Sprawniejsza produkcja i łatwiejsza obsługa z nowymi, wyjątkowo estetycznymi przyciskami i lampkami sterowniczymi SIRIUS ACT firmy Siemens

Fot. 1. Przegląd czterech linii wzorniczych przycisków i lampek sterowniczych SIRIUS ACT dostosowanych do każdego wymagania klienta

Przyciski i lampki sterownicze są niezmiennie wiodącymi i sprawdzonymi rozwiązaniami niemal we wszystkich gałęziach przemysłu i infrastruktury, nawet pomimo rozwoju nowoczesnych paneli dotykowych. Jest to grupa urządzeń nieodzowna dla funkcjonowania instalacji sterowniczych i kontrolnych niskiego napięcia. Możliwość nawet niewielkiego skrócenia czasu montażu, podłączenia i serwisowania może przynieść producentom urządzeń seryjnych znaczne oszczędności.

Wyniki międzynarodowego badania rynku, przeprowadzone przez dużego producenta, wykazały, że wiele wymagań technicznych dotyczących urządzeń sterowniczych i sygnalizacyjnych łączyło się z pokaźnymi oszczędnościami po stronie użytkownika. Wielu pytanych miało zaskakująco wysokie wymagania w stosunku do wyglądu urządzeń i odkrycie tego faktu istotnie wpłynęło na działania, na których skupiono się w początkowej fazie prac nad nową linią produktów.

Wiązało się to szczególnie z atrakcyjnym frontem maszyn, wprowadzanym ostatnio przez wielu producentów, dla których jest on wskaźnikiem wysokiej jakości ich produktu. Przyciski i lampki sterownicze zazwyczaj instaluje się z przodu maszyny - często w połączeniu z panelami dotykowymi - w indywidualny, typowy dla danego producenta sposób. Oczywiste jest więc, że tego typu komponenty powinny podnosić ogólną estetykę maszyny lub instalacji.

Jeżeli chodzi o łatwość instalacji, wymagania użytkowników można podsumować kilkoma słowami: cały proces - począwszy od rozpakowania, poprzez przygotowanie otworów, montaż i podłączanie poszczególnych komponentów, aż po ich odłączenie w celach serwisowych - powinien odbywać się szybciej i łatwiej. To pozornie błahe zadanie stanowiło jednak prawdziwe wyzwanie dla projektantów.

Informacje dot. wytrzymałości, otrzymane od konserwatorów maszyn, którzy pracują dla producentów, oraz serwisantów pracujących u klientów końcowych, dają jasny obraz: ten rodzaj produktów - technologicznie mniej zaawansowanych w porównaniu z innymi systemami napędowymi i automatyki - nigdy nie może być powodem przestoju w produkcji.

Ostatnie z czterech kluczowych zagadnień wiązało się częściowo z prostym połączeniem z systemami sterowania, które pozwoli ograniczyć nakłady na okablowanie, a częściowo z bardziej elastycznym sposobem integracji z tymi systemami. Powinna zostać zapewniona możliwość podłączenia urządzeń do powszechnie używanych interfejsów komunikacyjnych (takich jak IO-Link i AS-Interface), włączając w to - o ile to możliwe - integrację sygnałów z systemu bezpieczeństwa, np. z przycisków "Zatrzymanie awaryjne".

CZTERY LINIE WZORNICZE - JEDEN KONCEPT

Fot. 2. Montaż jedną ręką: szybkie, pewne mocowanie uchwytu, sygnalizowane głośnym kliknięciem

Efektem procesu projektowania i rozwoju przycisków i lampek sterowniczych SIRIUS ACT było stworzenie kompletnego portfolio, zawierającego ponad tysiąc niepowtarzalnych numerów zamówieniowych.

