PAR 9/2014

P O M I A RY • A U T O M AT Y K A • R O B O T Y K A

PAR miesięcznik naukowo-techniczny

9 771427 91230 6

09

9/2014 ISSN 1427-9126 Indeks 339512 Cena 10,00 zł w tym 8 % VAT

www.par.pl

TEMAT NUMERU

ROZMOWA PAR

RYNEK I TECHNOLOGIE

Nośniki danych i sygnałów stosowanych w automatyce

Marek Tabaka, dyrektor ds. kluczowych inwestycji w firmie Eaton Electric

Wskaźniki, liczniki, rejestratory, wyświetlacze

22

40

68

SPIS TREŚCI

APLIKACJE

TEMAT NUMERU

22

Przesył sygnałów obiektowych i sterujących w instalacjach przemysłowych

Niezależnie od rodzaju instalacji automatyki konieczne jest stosowanie co najmniej jednego rodzaju przewodów, które umożliwiają przesyłanie informacji między poszczególnymi elementami systemu. W artykule zostały opisane popularne technologie przesyłu sygnałów za pomocą przewodów

35

Modernizacja automatyki kotła w Ciepłowni Kawęczyn

38

Wdrożenie robota ABB IRB 800 w firmie WISS

AUTOMATYKA 44

Programowalny i zintegrowany sterownik ruchu MCO305 do napędów Danfoss VLT AutomationDrive

47

Kurtyny bezpieczeństwa Panasonic SF4B

50

Han GND: uziemienie za pomocą złącza

52

Innowacyjne komponenty bezpieczeństwa – nowe produkty w ofercie SCHMERSAL

elektrycznych, optycznych, pneumatycznych i hydraulicznych, z podaniem przykładów z rynku.

WYDARZENIA 7

Aktualności

NOWOŚCI 14

Nowe produkty

75

Zamek zatrzaskowy BMS

76

SUPER-technopolimer w zastosowaniach przemysłowych

78

EUROTRAFO – produkty i możliwości

TEMAT NUMERU

Nośniki danych i sygnałów stosowanych w automatyce 30

Kable i przewody do aplikacji przemysłowych

32

Przewody chainflex z certyfikatem German Lloyd

33

Bezprzewodowo w automatyce – moduły ZigBee i terminale GSM w ofercie JM elektronik

34

4

Szeroki wybór przewodów do przesyłu danych i sygnałów

68 RYNEK I TECHNOLOGIE

Urządzenia do monitorowania procesów przemysłowych – przegląd rynku aparatury tablicowej Oglądając fotografie z zakładów przemysłowych, można dostrzec dwa dominujące motywy: roboty przemysłowe, taśmociągi i inne maszyny wykonawcze oraz tablice synoptyczne i pulpity sterownicze. Te drugie, dawniej złożone z dużych, kolorowych przycisków, przełączników i lampek oraz wskaźników analogowych, obecnie często są zastępowane rozwiązaniami cyfrowymi. Jednak na rynku wciąż pojawiają się nowe modele wskaźników, liczników, rejestratorów i regulatorów tablicowych, które cieszą się bardzo dużą popularnością.

RYNEK I TECHNOLOGIE 74

Urządzenia pomiarowe WObit z wyświetlaczem danych

FORUM MŁODYCH 80

Wielofunkcyjna platforma mobilna

inż. Szymon Kochanowski – Koło Naukowe Automatyki i Robotyki, Wydział Elektryczny, Politechnika Białostocka

NAUKA ROZMOWA PAR

Inwestowanie w automatykę przemysłową to sposób na trudne czasy

40

Rozmowa z Markiem Tabaką, dyrektorem ds. kluczowych inwestycji w firmie Eaton Electric.

84

Robot poruszający się po napowietrznych liniach energetycznych średniego i wysokiego napięcia

inż. Krzysztof Giełdziński – Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Politechnika Gdańska

91

Pomiary strumieni masy w rurociągach wody chłodzącej skraplacze w elektrowni zawodowej

dr hab. inż. Artur Andruszkiewicz, dr. inż. Krzysztof Kubas, mgr inż. Paweł Pliszka, dr inż. Wiesław Wędrychowicz – Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Politechnika Wrocławska

54

Wyłączniki i czujniki .steute Extreme do pracy w ekstremalnych warunkach

56

Modułowy system Jumo mTRON T do pomiaru, regulacji i automatyzacji

58

Standard IEC 61850 w energetyce – implementacja dla systemów wbudowanych

60

Panele operatorskie QuickPanel+ – ASTOR wprowadza nowe panele GE Intelligent Platforms

96

Indeks firm

98

Prenumerata

ROBOTYKA P O M I A RY • A U T O M AT Y K A • R O B O T Y K A

62

Chwytak PGN-plus firmy SCHUNK z prowadnicami wielozębnymi

POMIARY 64

System MEASURpoint do ultradokładnych pomiarów

66

Pomiar gęstości gazu SF6

67

Profilowanie temperatury w obróbce cieplnej

Miesięcznik naukowo-techniczny Pomiary Automatyka Robotyka

PAR miesięcznik naukowo-techniczny

9/2014 ISSN 1427-9126 Indeks 339512 Cena 10,00 zł w tym 8 % VAT

www.par.pl

Rok 18 (2014) nr 9 (211) ISSN 1427-9126, Indeks 339512

Na okładce: złącza przemysłowe firmy HARTING

9 771427 91230 6

09

TEMAT NUMERU

ROZMOWA PAR

RYNEK I TECHNOLOGIE

Nośniki danych i sygnałów stosowanych w automatyce

Marek Tabaka, dyrektor ds. kluczowych inwestycji w firmie Eaton Electric

Wskaźniki, liczniki, rejestratory, wyświetlacze

22

40

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

68

5

Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ i odkryj trzeci wymiar papieru PAR+ to bezpłatna aplikacja mobilna na systemy iOS oraz Android, dzięki której Czytelnicy miesięcznika „Pomiary Automatyka Robotyka” uzyskują bezpośredni dostęp do dodatkowych treści powiązanych z wybranymi publikacjami.

PAR jest pierwszym miesięcznikiem naukowo-technicznym w Polsce, który oferuje swoim odbiorcom to unikatowe rozwiązanie.

Dzięki PAR+można jednym dotknięciem palca obejrzeć film lub animację powiązaną z artykułem, przejść na stronę internetową lub do galerii zdjęć z wydarzenia opisanego w relacji prasowej, przeczytać rozszerzoną wersję artykułu, przejrzeć i pobrać specyfikację produktu opisywanego w artykule, skomentować artykuł na Facebooku, i wiele, wiele więcej.

Więcej informacji na par.pl/plus

Pobierz i uruchom bezpłatną aplikację PAR+

2

Skieruj kamerę telefonu lub tabletu na stronę artykułu oznaczonego ikoną PAR+

3

Na wyświetlaczu urządzenia pojawi się sześcian z logo PAR+ oraz przyciski prowadzące do dodatkowych treści

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

FACEBOOK

VIDEO

AKTUALNOŚCI WYDARZENIA

PL-982-drylin SLN 82x253M_PL-982-drylin SLN 82x253M 23.07.14 14:45 Seite 1

Roadshow firmy igus

Mini-Drive ... mały & silny.

Rośnie popularność wydarzeń typu roadshow, które pozwalają firmom zaprezentować produkty i zakres działania bezpośrednim odbiorcom, a tym ostatnim – nawiązać kontakty i podjąć decyzję o wyborze oferty. 6 sierpnia Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP gościł przedstawicieli firmy igus, którzy zaprezentowali swoje produkty i możliwości ich zastosowań.

