Urządzenia montowane na szynie DIN - jak dobrać odpowiednią obudowę?

fot. Phoenix Contact

Dwa główne obszary stosowania obudów na szynę DIN to aplikacje przemysłowe (do szaf sterowniczych) oraz elektronika montowana w domowych rozdzielnicach napięcia. Przykładowe dalsze aplikacje to np. kolej czy infrastruktura drogowa. Na rynku dostępna jest szeroka gama obudów i czasem ciężko zdecydować się na konkretne rozwiązanie gwarantujące wygodę instalacji i serwisu gotowego systemu jak i ewentualną łatwą możliwość jego rozbudowy.

W przypadku obudów montowanych na szynie DIN przede wszystkim trzeba podjąć decyzję czy urządzenie będzie montowane w dużych szafach czy w płytkich rozdzielnicach.

Rozważając aplikacje mieszkaniowe sprawa jest jasna – jeśli nie chcemy zmuszać klienta do zakupu i kłopotliwej instalacji dodatkowej szafki to urządzenie powinno zmieścić się w standardowej domowej rozdzielnicy elektrycznej. Istotny tu jest nie tylko kształt obudowy zbieżny np. ze standardowymi wyłącznikami nadprądowymi, ale także konkretne wymiary, przy zachowaniu których będziemy mieć gwarancję, że obudowa da się zainstalować na każdym wariancie standardowej szyny NS-35 (przykładowo niektórzy producenci oferują obudowy, których nie da się zapiąć na szynie o wysokości 7,5mm zamontowanej na płaskiej powierzchni). Potwierdzeniem tego jest zgodność z normą DIN 43880. 

Obudowy instalacyjne dostępne są w wielu szerokościach, dzięki którym możemy zamknąć PCB w jak najmniejszym gabarycie mieszcząc większą ilość modułów na szynie. Dodatkowym ułatwieniem jest możliwość wybrania wielkości miejsca na przyłącza przewodów a także przewidziane sloty na większą ilość laminatów wewnątrz obudowy. W przypadku aplikacji modułowych warto poszukać rozwiązania, które pozwoli na stworzenie magistrali do łączenia poszczególnych modułów bez użycia dodatkowego zewnętrznego okablowania. W dobie potrzeb na łatwość obsługi coraz częściej używa się terminali przyłączeniowych w wersji sprężynowej (zamiast tradycyjnie stosowanych przyłączy śrubowych) - warto upewnić się jakie opcje są możliwe do zainstalowania w danej obudowie.

Fot. 1: Magistrala zatrzaskiwana w dnie szyny uwalnia od konieczności łączenia urządzeń w obudowach BC kablami, pozwalając na wymianę pojedynczego modułu bez unieruchamiania całego systemu.

Inną opcją na montaż PCB w niskiej szafce rozdzielczej jest użycie płaskiej obudowy profilowej. Na rynku zazwyczaj dostępne są profile w kilku standardowych szerokościach (do PCB o szerokości 25; 45; 72; 108 i 122mm), natomiast ich długość przycinana jest wg potrzeb klienta. Można do nich zamocować ścianki boczne jak i pokrywy. Do wyboru zazwyczaj mamy także materiał z jakiego jest wykonana taka obudowa. Może to być PCW, Poliamid, Aluminium lub Poliamid wysokotemperaturowy wzmacniany włóknem szklanym (klasa palności ma znaczenie zwłaszcza w przypadku urządzeń, które będą sprzedawane np. na rynku amerykańskim).

Innymi prawami rządzą się obudowy do typowych zastosowań w przemyśle. Tam zazwyczaj nie ma ograniczenia głębokości urządzeń, gdyż stosowane w tych aplikacjach szafy posiadają znacznie większe gabaryty. Ważna jest  szerokość gotowego urządzenia, gdyż cenne jest każde miejsce zaoszczędzone na szynie, co prowadzi do minimalizacji wielkości samej szafy (istotnie odbijając się na koszcie całego projektu).

Wybór na rynku jest dość duży, więc na co warto zwrócić szczególną uwagę? Przede wszystkim na kwestie jakościowe. Często elektronicznym urządzeniom przemysłowym powierza się bardzo odpowiedzialne zadania, nierzadko także zależy od nich ludzkie zdrowie a nawet życie. Dlatego właśnie PCB powinna być pewnie zamocowana w obudowie zapewniającej jej odpowiednią stabilność i ochronę przed uszkodzeniami. Nie można np. dopuścić do sytuacji, w której obudowa sama się otworzy wskutek wibracji otoczenia, czy ulegnie uszkodzeniu podczas montażu (spowodowanemu złym spasowaniem elementów lub wykonaniem ich z niewłaściwego tworzywa).

Kolejny punkt to łatwość obsługi – zarówno instalacji jak i ewentualnego serwisu. Tutaj można rozważyć typ przyłączy (podłączanie pojedynczych przewodów czy połączenia gniazdo-wtyk), bezobsługowa magistrala poprowadzona w dnie szyny DIN (szybka wymiana pojedynczego modułu bez konieczności unieruchamiania całego systemu), czy łatwa dostępność do elementów konfiguracyjnych (np. dostosowanie uniwersalnego przetwornika do danej aplikacji przez częściowe wysunięcie PCB i zmianę położenia zworek).

Fot. 2: Łatwe konfigurowanie urządzenia w obudowie ME	Fot. 3: Prosta zmiana koloru obudowy pozwala odróżnić produkt na rynku.

Często poszukuje się możliwości odróżnienia od produktów konkurencji. Urządzenia są najczęściej projektowane w sprawdzonych kształtach obudów, oferowanych przez wielu dostawców. To sprawia, że są do siebie bardzo podobne. Nie chcąc ryzykować zmiany koncepcji sprawdzonej konstrukcji czy przeprojektowywania laminatu, wystarczy poszukać producenta, który jest w stanie zaoferować ten sam typ obudowy np. w innym kolorze, z fabrycznie wykonanym otworowaniem na wyświetlacz czy diody sygnalizacyjne lub naniesionym nadrukiem (tabliczka znamionowa, opis, logo producenta urządzenia). To pozwoli zindywidualizować własne urządzenie na rynku bez inwestowania w projekt kompletnie nowej obudowy.

W przypadku decyzji o stworzeniu zupełnie nietypowego kształtu warto skontaktować się ze sprawdzonym dostawcą/producentem. Posiadając odpowiednie zaplecze techniczne jak i wieloletnie doświadczenie, pomoże zaprojektować nie tylko samą obudowę ale także dopasowany do niej system przyłączy, zapewniając przy tym utrzymanie produkcji na odpowiednim poziomie jakości i gwarantując stałą cenę oraz pewność dostaw wyłącznie dla właściciela projektu.

Podczas projektowania sterowników do maszyn czy systemów budowanych od początku do końca przez jedną firmę warto rozważyć nowe rodziny obudów pojawiające się na rynku. Jako przykład może posłużyć obudowa ME PLC na szynę o szerokości 105mm. Zapewnia ona dużą ilość dostępnego miejsca wewnątrz, możliwość stworzenia własnej magistrali (miejsce na PCB) w dnie szyny oraz łatwość serwisu poprzez zintegrowane wielobiegunowe przyłącze przewodów. 

Fot. 4: Nowa na rynku obudowa ME-PLC – dużo miejsca w środku, rozbudowana magistrala, zintegrowany system przyłączy.