Przemysł ewoluuje tak samo jak wszystkie dziedziny naszego życia. Obecnie, dzięki rozwojowi techniki i połączeniu kontynentów w jedną całość za pomocą Internetu, zmiany dokonują się jeszcze szybciej niż pod koniec XX wieku. W tym wszystkim zmieniają się standardy produkcji, a duża globalna konkurencja powoduje, że ceny są mocno wyżyłowane. Każdy przestój produkcji albo nieprzewidziana awaria to straty finansowe. Oczywiście straty te różnią się mocno w zależności od branży i skali produkcji, jednak niezależnie od ich wielkości oznaczają one zawsze koszt dla przedsiębiorstwa. W wielu przypadkach właśnie ten koszt, a dokładnie jego wysokość, definiuje potrzebę i skłonność firmy do wprowadzenia modernizacji, unowocześnienia zakładu produkcyjnego, dołożenia kolejnych systemów pozwalających na uniknięcie strat.
Trzecia droga coraz częstsza
Zacznijmy jednak od początku.
Jeżdżąc po różnych zakładach i rozmawiając z inżynierami utrzymania ruchu, słyszę, że dwa standardowe podejścia – czyli reakcyjne (naprawa, gdy coś się zepsuje) i prewencyjne (regularne przeglądy, wymiany, smarowanie itp.) – zaczynają być niewystarczające. Coraz więcej mówi się o predykcyjnym podejściu do utrzymania ruchu. Predykcja ma nam pomóc w przewidzeniu, kiedy coś może się zepsuć i umożliwia zadziałanie wcześniej, dzięki analizie danych zebranych z urządzeń montowanych w zakładzie.
Firma Finder, kojarzona głównie z przekaźnikami, również idzie z duchem czasu i co roku wprowadza 3‒4 nowe produkty. Wśród nowości znajdziecie Państwo komponenty, które połączone w całość pomogą w przewidywaniu stanu urządzeń, analizie danych, a w razie potrzeby natychmiast wyślą informację o potrzebie serwisu.
Mózg, czyli OPTA
Urządzeniem, od którego trzeba zacząć, jest OPTA Programmable Logic Relay (PLR). Działa ono jak mózg systemu, do którego możemy podłączyć analizatory mocy, liczniki energii, styczniki do załączania większych obciążeń z kontrolą termiczną czy też skonfigurować wejścia OPTY pod odczyt stanów z przekaźników nadzorczych. O tych elementach powiem później. Teraz skupmy się na samym sterowniku, żeby mieć pojęcie, jak działa i jak może wykorzystać go projektant.
Występuje on w trzech wersjach. Zacznę od podstawowej, LITE, w której mamy osiem wejść cyfrowo-analogowych (0‒10 V), cztery wyjścia przekaźnikowe 10 A, port USB (typ C) do programowania, zasilania w trakcje konfiguracji i rejestra cji danych po podpięciu zewnętrznej karty pamięci. Jest też port RJ45 dla sieci ETHERNET lub MODBUS TCP/IP. Wersja PLUS ma dodatkowo na pokładzie RS485, natomiast wersja ADVANCED pozwala jeszcze na komunikację Wi-Fi i BLE, ponieważ jest wyposażona w odpowiednie moduły.
Po wyborze bazy, na której pracujemy, możemy rozszerzyć OPTĘ o dodatkowe moduły (w sumie do pięciu), które również występują w trzech wersjach:
- EMR i SSR – mają po szesnaście wejść cyfrowo-analogowych (0‒10 V) oraz osiem wyjść przekaźnikowych. EMR – 6 A, natomiast SSR – 3 A;
- ANALOG – ma sześć wejść analogowych (0…10 V, 4…20 mA, PT100), dwa wyjścia analogowe (0…10 V, 4…20 mA) oraz cztery wyjścia PWM.
Jeśli chodzi o wybór środowiska, w którym będziemy pisać kod, mamy dwie możliwości. Przed zakupem trzeba rozważyć, czy wybieramy OPTĘ w wersji ze środowiskiem Arduino, czy CODESYS. Krótko o tym, czym się różnią.
W wersji Arduino możemy pisać w języku Arduino zbliżonym do C/C++, ale uzyskujemy też dostęp do rozszerzenia stworzonego pod automatyków, jakim jest Arduino PLC IDE, w którym mamy do wyboru (LD – SFC – FBD – ST – IL). Wersja z CODESYS została z kolei zaprojektowana do programowania zgodnie z międzynarodowym standardem przemysłowym IEC 61131-3. Środowisko to jest powszechnie znane, ponieważ używa się go w wielu sterownikach PLC i obsługuje takie języki, jak IL, ST, LD, FBD oraz SFC.
6M, 7M, 70
Do sterownika możemy podłączyć kolejne urządzenia. Najczęstszym rozwiązaniem jest zestawienie wyżej opisanej OPTY z serią 6M i 7M firmy Finder. Pewnie zastanawiacie się, co kryje się pod tymi oznaczeniami? Są to analizatory mocy (6M) i liczniki energii (7M). Pozwalają na pomiar mocy czynnej, biernej i pozornej, kąta przesunięcia fazowego, prądu oraz napięcia. Mało tego! Oba urządzenia potrafią zliczyć sumę harmonicznych do 63. Na podstawie odczytów – chociażby mocy w czasie – widać, co się dzieje z maszyną, którą nadzorujemy. Jesteśmy w stanie zauważyć wzrost poboru mocy przez silnik i wysnuć wnioski, że łożyska wymagają wymiany.
Do prostszych aplikacji możemy zastosować przekaźniki nadzorcze serii 70, pełniące funkcję strażnika. Generalnie pozwalają one na nadzór napięcia (podnapięciowe, nadnapięciowe – praca w paśmie), wykrywają rotację fazy, jej wypadnięcie, asymetrię, utratę neutralnego. Każda nieprawidłowość jest sygnalizowana zestykiem przełącznym. Może warto rozłączyć stycznik, który załącza chociażby pompę. Poszedłbym jednak krok dalej i wyprowadził sygnał z zestyku na wejście sterownika, aby móc zdalnie kontrolować pracę całego zakładu. Idąc jeszcze mocniej w automatyzację i wykorzystując możliwości sprzętu, można napisać kod, który wyśle e-maila bądź powiadomienie na telefon, jeśli jakiś krytyczny element systemu przestanie działać – sterownik dostanie bowiem informację, że coś pojawiło się na jego wejściu.
Styczniki 6K
Coś z nowości! Finder również ma swój udział w predykcyjnym utrzymaniu ruchu. Od jesieni 2024 r. firma włączyła do swojej oferty również styczniki przemysłowe (seria 6K). Mówiąc dokładniej, pod kodem 6K.T0 oraz 6K.T1 kryją się zabezpieczenia przed przeciążeniem termicznym. Mają one klasę wyzwalania według IEC 947-4-1: 10 A, regulowany próg zadziałania, przycisk resetowania interwencji ręczny lub automatyczny, przycisk STOP oraz regulację odstępu między pinami.
Podsumowanie
Niezależnie od wielkości zakładu, jego specyfiki działania oraz liczby urządzeń produkcyjnych, pewne jest, że wcześniej czy później będzie on modernizowany i opomiarowywany. Może więc warto już teraz zastanowić się, od czego zacząć i co byłoby kluczowe, aby podnieść rentowność przedsiębiorstwa poprzez przewidywanie awarii. Zachęcam do kontaktu z przedstawicielami firmy Finder, aby zorientować się, co można wykorzystać i zrobić już dzisiaj!
Maciej Karaś
Finder Polska Sp. z o.o.
www.findernet.com/pl/polska