– Zauważamy rosnące zainteresowanie takimi spotkaniami na polskim rynku i widzimy coraz większą potrzebę przeprowadzania tego typu prezentacji bezpośrednio w firmach. W tym roku, latem, zorganizowaliśmy pięć takich spotkań, które cieszyły się dużym zainteresowaniem i planujemy kontynuować takie działania w przyszłym roku – mówi Marek Wzorek, dyrektor zarządzający firmy igus.

Roadshow w PIAP było nie tylko okazją do porozmawiania ze specjalistami igus, ale także zapoznania się z konkretnymi rozwiązaniami. Wszyscy zainteresowani ofertą firmy mogli również otrzymać najnowsze katalogi, próbki prowadników kabli, przewodów, łożysk polimerowych oraz prowadnic liniowych. Spotkanie zakończyło się wspólnym grillowaniem.

Internet: Sklep Video 3D-CAD

Najnowsze opracowanie BCC Research wskazuje na kilkuprocentowy roczny wzrost światowego rynku robotów medycznych. Z szacunków firmy wynika, że w ciągu najbliższych pięciu lat rynek robotów medycznych i technik komputerowego wspomagania operacji będzie rozwijał się w tempie 7 proc. rocznie. Oznacza to, że na koniec tego okresu jego sumaryczna wartość przekroczy 4 mld dolarów.

Ze względu na stopień zaawansowania usług medycznych rynek ten koncentruje się przede wszystkim w USA, ale najszybszego wzrostu należy spodziewać się w krajach Azji i Pacyfiku. Według prognoz najbardziej popularne będą roboty do przeprowadzania endoskopii.

22 mm

28 mm Mała przestrzeń konstrukcyjna z drylin SLN: pracujący na sucho moduł liniowy z opcją śruby o 3 różnych skokach. Regulacja ręczna za pomocą pokrętła lub elektryczna przy pomocy silnika. Mały luz i cicha praca. dry-technologie – bez smarowania: igus.pl/drylinSLN ®

plastics for longer life ... od ®

24 godzin!

Zamów bezpłatne próbki: Tel. 22 863 57 70 Faks 22 863 61 69 REKLAMA

Fot. Urszula Chojnacka (PAR), BCC Research

Rozwój rynku robotów medycznych

Prosimy nas odwiedzić: ENERGETAB – Pawilon J, Stoisko 23 HPS – Pawilon 3 Stoisko 31

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

7

WYDARZENIA AKTUALNOŚCI

Seminarium RADWAG w Tajpej Firma Radwag, wspólnie z tajwańskim dystrybutorem jej produktów, Proyes Testing Equipment, oraz w ścisłej współpracy z Warszawskim Biurem Handlowym w Tajpej, zorganizowała seminarium i prezentację produktów. W szkoleniu, które odbyło się w Tajpej World Trade Center, wzięło udział 60 osób z 45 tajwańskich firm. Spotkanie zostało zainaugurowane przez ambasadora Marka Wejtko, dyrektora generalnego Warszawskiego Biura Handlowego w Tajpej, a pozostałą część poprowadzili przedstawiciele firmy Radwag: Cezary Tomaszewski, specjalista ds. eksportu i Łukasz Wesoły, menedżer ds. eksportu. Celem spotkania było przybliżenie uczestnikom informacji na temat produktów Radwag, a w szczególności zaawansowanych systemów ważących stosowanych w przemyśle, wag dynamicznych (tzw. chekcweigherów), wag laboratoryjnych serii 3Y, wag laboratoryjnych serii R oraz wago-suszarek serii MAC, MAX oraz MA.3Y.

REKLAMA

Co zrobić, aby maszyna była bezpieczna?

23 września firmy Elokon Polska, Omron Electronics oraz Politechnika Warszawska i Państwowa Inspekcja Pracy, jako patron honorowy, zapraszają na seminarium „Inżynieria bezpieczeństwa maszyn w praktyce przemysłowej”, organizowane na Wydziale Inżynierii Produkcji Politechniki Warszawskiej.

Zaprezentowane zostaną tam podstawowe problemy kształtowania bezpieczeństwa maszyn, jednak nacisk położony będzie przede wszystkim na zagadnienia praktyczne: proces oceny ryzyka – case studies, LOTO – bezpieczeństwo służb utrzymania ruchu oraz dostosowywanie starych maszyn do wymagań minimalnych.

Seminarium kierowane jest do projektantów, producentów, dostawców i użytkowników maszyn, jak również do pracodawców i wszystkich służb odpowiedzialnych za kształtowanie bezpiecznych warunków pracy. W trakcie seminarium będzie można wysłuchać najlepszych praktyków w branży bezpieczeństwa maszyn, którzy podzielą się swoim doświadczeniem. Spotkanie będzie także okazją, by dowiedzieć się, jak zaprojektować, zbudować i eksploatować „bezpieczną maszynę”. Szczegółowy program wydarzenia i formularz zgłoszenia są dostępne na stronie internetowej http://www.elokon.pl/ seminaria-i-konferencje.htm.

Analitycy firmy ASTOR zauważają, że przedsiębiorstwa produkcyjne coraz częściej sięgają po rozwiązania mobilne. Smartfon, tablet, komputer, a nawet telewizor – to urządzenia, które po zainstalowaniu specjalistycznego oprogramowania mogą stać się ważnymi elementami procesu produkcji w dużym zakładzie przemysłowym. W praktyce oznacza to, że za pomocą m.in. telefonu komórkowego można nie tylko uzyskać dostęp do bieżących wizualizacji trwających w firmie procesów, ale także do ustawień pozwalających na generowanie raportów, zmianę parametrów urządzeń oraz do zaawansowanych funkcji, związanych z całym procesem produkcyjnym. Ogólnoświatowa tendencja jest wyraźna – według badania Symantec 2013 State of Mobility Survey wdrażanie technologii mobilnych uważa za istotne aż 84 proc. innowacyjnych firm, a ich główną motywacją są czynniki biznesowe.

8

Fot. Radwag, Elokon, ASTOR

Smartfon narzędziem do zarządzania fabryką?

TAK

CZY MOGĘ ZAMAWIAĆ TAKŻE

MAŁE ILOŚCI?

CZY OFERUJE

NIE

TAK

CZY POSIADA

BOGATĄ OFERTĘ

SZYBKĄ DOSTAWĘ?

TAK

PRODUKTÓW OD

Nie warto ryzykować.

WIODĄCYCH PRODUCENTÓW?

CZY ZAPEWNIA

NIE

JAK ZNALEŹĆ

ZAUFANEGO DOSTAWCĘ

ELEKTRONIKI I AUTOMATYKI?

FACHOWĄ OBSŁUGĘ KLIENTA? TAK

RS Components Na nas można liczyć.

Wybierając RS, mogą mieć Państwo pewność, że dokonują właściwego wyboru.

RS Components to aż 500 000 produktów z zakresu elektroniki, automatyki i utrzymania ruchu od ponad 2500 wiodących producentów.

Zamówione produkty dostarczamy już do 24h lub do 48h w zależności od lokalizacji odbiorcy zamówienia.

pl.rs-online.com

WYDARZENIA AKTUALNOŚCI

Nowa strona internetowa MITSUBISHI ELECTRIC

Strona SEW-Eurodrive dla specjalistów

Pod adresem www. mitsubishi-electric.pl uruchomiona została nowa odsłona strony internetowej firmy Mitsubishi Electric.

Strona jest podzielona na dwie strefy: „Dla Ciebie” i „Dla Biznesu”. W strefie „Dla Biznesu”, przeznaczonej dla klientów biznesowych, można znaleźć pełną ofertę produktową firmy, dokumentację techniczną, poradnik rozwiązań dla konkretnych typów obiektów, a także zapisać się on-line na szkolenia. Strefa „Dla Ciebie” jest przeznaczona dla klientów indywidualnych. Zawiera konfigurator doboru urządzeń, informacje o gotowych zestawach klimatyzacji, przykładowe rozwiązania dla domu, mieszkania i biura oraz mapę miejsc, w których można kupić urządzenia marki Mitsubishi Electric. Na stronie można ponadto znaleźć wiele porad, aktualności, ciekawostek i informacji o promocjach.