Dzielą się one na cztery różne linie wzornicze opierające się jednak na tym samym podstawowym systemie. Użytkownik może wybrać między seriami wykonanymi z czarnego tworzywa, z tworzywa z matowym, metalowym pierścieniem oraz wersją z błyszczącym metalem bądź z matowym, płaskim, metalowym wykończeniem, przy czym tylne elementy systemu (strona okablowania) dla wszystkich linii wzorniczych są niemal identyczne. Nawet przy zastosowaniu produktów z kilku linii wzorniczych różnorodność w zakresie poszczególnych części jest niewielka, co może szczególnie cieszyć osoby z działów projektowych i utrzymania ruchu.

SZYBKO I ŁATWO: MONTAŻ ORAZ PODŁĄCZENIE

Fot. 3. Przejrzysty rysunek złożeniowy przełącznika z uchwytem oraz bloków styków lub LED

Praca przy zwykłych okrągłych otworach, bez specjalnych wpustów, była istotnym wymaganiem postawionym przez instalatorów zajmujących się montażem i podłączeniem elektrycznym. Zdaniem klientów powinna być możliwość prostego, maszynowego lub - o ile będzie taka konieczność - nawet manualnego wykonania otworów.

Kolejnym ważnym kryterium była możliwość dokonywania instalacji przez jedną osobę. Biorąc to pod uwagę, elementy wykonawcze zaprojektowano tak, aby uszczelka przylegała ciasno i nawet przy montażu uchwytu od góry, np. przy otwartej konsoli, nie była potrzebna pomoc z drugiej strony. Gdy tylko uchwyt zostanie nałożony (sygnalizuje to głośne kliknięcie), mocowanie można szybko dokończyć dokręceniem śruby.

Elementy można w prosty sposób wyrównać za pomocą linijki umieszczonej na górnej krawędzi uchwytu bądź za pomocą linii pomocniczej. Pozostaje jedynie montaż bloków styków: możliwe jest zamontowanie zatrzaskowo do trzech bloków styków obok siebie i dwóch bloków styków piętrowo. Nie są do tego potrzebne specjalne narzędzia.

Przy urządzeniach podświetlanych środkowy blok styków zastępuje blok LED. Wszystkie bloki łączeniowe dostępne są z przyłączami śrubowymi lub sprężynowymi. Jeśli zachodzi potrzeba wymiany elementu wykonawczego, wystarczy jedynie poluzować śrubę i nacisnąć dźwignię na uchwycie. Wszystkie bloki styków i LED pozostają przy tym na swoich miejscach.

Pozwala to na wyeliminowanie możliwych błędów podczas prac. Kolejną zaletą systemu jest to, że uchwyty z blokami można zatrzaskiwać również na zaślepkach otworów, zatem wcześniej można przygotować instalację pod dodatkowe, opcjonalne rodzaje funkcjonalności maszyny lub instalacji.

WIĘKSZA DOSTĘPNOŚĆ DZIĘKI WYJĄTKOWO TRWAŁEMU WYKONANIU

Fot. 4. Wysoka ochrona IP69K jako doskonała podstawa do zastosowania w wymagających warunkach przemysłowych

Zupełnie inne argumenty padały w przypadku funkcjonowania urządzeń u klienta końcowego. Gdy omawiano poziom ochrony, jedną z kluczowych kwestii było łatwe utrzymanie w czystości. Klienci w niektórych sektorach używają myjek ciśnieniowych, aby zachować wyposażenie w higienicznym stanie.

Dzięki innowacyjnym metodom produkcji udało się osiągnąć stopień ochrony IP69K w zasadzie dla wszystkich produktów SIRIUS ACT - i to w realistycznej cenie rynkowej. Elementy wykonane głównie z poliamidu w połączeniu metalowymi częściami (odpornymi z natury) zapewniają niezrównany stopień trwałości materiałowej.

Aby praca maszyny przebiegała bez zakłóceń nawet w wymagających warunkach produkcyjnych, wprowadzono szereg środków zabezpieczających tylną część urządzenia. Zostały one np. wyposażone w dodatkową ochronę umożliwiającą długotrwałą pracę w zapylonym środowisku. Podczas projektowania położono nacisk na wydłużenie żywotności elektrycznej styków do 10 milionów przełączeń. Dzięki temu szacowane prawdopodobieństwo awarii całego urządzenia automatycznie zostaje obniżone, nawet gdy rzeczywista liczba cykli łączeniowych jest znacząco większa.

