Наверное, сложно найти в электротехнике более консервативную сферу деятельности, чем производство линейных распределительных шкафов. Тем не менее, в апреле 2018 года на выставке в Ганновере немецкая компания Rittal представила принципиально новую систему таких шкафов, получившую название VX25. В чем их новизна, как они интегрированы с концепцией «Индустрии 4.0» и какое отношение имеют к цифровизации экономики? Ответы на эти вопросы попытался найти Алексей Васильев, который побывал на производственной площадке Rittal в Германии.
Цифровизация предъявляет новые требования к низковольтным комплектным устройствам (НКУ). С одной стороны, появляются все новые и новые потребители электроэнергии, занимающиеся обработкой информации. Для того, чтобы удовлетворить их потребность в надежном и качественном электропитании, нужна система, позволяющая быстро собирать распределительные шкафы с учетом требований конкретного заказчика. С другой стороны, внедрение концепции «Индустрии 4.0» в электротехническую отрасль требует новых подходов, подразумевающих существование цифровой копии НКУ с момента его выпуска с завода в виде набора для сборки шкафа.
Работы по созданию линейных распределительных шкафов нового поколения велись в Rittal с лета 2012 года. Начали с исследования удобства в монтаже и использовании, к чему был привлечен мюнхенский институт PMO. Кроме специалистов по юзабилити, в команду исследователей вошли также психологи и антропологи. Изначально ставилась задача создания такого шкафа, который сотрудник инсталляционной компании может собрать в одиночку с использованием минимального набора инструментов. Задача была выполнена — большинство операций по сборке линейных распределительных шкафов системы VX25 вообще не требует использования каких-либо инструментов, иногда могут потребоваться отвертка и торцевой ключ.
| Rittal и Friedhelm Loh Group Компания Rittal была основана Рудольфом Лоо в 1961 году и с самого начала не меняла специализацию — первым ее продуктом стал распределительный шкаф AE. В настоящее время Rittal является частью Friedhelm Loh Group. Эта группа компаний, принадлежит доктору технических наук Фридхельму Лоо, являющегося сыном основателя Rittal Рудольфа Лоо. Помимо Rittal, в Friedhelm Loh Group входит знаменитый производитель программного обеспечения для компьютерного моделирования объектов энергетики EPLAN, компания по торговле сталью Stahlo, производитель пластмассовых изделий LKH, консалтинговая компания Cideon и сервисная компания Loh Services. В итоге получается мощный синергетический эффект: распределительные шкафы изготавливаются из высококачественной стали, пластмассовые элементы в них прочные и долговечные и все это поддерживается самым современным программным обеспечением. Оборот Friedhelm Loh Group в 2015 году составил 2,2 млрд евро, а личное состояние Фридхельма Лоо журнал «Форбс» на май 2018 года оценивает в 3,5 млрд долларов. На российском рынке Rittal работает с 2002 года. |
|---|
Применение роботов при сварке каркаса позволяет избавиться от «человеческого фактора»,
обеспечив стабильно высокое качество продукции. ©Rittal
Главное — профиль
Ключевым вопросом при разработке шкафа стал металлический профиль, из которого сваривается каркас. В процессе работы над новой системой было создано более 200 типов конструкции профиля, из этого количества в 2015 году выбрали оптимальный вариант — симметричный профиль с шагом перфорации 25 мм.
Название системы VX25 содержит в себе и указание на конструктивную особенности профиля. V — это Versatile, то есть «разносторонний» в переводе с английского. Данная буква показывает, что система отличается универсальностью и пригодна для самых разнообразных применений. X — общепринятое обозначение переменной в математике, символизирует возможность гибко подстраиваться под нужды клиента. И, наконец, 25 — шаг расположения монтажных отверстий на профиле, выраженный в миллиметрах.
