быть и которая не обсуждается. Рубильник позволяет нормально завести фазы и ноль вводного кабеля в щит, чтобы не путаться с их подключением, а подключать их в одну точку щита. Тот же рубильник позволяет нам быстро и легко обесточить весь щит целиком, никуда не бегая. И этот же рубильник по внешнему виду отличается от автоматов и поэтому его легко будет найти в щите интуитивно.
• Защита от аварийного напряжения. Ну это уже даже не обсуждается. И даже в новостройках. На сколько лет мы делаем щиток? На десятки лет. Что будет с питанием через десятки лет — мы не знаем. И вот на эти случаи мы ставим защиту, которая спасёт нам нашу технику.
• Измерительные приборы. Это тоже как-то негласно стало стандартом, после того как Меандр начал переделывать винты в ВАР-М01. Хорошо понимать, сколько ты чего потребляешь и насколько плавает напряжение в сети. А на трёх фазах это позволит понять, какая из фаз перегружена и перераспределить нагрузку по фазам.
• Индикация. Так как в щите у нас часто есть разные режимы и разные виды питания (от сети, от генератора, через UPS или стабилизатор), то для индикации того, что всё это включено и/или работает нормально, нам понадобятся лампочки разных цветов. Например, та же лампочка, которая показывает что на щит подано полное питание (на отключаемые линии).
• Защита внутренних цепей щита. Хоть мы часто доверяем производителю на тему надёжности его электроники, но всякие вольтметры, реле — всё же электроника. И внутри неё что-нибудь может бахнуть. Поэтому если мы хотим делать полностью грамотный щит — то все эти мелочи, пожалуй кроме индикаторных лампочек, надо защищать предохранителями. Ниже я напишу о защите автоматики внутри щита.
• Защита отходящих линий. Тут речь идёт о защите всех кабелей, которые уходят от щита. Защиты должно быть две: защита от замыкания / перегрузки (защита от сверхтока) и защита от удара током (дифзащита). Первая защита делается при помощи автоматов. Мы помним, что перед каждый кабелем по схеме щита должен всегда стоять автомат, который ограничит ток по этому кабелю так, чтобы кабель и его изоляция не расплавились нафиг от перегрева.
  Дифзащита реализуется при помощи дифавтоматов или УЗО в зависимости от того, как и какой щиток мы собираем. Я считаю, что дифзащиту надо ставить на все линии, потому что мы делаем щиток для себя самих и хотим перестраховаться от всех возможных плохих случаев. Я не ставлю дифзащиту только на линии щитка слаботочки и охранки, потому что одно часто соединяют с другим, а ОПСники требуют линиию без дифзащиты.
• Автоматика управления. Это всё, что относится к любому функционалу щитка. Управление освещением, реле времени, ПЛК (вот пост про щиты на ПЛК и их формализацию), логические реле, автоматика уровня воды, реле неприоритетов, датчики тока и прочее. Вся эта автоматика — это совершенно автономные устройства со своим питанием, системой подключения и своими заглюками ;). И вот её питание уже точно надо защищать. Обычно для этого хватает или клемм с предохранителями, или автомата номиналом в 1..3..6А. Причём при помощи этого автомата удобно защищать и цепи управления, про которые я тоже скажу ниже. И этим же автоматом питание автоматики, если она вдруг заглючит, можно будет легко отключить.
• Выходные и силовые элементы. Так как наша автоматика всего лишь выдаёт управляющие сигналы, то этими сигналами нельзя напрямую коммутировать нагрузки. Например, реле неприоритета рассчитано всего на 8..10А тока и никакие 63 ампера не отключит. А у выходных реле ПЛК максимальный ток всего 3А. У логических реле — 6..8А.
  А так как нам надо коммутировать бОльшие токи, то у нас появляются разные контакторы и промежуточные реле, которые тоже требуют места в щитке. Некоторые промежуточные реле, например серии CR-P, вообще удобно опускать вниз на рейке, из-за чего в щите понадобится использовать модули MBK (рейка для клемм, которая регулируется по глубине).
• Защита цепей автоматики, управления и силовых элементов. А вы знаете, что даже те кабели, которые идут от импульсных реле в щитке на кнопки их управления тоже надо защищать? И что питание катушки контактора тоже надо защищать? Часто эту защиту удаётся совместить с питанием самой автоматики. Например, поставить один автомат на питание самого ПЛК/Логического реле и на питание катушек реле, которыми этот ПЛК управляет. В этом случае того же автомата на 3..6А нам хватит за глаза. Ну а в некоторых случаях нам понадобится снова ставить клеммы с предохранителями.