Projekt uchwytu stanowił dla inżynierów szczególne wyzwanie. Właśnie ten element zapewnia mechaniczną wytrzymałość całego urządzenia - zarówno zabezpiecza przed obracaniem, jak i kompensuje siły przykładane przy montażu bloków styków i LED. Ochronę przed obracaniem daje metalowy pierścień uchwytu z rzędem ostrych zębów, które poprzez centralną śrubę mocującą amortyzują montowany materiał i w ten sposób gwarantują długotrwałą wytrzymałość. Projekt mechanizmu mocowań bloków styków i LED został zaakceptowany dopiero wówczas, gdy wyniki testów odporności na wibracje dalece przekroczyły obowiązujące standardy techniczne.

SPRAWDZONA I WYPRÓBOWANA KOMUNIKACJA FIELDBUS

W ostatnim kroku procesu przeprojektowania skupiono się na włączeniu przycisków i lampek sterowniczych do popularnego systemu komunikacyjnego Totally Integrated Automation firmy Siemens. Podobnie jak we wcześniejszych wersjach gotowe obudowy sterownicze, wyposażone w maksymalnie sześć przycisków i lampek sterowniczych, można podłączyć do AS-Interface.

Standardowy płaski kabel AS-i zapewnia całe połączenie komunikacyjne, a w razie potrzeby również bezpieczną transmisję sygnału zatrzymania awaryjnego przez AS-i Safe. Przewidziano również połączenie fabrycznie okablowanej jednostki poprzez IO-Link. Dzięki tej opcji do integracji wszelkich sygnałów z nadrzędnym systemem sterowania wystarczą jedynie trzy konwencjonalne przewody.

PROSTE NARZĘDZIA OBNIŻAJĄCE KOSZTY PROJEKTOWANIA

Fot. 5. Konfigurator pozwalający na intuicyjną obsługę przyspiesza dobór i zamówienie gotowych obudów sterowniczych

Po spełnieniu praktycznie wszystkich wymagań pozostało jeszcze jedno pytanie: czy możliwe będzie obniżenie kosztów projektowania ponoszonych za każdym razem, gdy na rynku pojawia się nowa linia produktów?

Odpowiedzią na to było stworzenie konfiguratora. W zaledwie kilku krokach pozwala on nie tylko na precyzyjne zdefiniowanie całych obudów sterowniczych, opierających się na konkretnych numerach zamówieniowych, ale również na wyszukanie w wygenerowanej liście elementów wszelkich danych istotnych w procesie projektowania dla każdego urządzenia, i to w różnych językach.

Od kart katalogowych i rysunków 2D/3D do certyfikatów i makr Eplan, wszystkie informacje są codziennie aktualizowane i dostępne online. Jeśli wymagana jest obudowa dostosowana do potrzeb klienta, istnieje możliwość zamówienia jej bezpośrednio u producenta i - dzięki generowanemu przez konfigurator unikalnemu numerowi - ponowienie zamówienia nawet po wielu latach z dowolnego miejsca na świecie.

Wsparcie tego procesu zapewniają specjaliści producenta, którzy oferują klientom pomoc przy przejściu ze starszych produktów na nową serię urządzeń.

KORZYŚCI DLA PRODUCENTÓW MASZYN, MONTERÓW I KLIENTÓW KOŃCOWYCH

Nowa oferta przycisków i lampek sterowniczych SIRIUS ACT daje szereg korzyści dotyczących wzornictwa, instalacji i połączenia, jak również obsługi i konserwacji. Szybki dostęp do danych wymaganych w dokumentacji projektu jest atutem dla projektantów, wielorakie zalety dotyczące montażu i połączenia docenią producenci maszyn i monterzy, a wyjątkowa niezawodność i niskie prawdopodobieństwo awarii będzie walorem dla klientów końcowych.

Andreas Thomas
Siemens AG
www.siemens.pl/sirius-act