Czy centralne szafy sterownicze staną się zbędne?

DECYDUJE RACHUNEK EKONOMICZNY

Fot. 1. Za pomocą pojedynczych szaf serii CM Compact-Medium firmy Rittal możliwa jest realizacja korzystnej cenowo zabudowy układów sterowania - ponad 200 obudów CM jest stosowanych w centrum transportowania bagaży na lotnisku we Frankfurcie

Rozwiązania automatyki powinny być tworzone w taki sposób, aby były możliwie najbardziej opłacalne dla konkretnych zastosowań. Podczas tworzenia układów zdecentralizowanych, oprócz konieczności zastosowania odpowiednich modułów elektromechanicznych, w nieprzyjaznym środowisku procesowym umieszczane są także wrażliwe komponenty elektroniczne. Muszą one sprostać występującym narażeniom mechanicznym, zaburzeniom elektromagnetycznym oraz pyłom, wilgoci i mgle olejowej. Wysokiej jakości komponenty o stopniu ochrony IP67 zdolne są do ciągłego znoszenia tych warunków, lecz oferowane są one zazwyczaj w cenach znacznie wyższych od komponentów standardowych, które przeznaczone są do pracy w szafach rozdzielczych. Eliminuje to zyski ekonomiczne wynikające z mniejszego zapotrzebowania na przestrzeń zajmowaną przez szafę sterowniczą.

Przy tego typu rozwiązaniach konieczne jest też stosowanie elementów instalacyjnych i łączeniowych o odpowiednio wysokim stopniu ochrony. Do tego wymagane są rozwiązania systemowe producenta z odpowiednio przygotowanymi komponentami. Pomimo tych ograniczeń rozwiązania zdecentralizowane stanowią nadal konkurencyjną alternatywę dla rozwiązań tradycyjnych. Z drugiej strony istnieją pewne zastosowania, w których nie jest możliwa rezygnacja z centralnej szafy sterowniczej. Można do nich zaliczyć np. systemy rozdziału energii, które już z samych powodów bezpieczeństwa muszą być umieszczane w odpowiednich szafach przemysłowych.

PRAWIDŁOWA OCHRONA DLA KOMPONENTÓW

Fot. 2. Pomimo zalet zdecentralizowanych układów automatyki, w niektórych rozwiązanych nadal muszą być stosowane centralne szafy sterownicze

Trend tworzenia samodzielnych mechatronicznych jednostek funkcyjnych, czyli łączenia różnych komponentów, począwszy od elektroniki energetycznej, poprzez elektryczne i elektroniczne systemy sterowania, aż po moduły PLC prowadzi do wysokich wymagań odnośnie do konstrukcji obudowy.

Przy wyborze optymalnej obudowy należy uwzględnić wiele kryteriów - m.in. poziom ochrony elektromagnetycznej, odpowiednie standardy higieny i wydajność klimatyzacji. Istotne jest to przede wszystkim wówczas, gdy w małych obudowach o wysokim stopniu ochrony mają zostać umieszczone komponenty o dużych stratach mocy. W takim wypadku są integrowane bezpośrednio w obudowie odpowiednie klimatyzatory lub chłodziarki Peltiera oferowane przez firmę Rittal (patrz ramka). Ostatnim decydującym aspektem jest mechaniczna integracja obudowy w maszynie lub systemach pulpitów.

ROZWIĄZANIA ŁĄCZONE

Fot. 3. Bezpośrednie połączenie zapewnia moduł obudowy, który gwarantuje pełną ochronę komponentów sieci Ethernet

W przypadku zastosowania zdecentralizowanych obudów użytkownik nie chce zazwyczaj rezygnować z wielu możliwości, znanych mu z dużych szaf sterowniczych - np. tych z serii serii TS-8. Przykładem może tu być możliwość elastycznego, szybkiego i prostego uzupełniania wyposażenia obudowy.