W tym miesiącu startuje nowy moduł dla instalatorów, projektantów i architektów, w którym będzie można znaleźć szereg materiałów technicznych dotyczących urządzeń, materiałów marketingowych oraz narzędzi wsparcia sprzedaży.

Na stronie www.sew-szkolenia.pl znajdują się informacje na temat różnych rodzajów szkoleń, prowadzonych przez SEW. Podstawowa oferta obejmuje kursy inżynierskie i menedżerskie, ale dostępne są też kursy z oprogramowania Microsoft Office i kursy biznesowego języka angielskiego.

Szkolenia inżynierskie SEW-Eurodrive mają w najlepszy możliwy sposób przygotować automatyków do podejmowania zadań i rozwiązywania problemów w codziennej pracy. Opracowane programy szkoleniowe zawierają podstawowe zasady teoretyczne oraz dużo ćwiczeń.

Szkolenia menedżerskie dotyczą tzw. umiejętności miękkich i są realizowane również w Centrum Szkoleniowym SEW-Eurodrive, ale ponadto także w placówkach współpracującej z SEW-Eurodrive firmy Meritum.

Fot. Mitsubishi Electric, SEW-Eurodrive, MTP, Copa Data

REKLAMA

Klucz do sukcesu to efektywna współpraca

Na tegorocznych targach Taropak, które odbędą się w dniach 29 września – 2 października w Poznaniu, firmy TMA Automation, Omron i Medical zaprezentują się na wspólnym stoisku. Będzie to innowacyjna prezentacja możliwości, jakie w praktyce daje dobra współpraca producenta maszyn, dostawcy sprzętu oraz klienta końcowego. Odwiedzający stoisko będą mogli poznać szczegóły całego cyklu życia maszyny: od projektu, przez dobór sprzętu, po wdrożenie aplikacji i rozpoczęcie produkcji, a także opiekę inżynierów aplikacyjnych w kolejnych etapach modernizacji i rozbudowy linii produkcyjnych. Stworzenie wspólnego stoiska ma również na celu zwrócenie uwagi zwiedzających na kluczowy element rozwoju na rynku B2B, jakim jest współpraca między partnerami biznesowymi.

Firma TMA Automation, która specjalizuje się w projektowaniu i konstruowaniu robotów do etykietowania w formie [IML] oraz zrobotyzowanych stanowisk montażowych, zaprezentuje podczas targów możliwości, które pozwalają zwiększyć konkurencyjność producentów z Polski poprzez tworzenie środowiska sprzyjającego poprawie wydajności, niezawodności, rentowności i jakości produktu finalnego. Japoński producent automatyki przemysłowej, firma Omron Electronics, która zajmuje się automatyzacją maszyn, przedstawi dwa stanowiska odwzorowujące pracę maszyn pakujących oraz stanowisko z robotem Delta z silnikiem liniowym, obrazującym możliwości, jakie daje Platforma Sysmac – kompleksowe rozwiązanie firmy Omron. Firma Medical, producent opakowań z tworzyw sztucznych, dzięki współpracy z wymienionymi wcześniej firmami wprowadza robotyzację i automatyzuje procesy produkcyjne. Na stoisku przedstawi najciekawsze przykłady swoich realizacji.

Gliwicki ProPoint to nowy partner firmy Copa-Data. Oferuje on szeroki zakres usług programowania i uruchamiania systemów sterowania i systemów wizualizacji SCADA. Firma programuje też roboty przemysłowe w trybie on-line, wraz z symulacjami w trybie off-line. Wśród klientów ProPoint są m.in. Audi, BMW i Hunday, tak więc sieć partnerska firmy Copa-Data zyskuje uznanego eksperta w branży samochodowej. Dzięki innowacyjnym rozwiązaniom zastosowanym w systemie HMI/SCADA i profesjonalizmowi ProPoint firmy zakładają, że ich partnerstwo przyniesie wymierne korzyści klientom końcowym oraz przyczyni się do rozwoju obu spółek.

REKLAMA

Fot. Mitsubishi Electric, SEW-Eurodrive, MTP, Copa Data

Współpraca ProPoint i COPA-DATA

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

11

WYDARZENIA AKTUALNOŚCI

CONRAD i relayr oferują WunderBar

SONEL – 20 lat na rynku

Firma Conrad nawiązała współpracę na wyłączność ze start-upem relayr (iThings4U GmbH), z siedzibą w Berlinie, w celu opracowania i wdrożenia innowacyjnego i przełomowego zestawu WunderBar do tworzenia aplikacji typu open source, zgodnych z koncepcją Internetu przedmiotów (IoT). W marcu tego roku wielkim sukcesem zakończyła się kampania crowdfundingowa projektu WunderBar, przeprowadzona za pośrednictwem platformy Dragon Innovations. Dzięki niej zgromadzono aż 120 proc. środków potrzebnych do sfinansowania projektu.

Zestaw WunderBar pozwoli twórcom oprogramowania na szybkie i łatwe opracowywanie aplikacji mobilnych oraz prototypów w oparciu o dane fizyczne, bez konieczności posiadania specjalistycznej wiedzy na temat sprzętu. W skład zestawu wchodzą narzędzia programistyczne (SDK) dla systemów iOS i Android oraz platformy Node.js.

WunderBar wygląda jak tabliczka czekolady, składająca się z siedmiu kostek, które można dowolnie rozdzielać. Zestaw zbudowany jest z modułu głównego Wi-Fi z funkcją Bluetooth Low Energy (BLE) oraz sześciu minimodułów opartych na inteligentnych czujnikach. Każdy element ma funkcję BLE, czujnik lub siłownik, a także baterię. Minimoduły wyposażone są czujniki światła, koloru, odległości, temperatury i wilgotności, a także akcelerometr, żyroskop oraz opcję zdalnego sterowania IR.

Firma Sonel obchodzi w tym roku 20-lecie istnienia. Ta rocznica była okazją do zorganizowania uroczystej gali, która odbyła się 14 czerwca w Teatrze Miejskim w Świdnicy. Wśród licznie zgromadzonych gości, których przywitali prezes firmy Krzysztof Wieczorkowski oraz wiceprezes Jan Walulik, znaleźli się m.in. prezydent Świdnicy Wojciech Murdzek, wójt gminy Teresa Mazurek, przewodnicząca rady miejskiej Joanna Gadzińska, posłanki Katarzyna Izabela Mrzygłocka i Teresa Świło, założyciele spółki: Marian Wojdyło, Tadeusz Sołkiewicz, Mirosław Nowakowski i Krzysztof Folta, członkowie zarządu oraz pracownicy spółki. – Pozycja, jaką obecnie zajmuje na rynku Sonel, jest przede wszystkim efektem pracy osób zatrudnionych w firmie.

To właśnie pracowitość, upór i konsekwencja pracowników są źródłem sukcesu – podkreśla Jan Walulik, wiceprezes Sonel.

W trakcie gali Wojewoda Dolnośląski Tomasz Smolarz wręczył Medale za Długoletnią Służbę, przyznane przez Prezydenta Rzeczypospolitej Polskiej Bronisława Komorowskiego.