Готовый профиль для каркаса. © Rittal
В фигурные отверстия профиля каркаса вставляются другие элементы конструкции. Для того, чтобы шкаф был простым в сборке, а потом имел достаточную прочность, требуется очень высокая точность производства профиля. В частности, недопустима его малейшая изогнутость. Первые пробные образцы профиля для VX25, выпущенные в 2015 году, оказались недостаточно качественными. Потребовалось много усилий для доработки как формы профиля, так и технологии его производства, чтобы в 2017 году наладить серийный выпуск качественной продукции.
Профиль изготавливается из оцинкованной стальной ленты, приходящей на завод в больших бобинах. Производство профиля идет на автоматизированной линии, лента сгибается посредством прокатки между колесиками специальной формы. Изменение формы профиля от колесика к колесику едва заметно глазу.
Сгибание профиля для каркаса шкафа
Профили для системы VX25 изготавливаются из высококачественной стали. © Rittal
| Дома и стены помогают Хотя Rittal ведет свой бизнес по всему миру, ее производство электрооборудования по-прежнему располагается в Германии. Мало того, с момента создания компании ее производственные мощности располагаются в одном и том же населенном пункте — городе Риттерхаузене (земля Гессен). Естественно, производственные площади неоднократно расширялись, но и сегодня современный комплекс заводских цехов включает в себя здание, где начинался семейный бизнес. Завод находится в долине реки, и это накладывает ограничения на расширение территории. Поэтому неудивительно, что некоторые складские помещения убрали под землю. Головной офис компании расположен неподалеку, в городе Херборне (земля Гессен). Также неподалеку, в городе Хайгер, находятся логистический и учебно-демонстрационный центры. |
|---|
Именно благодаря такой «нежной» работе с металлом профиль сгибается максимально точно и не коробится при производстве. Оборотной стороной являются большие размеры производственной линии.
Вертикальные профили каркаса, а также горизонтальная основа наверху и внизу сварены между собой. Для повышения прочности конструкции, а также для обеспечения крепления всевозможных элементов НКУ, необходимо установить горизонтальные профили. Эти профили имеют специальные крючки, которые вставляются в отверстия профиля каркаса. Далее вертикальные профили надежно фиксируются с помощью винтов.
Распределительный шкаф системы VX25 можно собрать в одиночку
Цоколь
Помимо нового профиля, система VX25 отличается от предшественников новой конструкцией цоколя. Теперь цоколь собирается гораздо проще, чем раньше, в нем больше места для размещения кабелей.
Демонстрация сборки цоколя распределительного шкафа в инновационном центре Rittal (Хайгер).
Разобраться в том, как это делается, можно за пять минут в самом прямом смысле этого слова
Цоколь шкафа в системе VX25 построен по модульному принципу
Элементы цоколя соединяются между собой при помощи пружинных защелок. Пластмассовые заглушки, устанавливаемые по углам, закрывают защелки, что обеспечивает красивый внешний вид, безопасность и защиту от проникновения пыли внутрь цоколя. Для крепления сварного каркаса к цоколю используются винтовые соединения.
Внутри цоколя могут устанавливаться всевозможные модульные элементы, например, обеспечивающие правильное расположение кабеля.
На заводе в Риттерхаузене перегородки для шкафов изготавливаются на автоматизированной линии. © Rittal
Стенки и перегородки шкафов
Шкафы системы VX25 могут объединяться в линейки. Важной особенностью именно системы VX25 является единообразный порядок соединения в линейку распределительных шкафов разных типов. В результате упрощается обучение персонала, занимающегося инсталляцией шкафов, и снижается вероятность ошибки. Для разделения шкафов внутри линейки используются металлические перегородки, для установки которых требуется только торцевой ключ. При производстве этих перегородок применяется высококачественная оцинкованная листовая сталь, процесс изготовления практически полностью автоматизирован.
