wersja mobilna
Online: 393 Sobota, 2016.12.10

Raporty

Wskaźniki, regulatory i rejestratory panelowe. Raport techniczno-rynkowy

poniedziałek, 06 października 2008 14:17

Podzespoły omawiane w październikowym raporcie rynkowym stanowią powszechne elementy maszyn i linii produkcyjnych w zakładach przemysłowych, ale trafiają też do odbiorców w wielu innych branżach. Zadaniem wskaźników i mierników panelowych jest wizualizacja mierzonych parametrów, sygnalizowanie sytuacji awaryjnych oraz realizowanie prostych funkcji sterowania. W przypadku regulatorów dochodzi możliwość wpływania na przebieg procesów, a rejestratorów – ich kontrola i dokumentacja. Duża liczba zastosowań tego typu podzespołów sprawia, że ich krajowy rynek jest relatywnie szeroki, a sami dostawcy automatyki chętnie włączają je do oferty jako uzupełnienie sprzedawanych czujników czy sterowników programowalnych.

Spis treści » Od wskażników panelowych...
» Zmiany w technologii
» Rejestratowy danych
» Pokaż wszystko

Pomimo postępującego w przemyśle wykorzystania czujników z interfejsami cyfrowymi, analogowe elementy pomiarowe pozostają w większości zastosowań wciąż najbardziej popularne. Pomiary temperatury, przepływu, prędkości, poziomu i innych wielkości, które wykonywane są z ich wykorzystaniem, muszą być w wielu aplikacjach na bieżąco wizualizowane, rejestrowane, często też ich zmiany muszą wpływać na parametry procesów produkcyjnych. Pozwalają na to omawiane w raporcie tytułowe podzespoły, które stanowić mogą zarówno element większego systemu, jak i wykorzystywane mogą być wraz z czujnikami jako autonomiczne elementy danej maszyny czy instalacji.

Prostota takiego układu sprawia, że jest on nie tylko bardziej niezawodny niż zastosowanie scentralizowanego systemu kontroli, ale też w przypadku awarii podzespołu wymiana i ustawienie parametrów mogą być natychmiastowe. Jednocześnie chociaż wskaźniki czy regulatory mogłyby być w wielu aplikacjach zastąpione przez mające o wiele większe możliwości sterowniki programowalne lub panele operatorskie, czynnik cenowy i możliwość obsługi przez użytkownika końcowego niebędącego inżynierem automatykiem decydują o ich niemalejącej popularności.

OD WSKAŹNIKÓW PANELOWYCH...
Rys.1. Najczęstsze zastosowania przez polskie firmy wskaźników, regulatorów i rejestratorów panelowych (źródło: badanie ankietowe APA)

Wskaźniki panelowe (wskaźniki tablicowe, mierniki tablicowe) stanowią powszechny element maszyn, linii produkcyjnych i innych systemów automatyki. Wytwarzane są one jako moduły typowo o wymiarach 48×96mm i ich wielokrotnościach, od frontu mają wyświetlacz i standardowo 2-3 przyciski, natomiast z tyłu interfejsy wejść/wyjść oraz gniazdo zasilania. Uniwersalne wskaźniki zawierają zazwyczaj kilka wejść analogowych pozwalających na podłączanie różnych sygnałów. Mogą być to wejścia prądowe (typowo 0-20mA, 4-20mA, ale też np. ±20mA), napięciowe (np. 0-10V), rezystancyjne oraz umożliwiające podłączanie termorezystorów i termopar. Wskaźniki zazwyczaj pozwalają na odpowiednie przeskalowanie oraz przetworzenie (linearyzację) mierzonych wartości przed ich wyświetleniem.

Dodatkowo mogą być na nich wykonywane operacje matematyczne, czego przykładem jest możliwość całkowania. Wykorzystywana może ona być np. w aplikacjach, gdzie koniecznie jest zliczenie sumy wartości w określonym czasie (np. przy pomiarach przepływu). Wskaźniki pozwalają też często na wykonywanie operacji pomiędzy sygnałami wejściowymi.

Pomimo pozornie niewielu funkcji wskaźników panelowych – choćby w porównaniu z cechami nowoczesnych sterowników programowalnych, urządzenia te występują w wielu typach i wykonaniach, nawet w przypadku gdy pochodzą od jednego producenta. Wskaźniki procesowe oferuje na rynku polskim wiele firm, są one produktem powszechnie dostępnym, istnieją też polscy producenci takich urządzeń – komentuje Paweł Naglik z firmy Kübler. Dobrym przykładem na różnorodność identycznych na pierwszy rzut wskaźników jest właśnie oferta wymienionej firmy. Urządzenia z serii Codix 5xx – sztandarowy jej produkt z dziedziny techniki procesowej – to kilkanaście typów wskaźników panelowych, które wyświetlają pięciocyfrową wartość mierzoną i mają wejścia prądowe z zakresu 0-20mA oraz napięciowe 0-10V.

