Заманауи автоматтандырудағы аты аңызға айналған мұнаралы шам туралы барлығы

Зауыт еденінің үнсіз хабаршысы

Заманауи өндіріс орталары бұрынғыдан да шулы, жылдам және автоматтандырылған. Роботтандырылған ұяшықтар үздіксіз циклмен жұмыс істейді, конвейерлер жоғары жылдамдықпен қозғалады, ал айнымалы жиілік жетектері бүкіл кәсіпорындағы қозғалтқыштарды реттейді. Дегенмен озық HMI жүйелері мен өнеркәсіптік аналитиканың дамуына қарамастан, операторларға машинаның күйі туралы ең жылдам кері байланысты әлі де бір құрылғы береді: шам бағаны.

Автокөлік құрастыру зауыттарынан фармацевтикалық қаптама желілеріне дейін шам бағандары машина күйлерінің әмбебап көрнекі тілі болып қала береді. Олардың қарапайымдылығы — барған сайын цифрланатын өнеркәсіптік жүйелерде әлі де қолданылуының басты себебі.

Allen-Bradley CompactLogix контроллерлерін немесе таратылған PLC архитектураларын пайдаланатын көптеген кәсіпорындарда операторлар HMI экранын ашпай тұрып-ақ, шам бағандарын әлі де алғашқы жедел диагностика құралы деп санайды.

Шам бағандары үлкен өндірістік ұяшықтарда жұмыс істейтін операторларға дереу көрнекі кері байланыс береді.

Автоматтандыруда түстер неліктен әлі де маңызды

Шам бағанының негізгі мақсаты қарапайым: жабдық күйін бірден хабарлау. Алайда түстерді тағайындаудың инженерлік логикасы көптеген интеграторлар ойлағаннан да маңызды.

IEC 61131-3 стандартымен анықталған PLC бағдарламалау стандарттарынан айырмашылығы, шам бағандарының түстеріне қатысты ережелер жаһандық деңгейде стандартталмаған. Интеграторлар мен соңғы пайдаланушылар өндіріс стратегиясына, қауіпсіздік қағидаттарына және техникалық қызмет көрсету үдерісіне қарай өздерінің жұмыс ережелерін белгілейді.

Өнеркәсіптік ұяшықтардағы түстердің әдеттегі логикасы

Қызыл түс әдетте ақау жағдайларымен, авариялық тоқтатумен немесе машинаның өшірулі күйімен байланысты. Жыпылықтаған қызыл түс әдетте араласуды қажет ететін белсенді дабылды білдіреді, ал тұрақты қызыл түс басқару қуатының қолжетімсіз екенін жиі көрсетеді.

Сары немесе кәріптас түс әдетте ескерту жағдайын білдіреді. Материалдың жетіспеуі, ауа қысымының төмендеуі немесе қоректендіргішті толықтыру туралы сұрау өндірісті толық тоқтатпай-ақ осы күйді жиі іске қосады.

Жасыл түс әдетте автоматты режимдегі қалыпты жұмысты білдіреді. Кейбір жүйелерде жыпылықтаған жасыл түс машинаның дайын екенін, бірақ циклді бастау пәрменін күтіп тұрғанын көрсетеді.

Заманауи RGB қолдайтын шам бағандары бұл логиканы айтарлықтай кеңейтті. Қосымша машина күйлерін ажырату қажет фармацевтикалық өндірісте, жартылай өткізгіштер өндірісінде және автоматтандырылған қойма жүйелерінде көк және ақ индикаторлар қазір жиі кездеседі.

Қызыл, сары және жасыл түстер өнеркәсіптік автоматтандыру орталарындағы негізгі сигнал беру құрылымы болып қала береді.

Қыздыру шамдарынан LED мұнараларына көшу

Қыздыру шамдарынан LED-ке сигналдау жүйелерінің ауысуы өнеркәсіптік электроникадағы кең ауқымды үрдістерді көрсетеді. Өндірушілер қуат тұтынудың төмен болуын, қызмет ету мерзімінің ұзағырақ болуын және техникалық қызмет көрсету қажеттілігінің азаюын барған сайын көбірек талап етуде.