Złotym medalem zostali odznaczeni Jan Walulik i Krzysztof Wieczorkowski, srebrnym – Joanna Dembińska, zaś brązowym – Grzegorz Chrzanowski, Piotr Cioruń, Ewelina Ciupiak, Andrzej Grymek, Paweł Stanisław Lepczyński, Sławomir Pasternak i Klaudiusz Staciwa. Podczas uroczystości z rąk przedstawicieli zarządu Złote Odznaki Honorowe Sonel otrzymało również 13 wieloletnich pracowników firmy.

Fot. Conrad, Sonel, PAR, Expo Silesia

REKLAMA

12

Zaproszenie do udziału w targach AUTOMATICON 2015

Przyszłoroczna, XXI edycja Międzynarodowych Targów Automatyki i Pomiarów Automaticon, odbędzie się za pół roku, ale jej organizatorzy – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP oraz spółka MVM – już teraz mają się czym pochwalić. Na siedem miesięcy przed rozpoczęciem targów, które odbędą się w dniach 17–20 marca 2015 r., wystawcy – wśród nich szereg nowych firm – zarezerwowali ponad 80 proc. dostępnej powierzchni wystawienniczej w Centrum EXPO XXI. Tradycyjnie na targach pojawi się około 300

wystawców. Swój udział potwierdziła większość firm obecnych podczas ubiegłorocznej, jubileuszowej edycji targów.

Automaticon 2015, podobnie jak jego edycje z ubiegłych lat, będzie stał pod znakiem wielu interesujących, nowoczesnych rozwiązań w zakresie specjalistycznego oprogramowania, komponentów automatyki, robotów, układów pomiarowych oraz – co zwykle budzi ogromne zainteresowanie – kompletnych aplikacji.

Organizatorzy spodziewają się również, jak co roku, wielu interesujących prezentacji i wystąpień seminaryjnych, na których wystawcy zaprezentują innowacje i najnowsze osiągnięcia.

Formularze zgłoszenia udziału w najbliższej edycji targów Automaticon są dostępne na stronie internetowej www.automaticon.pl/zgloszenia_2015.php. Na wszystkich, którzy w terminie do 30 października 2014 r. prześlą swoje formalne zgłoszenia i wpłacą wymaganą regulaminem zaliczkę, czeka tradycyjny upominek – roczna prenumerata miesięcznika „Pomiary Automatyka Robotyka” (PAR).

Zbliża się nowa odsłona Targów Robotyzacji i Automatyzacji ROBOTshow 2014, teraz z mocnym wsparciem Międzynarodowych Targów Spawalniczych ExpoWELDING. Oba te wydarzenia odbędą się wspólnie w Centrum Targowo-Konferencyjnym Expo Silesia w Sosnowcu, w dniach 14–16 października 2014 r.

Targi Robotyzacji i Automatyzacji ROBOTshow to aktualnie jedyna w Polsce targowa platforma prezentacji ofert branży robotyki i pozyskiwania kontaktów z różnych sektorów przemysłu. Modernizacja i ciągły rozwój znaczącej liczby zakładów przemysłowych wymagają dostępu do wiedzy na temat najnowszych technologii, nowoczesnych podzespołów i produktów. Dzięki tym targom odwiedzający mają okazję zapoznać się z aktualnościami branżowymi,

dokonać przeglądu firm konkurencyjnych, zasięgnąć porad cenionych ekspertów, ocenić prezentacje ciekawych rozwiązań i technologii.

W tym roku targi ROBOTshow odbywają się w trakcie najważniejszego wydarzenia spawalniczego w Europie Środkowo-Wschodniej – Międzynarodowych Targów Spawalniczych Expo-WELDING. Podczas ExpoWELDING będzie można zobaczyć ofertę wiodących producentów sprzętu spawalniczego oraz oprogramowania, zarówno z Polski, jak i z Czech, Finlandii, Holandii, Niemiec, Słowacji, Szwecji, Tajwanu, Turcji oraz Włoch. Wystawę uzupełni 56. Naukowo-Techniczna Konferencja Spawalnicza pod hasłem: „Spawalnictwo – zawsze można więcej”, której organizatorem będzie Instytut Spawalnictwa z Gliwic. Więcej informacji na temat imprez oraz pełne zakresy tematyczne znajdują się na stronach internetowych: www.expowelding.pl, www.robotshow.pl

REKLAMA

Fot. Conrad, Sonel, PAR, Expo Silesia

Robotyka zagości jesienią w EXPO SILESIA

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

13

NOWOŚCI NOWE PRODUKTY

Seria zasilaczy HBG Mean Well napięciem z przedziału 90–305 V AC, natomiast na wyjściu dostępne są napięcia od 24 V DC do 60 V DC. Seria HBG wyróżnia się wysoką

sprawnością, dochodzącą do 93,5 %, wbudowanym aktywnym układem PFC oraz współczynnikiem mocy powyżej 0,9 (przy obciążeniu <50 %).

Zasilacze nie wymagają dodatkowego źródła chłodzenia, gdyż mogą pracować w otwartym obiegu powietrza,

w temperaturze od –40 °C do +60 °C. Tak długo, jak temperatura w górnej

części obudowy może być kontrolowana na poziomie poniżej 70 °C, żywotność zasilacza jest gwarantowana na czas do 40 tys. godzin. Urządzenia mają stopień ochrony IP65/67 (w zależności od modelu) i są wyposażone w zabezpieczenia przeciwzwarciowe,

Procesowy przetwornik ciśnienia UPT-2X

Przetwornik ciśnienia S-20

Nowy przetwornik procesowy WIKA – model UPT-2X – to solidny, bardzo dokładny przyrząd o wszechstronnym zastosowaniu. Kompaktowa obudowa przetwornika UPT-2X, wykonana z tworzywa, jest wyposażona – w zależności od wymagań – w czujnik pomiarowy o zakresie 0–400 mbarów i 0–1000 barów. Zakresy pomiarowe są dowolnie skalowane, z maksymalnym zalecanym zmniejszaniem zakresu 20:1.

Przetwornik ma wytrzymałą konstrukcję oraz miejscowy, regulowany, dobrze widoczny wyświetlacz.

Komunikuje się za pośrednictwem najnowszego standardu HART (v7).

Dzięki regulowanej główce wyświetlacza można dostosować przyrząd do różnych typów montażu.

Przetwornik ciśnienia S-20 do ogólnych zastosowań przemysłowych jest idealnym rozwiązaniem dla klientów o wysokich wymaganiach w zakresie pomiaru. Cechuje go bardzo dobra dokładność, solidna konstrukcja i wyjątkowa liczba wariantów, co oznacza, że może być stosowany w szerokim zakresie aplikacji. Model S-20 jest dostępny w bardzo trwałej, wytrzymałej wersji, w całości wykonanej ze stali nierdzewnej, na którą nie mają wpływu nawet najbardziej niesprzyjające warunki środowiska.

Przetwornik ten jest w stanie spełnić wszystkie wymagania w zakresie odporności, począwszy od najniższej temperatury podczas stosowania na zewnątrz, przez ekstremalne wstrząsy i wibracje w budowie

14

Promocja

Przetwornik ten jest odpowiedni także dla stref wybuchowych.

Ponadto przyrząd jest łatwy w użyciu, a także ekonomiczny.

Beznarzędziowa obsługa oszczędza czas, a stabilność długookresowa zapewnia niskie koszty eksploatacji.

WIKA Polska spółka z ograniczoną odpowiedzialnością sp. k. ul. Łęgska 29/35 87-800 Włocławek tel. 54 23 01 100 fax 54 23 01 101 e-mail: info@wikapolska.pl www.wikapolska.pl

przepięciowe, przeciążeniowe i termiczne. Modele oznaczone literą B mają dodatkowo funkcję ściemniania 3 w 1. Produkty są zgodne ze światowymi certyfikatami UL, CUL, TUV, CB i CE, zapewniającymi bezpieczeństwo użytkownika, i są objęte pięcioletnią gwarancją.

