Ožičenja razvodnih ormara

Razvodni ormar kao modelirani sklop

Razvodni ormar u parametarskom CAD sustavu nije poseban tip dokumenta nego sklop kao i svaki drugi: kućište je dio, DIN vodilica je dio, redne stezaljke, releji i upravljački uređaji uglavnom dolaze iz knjižnica standardnih ili proizvođačkih komponenti, a svi se zajedno pozicioniraju vezama isto kao vijci ili zatici u mehaničkom sklopu. Ono što razvodni ormar izdvaja iz uobičajenog mehaničkog sklapanja jest sloj koji se na tu geometriju nadograđuje — podatak o električnim vezama između priključaka pojedinih komponenti, koji se ne izvodi iz geometrije nego se definira zasebno, kao ožičenje (engl. routing, električna grana funkcije za razliku od cijevne obrađene u ranijoj jedinici).

Za sustav hvatača MPH-1 razvodni ormar je mjesto gdje se spajaju svi vanjski signalni i napojni vodovi: induktivni senzor javlja prisutnost predmeta, a razvodni ormar prosljeđuje taj signal upravljačkom uređaju koji, među ostalim, upravlja i razvodnikom pneumatskog cilindra. Model ormara u tom smislu dokumentira ne samo geometrijski raspored komponenti nego i cjelokupan tok signala kroz sustav.

Shema i 3D raspored ožičenja

Shema ožičenja (engl. wiring diagram) simbolički je prikaz električnih veza: komponente su prikazane pojednostavljenim simbolima, a vodiči ravnim crtama koje pokazuju koji je priključak s kojim povezan, bez ikakve veze sa stvarnim prostornim razmještajem u kućištu. 3D raspored ožičenja (engl. electrical routing), naprotiv, prikazuje stvarni put svakog vodiča kroz kanale i otvore modela kućišta, uključujući duljinu, savijanje i prostor koji vodič stvarno zauzima.

Oba su prikaza potrebna i međusobno se ne zamjenjuju: shema odgovara na pitanje "što je s čime spojeno", a 3D raspored na pitanje "hoće li svi ti vodiči doista stati u predviđeni kanal, i kolike duljine kabela naručiti". Izrada sheme obično prethodi 3D rasporedu jer se logika upravljanja (koji signal ide kamo) najlakše provjerava neovisno o kućištu, no redoslijed nije strogo propisan — jednako je moguće krenuti od poznatog rasporeda komponenti u već odabranom ormaru i shemu graditi naknadno. Dobra CAD praksa te prikaze drži povezanima unakrsnom referencom (engl. cross-reference): isti vodič nosi istu oznaku i na shemi i u 3D modelu, pa je izmjena veze na jednom mjestu odmah vidljiva i na drugom, umjesto da se dva dokumenta razilaze kako se projekt razvija.

Definiranje vodiča i konektora

Vodič ili kabel definira se između dviju priključnih točaka (engl. connection points) koje komponente u knjižnici već nose kao dio svoje definicije — redna stezaljka, na primjer, ima poznat broj i raspored priključaka na koje se vodič može spojiti, umjesto da se točka spajanja svaki put ručno određuje na proizvoljnom mjestu geometrije. Za svaki se vodič zadaje vrsta (jednožilni vodič ili višežilni kabel), presjek jezgre i, kad je relevantno, boja izolacije radi lakšeg raspoznavanja pri stvarnoj montaži.

Senzor u primjeru hvatača MPH-1 spaja se dvožilnim kabelom: jedna žila nosi napajanje 24 V DC, druga signal prisutnosti predmeta prema upravljačkom uređaju. Oba kraja tog kabela definiraju se kao zaseban vodič u modelu, s pripadajućom duljinom koja proizlazi iz stvarnog puta kabela kroz kabelski kanal, a ne iz ravne udaljenosti između senzora i ormara.

Kabelski kanali i vođenje

Kabelski kanal (engl. cable duct ili trunking) je profil, obično perforirani plastični kanal s poklopcem, koji unutar razvodnog ormara vodi i mehanički štiti snop vodiča od stezaljke do stezaljke ili do izlaza iz kućišta. Pri modeliranju ožičenja vodič se ne vodi proizvoljnom putanjom kroz prazan prostor ormara, nego se pridružuje geometriji kanala, čime sustav sam izračunava stvarnu duljinu vodiča uključujući sve zavoje kanala.