В серии VX25 процесс соединения шкафов в линейку единообразен для шкафов всех типов
При необходимости воздушного охлаждения элементов НКУ на каркас монтируются воздуховоды. Они могут размещаться в пределах одного шкафа, либо проходить через несколько шкафов, объединенных в линейку.
| Кадровая политика Завод Rittal является крупнейшим работодателем в своей местности. В заводских цехах работают в основном граждане Германии из ближайших городов и деревень. Тем не менее, Rittal принимает участие в программе социальной адаптации беженцев из стран Африки и Ближнего Востока. Они заняты в основном на работах, не требующих специальной подготовки. Инженеров Rittal отбирает со всего Евросоюза. На производстве мне довелось слышать хвалебные отзывы об инженерах из Литвы. Оказывается, в этой бывшей республике СССР удалось сохранить в образовании лучшее из советской инженерной школы. |
|---|
Стенки шкафа или наружные стенки линейки шкафов выполнены из окрашенного стального листа. Они крепятся к каркасу с помощью винтов, головки которых рассчитаны на торцевой ключ. Процесс крепления стенок по сравнению с предыдущими системами заметно упростился, поскольку профили предусматривают два уровня монтажа — внутри и снаружи.
Для установки металлических перегородок нужен только торцевой ключ
Двери и замки
Каждый, кому приходилось навешивать дверь, пусть даже в небольшом шкафчике, знает, что самое сложное в этом деле — точно подогнать расположение петель. Поэтому раньше в распределительных шкафах при навешивании дверей требовалось сверлить отверстия «по месту».
В системе VX25 для установки двери больше не надо ничего сверлить и подгонять. С одной стороны, повышение точности производства позволило уже при производстве каркаса делать в нем отверстия под петли. С другой стороны, инновационная конструкция дверных петель не требует больше точной подгонки и «прощает» небольшие погрешности при размещении отверстий под петли. Для установки петель достаточно иметь электрическую отвертку. Таким образом, только на процедуре установки петель при сборке распределительного шкафа можно сэкономить около 30 минут.
А вот, чтобы навесить дверь на петли, вообще никакого инструмента не требуется. Мало того, в процессе эксплуатации шкафа можно без какого-либо инструмента снимать и навешивать дверь. Для этого достаточно убрать специальную заглушку, блокирующую непроизвольный съем двери. Эта заглушка находится внутри шкафа, то есть, если шкаф закрыт на замок, то открыть его путем снятия двери не удастся.
Кстати, сам замок также устанавливается на дверь распределительного шкафа без использования инструментов. Если дверь шкафа закрыта, то снять замок невозможно.
Замок на дверь устанавливается без использования инструментов
Индустрия 4.0
Одним из важнейших элементов концепции «Индустрии 4.0» является обязательное наличие цифровых копий реально существующих вещей. Это значительно упрощает производство, обслуживание и модернизацию электротехнического оборудования. Система VX25 изначально разрабатывалась Rittal в рамках данной концепции.
Клиенту поставляется цифровая копия распределительного шкафа, которую он может использовать для проектирования, конфигурации заказа и т.п. применений. Также клиент получает доступ к программному обеспечению, позволяющему использовать все возможности цифровой копии.
По мнению автора статьи, наиболее эффективен такой подход при трассировке соединений элементов НКУ, смонтированных в шкафу. Это наиболее сложная операция при монтаже НКУ, ошибки чреваты выходом из строя элементов НКУ, а то и подключенного к нему оборудования.
Процесс прокладки проводов внутри шкафа контролируется программой EPLAN Smart Wiring
Значительно облегчает трассировку межсоединений и укладку проводов программное обеспечение EPLAN Smart Wiring. В него можно автоматически загрузить цифровую копию шкафа системы VX25, ввести с клавиатуры данные о проводах и наглядно увидеть, что к чему подключается. Электронная схема межсоединений значительно упростит процессы обслуживания и модернизации НКУ. А в ближайших перспективах — очередная инновация. Вводить данные о проводах не придется, достаточно лишь вставить кусок провода в специальный сканер и «умная» система сама распознает его маркировку. Вот какие революционные изменения в жизни простых электромонтажников способна принести новая серия распределительных шкафов.
Материал опубликован в журнале «Электротехнический рынок», №3 (81) Май-Июнь 2018