• Клеммы для подключения отходящих линий (вот сводный пост про них). Если наш щит содержит только обычную модульку и не имеет никакой автоматики, которая потребует внеших датчиков или линий (выход на кнопки управления светом, выход на лампы освещения, выход на питание насоса, вход на датчик уровня в баке и так далее), то клеммы для подключения отходящих линий можно не устанавливать.
  А вот в случае, если у нас есть какая-либо автоматика, нам по любому будут требоваться клеммы на DIN-рейку. Почему? А потому что если обычный силовой кабель мы подключаем просто — фазу берём с автомата, а ноль с шинки, с УЗО или с того же автомата, — то в случае автоматики нам понадобится например соединить фазу всех-всех тридцати кабелей кнопок импульсных реле вместе, а жилы кнопок этих кабелей подключить к разным импульсным реле, у которых и так понакручено проводов.
  Вот тут нам и требуются наши клеммы. Клеммы позволят подключать весь кабель (в котором может быть не только три, а даже пять или семь или десять жил) в одно место щита и тот, кто будет это делать, не ошибётся. А ещё, если речь идёт о каком-нибудь щите коттеджа или дома, удобно вывести на клеммы вообще ВСЕ линии щита, чтобы эти линии проложить, разделать, завести в щит и больше никогда не трогать.
• Средства для укладки жгутов (проводов) внутри щита (пост про держатели ED44/45). Ну все уже читали тот самый пост про Свободу Проводам, когда я понял, что жгутов в щите может быть много и их надо как-то укладывать. Вот для этого понадобятся разные перфорированые короба или даже просто пространство, куда жгуты можно будет уложить. И для этого всего в щите тоже понадобится место.
  В обычных щитах я тоже разделяю место логически. Свои провода, которыми я делаю силовую разводку щита, я прячу за DIN-рейки, никак их не стягивая, чтобы их можно было достать и переключить. А поверх реек щита оставляю место для проводов из отходящих линий (кабелей).
• Место для маркировки проводов внутри щита. Когда щиты были обычные силовые — то там маркировать ничего не надо, потому что там и так всё понятно: одна или три фазы идут с рубильника на кросс-модуль, с него на гребёнки, автоматы. И даже когда у нас в щите стоит одно реле неприоритета и контактор — то и тут нечего маркировать.
  А вот когда у нас стоит десяток клемм, провода которых идут в одном большом жгуте, то отследить при отладке или диагностике, что куда идёт, тяжело. И тогда надо как-то обозначать провода в щите и в этом жгуте. Как это делается? На провод надевается трубочка, на которой пишется (печатается) текст маркировки (например, маркировка ГрафоПласт). Но для трубочки тоже нужно место! Например, если надеть такие трубочки около клемм, а потом всё плотно уфигачить проводами, то смысл маркировки пропадает. Поэтому некое место даже для маркировки надо закладывать.
• Место для подключения отходящих линий. Надо не забывать, что когда у нас клеммы стоят плотным рядом, то к ним тяжело будет подключать жёсткие жилы кабелей. А ещё, когда мы расставляем клеммы рядком последовательно (1-2-3-4..), то мы не можем гарантировать, что кабели к ним придут так же последовательно. И это значит, что около клемм будет месиво!
  И вот чтобы это месиво можно было бы сделать, около клемм тоже надо оставлять свободное место. У меня обычно получается так, что я беру модуль MBK на две рейки, оставляю от него одну рейку и ставлю её посередине модуля. Тогда хватает места и для клемм, и для кабелей и даже для их маркировки.
• Резерв места. Ну и то самое важное, о чём нельзя забывать — это о том, что за время службы щита (десятки лет) всё может измениться. И наша автоматика устареть, и у заказчика щита могут быть другие запросы. Например он захочет заменить ПЛК на более мощный или добавить к нему модулей расширения. И вот для этого всего надо закладывать свободное место в щите. Иногда оно получается само по себе, если мы выбрали большой шкаф. А иногда надо специально взять шкаф побольше, чтобы это место осталось.
  Ну например, зачем городить несколько мелких шкафов, если можно взять один БОЛЬШОЙ, куда поместить все мелкие устройства?

