Особенности выбора напольных шкафов для АСУТП

Опубликовано: 2026-10-24 · Время чтения: 8 мин

Разбираем по шагам, как выбрать напольный шкаф для АСУТП: условия эксплуатации, размеры и компоновка, двери, микроклимат, питание, ЭМС и аксессуары.

В статье рассмотрим нюансы выбора напольных шкафов для автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП), основные критерии подбора и практические особенности комплектации.

Некоторые технические аспекты разберём на примере российских шкафов бренда IPEX — аналога шкафов Rittal (Германия) — признанного мирового лидера в производстве шкафов.

При выборе шкафа для АСУТП необходимо учитывать следующие факторы:

• агрессивность среды (пыль, влага, соляной туман, примеси и химические соединения в воздухе, взрывоопасность);
• вес установленного оборудования;
• особенности расположения: монтаж оборудования в 19" стойку или на монтажную панель;
• возможные вибрации и удары;
• тепловыделение оборудования;
• необходимость и наличие защиты от прикосновения к токоведущим частям шкафа;
• электромагнитная совместимость (ЭМС);
• удобство монтажа и обслуживания.

Условия эксплуатации

Степень защиты IP

В зависимости от исполнения для напольных шкафов стандартом является степень защиты IP55 или IP66. Для промышленного помещения или уличной установки обычно выбирают шкаф со степенью защиты не менее IP54 или IP55.

Для сохранения заявленной степени защиты IP важен не только сам корпус шкафа, но и корректный ввод кабеля. Ошибки при вводе кабеля могут свести на нет защиту от пыли и влаги даже у шкафа с высокой степенью IP. Поэтому использование кабельных вводов критически важно для сохранения заявленной степени защиты шкафа.

Материал корпуса

Шкафы из листовой стали наиболее распространены на промышленных объектах. Сталь обеспечивает прочность и устойчивость к механическим повреждениям, позволяя шкафам выдерживать значительные нагрузки, вибрации и удары. При этом листовая сталь — самый доступный по цене материал. Она также обеспечивает хорошее экранирование от электромагнитных помех (ЭМС), что важно для размещения электронного оборудования.

Для сильно агрессивных сред или морского климата обычно выбирают нержавеющую сталь AISI 304 или AISI 316. Нержавеющая сталь также применяется в пищевых производствах для соблюдения гигиенических требований.

Размеры, монтаж и компоновка

Ширину, высоту и глубину шкафа выбирают исходя из габаритов устанавливаемого оборудования, способа ввода кабеля, удобства обслуживания и внешних ограничивающих факторов.

Чаще всего шкафы для АСУТП оснащаются монтажной панелью. В некоторых случаях требуется сочетание секционной монтажной панели и 19" направляющих в одном шкафу. Например, решения IPEX позволяют это сделать, включая секционирование.

Ширина, глубина и высота шкафа

Ширина шкафов управления начинается от 600 мм, а максимальная обычно составляет 1200 мм. Шкафы могут объединяться в линейку с помощью специальных соединителей и уплотнителя.

Глубина шкафов управления начинается от 400 мм, типовые значения — 600 или 800 мм.

Высота шкафов управления зависит не только от количества устанавливаемого оборудования, но и от ограничений помещения — например, при размещении шкафа в контейнере. Обычно высота промышленных шкафов составляет от 1200 до 2200 мм. На практике наиболее востребованы шкафы высотой 1800 или 2000 мм.

Габариты при установке и транспортировке

Учитывайте суммарную высоту конструкции «шкаф + цоколь» для конкретного помещения, в котором будет установлен шкаф, а также высоту расположения кабельных лотков и других конструкций, проходящих над шкафом.

При транспортировке необходимо учитывать общую высоту собранного решения.

Двери и доступ для обслуживания

Промышленные шкафы в стандартной комплектации оснащаются сплошной дверью. Если необходим визуальный контроль за состоянием оборудования, можно выбрать исполнение с обзорным стеклом в передней двери.

В базовой комплектации большинство промышленных шкафов оснащаются сплошной задней стенкой. Для обслуживания только с передней стороны достаточно шкафа с передней дверью и глухой задней стенкой. Если требуется двухстороннее обслуживание, нужно выбрать шкаф, в котором вместо задней стенки предусмотрена установка второй двери. Например, конфигуратор шкафов IPEX позволяет выбрать сплошную дверь вместо задней стенки на этапе формирования конфигурации.

При установке шкафа шириной 800 мм в узком проходе следует учитывать не только габаритную ширину корпуса, но и радиус открывания двери. В таких условиях или для удобства обслуживания лучше выбрать двустворчатую дверь вместо одностворчатой. Например, для шкафа IPEX шириной 800 мм можно выбрать двустворчатую дверь с шириной створок 400 мм.

Шкафы шириной 1000 и 1200 мм уже в базовой комплектации оснащаются передней двустворчатой дверью.

Контроль микроклимата шкафов

Высокие и низкие температуры негативно влияют на активное оборудование внутри шкафа АСУТП, поэтому поддержание оптимального микроклимата — обязательное условие при выборе решения.

