Komputery panelowe do pracy w strefie zagrożonej wybuchem

PRACA W EKSTREMALNIE NISKICH TEMPERATURACH

Aby komputery oraz inny sprzęt na obiekcie mogły pracować nieprzerwanie w trudnych warunkach, wymagane jest ich odpowiednie zaprojektowanie. W przypadku komputerów wbudowanych skrajne temperatury są najtrudniejszym wymogiem, aczkolwiek ich producenci na przestrzeni lat skupiali się najbardziej na radzeniu sobie ze skutkami wysokich temperatur. Zaawansowane systemy odprowadzające ciepło bez wentylatorów są dzisiaj stosowane w wielu komputerach klasy przemysłowej, jednak ekstremalnie niskie temperatury są nadal twardym orzechem do zgryzienia dla inżynierów.

W temperaturach poniżej 0°C wydajność komponentów takich jak dyski twarde oraz wyświetlacze panelowe znacznie się obniża i powoduje awarię, restartowanie systemu. Wielu producentów tych części nie daje gwarancji na pracę w tych temperaturach. Obecnie obserwuje się duży wzrost zapotrzebowania na urządzenia do pracy w temp. grubo poniżej 0°C, co jest spowodowane ekspansją przemysłu wydobywczego do coraz dalszych, często zimniejszych stref klimatycznych.

Komputery panelowe, używane jako HMI, pełnią coraz bardziej odpowiedzialne funkcje w systemach automatyki, przez co muszą zachować niezawodność w określonych warunkach pracy. Jednak ogrzewanie zimnego urządzenia jest znacznie trudniejszym zadaniem niż chłodzenie gorącego. Podstawowym zadaniem inżynieryjnym jest tutaj podniesienie temperatury do zakresu, w którym urządzenie będzie mogło pracować maksymalnie niezawodnie, a taką są okolice 0°C, czyli dolna granica pracy dla większości podzespołów komputerowych.

Gdy temperatura spadnie znacznie poniżej wymienionej wartości, większość komputerów zawiesza się i resetuje. Podstawowym rozwiązaniem tego problemu jest stosowanie podgrzewacza elektrycznego do obudowy, który uruchamia się w temperaturze poniżej 0°C, więc dodatkowo wymagany jest układ do pomiaru temperatury otoczenia. Dzięki takiemu systemowi urządzenie zawsze pracuje w określonych warunkach, nawet gdy temperatura jego otoczenia znacznie się waha. Tego typu system kontroli wbudowany został w komputer panelowy EXPC-1319 i umożliwia jego pracę w temperaturach od -40 do 60°C.

ATEX - CO TO WŁAŚCIWIE JEST?

W przeszłości przepisy dotyczące bezpieczeństwa w krajach Unii Europejskiej nie były jednolite, co utrudniało przepływ urządzeń pomiędzy państwami członkowskimi. Powodowało to liczne problemy związane z zakupem sprzętu z zagranicy, szczególnie gdy w danym kraju przepisy w zakresie bezpieczeństwa były bardziej restrykcyjne niż w kraju, z którego dokonywało się zakupu. Aby ujednolicić przepisy w obrębie rynku unijnego, dla sprzętu do stref zagrożonych wybuchem wprowadzono dyrektywę ATEX 94/9/WE określającą kryteria, które muszą być spełnione, aby urządzenia mogły pracować w lokalizacjach o określonym stopniu zagrożeniu. Od lipca 2003 jest ona obowiązkowa dla wszystkich organizacji w UE.

Omawiana dyrektywa klasyfikuje urządzenia na grupy oraz kategorie, przynależność urządzenia do danej grupy (I lub II) określa rodzaj zagrożenia wybuchem oraz miejsce stosowania. Co to jest atmosfera wybuchowa? Zdefiniowana jest ona jako mieszanina powietrza i łatwopalnych substancji, takich jak gazy, opary, kurz i pył, które znajdują się w określonych warunkach atmosferycznych i spalają w całej objętości, gdy nastąpi ich zapłon.

Jeśli chodzi o miejsca, które określa ATEX, to występują tu dwie główne grupy: I - praca w kopalniach oraz naziemnych częściach kopalń zagrożonych wybuchem, II - praca na powierzchni, w obszarach zagrożonych wybuchem gazów, par, mgieł lub pyłów. W grupie drugiej występują też podgrupy określające dokładniejszy charakter zagrożenia. ATEX definiuje również typ zagrożenia, czyli tak naprawdę rodzaj atmosfery wybuchowej: G - gazy ciecze i opary, D - łatwopalne pyły. Dodatkowo wprowadzone jest też dla każdej z tych grup oznaczenie częstotliwości występowania danego zagrożenia. Spełnienie tych wysokich wymagań jest wyjątkowo trudne, szczególnie w przypadku komputerów przemysłowych.

KOMPUTER PANELOWY EXPC-1319

Przemysł wydobywczy ciągle się rozwija, a procesy wydobycia ulegają coraz większej automatyzacji. Aczkolwiek w najbardziej odpowiedzialnych zadaniach nadal to człowiek podejmuje ostateczną decyzję. Interfejsy HMI zostały stworzone, aby ułatwić komunikację człowieka z maszyną, czyli w praktyce do kontroli i odczytu sterowanego procesu. Ostatnio coraz częściej stosuje się komputery panelowe, które mogą pełnić właśnie funkcję HMI lub wizualizacyjne, czyli np. związane z oprogramowaniem SCADA przedstawiającym stan maszyny czy parametry procesu. Komputer firmy Moxa - EXPC-1319 został stworzony właśnie do takich aplikacji, czyli wszędzie tam, gdzie panują trudne warunki.

Najważniejsze parametry fizyczne komputera EXPC-1319 to wysoka odporność na kurz i wodę, co zapewnia obudowa o stopniu ochrony IP66 lub, wg oznaczeń NEMA 4X, co odpowiada wypływowi wody wynoszącym 65 GMP (0,0041m³/s), z jednocalowej dyszy oddalonej nie więcej niż 10 stóp (3 m) w przeciągu 5 minut. Tak wysoka szczelność umożliwia stosowanie tego urządzenia np. na platformach wiertniczych lub w innych aplikacjach w przemyśle wydobywczym, a zgodność z dyrektywą ATEX dla strefy II pozwala na instalacje w strefach zagrożonych wybuchem.

W warunkach przemysłowych wzmocniona warstwa ochronna wyświetlacza tego komputera jest dużym atutem, chroni go przed zarysowaniami, dzięki czemu urządzenie przez długi czas będzie odczytywane, nawet w dużym nasłonecznieniu. Wydajność obliczeniowa tej maszyny sprosta większości aplikacji wykorzystywanych do wizualizacji dzięki zastosowaniu procesora Intel Atom D525 o częstotliwości taktowania 1,8 GHz. Warto też wspomnieć, że urządzenie to nie ma wentylatorów, co korzystnie wpływa na jego niezawodność statystyczną i praktyczną.

Podsumowując - komputer EXPC-1319 to wszechstronne i elastyczne rozwiązanie, świetnie pasujące do aplikacji w przemyśle wydobywczym, natomiast marka Moxa gwarantuje najwyższą niezawodność.

Piotr Gocłowski
ELMARK Automatyka Sp. z o.o.
www.elmark.com.pl