Automatyzacja centralna czy zdecentralizowana?

Z punktu widzenia firmy Rittal, na rynku występują trzy istotne trendy w zakresie centralizacji i decentralizacji, które wymagają dokładniejszego omówienia pod kątem ich znaczenia:

• Trend 1: Komponenty stają się coraz bardziej kompaktowe!
• Trend 2: Komponenty są częściej przenoszone do systemów rozproszonych
• Trend 3: Elektronika w kompaktowych maszynach jest integrowana bezpośrednio w maszynie

TREND 1: KOMPONENTY STAJĄ SIĘ CORAZ BARDZIEJ KOMPAKTOWE!

Fot. 1. Budowa, rozmiar, liczba komponentów prawie nie uległy zmianom, ponieważ urządzenia sterownicze zmalały tylko nieznacznie i mają przejrzystą strukturę - twierdzą konstruktorzy aparatury sterowniczej i rozdzielczej

Trend ten można zauważyć w przypadku wielu komponentów. Często rozmiar zależy już tylko od miejsca potrzebnego na złącza, wtyki, zaciski itp., które oczywiście muszą być nadal dostępne dla użytkownika (uruchamianie, serwis, konserwacja). W wyniku tego zasadniczo zwiększa się gęstość upakowania w szafach sterowniczych, a jednocześnie nowe funkcje, jak zarządzanie energią, łączenie w sieć itp. wymagają stałej obecności dodatkowych komponentów.

Ankieta przeprowadzana przez Rittala od roku 2000 wśród ekspertów wiodących przedsiębiorstw, zatytułowana "Rozwój gęstości upakowania w pełnogabarytowych szafach przemysłowych" pokazała bardzo niejednorodny obraz branży: 39% ankietowanych oznajmiło, że zapotrzebowanie na miejsce w szafie pełnogabarytowej w sumie wzrosło. 13% podało, że zapotrzebowanie na miejsce w szafach sterowniczych nie uległo zmianie, a 43% - że spadło. 4% wstrzymało się od głosu.

Konkretne wypowiedzi, dotyczące trendów gęstości upakowania, kształtują się od "zapotrzebowanie na miejsce przy tej samej funkcji spadło" aż po "zapotrzebowanie na miejsce w szafie generalnie wzrosło, instaluje się więcej elektroniki". Jeżeli wziąć pod uwagę opinie według branż, to na przykład w budowie aparatury sterowniczej i rozdzielczej można spotkać się z następującymi opiniami: "budowa, rozmiar, liczba komponentów prawie nie uległy zmianom, ponieważ urządzenia sterownicze zmalały tylko nieznacznie i mają bardziej przejrzystą strukturę". Z drugiej strony konstruktorzy maszyn argumentują następująco: "Potrzeba miejsca dla określonych zastosowań w seryjnej budowie maszyn spadła o ok. 10%".

Często redukcja rozmiaru poszczególnych komponentów nie powoduje sugerowanego przez producentów efektu oszczędności, ponieważ powierzchnia zależy od rozmieszczenia szyn zatrzaskowych, kanałów kablowych i innych komponentów. Podczas gdy komponenty szaf sterowniczych stają się mniejsze - zgodnie z innym wynikiem ankiety - to nie zawsze wpływa to na gęstość upakowania. Dzieje się tak, gdyż są one często instalowane w grupach, więc poszczególne komponenty mogą zapewniać oszczędność miejsca tylko nieznacznie.

Fot. 2. Minimalne odległości komponentów szaf sterowniczych muszą być zgodne z wymaganiami producentów - wsparciem dla konstruktorów urządzeń jest Thermal Design Integration - dodatkowa funkcja w programie Eplan Pro Panel, która pozwala uniknąć błędów w projektowaniu klimatyzacji szaf sterowniczych, a w konsekwencji niepotrzebnych przestojów i interwencji serwisu

Niezależnie od tego, jak rozwinie się trend coraz większych gęstości upakowania, w praktyce budowy maszyn istnieje pewna zależność: jeżeli powierzchnia lub przestrzeń montażowa w szafie sterowniczej będzie całkowicie wykorzystana przez mniejsze komponenty, ważne jest sprawdzenie klimatyzacji. Większa gęstość upakowania w sumie zwiększa niebezpieczeństwo powstawania hotspotów. Rittal zaleca w każdym przypadku przeprowadzenie testów termicznych szafy sterowniczej, np. za pomocą oprogramowania do obliczeń klimatyzacji. Program Rittal Therm całkowicie przejmuje kłopotliwe obliczenia potrzeb klimatyzacji oraz prowadzi do dopasowanej i prawidłowo zwymiarowanej klimatyzacji.

Kolejnym punktem, na który należy zwrócić uwagę, są minimalne odległości. Podczas rozmieszczania kompaktowych podzespołów często wymagane jest zachowanie minimalnych odstępów od sąsiednich komponentów. Nieprzestrzeganie tych zasad również powoduje niebezpieczeństwo przegrzania.

