Básicos para Paneles Serie 3: Consideraciones para el diseño de paneles de control UL 508A

Los sistemas de control industrial son atacados regularmente, sin embargo, juegan un papel crucial en cualquier negocio de fabricación. Desafortunadamente, muchos departamentos de tecnología operativa industrial se han retrasado en la gestión de nuevas amenazas. Con el diseño de un cuadro de control resistente, puede comenzar a administrar mejor su negocio. El objetivo de este blog es presentarle estas consideraciones de diseño y el estándar UL 508A. Antes de profundizar en las consideraciones de diseño de paneles de control, veamos algunos de los conceptos básicos.

¿Qué son los paneles de control industriales?

Un panel de control industrial es un conjunto de disposiciones estándar y sistemáticas de varios componentes. Comprende relés de sobrecarga, controladores de motor, disyuntores e interruptores de desconexión con fusibles. Otros dispositivos de control relacionados incluyen estaciones de pulsadores, temporizadores, interruptores, bloques de terminales y luces piloto, entre otros. De acuerdo con la definición oficial de Underwriters Laboratories (UL), un panel de control industrial es un conjunto de dos o más piezas de equipos de control industrial. A su vez cuenta con dispositivos de circuito de control relacionados, provistos de cableado y terminales de interconexión.

¿Qué es la norma UL 508A para paneles de control?

La certificación UL 508A es una directiva para el panel de control industrial. Los inspectores eléctricos buscan esta marca como evidencia de certificación de terceros. Esto es importante para la autoridad de inspección municipal y el comprador del panel. Es una marca que verifica si los paneles cumplen con normas específicas de seguridad. Los ingenieros certificados para el estándar UL 508A asesoran a sus clientes sobre cómo diseñar productos con cumplimiento de UL. También trabajan con ellos para lograr un diseño global, eliminando así la necesidad de múltiples variantes.

Tipos de instalación del panel de control

Durante la instalación del panel, se deben cumplir los estándares NEC y otros códigos. Para que esto suceda, las instrucciones y códigos eléctricos deben indicados en el panel. La instalación se puede realizar de dos formas:

• Como equipo de tipo cerrado
• Dispuestos en un panel de montaje como equipo de tipo abierto

Para la instalación de tipo abierto, el montaje se realiza en un gabinete proporcionado por otros, o en el lugar de instalación. Las instalaciones de tipo cerrado se realizan en gabinetes fabricados por Purcell Systems. Deben venir con la marca de listado UL 508A. Los paneles de control son esenciales para permitir los procedimientos de inicio y finalización de un proceso o pieza de equipo. Vienen en diferentes tamaños y formas, para su uso en una variedad de industrias.

Tipos de gabinetes para el panel de control UL 508A

Los estándares UL 508A se aplican comúnmente a los gabinetes de tipo cerrado. Los beneficios de elegir gabinetes que cuentan con la certificación UL 508A incluyen:

La certificación proporciona evidencia de que el gabinete cumple con los estándares de seguridad reconocidos a nivel nacional.

Cualquier gabinete que lleve la marca de listado UL 508A contiene solo componentes reconocidos y listados por UL.

Auditorías periódicas de fabricantes que cuenten con la certificación UL 508A. Esto incentiva que los fabricantes sigan cumpliendo con los requisitos de UL.

IMPORTANTE: Un panel que lleva una marca certificada UL508A no significa que el

El panel de control completo ha sido diseñado y probado según los estándares UL 508A. La certificación UL solo se aplica al gabinete. Un panel que lleva la marca de listado UL 508A significa que el panel, su contenido eléctrico y construcción cumplen con los estándares UL 508A.

También están los cerramientos y gabinetes exteriores cuyos requisitos son:

Marcas

Aberturas del gabinete

Desconectar interruptores

Cableado interno

Aberturas de ventilación

Vinculación

Cableado de terreno

Dispositivos de control ambiental del gabinete

Estos requisitos se tratan en la sección general de los requisitos de UL para todos los envolventes.

Conceptos Básicos del panel de control eléctrico

Los conceptos básicos del diseño del panel de control industrial son fáciles de comprender. Aunque es esencial considerar los costos, también lo es la apariencia, la operación confiable y los controles del operador. Son diseños simples, de fácil control y mantenimiento, y su producción es menos costosa. Comprender los diseños de paneles de control es un proceso crucial que ayuda a garantizar que obtiene lo que desea. Cuando uno escribe sobre papel los requisitos, es aceptable, que en un principio, parezca algo desorganizado. Aquí hay una guía que lo ayude a tomar una decisión bien fundamentada.

