Temat miesiąca

Od przebiegu procesów realizowanych w zakładach uzdatniania wody, oczyszczalniach ścieków oraz przepompowniach wody i ścieków zależy, czy woda dostarczana odbiorcom lub odprowadzana do rzek, jezior lub mórz spełnia wymagane normy jakościowe. Aby zwiększyć efektywność działania i niezawodność tego typu instalacji, wyposaża się je w systemy automatyki procesowej. Te ostatnie stanowią nagromadzenie różnego rodzaju czujników, urządzeń wykonawczych oraz regulatorów. W artykule, przedstawiając jako przykład oczyszczalnię ścieków, charakteryzujemy wymienione urządzenia i systemy oraz opisujemy poszczególne etapy pracy zakładów w branży wodociągowo-kanalizacyjnej.

Pomiary odległości między czujnikiem i detalem przeprowadzane są w przemyśle powszechnie. Tematem pierwszej części artykułu im poświęconego były laserowe czujniki odległości. Przedstawiono w nim dwa najczęściej wykorzystywane rodzaje sensorów - triangulacyjne oraz typu TOF (Time Of Flight). W bieżącym opracowaniu charakteryzujemy konfiguracje układów pomiarowych z czujnikami laserowymi wykorzystywanymi do wyznaczania różnych wielkości geometrycznych.

Urządzenia i systemy bazujące na światłowodach wykorzystywane są, oprócz zastosowań telekomunikacyjnych, również w przemyśle, transporcie i wielu aplikacjach specjalistycznych. W pierwszej części poświęconego im artykułu przedstawiliśmy budowę światłowodów oraz przykłady użycia transmisji optycznej w różnego rodzaju sieciach przemysłowych. Światłowody mają też inne istotne zastosowania - stosowane są one jako czujniki służące do pomiarów wartości różnych wielkości fizycznych, w szczególności temperatury i ciśnienia, oraz naprężeń, odkształceń, położenia, odległości i wibracji.

Realizacja w większości zautomatyzowanych procesów przetwórczych i wytwórczych w różnych gałęziach przemysłu wymaga zapewnienia niezawodnej oraz szybkiej transmisji danych, w tym często na duże odległości i w obrębie rozległych instalacji technologicznych. W tym celu buduje się sieci przemysłowe za pośrednictwem których do systemów sterowania, nadzoru i wizualizacji docierają wyniki pomiarów oraz wskaźniki stanu pracy maszyn, a po ich przetworzeniu przesyłana jest informacja zwrotna do elementów wykonawczych. Sprawnie działająca sieć ma duży wpływ na ciągłość pracy zakładu i pozwala uniknąć kosztownych przerw w produkcji i awarii.

Pomiary odległości między czujnikiem i detalem, na podstawie której wyznaczana jest długość, szerokość lub wysokość elementu, są w przemyśle, zwłaszcza wytwórczym, przeprowadzane powszechnie. Dzięki znajomości tych wielkości można wyeliminować wybrakowane produkty oraz w porę skorygować błędne ustawienia maszyn na etapie przygotowywania materiałów do produkcji, w jej trakcie, podczas montażu oraz w czasie kontroli jakości gotowych wyrobów.

Maszyny, sprzęt komputerowy i inne urządzenia przemysłowe są narażone na wiele negatywnych czynników - m.in. skrajne temperatury i dużą wilgotność, kontakt z płynami, pyły, zabrudzenia oraz wibracje, które mogą zakłócić lub uniemożliwić ich normalne funkcjonowanie. Aby temu zapobiec, wzmacnia się je konstrukcyjnie, eliminując również wszystkie elementy, które są szczególnie wrażliwe na występowanie trudnych warunków otoczenia. Takimi komponentami są na przykład magnetyczne nośniki danych, które zastępuje się półprzewodnikowymi pamięciami Flash - dyskami SSD (Solid State Drive) oraz kartami pamięci. Są to z reguły specjalne, charakteryzujące się większą wytrzymałością na czynniki środowiskowe i odpornością na zużywanie się wersje pamięci Flash wykorzystywane w elektronice użytkowej.

W pierwszej części artykułu przedstawione zostały przykłady urządzeń elektroenergetycznych oraz systemów sterowania i łączności stanowiących wyposażenie pojazdów trakcyjnych taboru kolejowego. Tematem bieżącego opracowania są rozwiązania wykorzystywane w obrębie sieci trakcyjnych oraz podstacji je zasilających.

Pojazdy szynowe taboru kolejowego, tramwajowego, trolejbusowego i metra oraz zasilające je za pośrednictwem sieci trakcyjnej podstacje stanowią nagromadzenie urządzeń elektroenergetycznych - silników, generatorów, przetwornic, transformatorów, itp. - oraz różnego typu aparatury łączeniowej, zabezpieczającej i sygnalizacyjnej. Specyfika transportu szynowego, zwłaszcza wysokie wymagania pod względem niezawodności i bezpieczeństwa, sprawia również, że specjalnie na potrzeby tej branży opracowywano różne systemy sterowania i zabezpieczające.

Wykorzystywane w przemyśle silniki, zgodnie z różnymi szacunkami, zużywają około 30-40% całości generowanej na świecie energii elektrycznej. To bardzo duża wartość, przez co jej zmniejszaniem zainteresowani są nie tylko ponoszący jej koszty użytkownicy silników, ale też rządy wielu krajów. W Unii Europejskiej konieczność stosowania energooszczędnych silników prądu przemiennego została usankcjonowana odpowiednimi przepisami, które nakładają na producentów sprzedających tutaj swoje wyroby wymóg zachowania ich odpowiedniego stopnia sprawności energetycznej.

Diagnostyka termowizyjna oraz pomiary wibracji to popularne metody badania stanu technicznego maszyn w przemyśle. Ułatwiają one przewidywanie awarii oraz wykrywanie ich przyczyn w sytuacjach, gdy do nich dochodzi. W pierwszej części artykułu przedstawiliśmy przykłady problemów w funkcjonowaniu różnych urządzeń, które wykryć można, wykorzystując inspekcję termowizyjną. Tematem bieżącego numeru są pomiary drgań, które są również coraz chętniej wykorzystywane przez służby utrzymania ruchu.

Odkąd kamery termowizyjne - dawniej uznawane za narzędzia dla specjalistów - udostępniono personelowi technicznemu zakładów, rejestrowanie obrazów termograficznych stało się powszechną metodą diagnozowania przyczyn awarii maszyn, urządzeń, a nawet całych linii technologicznych. Badania takie przeprowadza się też w ramach konserwacji sprzętu. Wówczas często "przy okazji" wykrywane są oznaki zbliżającej się awarii, jeszcze zanim sygnały z innych przyrządów monitorujących pracę urządzeń zasygnalizują taką ewentualność.

Bezkontaktowe metody cięcia mają kilka zalet, dzięki którym w wielu aplikacjach z powodzeniem zastępują tradycyjne metody mechaniczne. Kontynuując temat z zeszłego miesiąca, dokonujemy porównania na przykładzie laserowego cięcia szkła i papieru.