И вот что получается. Скажем, просит меня один заказчик сделать ему щит с таким заданием:

• Однофазный ввод.
• 9 помещений в квартире (включая тамбуры и кладовки).
• Надо сделать выключение всего света в квартире с нескольких мест (коридор — при уходе из квартиры, спальня — когда все ложатся спать).
• Надо разместить небольшую слаботочку (12-15 витух) в том же щите по возможности.

Так как ввод однофазный — то собираем щит на автоматах и УЗО. Это хорошо, потому что есть шанс, что модулька щита будет занимать меньше места, чем трёхфазная. Если бы щит был бы трёхфазным, то он занимал бы мало места, если бы собирался на дифах (но тогда стоил бы дорого); трёхфазный щит на автоматах и УЗО стоил бы дешевле варианта на дифах, но сожрал бы много места в шкафу.

Помещения нам ничего не скажут, потому что модульку и линии надо считать. Но например если мы знаем, что щит нужен крайне бюджетный или минимального размера, то мы можем объединить некоторые линии по помещениям, например, свет.

Выключение всего света можно сделать так:

• Импульсные реле с центральным управлением. В этом случае весь свет переводится на импульсные реле, вместо выключателей ставятся кнопки. По команде выключения всего света мы сбрасываем все реле в OFF и получаем искомое. Так как реле электромеханические, то мы легко можем взять кнопки с подсветкой.
  В этом варианте импульсные реле будут стоить дорого и будут идти 5 недель. Мы получим суровую электромеханическую штуку, которая будет работать годами, но будет не гибкой. Как-нибудь я просчитаю варианты управления светом на тему «функционал / модулей / цена».
• ПЛК с его обвязкой (монтажная панель, перфокороб, блоки питания, реле для выходных цепей). Этот вариант будет самым гибким, потому что на ПЛК можно накрутить и удалённый доступ, и WEB-сервер и что душе угодно. ПЛК надо использовать там, где нам не хватит водов-выходов (IO), доступных в логических реле (см. ниже).
  Кнопки с подсветкой штатно поддерживаться не будут. Для этого придётся выводить питание подсветки отдельными проводами от кнопки. Может потребоваться паяльник или другие кулибинства.
  На ПЛК можно написать бОльший функционал: прицепить управление вентиляторами санузлов, сделать что-то типа «Если свет горит больше 8 часов — отключить нафиг» и прочее.
• Логические реле. Их легче и проще использовать, если нам хватает их линий входов/выходов. Например ABB CL или Eaton Easy могут дать нам 24 входа и 12 выходов (12 групп ламп максимум). А SIEMENS Logo! может дать 24 входа и 16 или 20 (в новой версии) выходов.
  Если мы укладываемся с такое небольшое количество линий — то мы должны использовать логические реле, потому что они просто программируются и часто не требуют внешних силовых элементов. Судьба кнопок с подсветкой — та же, как и в случае в ПЛК.
  Программный функционал — такой же, как на ПЛК.
• Контактор, снимающий питание с автоматов «Свет: ХХХ» в щите. Это самый-самый простой и дешёвый вариант отключения всего света в квартире. Но этот же вариант и самый не удобный. Вот выключили вы питание контактора какой-нибудь кнопкой или выключателем. И пока вы его назад не включите — хрен где вы включите какое освещение.
  То-есть, если вы лёжа в спальне отключили свет, а потом пошли в туалет в четыре утра — то пока вы из той же спальни не нажмёте кнопку управления всем освещением — вы даже в туалете свет не включите. И при этом у вас включится то освещение, которое по квартире осталось включенным: ведь положение всех выключателей не меняется.

Вот ради интереса я прикинул, что если у моего заказчика будет одна группа света в каждом помещении (а их 9 штук), то мы уложимся в SIEMENS Logo или в ABB CL/Eaton. Оба этих логических реле займут ровно одну DIN-рейку со своими модулями расширения.

Если нам повезёт таким образом, что мощность, которую потребляет освещение, будет небольшая, то никаких внешних силовых реле нам не понадобится, а мы обойдёмся встроенными реле, которые обычно держат ток до 6..8А. То-есть, наше управление освещением будет занимать ровно одну DIN-рейку только при том условии, если мы ограничим наши линии света автоматами не более 6А.

Дальше нам понадобятся клеммы на DIN-рейку, чтобы заказчик мог нормально подключить кабели от линий освещения, а не мучился с ними, читая руководство «Фаза — на контакт 7 второго внешнего модуля ПЛК; Ноль — на шинку N14». Эти клеммы займут тоже одну DIN-рейку или чуть меньше.