Zasilacze serii HBG można montować w różny sposób, np. na łańcuchach, linach, oraz innych uchwytach, wraz z modułami LED, radiatorem i kloszem lampy.

Dedykowane aplikacje to oświetlenie przemysłowe LED, oświetlenie sceniczne oraz inne odkryte systemy oświetlenia architektonicznego.

ELMARK Automatyka Sp. z o.o. www.elmark.com.pl

maszyn, po agresywne media w przemyśle chemicznym.

Kluczowe cechy tego przetwornika to zakres pomiarowy do 1600 barów, precyzyjny pomiar, bezpieczna praca, międzynarodowe aprobaty, możliwość pracy w ciężkich warunkach i ekstremalnej temperaturze, indywidualne rozwiązania oraz krótkie terminy realizacji.

WIKA Polska spółka z ograniczoną odpowiedzialnością sp. k. ul. Łęgska 29/35 87-800 Włocławek tel. 54 23 01 100 fax 54 23 01 101 e-mail: info@wikapolska.pl www.wikapolska.pl

Fot. Elmark Automatyka, WIKA, HARTING

Firma Mean Well wprowadziła nową serię zasilaczy HBG o mocy od 96 W do 240 W, do zastosowań w oświetleniu przemysłowym. Wśród linii produktów LED to pierwsze zasilacze o okrągłym kształcie, dzięki któremu są łatwe w montażu i idealnie wpisują się w konstrukcję mechaniczną opraw oświetleniowych typu High-Bay i Low-Bay. Całkowicie wypełniona klejem aluminiowa obudowa może być ściśle połączona z radiatorem opraw oświetleniowych, zapewniając tym samym doskonałą zdolność rozpraszania ciepła. Jej smukły kształt ułatwia montaż w przypadku ograniczonego miejsca.

Urządzenia zasilane są

Rozwiązanie HanOnBoard Transmisja danych, sygnałów i mocy zasilającej jest niezbędnym warunkiem produkcji przemysłowej.

Zdecentralizowane skrzynki rozdzielcze, wyposażone w złącza Han, wykonują te zadania. Grupa Technologiczna HARTING oferuje obecnie alternatywę dla ręcznego okablowania złączy Han w skrzynkach.

Standardowe rozwiązanie dla skrzynek rozdzielczych polega na łączeniu poszczególnych złączy poprzez ręczne okablowanie.

Powyższe rozwiązanie nie jest do końca idealnym rozwiązaniem: wymagany jest znaczny wysiłek przy produkcji, a wrażliwość na trudne warunki zewnętrzne, jak wstrząsy i wibracje, jest znaczna. Usuwanie usterek systemu jest mało skuteczne, gdyż istnieje ryzyko popełniania wtórnych

błędów przy obsłudze serwisowej.

Celem prac rozwojowych prowadzonych przez firmę HARTING było opracowanie rozwiązania, które pozwoliłoby na dalsze stosowanie sprawdzonych złączy Han, przy uniknięciu wad ręcznego okablowania.

Opracowane rozwiązanie nazywa się HanOnBoard.

Polega ono na łączeniu złączy Han z płytkami drukowanymi (ang. Printed Circuit Board) za pomocą adaptera, przez który dane,

sygnały i moc zasilająca są dystrybuowane szybko i w niezawodny sposób. Rozwiązanie to pozwala zrezygnować z czasochłonnego i potencjalnie awaryjnego okablowania i opiera się na stosowanej na skalę przemysłową kombinacji, składającej się ze sprawdzonych komponentów złączy Han, adapterów płytek drukowanych i samych płytek drukowanych firmy HARTING. System HanOnBoard jest zwarty i lekki, a jego podatność na uderzenia i drgania jest ograniczona do minimum. Żmudne

usuwanie usterek zastąpiono nowoczesną i szybką wymianą modułu. Unika się również błędów wtórnych podczas naprawy okablowania. Ponadto specjalne procesy techniczne zapewniają odpowiednią elastyczność w miejscu instalowania również wtedy, gdy są stosowane płytki drukowane.

Wszystkie komponenty systemu HanOnBoard są produkowane i dostarczane przez firmę HARTING. Współpraca z firmą HARTING, będącą dostawcą kompletnego systemu, znacznie skraca czas dostawy gotowych rozwiązań.

HARTING Polska Sp. z o.o. ul. Duńska 9, 54-427 Wrocław tel. 71 352 81 71 fax 71 350 42 13 e-mail: pl@HARTING.com www.HARTING.pl

Fot. Elmark Automatyka, WIKA, HARTING

Getac T800 – odporny tablet dla pracowników terenowych Getac wprowadził do oferty kolejny, po modelu F110, tablet nowej generacji dla pracowników terenowych.

Wśród jego głównych odbiorców znajdą się przede wszystkim służby bezpieczeństwa publicznego, pogotowie energetyczne, szeroko pojęta branża GIS i budowlańcy. Zmianie, w porównaniu do jego większego brata, uległ głównie ekran, który ma 8,1”, dzięki czemu masa i wymiary urządzenia również uległy zmniejszeniu.

Ekran jest jednym z głównych czynników, świadczących o przydatności takiego urządzenia w terenie.

Zastosowano matrycę o rozdzielczości 1280 × 800 i jasności 600 nits. Takie parametry pozwalają na wygodną pracę w każdych warunkach oświetleniowych.

Ekran dotykowy wykonano w technologii pojemnoPromocja

ściowej, a za dopłatą może być wyposażony w digitizer.

Sercem urządzenia jest nowy, czterordzeniowy procesor Intel Pentium N3530. Współpracuje on z 4 GB pamięci RAM i dyskiem SSD 64 GB lub 128 GB. Tablet standardowo jest wyposażony w jedną kamerkę z przodu, zaś opcjonalnie można doposażyć go w drugą kamerkę 5 Mpx z autofocusem i lampą LED. W zależności od wymagań klienta sprzęt może być dostarczony z systemem Windows 8.1 lub Windows 7.

Kolejną zaletą tabletu jest duża elastyczność w doborze konfiguracji.

Można wyposażyć go w czytnik kodów kreskowych 1D/2D, Micro SD lub złącze Ethernet. Ponadto, dzięki specjalnej konstrukcji SnapBack, z tyłu obudowy

można podłączyć moduł do kart płatniczych (ang. Smart Card Reader) z RFID lub dodatkową baterię HotSwap.

Standardowy czas pracy jednej baterii wynosi osiem godzin, a przy zastosowaniu dodatkowej baterii ulega podwojeniu, co daje bezkonkurencyjne 16 godzin ciągłej pracy bez ładowania.

Głównym powodem, dla którego pracownicy terenowi wybierają urządzenia rugged jest ich wytrzymałość. W tym przypadku tablet ma stopień ochrony IP65, co oznacza, że może być zalany strumieniem wody z dowolnego kierunku i może pracować w dużym zapyleniu. Ponadto komputer ma zagwarantowaną odporność na upadek z wysokości 1,8 m, co

potwierdza certyfikat MIL-STD-810G. O przydatności takiego urządzenia decydują też dostępne akcesoria – producent przygotował całą gamę dodatków, m.in. stacje dokujące biurowe i samochodowe, paski, szelki, torby, zewnętrzne ładowarki do baterii. Tablet jest dostępny w ofercie polskiego dystrybutora, tj. firmy Elmark Automatyka.

Więcej informacji można znaleźć na stronie internetowej: RUGGED.com.pl.

