Dla człowieka takie zdarzenie może być niezauważalne. Oświetlenie nie zawsze zdąży przygasnąć, a zasilanie pozornie działa normalnie. Dla automatyki przemysłowej nawet bardzo krótkie zakłócenie może jednak wystarczyć, aby wywołać restart urządzenia, błąd komunikacji lub zatrzymanie fragmentu procesu.
Skutki są dobrze znane służbom utrzymania ruchu: restart panelu HMI, zatrzymanie sterownika PLC, błąd falownika, chwilowy zanik komunikacji przemysłowej, utrata referencji osi, nieprawidłowe pozycjonowanie, zatrzymanie systemu wizyjnego albo przerwanie sekwencji technologicznej. Samo zakłócenie trwa krótko, ale powrót do produkcji może oznaczać kilkanaście minut, godzinę albo więcej.
MIKROZANIK TO TYLKO JEDEN Z PROBLEMÓW
W praktyce produkcyjnej warto rozróżniać kilka zjawisk. Mikrozanik oznacza bardzo krótką przerwę w zasilaniu. Zapad napięcia to chwilowe obniżenie wartości napięcia poniżej poziomu wymaganego do poprawnej pracy odbiorników. Obok nich mogą pojawiać się również przepięcia łączeniowe, zakłócenia generowane przez duże odbiorniki oraz niestabilność parametrów sieci.
Źródłem takich problemów mogą być m.in. rozruchy silników, praca napędów, sprężarek, spawarek, systemów HVAC, przełączenia w instalacji elektrycznej lub zakłócenia po stronie sieci zasilającej. Dla części odbiorników taki epizod nie ma większego znaczenia. Dla infrastruktury automatyki sytuacja wygląda inaczej.
Sterowniki PLC, moduły I/O, komputery przemysłowe, panele operatorskie, przełączniki sieciowe, systemy SCADA, układy bezpieczeństwa i systemy wizyjne wymagają stabilnych warunków pracy. Jeżeli jeden z tych elementów przestanie odpowiadać, cała linia może przejść w stan awaryjny. Problem nie musi więc dotyczyć największej maszyny. Czasem newralgicznym punktem jest szafa sterownicza, lokalny komputer przemysłowy albo infrastruktura komunikacyjna.
OBJAWY, KTÓRYCH NIE WARTO IGNOROWAĆ
Sygnałem ostrzegawczym powinny być powtarzające się restarty paneli HMI, chwilowe zaniki komunikacji, błędy falowników po przełączeniach w instalacji, zatrzymania sterowników bez jednoznacznej przyczyny, alarmy pojawiające się równolegle z rozruchem dużych odbiorników lub zakłócenia występujące nieregularnie, ale w podobnych warunkach produkcyjnych.
W takich sytuacjach diagnostyka często skupia się na sterownikach, czujnikach, oprogramowaniu, sieci komunikacyjnej lub operatorze. To naturalny kierunek, ale nie zawsze wystarczający. Jeżeli nie zostanie przeanalizowana jakość i ciągłość zasilania, utrzymanie ruchu może przez długi czas usuwać skutki, a nie źródło problemu.
Koszt takiego zdarzenia również rzadko kończy się na czasie zatrzymania maszyny. Obejmuje pracę służb utrzymania ruchu, czas operatorów, ponowne uruchomienie procesu, możliwe odrzuty jakościowe, opóźnienia logistyczne, ryzyko niedotrzymania planu produkcji i dodatkowe obciążenie organizacji pracy.
Praktycznym krokiem jest zestawienie logów maszyn, alarmów PLC/HMI i falowników z informacjami o zdarzeniach w instalacji elektrycznej. Jeżeli podobne błędy pojawiają się po rozruchu dużych odbiorników, przełączeniach zasilania lub chwilowych wahaniach sieci, zasilanie powinno być traktowane jako równorzędny obszar diagnostyki.
UPS JAKO ELEMENT STABILNOŚCI PROCESU
W środowisku przemysłowym zasilanie gwarantowane nie powinno być traktowane wyłącznie jako zabezpieczenie na wypadek długiej awarii sieci. Jego rola jest szersza: ma ograniczać ryzyko, że krótkotrwałe zakłócenie zasilania natychmiast przełoży się na zatrzymanie automatyki i procesu technologicznego.
W aplikacjach krytycznych szczególne znaczenie mają zasilacze UPS on-line w topologii VFI, czyli urządzenia pracujące w trybie podwójnej konwersji. Ich zadaniem jest separowanie odbiorników krytycznych od wielu zakłóceń występujących po stronie sieci oraz zapewnienie stabilnych parametrów zasilania dla elementów wymagających ciągłej pracy.
Ochrona nie zawsze musi obejmować całą linię. Często kluczowe jest wskazanie tych elementów, których zatrzymanie powoduje największe konsekwencje: sterowania, komunikacji, nadzoru, systemów bezpieczeństwa, komputerów przemysłowych, infrastruktury sieciowej lub urządzeń odpowiedzialnych za kontrolę procesu. W uzasadnionych przypadkach zabezpieczenie może dotyczyć również wybranych elementów wykonawczych, ale wymaga to wcześniejszej analizy charakteru obciążenia, prądów rozruchowych, przeciążalności i wymaganego czasu podtrzymania.
Dobór UPS-a powinien więc wynikać z analizy procesu, a nie wyłącznie z prostego zsumowania mocy odbiorników. Warto odpowiedzieć na kilka pytań: które urządzenia muszą działać bezprzerwowo, jak długo powinny być podtrzymane, czy celem jest kontynuacja pracy, czy kontrolowane zatrzymanie procesu, jakie zakłócenia występują w instalacji i jak system będzie monitorowany przez utrzymanie ruchu.
Mikrozaniki, zapady napięcia i krótkotrwałe zakłócenia zasilania nie powinny być bagatelizowane. To krótkie zdarzenia, które mogą uruchomić długi i kosztowny łańcuch konsekwencji. Dlatego UPS w zakładzie produkcyjnym warto traktować nie jako dodatek, lecz jako element architektury niezawodności.
Jeżeli w zakładzie pojawiają się niewyjaśnione restarty automatyki, błędy komunikacji lub krótkie zatrzymania linii, warto potraktować jakość zasilania jako jeden z pierwszych obszarów diagnostyki.
Sprawdź, jak POWERLINE GREEN 33 PRO wspiera stabilne zasilanie krytycznych linii produkcyjnych: https://ever.eu/green33pro/.
Źródło: EVER Sp. z o.o.
Więcej na ever.eu