1. Comience por observar las características físicas

Un diseño de panel de control confiable comprende requisitos tanto eléctricos como físicos. Al elaborar el diagrama esquemático, evalúe alternativamente los problemas físicos y eléctricos. Esto debe hacerse hasta que se hayan eliminado todos los problemas potenciales.

Al hacerlo, minimiza los retrasos en la entrega y los problemas físicos no resueltos descubiertos durante las pruebas o la producción. Después de considerar esto, se crean dibujos que describen los circuitos, el cableado, los controles y otros aspectos específicos de las configuraciones.

Los dibujos deben delinear claramente:

La lista de materiales

Disposición del gabinete de control y del panel posterior

Red de distribución de energía

Diseño de entrada / salida

Diagrama funcional

También se recomienda tener una tabla de contenido clara, ya que un esquema adecuado implica muchos elementos diferentes. Este esquema sienta las bases para el proceso de desarrollo del panel de control real.

Recuerde que el proceso no es tan simple como seleccionar el gabinete y el panel posterior adecuados para albergar el hardware eléctrico. Se requiere un cableado adecuado y el equipo debe integrarse adecuadamente en la máquina. Una configuración incorrecta no solo resultará en un mal funcionamiento de la maquinaria, sino que también representará un riesgo innecesario para los operadores.

2. Cumplimiento de las normas reglamentarias de diseño de paneles de control

La planificación y la construcción de un panel de control industrial no está completa sin antes cumplir con las regulaciones necesarias.

UL

Los paneles de control UL 508A están diseñados para cumplir con los estándares de Underwriters Laboratories (UL). Se habilitan los dispositivos que producen calor, incluidos los variadores de frecuencia y controladores lógicos programables, entre otros. El objetivo principal es garantizar que haya suficiente espacio para la ventilación.

UL 508A

La certificación UL 508A sirve para proteger la calidad y la integridad mientras se mantienen los estándares de seguridad pública.

¿Qué sucede si un inspector rechaza el panel de control de un usuario? Antes que nada, hay que entender cuál es el motivo por el cual fue rechazado. Podría ser un problema de seguridad o simplemente que el equipo carece la documentación adjunta de las normas de seguridad.

Sus opciones como cliente son:

Contáctese con a los servicios de evaluación de campo de UL para informarles a cerca de la situación. Pídales que programen una visita de campo para su evaluación. El costo del arreglo queda a cargo suyo.

Comuníquese con una tienda UL 508A cercana y haga que evalúen el panel de control. Le informarán sobre el trabajo necesario para que el panel cumpla con los estándares. Esto debería costarle menos que la primera opción.

Seleccione la mejor tienda de paneles UL 508A para usted de la lista de constructores de paneles de control eléctrico. Deje que el servicio con el que está satisfecho comience a producirle paneles de control que cumplan con los estándares UL 508A. Los costos variarán y solo debe considerar esto como último recurso.

NEC (Código Eléctrico Nacional)

Para tener la autorización del cableado eléctrico se requiere en todo el proceso el Código Eléctrico Nacional. NEC requiere que se proporcione un radio específico para las conexiones de energía entrantes y salientes.

El electricista instalador debe tener suficiente espacio para realizar las conexiones eléctricas. NEC es un estándar para la instalación segura de alumbrado y equipos eléctricos

La regulación es adoptada por estados o regiones para estandarizar la aplicación de procesos eléctricos seguros.

De acuerdo con el artículo 409, se deben examinar y asignar clasificaciones a todos los paneles de control industriales para su Casificación de Corriente de Cortocircuito o SCCR. Esto se establece revisando cada alimentador por separado y luego todos los circuitos derivados. El valor de kA utilizado para todo el sistema es el más pequeño, pero debe ser mayor que el valor de kA de la fuente entrante.

NFPA 79

La Asociación Nacional de Protección contra Incendios 79 también proporciona regulaciones para los estándares de cableado. Es una sección de NEC que abarca los componentes de maquinaria industrial eléctrica y electrónica. Se dirige específicamente a aquellos que operan a 600V o menos.

Algunos tipos de máquinas bajo esta regulación son el ensamblaje, las máquinas herramienta, el moldeo por inyección y la maquinaria de manipulación de materiales. También la maquinaria de inspección y prueba. La regulación NFPA 79 protege a los operadores e instalaciones de maquinaria de los peligros eléctricos y los incendios y se ocupa del equipo y del trabajo en curso.