И в итоге, если нам поставили задание уложиться в небольшой щиток, у нас получится какой-нибудь AT/U61:

Компоновка простого щита с контроллером AT/U61

Две рейки мы заняли освещением, и у нас осталось всего четыре рейки (48 модулей) на остальную модульку. Этого очень мало. Про какие-нибудь неотключаемые линии придётся забыть насовсем, а ведь они давно стали стандартом. Количество УЗО придётся сокращать, потому что надо будет куда-то втиснуть ещё и нулевые шинки и кучу автоматов защиты линий.

И в итоге мы, хотя и применим контроллер для управления светом, всё равно получим некого выродка, потому что в щите будет всё напихано плотно, а суровый функционал (те же неотключаемые линии) будет отсутствовать. У нас получится, что мы одно лечим, а другое калечим. Мы вложим денег в управление светом, но получим только лишь его. И есть ли смысл тогда делать такой щиток? Может, сделать свет на контакторе и всё?

При этом для слаботочки у нас места совсем-совсем нет. Если мы решим пихать слаботочку в наш щит, то нам понадобится монтажная панель хотя бы в две рейки высотой, и наш щиток при такой же урезанной силовой компоновке превратится в AT42:

Компоновка щита с контроллером в AT/U42

И если вы думаете, что этого хватит для слаботочки, то вы ошибаетесь! Что нам надо для неё (тут можно освежить пост про простые щиты слаботочки)? Нам надо свитч, плинт для домофона и телефон, TV-краб. И у нас будет, скажем, 15 штук витых пар. Куда это всё девать? Вы думаете, что мы уложимся в область размерами 250х300 мм? Туда встанет только оборудование, а из хвостов витой пары будет месиво, дополнительное к месиву силовых линий.

И вот только если мы расширим наш щиток до AT/U52, то мы получим более-менее что-то удобоваримое и свободное. Для силовой части у нас будет 5 DIN-реек (60 модулей). А для слаботочки у нас будет место размерами 250х450 мм, что уже лучше.

Компоновка щита с контроллером в AT/U52

Теперь вам понятно, как «простой и бюджетный» щиток, если делать его по уму, превращается в шкаф? При этом напоминаю, что мы сделали много попущений: мы предположили, что нам хватит на каждую линию света автомата на 6А, что нам понадобится простое логическое реле, а не контроллер, что слаботочка у нас будет простой и её линий будет не много. А если бы хоть что-то изменилось бы — то нам понадобился бы шкаф ещё побольше.

И поэтому-то я сейчас и объявляю, что я работаю только с большими и просторными щитками и шкафами и что материалы моих щитов начинаются от 100-150 тыр и подходят к 300-500 тыр. Хотите по приколу подсчитать? Давайте прикинем очень грубо с большим округлением цен ЭТМ:

• Логические реле EATON EASY719-AC-RC10 + EASY618-AC-RE = 11+10 тыр = 21 000;
• Начинка щита (мы его перебираем по другому из AT52 в нашу конфигурацию): MBG105 + MBG101 + MBK106 + MBM113 = 3800 + 1500 + 1800 + 3400 = 10 500;
• Корпус щита AT52 = 20 100;
• Автоматы S201 B16 пусть по 350 р х 25 штук = 8 750 (округляем с запасом) = 10 000;
• УЗО F202 AC-63/0.03 пусть по 3900 х 6 штук = 23 400 (округляем с запасом) = 25 000;
• Рубильник, УЗМка и прочие фигни пусть будут стоить 15 тыр с запасом = 15 000.
• Клеммы D4/6.NLP пусть по 370 р х 15 штук = 5 550;

Итого: 86 171. И это ГРУБЕЙШАЯ прикидка, без точного расчёта линий и работы, в которую будет входить программирование реле. То-есть, можно смело округлять материалы щита в 100 тыр! И вот такое во можно называть «Бюджетный щиток в очень урезанном варианте». При том, что бюджет щита, который мне озвучили, был всего 60-80 тыр на щит, как я понимаю, с работой. А на работе тут не сэкономишь, потому что есть автоматика.

Поэтому случай, когда материалы щита легко выходят на диапазон 200-500 тыр, сейчас стал нормой, если вам нужен действительно суровый и грамотный щит. Ну и напоминаю то, что вы всегда можете сказать: «А у меня есть знакомая контора и я хочу купить материалы сам» и сэкономить на этом свои деньги. Это нормально и такая работа не возбраняется.

Проекту исполнилось 15 лет! Поддержать проект материально, проспонсировать проекты Автора или сделать ему подарок можно на этой странице: "Донаты и Спонсорство, Список Желаний".