ELMARK Automatyka Sp. z o.o. www.elmark.com.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

15

NOWOŚCI NOWE PRODUKTY

Złącza światłowodowe SOC SOC (ang. Splice-on Connector) to złącza światłowodowe, zarabiane metodą spawania bezpośrednio na kablu. Rozwiązanie firmy Ilsintech pozwala na wykonanie we własnym zakresie patchcordu światłowodowego lub zakończenia kabla instalacyjnego złączem bezpośrednio na tym kablu, w miejscu instalacji.

Współpracuje z kablami o średnicy do 3 mm lub przekroju 2 mm × 3 mm.

Innowacyjny system ruchomej feruli sprawił, że

złącza idealnie dopasowują się do siebie i mają o wiele wyższe parametry wytrzymałościowe niż przewidują wymagania norm.

Wyeliminowanie kasety spawów, wykorzystywanej w tradycyjnej metodzie łączenia pigtailami, pozwoliło na zaoszczędzenie sporej przestrzeni potrzebnej do wykonania zakończeń – spaw znajduje się w złączu.

Dostępne złącza to: SC, LC, ST i FC dla najważniejszych typów włókien, w tym G.657. Cena złącza

SOC jest porównywalna z kosztem pigtaila.

Uzupełnieniem systemu jest mała i lekka spawarka światłowodowa Swift F1+ z systemem All-In-One. Urządzenie wyposażono w stripper termiczny, nóż do włókien, pojemnik na czyściwo, miernik mocy i VFL. Wszystko, co jest

potrzebne do wykonania zakończenia włókna złączem SOC lub standardową metodą pigtailową, jest w jednym urządzeniu.

Standardowo przetwornik wykonywany jest w dokładności 0,5 %. Możliwe są również opcjonalnie dokładności 0,25 % i 0,1 %.

Obudowa wyświetlacza i elektroniki jest aluminiowa natomiast wszystkie pozostałe części wykonane są ze stali kwasoodpornej. Istnieje też możliwość zastosowania do części zwilżanych innych bardziej odpornych materiałów. Wyświetlacz występuje w kilku opcjach: nieprogramowalny ustawiony fabrycznie na żądany

zakres wyświetlania, albo programowalny z dwoma przyciskami do ustawiania konfiguracji. Dostępna jest także opcja zaawansowanego wyświetlacza i elektroniki z komunikacją HART. Przetwornik daje więc możliwość zastosowań w szerokim zakresie przy jednoczesnej optymalizacji jego kosztu.

SEiT tel. 77 543 05 38 e-mail: seit@seit.pl www.seit.pl www.swiatlowody-pomiary.pl

Przetwornik różnicy ciśnień typu PXWD

W ofercie firmy Peltron pojawił się analogowy przetwornik różnicy ciśnień

w wersji zintegrowanej ze zbloczem zaworowym. Jest to propozycja ekonomicznej wersji przetwornika wyposażonej w programowalny wyświetlacz lokalny i adapter umożliwiający bezpośredni montaż do standardowego zblocza trzy- lub pięciozaworowego.

Przetwornik w wersji wyjścia 4–20 mA może mieć cztery zakresy pomiarowe przełączane wewnętrznymi mikroprzełącznikami. Podstawowy zakres pomiarowy może być od 50 mbar do 20 bar.

PELTRON TPH Sp. z o.o. tel. 22 615 63 56 e-mail: peltron@home.pl www.peltron.pl

Punkt dostępowy WLAN WLI-E firmy ATIM zapewnia elastyczną, bezprzewodową łączność w sieci 802.11a/b/g, z zachowaniem najnowszych standardów bezpieczeństwa. WLI-E jest przeznaczony do zastosowań wymagających trwałości i niezawodności działania w trudnych warunkach przemysłowych. Charakteryzuje się doskonałym stosunkiem jakości i funkcjonalności do ceny. Urządzenie jest zamknięte w solidnej, metalowej obudowie i jest doskonale

16

Promocja

zabezpieczone przed pyłem i wodą (stopień ochrony IP66 lub IP67 w wersji wzmocnionej). Z powodzeniem pracuje w temperaturze od –25 °C do +70 °C i wilgotności od 0 % do 95 %. Może być umieszczane wewnątrz lub na zewnątrz budynków.

Komunikacja działa w oparciu o standard IEEE 802.11 a/b/g (Wi-Fi), a urządzenie może pracować jako punkt dostępowy, stacja kliencka bądź stacja służąca do podłączenia dwóch punktów w trybie bridge. WLI-E

jest wyposażony w dwa złącza M12 (do zasilania i sieci Ethernet) oraz złącze antenowe NF. Konfiguracja urządzenia odbywa się za pomocą intuicyjnego interfejsu przeglądarki internetowej (ustawienia zapisywane są w pamięci EEPROM).

Przez Internet (Telnet, SSH, HTTPS) można również przeprowadzać badania diagnostyczne (test przepustowości,

statystyki, tabela ARP, dziennik aktywności, Site Survey i inne). Diody LED wizualizują status urządzenia oraz informują o sile sygnału RSSI. O bezpieczeństwie rozwiązania stanowią zastosowane zabezpieczenia, takie jak: filtrowanie adresów MAC, WPA2, watchdog. Produkt jest dostępny w dwóch wersjach: WLI-E/24: 802.11b/g (2,4 GHz), 54 Mb/s oraz WLI-E/58: 802.11a (5,8 GHz), 54 Mb/s. www.sabur.com.pl

Fot. SEiT, Peltron TPH, Sabur, Elmark Automatyka, JPEmbedded, WIKA

WLI-E – WLAN Access Point

Bezprzewodowe sterowanie z ARM-D88 Mirror lub Modbus umożliwiają ARM-D88 bezprzewodowy monitoring i sterowanie urządzeniami lub maszynami. Urządzenie ma wbudowany web serwer, dzięki czemu użytkownicy mogą je skonfigurować oraz przeprowadzać testy diagnostyczne z poziomu strony internetowej. Radiomodem jest kompatybilny z pozostałymi urządzeniami serii ARM, m.in. radiomodemami pełniącymi funkcje stacji bazowych ARM-SE (Ethernet/RS) i ekonomicz-

ARM-D88 Remote IO firmy ATIM to radiomodem z wbudowanymi wejściami i wyjściami, który umożliwia bezprzewodowy monitoring i sterowanie urządzeniami.

Radiomodem pracuje w nielicencjonowanym paśmie 868 MHz i osiąga prędkość 19,2 kb/s w kanale radiowym. Moc ARM-D88 jest regulowana w zakresie 1–20 mW, z opcją 500 mW. Wbudowane wejścia/wyjścia (osiem wejść i osiem wyjść cyfrowych) i praca w trybach

nymi ARM-IO. Największe zalety radiomodemów rodziny ARM (ang. Advanced Radio Modems) to znakomity zasięg sygnału radiowego (ponad 5 km Line-of-sight), wysoka stabilność komunikacji radiowej, a także doskonała czułość, pozwalająca na pracę w bardzo trudnych warunkach hal przemysłowych, mobilnych maszyn, dźwigów itp.

www.sabur.com.pl

Komputery RISC: małe wymiary, duże możliwości Firma Moxa, znana z rozwiązań dla przemysłowego Ethernetu, konwerterów oraz komputerów wbudowanych, wprowadziła do oferty nową serię produktów: UC-8100. Jest to platforma oparta na procesorze RISC ARMv7 Cortex-A8 300/600/1000 MHz, wyposażona w 256 MB pamięci DDR3. Komputer ten jest bardzo uniwersalny dzięki wielu interfejsom komunikacyjnym, takim jak: 2 × Ethernet,

2 × RS-422/485, USB, slot SD i miniPCIe, które umożliwiają podłączenie większości urządzeń, jakie znajdują się na obiekcie.