3. Gabinetes y Requisitos de espacio

El entorno en el que pretende utilizar los paneles de control determina en gran medida el tipo de cerramiento. Se necesita un espacio lo suficientemente grande para instalar los componentes y hacer el cableado. Es una buena idea planificar varios receptáculos.

Al hacerlo, se reduce la necesidad de cables de extensión cuando sea necesario probar los electrodomésticos para comprobar la potencia.

Para el diseño del panel de control no solo es importante pensar en el gabinete sino también en su ubicación. Si va a utilizar un gabinete como cerramiento tenga en cuenta las puertas batientes y el aire acondicionado y la ventilación si el mismo se colocará en un lugar de alta temperatura.

Donde se aplique el control de temperatura, planifique de una manera que permita un fácil acceso a las salidas de aire y entradas de aire. NEC requiere espacio libre alrededor de los dispositivos que producen calor para permitir una ventilación adecuada.

Una de las infracciones más comunes de NEC involucra paneles de control que son demasiado confinados o tan pequeños que no permite doblar ni cablear cables. Los requisitos de espacio son esenciales no solo para la configuración actual, sino también para ajustes futuros.

4. Usar el mejor tipo de control

Es recomendable comenzar siempre con componentes de control simples como los temporizadores y relés. Si estos no cumplen con la tarea requerida, elija algo con más funcionalidad.

Considere optar por un controlador lógico programable o un relé inteligente, que Requieren una computadora y un software de programación para lograr la funcionalidad. Si bien algunos fabricantes prefieren usar PLC, siempre debe optar por el tipo de control más simple para su aplicación.

5. Usar el mejor tipo de operador

Al igual que con los tipos de control, es recomendable comenzar con dispositivos de operador simples. Estos incluyen luces piloto, botones pulsadores y medidores de panel digital. Para mejorar la apariencia, se puede agregar laminado de puerta con gráficos a color.

Si las opciones simples no son las mejores, para una mejor apariencia la interfaz hombre-máquina puede resultar útil. Se trata de una pantalla táctil a color que brinda más funcionalidad. Sin embargo, también requiere un software de programación y una computadora.

6. Conductores de suministro y cómo manejar la protección contra sobrecorriente

Los conductores de suministro son los elementos que llevan la carga de energía. Deben poder permitir la mayor carga posible. Esto se puede determinar calculando la suma de todos los aparatos y motores conectados. Agregue esta cifra a la corriente de carga completa para toda la carga resistiva más el 125% del motor con la clasificación más alta en la corriente de carga completa.

La protección contra sobrecorriente es otra consideración crucial en la fase de diseño del panel de control. Hay dos opciones para acceder a esto con éxito. La primera opción es colocar la protección contra sobrecorriente delante del panel. Como alternativa, se puede incorporar un dispositivo de protección primario en el propio panel.

La segunda opción no es muy recomendable para minimizar la necesidad de abrir el cerramiento del panel.

7. Seguridad del trabajador

La seguridad de los trabajadores es de suma importancia. Los fabricantes deben garantizar suficiente iluminación y espacio dentro del recinto del panel. Los componentes utilizados también deben poder tocarse con seguridad ya que esto es una de las mejores formas de mantener seguros a los trabajadores.

Se recomienda utilizar los voltajes más bajos posibles, generalmente 120 Vca y 24 Vcc, para circuitos de automatización. Sin embargo, algunos paneles deben tener componentes que suministren voltajes más altos como energía de 480 Vca a calentadores y motores.

Por motivos de seguridad, se recomienda mantener los voltajes por encima de 120 V en paneles y cerramientos separados.

8. Protección del equipo

El buen diseño de un panel de control debería facilitarles a los trabajadores y operadores el uso de un enclavamiento. Esto reduce las posibilidades de que el equipamiento sufra daños. Es necesario diseñar circuitos a prueba de fallas para que el equipo pase a un estado seguro cuando haya una pérdida de energía o una desconexión.

9. Paneles frontales y placas frontales

Estos dos componentes suelen parecer una idea adicional, pero son igualmente esenciales para el funcionamiento de la maquinaria. Los paneles frontales deben ser duraderos para soportar condiciones climáticas extremas, productos de limpieza y temperaturas.

Las placas frontales y los paneles frontales pueden incluir sustratos de plástico o metal, según las especificaciones de la aplicación. Se pueden montar con adhesivos, pernos o sujetadores. Además, deben tener la durabilidad necesaria para permanecer legibles durante la vida útil del bien.