Podstawowy typ wskaźnika, czego przykładem jest Codix 530, zawiera przycisk Display-Hold i zasilany może być napięciem stałym od 10 do 30V. Kolejne urządzenia z omawianej rodziny rozbudowywane są np. o możliwość współpracy z termoparami (np. 532, 551), termorezystorami (531) czy dodawane są w nich wyjścia takie jak interfejs szeregowy (urządzenia z serii 55x) lub interfejs CAN (538). Urządzenia Codix to na rynku polskim jedna z najbardziej popularnych od lat grup wskaźników, ale produkty o podobnej funkcjonalności znaleźć można również u innych dostawców. Firmy na rynku oferują też często liczniki panelowe (impulsów, czasu pracy, prędkości), przekaźniki czasowe i inne podobne urządzenia, które uzupełniają ofertę wyświetlaczy.

Pomimo szybko rosnącej w ostatnich latach popularności i obniżki cen małych paneli operatorskich z wyświetlaczami LCD, przyszłość wskaźników panelowych z LED wydaje się być niezagrożona. Omawiane wskaźniki zapewniają wizualizację parametrów, charakteryzując się czytelnością z dużej odległości i w trudnych warunkach, które panować mogą w zakładach przemysłowych. Dodatkowo zakres ich temperatur pracy jest zazwyczaj o wiele szerszy niż dla paneli operatorskich z LCD, gdzie ograniczony jest on technologią samego wyświetlacza. Pozostaje wreszcie argument nietechniczny, którym jest cena. W przypadku prostych wyświetlaczy panelowych wynosi ona nawet 200-300zł, co przy możliwości bezpośredniego podłączania sygnałów analogowych czy czujników temperatury jest progiem, który trudno przekroczyć nowoczesnym urządzeniom z LCD.

TABELA 1. Wskaźniki tablicowe, regulatory, rejestratory – oferta ogólna polskich producentów i dystrybutorów

Paweł Naglik

Kubler Sp. z o.o.

  • Jakie zmiany zachodzą w technologii wskaźników panelowych?

W przypadku wskaźników procesowych zauważalny jest znaczący wzrost funkcjonalności tych urządzeń. Zwiększona liczba wejść, funkcje matematyczne pomiędzy wejściami, różnego rodzaju wyjścia sterujące – nawet interfejsowe, czynią ze wskaźników urządzenia, które należałoby nazwać sterownikami procesowymi. Jest jednak znacząca różnica pomiędzy standardowo rozumianym sterownikiem PLC a sterownikiem procesowym – ten ostatni nie wymaga od obsługi posiadania specjalistycznej wiedzy programistycznej oraz ma zazwyczaj jasny, dobrze widoczny wyświetlacz, który na bieżąco pokazuje wartości zmierzone oraz przeliczone z poszczególnych wejść.

  • Do jakich odbiorców trafiają w Polsce tego typu produkty?

Odbiorcy wskaźników procesowych to zarówno branża OEM, jak i utrzymanie ruchu. Sektor firm konstruujących i budujących maszyny korzysta raczej ze prostych, jednokanałowych wskaźników, które pozwalają wyświetlić na maszynie jakiś parametr zmierzony czujnikiem – np. temperaturę, przepływ czy prędkość, ale nie zapewnią sterowania tymi parametrami. Za tego typu sterowanie odpowiedzialne są już sterowniki PLC, które w przypadku maszyn pełnią jeszcze inne dodatkowe funkcje.
Bardziej rozwinięte wskaźniki procesowe, które mają wyjścia sterujące, stosowane są raczej przy modernizacji procesów produkcyjnych, czyli w branży utrzymania ruchu. Nie ma tam często konieczności użycia sterownika PLC i można zastosować proste sterowanie, wykorzystując sterownik procesowy. Klienci często pytają też o kompletny zestaw pomiarowy, czyli czujnik pomiarowy – np. zbliżeniowy, temperatury czy ciśnienia, oraz wskaźnik do niego, który pokaże na wyświetlaczu żądaną wartość po odpowiednim przeskalowaniu i w danych jednostkach pomiarowych.

... DO STEROWNIKÓW I REGULATORÓW
Rys.2. Najważniejsze dla klientów cechy omawianych w raporcie produktów (źródło: badanie ankietowe APA)

Granica pomiędzy wskaźnikami procesowymi a prostymi sterownikami i regulatorami jest praktycznie niewidoczna. Odróżnia je często jedynie kilka dodatkowych przycisków z przodu obudowy i wyjścia na panelu tylnym. W praktyce już proste wyświetlacze mają zazwyczaj podstawowe funkcje sterujące. Większość z wymienionych w poprzednim rozdziale wskaźników ma możliwość określenia wartości minimalnych i maksymalnych dla sygnałów, których przekroczenie powodować może np. włączenie alarmu oraz uaktywnienie przekaźnika wbudowanego wyjściowego. Taki prosty sterownik może doskonale sprawdzić się w aplikacji, gdzie np. konieczna jest kontrola poziomu wody w zbiorniku. Urządzenie załączać może pompę wlewną, gdy poziom wody przekroczy minimalny zadany punkt (czemu odpowiada sygnał np. 4mA z czujnika poziomu), lub otwierać zawór przelewowy, gdy przekroczona zostanie maksymalna wartość poziomu odpowiadająca sygnałowi 20mA.