Broj i presjek vodiča koji stanu u jedan kanal nije neograničen: kanal se ne smije popuniti do posljednjeg slobodnog milimetra jer to otežava kasnije dodavanje vodiča i pogoršava hlađenje snopa. Uobičajena dobra praksa ograničava popunjenost kanala na otprilike 40 % njegovog presjeka, a upravo je provjera te granice predmet računskog primjera u ovoj jedinici.

Odabir dimenzija kanala prije poznavanja konačnog broja vodiča čest je izvor kasnijih problema: ako se ormar projektira s kanalom "koliko stane" umjesto s razumnom rezervom za budući razvoj sustava, svaka naknadna nadogradnja (dodatni senzor, drugi aktuator) zahtijeva ili zamjenu kanala ili polaganje dodatnog snopa izvan predviđenog puta, što narušava urednost i mehaničku zaštitu ožičenja koju je kanal trebao osigurati.

Popis vodiča i oznake

Popis vodiča (engl. wire list) izvodi se izravno iz modela ožičenja, isto kao što se sastavnica izvodi iz strukture mehaničkog sklopa: tablica popisuje svaki vodič, njegovu oznaku, oba kraja (komponentu i broj priključka), presjek i izračunatu duljinu iz stvarnog puta kroz kanale. Ručno vođena, zasebna tablica vodiča koja se ne izvodi iz modela nosi isti rizik kao ručno pisana sastavnica dijelova — prva sljedeća izmjena ožičenja lako je ostavi netočnom.

Oznaka vodiča (engl. wire number) dodjeljuje se dosljedno kroz cijeli projekt, obično prema shemi numeriranja koja uključuje broj kruga ili funkcijsku skupinu, kako bi se u velikom sustavu s desetcima vodiča odmah znalo pripada li vodič, primjerice, senzorskom krugu ili napojnom krugu, samo po pogledu na oznaku.

Uz oznaku vodiča, popis obično nosi i oznaku oba kraja u obliku "komponenta:priključak" (na primjer stezaljka X1:3), čime se svaki redak popisa vodiča može bez dvosmislenosti povezati i sa shemom i sa stvarnim mjestom montaže. Za elektromontažera na terenu takav popis, ispisan i uz shemu, često je i praktičniji dokument od samog 3D modela — ne treba mu program za pregled CAD datoteka da bi znao koji vodič spojiti kamo.

Primjer: ožičenje senzora hvatača

Kompletan primjer za sustav hvatača MPH-1 spaja induktivni senzor (PNP izlaz, napajanje 24 V DC) preko dvožilnog kabela duljine oko 2 m na dvije redne stezaljke u razvodnom ormaru, odakle se signal dalje unutar ormara kratkim vodičima prosljeđuje ulazu upravljačkog uređaja, a napajanje senzora na zajedničku napojnu sabirnicu ormara. Model tog puta istovremeno daje shemu za elektromontažera, izračunatu duljinu kabela za narudžbu materijala i provjeru da odabrani kabelski kanal ima dovoljno slobodnog presjeka za taj i buduće dodatne vodiče.

Kad se sustavu naknadno doda drugi senzor ili dodatni aktuator, isti se postupak ponavlja bez izmjene već postojećih vodiča: novi se vodič definira između svojih priključnih točaka, pridružuje istom ili novom kabelskom kanalu, a popis vodiča i provjera popunjenosti kanala automatski uključuju i njega u već postojeći izračun. Ta proširivost je razlog zašto se čak i za naizgled jednostavan sustav s jednim senzorom isplati od početka voditi ožičenje kroz model, a ne kroz zasebnu, ničim povezanu tablicu.

Popunjenost kabelskog kanala

Popunjenost kanala računa se kao omjer zbroja površina presjeka svih vodiča i površine presjeka samog kanala, izražen u postotku; vrijednost iznad uobičajene granice od 40 % upozorava da je potreban veći kanal ili raspodjela vodiča u dva kanala.

Za tipičan manji razvodni ormar sustava poput hvatača MPH-1, s tek nekoliko signalnih i napojnih vodiča malog presjeka, standardni kabelski kanal uobičajenih dimenzija ostaje daleko ispod granice popunjenosti čak i uz rezervu za kasnije proširenje sustava dodatnim senzorima ili aktuatorima — što ovaj izračun izravno potvrđuje, umjesto da se veličina kanala procjenjuje samo iz iskustva.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.