10. Etiquetado

No se puede exagerar la importancia de etiquetar todos los cables y terminales. Además de ser una estrategia que ahorra tiempo, también reduce la probabilidad de errores en las pruebas, el mantenimiento y las reparaciones. Las etiquetas deben poder soportar las condiciones ambientales y deben permanecer legibles.

Las Normas dentro de las Normas

Las normas UL 508A se refieren a otras normas UL. La siguiente tabla enumera alguna de las normas más comunes con las que debe cumplir.

COBERTURA DE NORMAS

UL 218: estándar para controlador de la bomba contra incendios. Controladores de bombas contra incendios

UL 294: estándar para las unidades de sistema de control de acceso para uso en sistemas de control de acceso físico

UL 698A: estándar para paneles de control industriales relacionados con ubicaciones peligrosas (clasificadas) Paneles de control industriales con barreras de seguridad intrínsecas diseñadas para la conexión a circuitos en ubicaciones peligrosas

UL 845: estándar para centros de control de motores Centros de control de motores

UL 864: estándar para unidades de control y accesorios para sistemas de alarma contra incendios Conjuntos de unidades de control eléctrico o equipos que contienen unidades de control eléctrico para sistemas de señalización de protección contra incendios

UL 891: estándar para cuadros de distribución, conjuntos independientes de interruptores automáticos y aplicaciones relacionadas

UL 916: estándar para equipos de gestión de energía Equipo para energizar o desenergizar cargas eléctricas para lograr el uso deseado de energía eléctrica

UL 924: estándar para equipos eléctricos y de iluminación de emergencia. Cualquier equipo necesario para suministrar iluminación y / o alimentación automática a áreas críticas y / o equipos esenciales para la seguridad de la vida humana

UL 1037: estándar para dispositivos y alarmas antirrobo. Equipo de control diseñado para disuadir o advertir contra robos

UL 1203: estándar para equipos eléctricos anti llamas y a prueba de polvos inflamable para uso en ubicaciones peligrosas (clasificadas) Equipo diseñado para uso en ubicaciones peligrosas

UL 1640: estándar para equipos portátiles de distribución de energía. Paneles de control portátiles para aplicaciones específicas

UL 1563: estándar para spas eléctricos, conjuntos de equipos y equipos de control de equipos asociados para piscinas y spas

UL 1741: estándar para inversores, convertidores, controladores y equipos de sistemas de interconexión para uso con equipos de recursos energéticos distribuidos para controlar celdas de combustible, sistemas fotovoltaicos o sistemas interactivos de servicios públicos.

UL 1773: estándar para cajas de terminación Gabinetes o pedestales que contienen terminales para conectar conductores de circuitos de energía

UL 2017: estándar para sistemas y dispositivos de señalización de uso general Cubre los paneles de control que contienen equipos de alarma de emergencia, así como el equipo de alarma actual.

UL 2075: estándar para detectores y sensores de gases y vapores, equipos para detección de gases o vapores

UL 60950-1: estándar para equipos de tecnología de la información - Seguridad - Parte 1: Requisitos generales Cubre paneles de control principalmente con equipos de comunicación

Diseño del panel de control - Reflexiones finales

UL 508A es una norma para paneles de control que deben cumplir los equipos industriales. El diseño del panel de control contribuye en gran medida a determinar la seguridad y la funcionalidad de la maquinaria. En la construcción de paneles de control, hay muchos factores a considerar. Primero, los paneles deben cumplir con las normas y regulaciones de seguridad estipuladas por UL y el Código Eléctrico Nacional. Otras disposiciones son NFPA y CSA. Además de cumplir con las normas reglamentarias, los paneles también deben estar bien construidos para la seguridad de los trabajadores.

Se deben tener en cuenta el cableado, el espacio, los tipos de controlador y operador, y el cerramiento. Si uno de estos factores no cumple con las normas, es muy probable que el cliente necesite hacer un reemplazo. Dado que los paneles de control son una inversión a largo plazo, su diseño es de suma importancia.

Hay muchos trucos y consejos de diseño que han desarrollado los expertos. Investigue un poco más antes de embarcarse en el diseño de su panel de control. ¡La clave para un diseño de panel de control exitoso y para pasar las inspecciones de UL es saber lo que va a hacer antes de perforar el primer orificio!

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Documentos básicos del panel c3controls:

Serie 1: Riel DIN

Serie 2: Conducto de cables y bloques de terminales (para la gestión de cables y cableados)

Serie 3: Consideraciones de diseño del panel de control UL508A

Serie 4: Componentes de control eléctrico

Serie 5: Tendencias de la industria de paneles de control

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