Nieco bardziej rozbudowane urządzenia, czego przykładem jest rodzina Codix 85x firmy Kübler, wyposażone są również w wyjścia analogowe i pełnić mogą funkcję regulatorów (patrz tab. 3). W odróżnieniu od wskaźników z funkcjami prostego sterowania (algorytm typu włącz/wyłącz z histerezą), pozwalają na analogowe kontrolowanie wartości wyjściowej w zależności od zmian parametrów sygnałów na wejściu. Wykorzystuje się tutaj zazwyczaj regulator PID, w tym czasami bazujący na logice rozmytej (fuzzy logic). Nastawa wielkości mierzonej odbywa się zazwyczaj cyfrowo, urządzenia różnią się sposobem montażu (na szynę, tablicowo, itp.), zasilaniem i wymiarami (zazwyczaj stosuje się moduły tworzące typoszereg pod względem wielkości). Regulatory zawierają jedno lub kilka wejść, przy czym, podobnie jak we wskaźnikach, pozwalają one zazwyczaj na podłączanie sygnałów prądowych i napięciowych oraz termopar i termorezystorów.

Rys.3. Najczęściej sprzedawane w kraju urządzenia z grupy produktów omawianych w raporcie (źródło: badanie ankietowe APA)

Omawiane urządzenia bardzo często łączą funkcje regulacji i sterowania. Z tych powodów na wyjściu mogą one mieć zawierać zarówno interfejsy przekaźnikowe i binarne napięciowe (tak jak sterowniki i niektóre wskaźniki panelowe) oraz wyjścia liniowe prądowe i napięciowe służące do regulacji. Wyposażone mogą też być w wyjście mocy, co realizowane jest np. z użyciem układu z triakiem. Jako funkcję dodatkową mogą one również pozwalać na retransmisję sygnału napięciowego lub prądowego, czyli odtworzenie sygnału na wyjściu identycznego z wejściowym.

Sterowniki i regulatory kupują chętnie producenci maszyn – szczególnie często będą to układy służące do regulacji temperatury, które trafiają np. do pieców, maszyn do produkcji plastiku, do produkcji spożywczej itp. Służą one też do wskazywania poziomu, wartości przepływu, informować mogą i pozwalać na regulację prędkości obrotowej maszyn. Na rynku dostępne są również urządzenia regulacyjne dedykowane do specyficznych zastosować. Przykładem jest system SR11 firmy Lumel, w skład którego wchodzi sześć połączonych ze sobą regulatorów. Służy on do regulacji temperatury w formach wtryskowych z grzanymi kanałami i do stosowania z innymi urządzeniami używanymi w przetwórstwie tworzyw sztucznych. Urządzenie wykorzystuje algorytm bazujący na logice rozmytej i pozwala na podłączenie do systemu wizualizacji i archiwizacji danych z wykorzystaniem interfejsu szeregowego.

TABELA 2. Wyświetlacze panelowe – przykładowe produkty dostępne na rynku


 

zobacz wszystkie Nowe produkty

Czujnik przewodności 1 µS/cm...500 mS/cm do aplikacji o wysokich standardach higienicznych

2016-12-09   | Endress+Hauser Polska Sp. z o.o.
Czujnik przewodności 1 µS/cm...500 mS/cm do aplikacji o wysokich standardach higienicznych

Endress+Hauser informuje o wprowadzeniu do oferty nowego typu czujnika przewodności o oznaczeniu Memosens CLS82D, zaprojektowanego do aplikacji o wysokich standardach higienicznych, m.in. biotechnologii, farmacji i produkcji żywności. Jest to czujnik 4-elektrodowy charakteryzujący się zakresem pomiarowym od 1 µS/cm do 500 mS/cm i zakresem dopuszczalnych temperatur pracy od -5 do +120°C.
czytaj więcej

Brama sieciowa do zastosowań w przemysłowych sieciach IoT

2016-12-09   | RS Components Sp. z o.o.
Brama sieciowa do zastosowań w przemysłowych sieciach IoT

RS Components został wyłącznym dostawcą bramy IoT firmy Siemens - Simatic IOT2020. Została ona zaprojektowana do ciągłej pracy w środowisku przemysłowym i może być używana do pobierania, przetwarzania, analizowania oraz przesyłania danych do urządzeń i sieci praktycznie każdego typu.
czytaj więcej

Nowy numer APA