LED сигналдық мұнаралары дәстүрлі қыздыру шамдары конструкцияларына қарағанда токты аз тұтынады және жылуды айтарлықтай аз бөледі. Бұл өндірушілерге бірнеше түсті бір модульдік сегментке біріктіре отырып, ықшамырақ мұнаралар жасауға мүмкіндік береді.

Өнеркәсіптік кәсіпорындардағы техникалық қызмет көрсету ерекшеліктері

Қыздыру шамдары әлі де бір пайдалану артықшылығын ұсынады: ауыстырудың қарапайымдылығы. Істен шыққан шамды әдетте әмбебап шамдар қорын пайдаланып тез ауыстыруға болады.

Ал LED негізіндегі жүйелерде жарық диодтары тікелей схемалық тақшаларға біріктірілетіндіктен, көбіне бүкіл сигналдау сегментін ауыстыру қажет болады. Ақаулар әлдеқайда сирек орын алғанымен, олар ақырында туындағанда ауыстыру құны жоғары болуы мүмкін.

Энергия тиімділігі мен болжамды техникалық қызмет көрсету стратегияларына басымдық беретін нысандарда LED мұнаралары негізінен таңдаулы шешімге айналды.

Кеңейтілген қозғалыс жүйелері мен интеллектуалды жетектерді, соның ішінде өнеркәсіптік VFD және AC жетектері платформаларын, енгізіп жатқан кәсіпорындар қуаты төмен автоматтандыру архитектураларына сәйкестендіру үшін LED сигналдау жүйелерін барған сайын стандарттай түсуде.

Заманауи модульдік мұнаралар интеграторларға сегменттердің үйлесімдері мен орнату конфигурацияларын бейімдеуге мүмкіндік береді.

Смарт-сигналдық мұнаралар өнеркәсіптік желіге қосылады

Сигналдық мұнара технологиясындағы ең үлкен өзгеріс визуалды емес. Ол — коммуникациялық өзгеріс.

Дәстүрлі мұнаралар толығымен дискретті сымдарға сүйенді: әр сегментке бір сигнал сымы арналатын. Бүгінде Fieldbus қолдайтын сигналдық мұнаралар өнеркәсіптік Ethernet және IO-Link инфрақұрылымдарына тікелей біріктіріледі.

IO-Link және машиналарды динамикалық сигналдау

Смарт-сигналдық мұнаралар енді машина күйіне қарай түстерді динамикалық түрде өзгерте алады, жарықтылықты реттей алады, жыпылықтау жиілігін өзгерте алады және дыбыстық сигнал бергіштерді бағдарламалық түрде іске қоса алады.

IO-Link қолдайтын жүйелер конфигурация мен диагностиканы стандартталған байланыс қабаты арқылы жіберіп, сым жүргізуді де жеңілдетеді. Бұл қашықтан диагностиканы жақсарта отырып, орнату күрделілігін азайтады.

Кейбір кеңейтілген RGB жүйелері шағын HMI сияқты жұмыс істейді. Қаптама және материалдарды өңдеу жүйелерінде интеграторлар өндіріс санын, ақаулы өнімдер жәшігінің толу деңгейін немесе болжамды техникалық қызмет көрсету ескертулерін көрсету үшін жеке сегменттерді баптайды.

Бұл өзгеріс қарапайым далалық құрылғылардың өзі интеллектуалды желі қатысушыларына айналатын Industry 4.0 кең ауқымды үрдістеріне сәйкес келеді.

Fieldbus қолдайтын сигналдық мұнаралар динамикалық визуализацияны және машина деңгейіндегі диагностикасын қамтамасыз етеді.

Орналастыру — инженерлік шешім

Мұнаралы сигнал шамдарын енгізудегі ең жиі еленбейтін аспектілердің бірі — олардың физикалық орналасуы. Дұрыс орналастырылмаған шам тіпті ең жақсы сигнал беру стратегиясын да тиімсіз етуі мүмкін.