Komputer jest dostarczany z preinstalownym systemem Linux Debian w wersji ARM7. Jest to otwarta platforma, co ułatwia „skrojenie” systemu pod dane zastosowanie. Seria UC-8100 cechuje się bardzo dobrym stosunkiem ceny do wydajności, co zachęca do stosowania jej w masowych aplikacjach.

Fot. SEiT, Peltron TPH, Sabur, Elmark Automatyka, JPEmbedded, WIKA

komunikację GOOSE, SV i GSE oraz synchronizację czasu. Oprogramowanie jest napisane w języku C++ z uwzględnieniem specyfiki systemów wbudowanych, dzięki czemu jest łatwe w implementacji na szerokiej gamie platform sprzętowych. Może współpracować z systemami operacyjnymi czasu rzeczywistego (RTOS) oraz mikrokontrolerami bez systemu operacyjnego.

JPEmbedded www.jpembedded.eu

Promocja

ELMARK Automatyka ul. Niemcewicza 76 05-075 Warszawa-Wesoła

Dla tej serii komputerów dostępne są też szybkie modemy komórkowe LTE i HSPA, zapewniające

tel. 22 773 79 37 fax 22 773 79 36 e-mail: elmark@elmark.com.pl www.elmark.com.pl

Przetwornik ciśnienia WIKA do pomp

Biblioteka stosu IEC 61850 Implementacja stosu protokołów zdefiniowanych przez standard IEC 61850, który jest powszechnie stosowany do komunikacji między urządzeniami w sieciach energetycznych. Biblioteka zawiera pełny model danych,

zdalną komunikację z komputerem. UC-8100 może być też punktem dostępowym dla Ethernetu przewodowego, np. jako połączenie zapasowe w przypadku awarii głównej ścieżki.

W ofercie firmy WIKA jest przetwornik ciśnienia O-10-5, przeznaczony do pomiaru ciśnienia w pompach.

Model ten oferuje szeroki zakres przyłączy procesowych i elektrycznych, jak również powszechnie używanych zakresów ciśnień i sygnałów wyjściowych. Dla aplikacji, w których medium jest woda, w celu ochrony przed skutkami uderzenia

hydraulicznego, dostępne jest pięciokrotne zabezpieczenie przed przeciążeniem, wraz z obudową szczelną kondensacyjnie.

WIKA Polska spółka z ograniczoną odpowiedzialnością sp. k. ul. Łęgska 29/35 87-800 Włocławek tel. 54 23 01 100 fax 54 23 01 101 e-mail: info@wikapolska.pl www.wikapolska.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

17

NOWOŚCI NOWE PRODUKTY

AMD poszerzyło rodzinę procesorów

Firma AMD zaprezentowała nowe rozwiązania w dziedzinie procesorów i układów SoC (ang.

System-on-a-Chip) z rodziny AMD Embedded serii G, które zaprojektowano dla systemów i aplikacji wbudowanych. Mają one znaleźć zastosowanie w urządzeniach medycznych, systemach POS oraz w komputerach przemysłowych.

Nowe produkty, które poszerzyły portfolio wydajnych i energooszczędnych procesorów AMD Embedded

serii G, zapewniają wysoką moc i zintegrowany system zabezpieczeń, wraz z obsługą pamięci z korekcją błędów klasy korporacyjnej (ECC), kartą graficzną o wydajności na poziomie zewnętrznych odpowiedników i wbudowanym kontrolerem interfejsów I/O w jednym i tym samym mikroukładzie. Procesory występują też w dwu- i czterordzeniowych wariantach i są zgodne pod względem wyprowadzeń z całą rodziną procesorów AMD serii G. Nowe procesory AMD Embedded serii G to rodzina obejmująca energooszczędne produkty z TDP na poziomie 5 W. Ich wydajność jest o około 53 proc. wyższa w porównaniu z poprzednią generacją.

Zawory DANFOSS ze stali nierdzewnej Firma Danfoss wprowadziła do oferty nową gamę elementów armatury ze stali nierdzewnej – SVL SS Flexline. Bazuje ona na sprawdzonej modułowej koncepcji wyrobów z rodziny Flexline, obejmującej zawory ICV, ICF oraz SVL. W związku z tym elementy armatury ze stali nierdzewnej mają wiele zalet typowych dla rodziny Flexline.

Dzięki wykorzystaniu wspólnego korpusu (w wersji kątowej lub prostej) za pomocą poszczególnych

modułów funkcyjnych SVL SS można realizować pięć różnych funkcji: zaworu odcinającego, odcinająco-zwrotnego, zwrotnego i regulacyjnego oraz filtra.

Wszystkie moduły funkcyjne pasują do takiego samego korpusu, co zapewnia dużą elastyczność i prostotę.

Elementy armatury SVL SS Flexline mają wspólne części zamienne i modułową budowę. Jeden wspólny korpus umożliwia łatwą i szybką zmianę funkcji elementu. Nowe dławnice mają elementy uszczelnienia statycznego i dynamicznego, a nowe kolorowe kołpaki uszczelniające i pierścienie identyfikacyjne ułatwiają rozpoznanie zaworu.

Fot. AMD, Danfoss, Newtech Engineering, .steute

REKLAMA

18

steute Automation //

APARATURA ŁĄCZENIOWA

Urządzenia red-y industrial firmy VOEGTLIN

Gotowe na wszystko Na rynku pojawiły się nowe przepływomierze i regulatory przepływu gazów serii red-y industrial firmy Voegtlin.

Doceniana przez użytkowników technologia, znana z serii red-y smart, jest teraz dostępna w obudowach o zwiększonej szczelności (IP67/NEMA 6) oraz z certyfikatem do pracy w strefach wybuchowych (ATEX strefa 2).

Urządzenia mogą być wykonane z wyjściem przewodowym (dławnica M20) lub ze standardowymi złączami M12.

Możliwe jest również wykonanie z interfejsem PROFIBUS DP. Specyfikacja aplikacyjna i techniczna urządzeń tej serii odpowiada specyfikacji sprawdzonych już w przemyśle przepływomierzy i kontrolerów serii red-y smart.

Podczas tegorocznych targów w Hanowerze dział Wireless firmy .steute zaprezentował nowy typoszereg kaset sterowniczych, wykorzystujących technologię radiową. Nowe urządzenia typoszeregu RF BF 74 mają modułową budowę. Moduły radiowe i różnokolorowe przyciski wraz z opisami mogą być zestawiane z przełącznikami kluczykowymi i selekcyjnymi.

Klienci mogą wybierać spośród trzech wersji

obudów: pojedynczych, podwójnych i potrójnych. Dostępne są także większe obudowy na wypadek, gdy potrzebnych jest więcej aktywatorów. Sygnały sterujące są transmitowane na częstotliwości 868 MHz lub 915 MHz, przy zastosowaniu sprawdzonej technologii radiowej sWave, opracowanej przez .steute. Technologia ta gwarantuje wysoką niezawodność transmisji na dystansie 60 m wewnątrz budynków i do 700 m w terenie otwartym. Energia jest dostarczana za pośrednictwem miniaturowych generatorów, które przekształcają energię kinetyczną, powstającą przy aktywacji napędu wyłącznika, w energię elektryczną.

Solidne wyłączniki linkowe bezpieczeństwa - Obudowa metalowa lub z tworzywa sztucznego - Certyfikat BG - Dostępne z przyciskiem zatrzymania awaryjnego - Dostępne ze wskaźnikiem napięcia linki - Długość linki do 130 metrów dla wyłączników jednostronnego działania i do 2 x 100 m dla wyłączników dwustronnego działania - Dostępne wygodne napinacze linki i inne akcesoria - Dostępne wersje przeciwwybuchowe Ex

REKLAMA

Fot. AMD, Danfoss, Newtech Engineering, .steute

Bezprzewodowe kasety sterownicze

Więcej informacji: www.wylaczniki-linkowe.pl oraz www.steute.pl e-mail info@steute.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

19

NOWOŚCI NOWE PRODUKTY

Zaawansowane softstarty ABB

Oferta ABB została rozszerzona o nowe softstarty typu PSTX. Jest to grupa zaawansowanych technologicznie aparatów, wyposażonych w wiele użytecznych

funkcji niezbędnych do pełnej optymalizacji rozruchu silnika asynchronicznego.