Rittal oferuje dla swojej nowej serii szaf kompaktowych CM Compact Medium specjalne szyny adapterowe, za pomocą których możliwe jest równie efektywne doposażanie obudów, jak dużych szaf sterowniczych. Nowy system łączy w sobie elastyczność szafy kompaktowej z funkcjonalnością dużych szaf sterowniczych. Dzięki zespawanej ścianie tylnej możliwa jest bezpośrednia integracja systemu z maszyną.

Akcesoria systemowe dla szaf kompaktowych są identyczne jak dla szaf TS-8. To samo dotyczy systemu Top-Pult oraz Industrial Workstations. Podstawą jest platforma systemowa TS-8 z identycznymi akcesoriami rozbudowy dla systemu szaf kompaktowych CM, TP Top-Pult oraz IW Industrial Workstations. W ten sposób Rittal oferuje swoim klientom moduł akcesoriów systemowych, który może być używany dla różnych systemów obudów i szaf sterowniczych. Jeśli użytkownik stosuje wiele tego typu systemów, zyskuje na mniejszych kosztach utrzymywania magazynu, prostszym montażu i ogólnoświatowej dostępności akcesoriów.

OCHRONA DLA URZĄDZEŃ SIECIOWYCH

Fot. 4. Obudowa ze stali nierdzewnej rodziny produktów Hygienic Design firmy Rittal została konstruowana specjalnie dla otwartych procesów w przemyśle spożywczym - na zdjęciu aplikacja u producenta żywności, firmy Vion

W systemach automatyki stosowanych jest coraz więcej komponentów IT - takich jak choćby serwery, switche, Thermoelectric Cooler do chłodzenia zdecentralizowanych obudów kompaktowych Firma Rittal oferuje wydajne chłodziarki termoelektryczne Thermoelectric Cooler charakteryzujące się lekką konstrukcją i zapewniające efektywną klimatyzację małych obudów. Ich wprowadzenie na rynek było uzupełnieniem linii chłodziarek TopTherm w dolnym zakresie mocy (do 100W). W stosunku do zwykłych chłodziarek kompresorowych cechują się one istotnymi zaletami - przede wszystkim niewielkimi wymiarami (125 × 155 × 400mm) i masą poniżej 3kg. Ich efektywność jest nawet dwukrotnie większa niż w przypadku zwykłych urządzeń o tej samej mocy chłodzenia.

Oprócz niskich kosztów zakupu ważną zaletą w zdecentralizowanych zastosowaniach jest większa niezawodność, co związane jest z prostszą budową. routery, itp. W zakresie obudów wymagane są tu rozwiązania spełniające przemysłowe wymogi odnośnie do stopnia ochrony, usuwania ciepła, koncepcji instalacyjnych oraz kombinacji komponentów IT z klasycznymi komponentami automatyki. Do tego typu zastosowań firma Rittal opracowała linię obudów RiLan-Industrial. Wstępnie przygotowane rozdzielacze Ri- Lan-Industrial są dostępne dla różnych aktywnych komponentów sieciowych.

SZAFA STEROWNICZA WCIĄŻ POTRZEBNA

Omawiane powyżej przykłady rozwiązań pokazują, że również w przyszłości rozwiązania obudów będą ważnym elementem dalszego rozwoju przemysłowej automatyzacji. Decentralizacja, rozwój systemów mechatronicznych i postępy w zakresie technologii definiują wymagania odnośnie do dalszego rozwoju technologii obudów. Sądzić można, że w przyszłości poszukiwane będą rozwiązania minimalizujące koszty instalacji w szafie sterowniczej oraz zapewniające szybką instalację w terenie wraz z przyłączem i doprowadzeniem wymaganych w szafie mediów. Układy zdecentralizowane wymagają również obudów zapewniających elastyczność w zakresie wymiarów zewnętrznych i stylistyki.

Szafa sterownicza jako komponent jest tylko jednym z wielu elementów, które razem z elektroniką, klimatyzacją i rozdziałem energii muszą być idealnie do siebie dopasowane. Obok innowacyjnych produktów w centrum wymagań użytkowników znajduje się także obszerne wsparcie inżynierskie, usługi serwisowe i ogólnoświatowa dostępność komponentów.

Uwe Scharf
Kierownik działu Produkte & Engineering

Rittal