Машина жасаушылар өндіріс аймағының әр жерінен жақсы көрінуі үшін сигнал мұнараларын әдетте қоршау жүйелерінің, роботтандырылған ұяшықтардың немесе конвейер құрылымдарының үстіне орнатады. Алайда шамадан тыс биік орнату жақын маңдағы операторлар мен техникалық қызмет көрсету қызметкерлері үшін көрінбейтін аймақтар тудыруы мүмкін.

Дыбыстық және көрнекі үйлестіру

Шуы жоғары нысандарда дыбыстық дабылдар әлі де маңызды. Алайда бір-бірінен жеткілікті ажыратылмайтын зуммерлер түсінікті ақпараттың орнына шатасу тудырады.

Тәжірибелі жүйе интеграторлары әртүрлі жабдық аймақтарына көбіне бірегей дыбыс үлгілерін немесе импульс жиіліктерін тағайындайды. Бұл операторларға дабыл берілген машинаны көзбен іздеп таппай тұрып, оның қайдан шыққанын анықтауға көмектеседі.

Автоматтандыру жабдықтары тығыз орналасқан нысандар дабылдарға деген үйреншікті немқұрайлылықты азайту үшін мұнаралы сигнал шамдарының логикасын орталықтандырылған SCADA және дабылдарды басқару жүйелерімен барған сайын жиі біріктіреді.

Сымдау әдістері дами беруде

Қарапайым мұнаралы сигнал шамдарында әр сегмент түсі мен дыбыстық сигнал шығынына жеке өткізгіштер тағайындалатын дәстүрлі дискретті сымдау әдістері әлі де қолданылады.

Көптеген 24 VDC жүйелері өңірлік жобалау стандарттары мен контроллер архитектурасына байланысты қорек беруші (PNP) немесе қоректі тұйықтаушы (NPN) сымдау қағидаларының бірін ұстанады.

PLC арқылы басқарылатын жүйелердегі стандартты мұнаралы сигнал шамы қондырғыларында дискретті сымдау әлі де кең қолданылады.

M12 қосылымы және Plug-and-Play дизайны

Көптеген жаңа сигнал беру құрылғылары орнату мен ауыстыруды жеңілдету үшін стандартталған M12 коннекторларын пайдаланады. Бұл тәсіл далалық сымдау қателерін азайтып, машинаны құрастыру кезінде іске қосу жұмыстарын жеделдетеді.

Модульдік өндіріс орталарында жылдам қосылатын сигнал беру жүйелері ерекше құнды, өйткені жабдықтардың орналасуы жиі өзгереді.

Мұнаралы сигнал шамы әлі де өзектілігін жоғалтқан жоқ

Кейбір инженерлер заманауи HMI және өнеркәсіптік бақылау тақталары әлдеқайда көп ақпарат беретіндіктен, мұнаралы шамдар ескіріп бара жатыр деп санайды. Шын мәнінде, керісінше болып жатыр.

Зауыттар барған сайын автоматтандырылған сайын, машиналар арасындағы көрнекі байланыс одан әрі маңызды бола түсуде. Бірнеше роботтандырылған ұяшықты бақылайтын операторлар сенсорлық интерфейстерді немесе SCADA экрандарын үнемі қадағалай алмайды.

Мұнаралы сигнал шамы түсіндіруді қажет етпей, машина күйі туралы лезде ақпарат беретіндіктен тиімді. Білікті оператор өндірістегі ақауды зауыт цехының арғы шетінен бірнеше секундта анықтай алады.

Бұл тиімділік қазіргі заманғы автоматтандыруда әлі де маңызды.

Авторы: Дэниел Мерсер | Өнеркәсіптік жүйелер жөніндегі аға тілші

Дэниел Мерсердің өнеркәсіптік автоматтандыру, машиналарды басқару архитектуралары және ақылды өндіріс жүйелері салаларында 14 жылдық тәжірибесі бар. Оның тәжірибесіне автомобиль жасау және энергетика нысандарында Rockwell Automation, Siemens қозғалыс жүйелері, ABB қозғалтқыш жетектері және Honeywell процестерді басқару инфрақұрылымына қатысты далалық интеграция жобалары кіреді.