Варианты систем контроля микроклимата

Для контроля микроклимата применяются:

• фильтрующие вентиляторы;
• воздухо-воздушные теплообменники;
• воздухо-водяные теплообменники;
• потолочные или настенные холодильные агрегаты;
• нагреватели.

Для оборудования с высоким тепловыделением, например частотных преобразователей, чаще всего используют кондиционеры или воздухо-водяные теплообменники.

Рекомендации по подбору

Для выбора системы контроля микроклимата рекомендуется использовать соответствующие формулы расчёта или специализированные программы. Ошибки при подборе могут привести к перегреву и выходу оборудования шкафа из строя, поэтому расчёт и подбор системы подробно рассмотрим в одном из следующих обзоров.

При подборе рекомендуется:

• определить суммарное тепловыделение устанавливаемого оборудования;
• подобрать фильтрующий вентилятор по формуле и статическому давлению с запасом, учитывая потери на фильтрующей прокладке, предусмотреть выходную решётку с фильтром и термостат для включения и выключения вентилятора;
• для холодильного агрегата предусмотреть запас по мощности 20–50% и определить вариант монтажа: настенный или потолочный. Учитывать, что при повышении температуры в помещении мощность холодильного агрегата снижается, а потребление электроэнергии растёт. При высоких температурах в помещении и невозможности установить промышленную систему кондиционирования в шкаф требуется установить воздухо-водяной теплообменник с внешней системой обратного охлаждения;
• проверить IP-класс системы контроля микроклимата, допустимый уровень шума, потребление электроэнергии и габариты, продумать управление, аварийные сигналы и резервирование на случай выхода из строя;
• учитывать возможное образование конденсата, если температура внутри шкафа будет опускаться ниже точки росы — в этом случае необходим обогреватель с термостатом или гигростатом;
• для взрывоопасной среды выбирать взрывозащищённые решения согласно нормативам.

Распределение питания и аварийное электроснабжение

Продумайте систему распределения питания оборудования. Например, шинная система позволяет сделать его удобнее и снизить монтажные трудозатраты.

В случае проблем с электроснабжением рекомендуется предусмотреть стабилизатор или источник бесперебойного питания (ИБП). Время автономной работы ИБП выбирают исходя из времени, необходимого для запуска системы резервного электроснабжения, корректного завершения технологических процессов или работы оборудования (shutdown).

Электромагнитная совместимость (ЭМС)

ЭМС для шкафа управления — это комплекс требований, мер и средств, обеспечивающих корректную работу оборудования в электромагнитной среде и минимизацию излучений, которые могут влиять на соседние системы.

Для шкафа управления это:

• экранированный металлический корпус с надёжными контактами (ЭМС-уплотнения, проводящие прокладки);
• разделение «шумных» источников — частотных преобразователей и импульсных блоков питания — и чувствительной электроники: контроллеров и измерительных приборов;
• правильное соединение деталей: следует избегать плохо контактирующих соединений.

Мониторинг температуры и влажности шкафа

Для шкафов АСУТП рекомендуется установить систему мониторинга температуры и влажности. При превышении заданных пороговых значений контроллер выдаст предупреждение, что позволит принять необходимые меры и предотвратить выход дорогостоящего оборудования шкафа из строя.

Нормативы и документация

При выборе и комплектации шкафа соблюдайте соответствующие требования к заземлению, маркировке и испытаниям. Убедитесь в наличии всех необходимых сертификатов и протоколов испытаний на шкаф.

При установке шкафа в сейсмоопасной зоне необходимо предусмотреть специальный комплект сейсмостойкости и сейсмостойкий цоколь.

Типовые аксессуары для шкафа АСУТП

При проектировании шкафа АСУТП необходимо учитывать следующие типовые аксессуары:

• Системные шасси и профили, монтажные панели, DIN-рейки;
• Крепёж;
• Кабельная организация;
• Заземление;
• Система контроля микроклимата;
• Кабельные вводы;
• Наборы для соединения шкафов;
• Освещение шкафа;
• Система мониторинга температуры и влажности.

Алгоритм подбора шкафа

Как подобрать напольный шкаф для АСУТП

1. Определите условия эксплуатации

   Минимальную и максимальную температуру внутри и снаружи шкафа, влажность, агрессивность среды и место установки. На основании этих данных выберите требуемую степень защиты IP и материал корпуса — сталь или нержавеющую сталь.

2. Составьте перечень оборудования

   С указанием тепловыделения, габаритов и посадочных размеров. Современные программы проектирования имеют библиотеки моделей оборудования, что упрощает компоновку.

3. Рассчитайте общий вес оборудования

   И сверьте его с нагрузочной способностью шкафа.

4. Спроектируйте компоновку

   С учётом удобства обслуживания: ввод кабелей, распределение питания, расположение оборудования и кабельную организацию.

5. Определите размеры шкафа

   Высоту, глубину и ширину — на основании собранных данных. Учтите возможное расширение системы в будущем.

6. Подберите систему контроля микроклимата
7. Добавьте необходимые аксессуары
8. Проверьте соответствие нормативам

Заключение

При выборе шкафа для АСУТП нужно учесть множество деталей — от условий эксплуатации и компоновки до микроклимата и комплектующих. Самостоятельный подбор требует времени, а упущенные нюансы могут привести к дополнительным затратам и доработкам.