W zachowaniu minimalnych odległości zgodnie z wymogami producentów mogą tutaj pomóc dodatkowe funkcje w programie Eplan Pro Panel. Thermal Design Integration otwiera nowe możliwości projektowania zgodnie z normami dla szaf sterowniczych z efektywną energetycznie klimatyzacją. Dzięki kompleksowej inżynierii, firmy mogą uniknąć błędów w projektowaniu klimatyzacji, a w konsekwencji - niepotrzebnych przestojów i interwencji serwisu.

TREND 2: KOMPONENTY SĄ CZĘŚCIEJ PRZENOSZONE DO SYSTEMÓW ROZPROSZONYCH

Fot. 3. Aby produkować zgodnie z wymaganiami higieny przemysłu spożywczego, pierwszym wyborem stają się obudowy Hygenic Design Rittal, które zapobiegają osadzaniu się zanieczyszczeń i ułatwiają czyszczenie.

Trend ten jest typowy szczególnie dla dużych, rozproszonych systemów, np. w petrochemii lub w rozproszonych systemach przenośników. Oszczędności powstają głównie poprzez zredukowanie okablowania i muszą być ustalane indywidualnie.

W opozycji do tych zalet stoją częściowo wyższe koszty np. komponentów IP65/67 i ich wciąż jeszcze mniejszy wybór. Podczas podejmowania decyzji należy wziąć pod uwagę także komfort przeprowadzania serwisu przy częściowo silnie zabrudzonych komponentach. Często rozdzielacz zastosowany lokalnie w obudowie jest efektywniejszy od komponentów IP65/67. Ochronę przed pyłem i olejem można najefektywniej osiągnąć przez odpowiednią technologię obudów. W tym zakresie Rittal oferuje szerokie spektrum małych obudów i szaf sterowniczych z blachy stalowej, stali nierdzewnej lub z tworzywa sztucznego.

Zanieczyszczenie jest bardzo ważną kwestią np. w zastosowaniach w przemyśle spożywczym. Tutaj muszą być zachowane warunki ramowe wymagań higieny. Odnoszą się one do zastosowanych materiałów i projektu, które mają zapobiegać osadzaniu się brudu i ułatwiać czyszczenie.

TREND 3: ELEKTRONIKA W KOMPAKTOWYCH MASZYNACH JEST INTEGROWANA BEZPOŚREDNIO W MASZYNIE

Fot. 4. Wielu konstruktorów maszyn w dalszym ciągu preferuje klarowne oddzielenie wyposażenia elektrotechnicznego od korpusu maszyny, np. w celu uniknięcia wzajemnego oddziaływania urządzeń elektromechanicznych na przedmioty obróbki

W budowie maszyn pojawia się trend przeciwny do decentralizacji. Dąży się do budowania możliwie kompaktowych i centralnych maszyn, tak aby możliwie jak najbardziej ułatwić uruchomienie.

Maszyny budowane są często jako kompletna, nadająca się do transportu jednostka. W niektórych zastosowaniach ułatwia to np. uruchomienie na miejscu. Technika sterownicza maszyn musi być jednak umieszczona we właściwym miejscu. Realizuje się to za pomocą standardowych szaf sterowniczych zintegrowanych z maszynami albo przez odpowiednią integrację z korpusem maszyny.

Należy przy tym pamiętać o wymaganiach dotyczących stopnia ochrony, odprowadzania ciepła, EMC (kompatybilności elektromagnetycznej) i o przestrzeganiu odpowiednich instrukcji montażu. Tutaj popełnia się jeszcze wiele błędów. Rittal oferuje odpowiednie produkty, akcesoria i doradztwo także do takich koncepcji.

Wielu konstruktorów maszyn wciąż preferuje klarowne oddzielenie wyposażenia elektrotechnicznego od korpusu maszyny, np. w celu uniknięcia wzajemnego oddziaływania urządzeń elektromechanicznych na przedmioty obróbki. Również komfort serwisowania i konserwacji urządzeń dzięki łatwiejszemu dostępowi jest często istotnym argumentem za rezygnacją z integracji.

WNIOSKI

Niezależnie od decyzji w kwestii centralizacji bądź decentralizacji - Rittal oferuje swoim klientom rozwiązania pozwalające na bezpieczne obudowanie elektroniki, odprowadzenie ciepła i dostarczenie energii. To, jaka infrastruktura szafy sterowniczej znajdzie zastosowanie, zależy od wielu parametrów, a ostateczna decyzja w tym zakresie należy do klienta. Decydującym kryterium jest to, czy wybrane rozwiązania oferują korzyści techniczne i ekonomiczne - zarówno w odniesieniu do producenta maszyny, jak i do użytkownika końcowego.

Rittal
www.rittal.pl