Softstarty PSTX są przeznaczone dla silników napędzających różne maszyny w zróżnicowanych warunkach pracy. Doskonale współpracują z trójfazowymi silnikami asynchronicznymi i mają pełną regulację trójfazową, zapewniającą możliwość zastosowania w tzw. wewnętrznym trójkącie. Aktualnie zakres mocy silników współpracujących z tym typem softstartów

obejmuje jednostki do 200 kW/400 V AC. Docelowo linia PSTX zostanie wzbogacona o kolejne modele dla silników o mocy ponad 1 MW. Aby zminimalizować straty cieplne, w każdym softstarcie PSTX wbudowane są styczniki obejściowe. Płytki drukowane wewnątrz softstartów pokrywa warstwa ochronna, która zabezpiecza połączenia i elementy elektroniczne.

Zapewnia to urządzeniu niewrażliwość na wilgoć i pył oraz odporność na korozję.

Komunikacja elektroniczna z zewnętrznymi systemami nadzoru i wizualizacji może odbywać się za pośrednictwem wszystkich popularnych protokołów (Modbus RTU, PROFIBUS, DeviceNet, EtherNet/IP, Modbus TCP).

Do połączeń służą złącza Fieldbus Plug oraz Anybus.

Dla potrzeb klasycznych przyrządów pomiarowych wskazówkowych (pomiar wartości prądu, napięcia, współczynnika mocy itp.) przygotowano specjalne wyjście.

Moduł przekaźnika przeciążeniowego dla serii PKE

Napęd o zmiennej częstotliwości (VFD) serii EFC 3600 to nowa propozycja firmy Bosch Rexroth. Umożliwia energooszczędne aplikacje w zakresie automatyzacji ogólnej, w przetwarzaniu surowców, w pracy pomp, wentylatorów i kompresorów. EFC 3600 wspomaga kontrolę procesu poprzez kontrolery ze zintegrowanym regulatorem PID, a także poprzez system sterowania sekwencją w ośmiu

Seria ochronnych wyłączników silnikowych PKE firmy Eaton, z wyzwalaczem elektronicznym, została wzbogacona o dodatkową, wygodną funkcję przekaźnika przeciążeniowego, realizowaną przez moduł XZMR. Moduł PKE-XZMR może być montowany jako dodatkowe wyposażenie we wszystkich kombinacjach rozruszników oraz wyłączników silnikowych PKE, przez podłączenie go do stycznika ochranianego napędu.

W przypadku przeciążenia moduł odbiera odpowiedni sygnał rozłączający i rozłącza stycznik, natomiast ochronny wyłącznik silnikowy PKE pozostaje włączony. Pozwala to użytkownikowi na łatwe odróżnienie dwóch przyczyn wyzwalania – przeciążenia napędu (rozłączenie stycznika) oraz zwarcia (rozłączenie ochronnego wyłącznika napędu PKE). Do resetowania błędów i usterek dostępne są dwa rodzaje potwierdzeń – tryb automatyczny oraz ręczny. Potwierdzenie automatyczne zapobiega wcześniejszej konieczności otwierania skrzynek rozdzielczych przez wykwalifikowany personel w celu załączenia

REKLAMA

20

krokach. Cechuje się wysoką odpornością na krótkotrwałe przeciążenia (do 200 proc.) i wysokim początkowym momentem obrotowym (do 150 proc.), dzięki czemu może być używany w szerokiej gamie zastosowań.

Fot. ABB, Bosch Rexroth, Eaton, igus, Sels, BlueBotics

Energooszczędne sterowanie procesem

ochronnego wyłącznika napędu i ułatwia monitorowanie instalacji lub zakładu, np. w trudno dostępnym terenie.

Zanim nastąpi wyzwolenie spowodowane przeciążeniem, urządzenie LED na module PKE-XZMR wskazuje zbyt duży prąd w obciążonym obwodzie. Dzięki temu możliwe jest wdrożenie konserwacji predykcyjnej w przypadku zbliżającego się przeciążenia. XZMR mierzy prąd obciążenia i w przypadku wartości większej niż 100 proc. sygnalizuje ten stan miganiem diody LED. Dostępny jest również automatyczny restart napędu po wyzwoleniu stycznika w przypadku przeciążenia.

Podłączanie prowadnika bez narzędzi

Dzięki nowemu produktowi firmy igus, readychain speed, podłączanie skompletowanych systemów e-prowadników kablowych jest łatwiejsze niż kiedykolwiek – mogą być one podłączone w ciągu kilku sekund, bez użycia narzędzi.

Systemy prowadników kablowych, łączniki i specjalne, wyjątkowo elastyczne kable

do prowadników kablowych readychain firmy igus są montowane zgodnie z różnymi standardami producenta lub zgodnie ze specyfikacją klienta. Gotowe do podłączenia i instalacji systemy, ze wszystkimi potrzebnymi elementami, dostępne są na żądanie ze skrzynią transportową, instalacją i konserwacją. Zaprojektowane i wyprodukowane zgodnie z oczekiwaniami są dostarczane w ciągu 1–10 dni wraz z gwarancją i bez żadnych dodatkowych kosztów.

Kompaktowe czujniki optyczne Q50 Najnowsza seria uniwersalnych czujników optycznych Q50 firmy Micro Detectors oferowana jest w różnych wykonaniach, również z wyjściem przekaźnikowym i uniwersalnym zasilaniem 24–240 V AC oraz 12–240 V DC. Seria Q50 łączy w sobie kompaktową obudowę i doskonałe parametry detekcji. Solidna obudowa, wykonana z mieszanki poliwęglanu i ABS, jest odporna na uszkodzenia mechaniczne i gwarantuje bezpieczne, niezawodne

funkcjonowanie czujników, także w trudnych warunkach.

Ruchomy konektor M12 pozwala na łatwą instalację czujników nawet w miejscach trudno dostępnych, a diody LED ułatwiają precyzyjną regulację kierunku wiązki.

mobilnych firmy Stocklin.

Nowa, mała wersja ANT jest przeznaczona do instalacji w robotach mobilnych i automatycznych pojazdach. Do nawigacji

nie jest konieczna żadna dodatkowa infrastruktura naziemna, taka jak pętle indukcyjne czy znaczniki na ziemi. Moduły ANT korzystają z umieszczonych na mobilnym urządzeniu laserów, które pozwalają precyzyjnie monitorować otoczenie robota. Dokładność pozycjonowania maszyny sięga 1 cm, a maksymalna prędkość poruszania się przekracza 2 m/s.

Fot. ABB, Bosch Rexroth, Eaton, igus, Sels, BlueBotics

Zautomatyzowane wózki widłowe Zatrudniająca 500 pracowników na całym świecie szwajcarska firma Stocklin, specjalizująca się w nowoczesnych rozwiązaniach, przygotowywanych na potrzeby logistyki, w ostatnim czasie dokonała przełomu, stosując moduły autonomicznej nawigacji ANT firmy BlueBotics.

Zastosowanie w najnowszych projektach Stocklin modułów ANT lite+

REKLAMA

pozwoliło na zbudowanie autonomicznych wózków widłowych. Miały one premierę na niedawnych targach LogiMAT w Stuttgarcie, a już trzy miesiące później stały się standardowym rozwiązaniem, instalowanym na przenośnikach

TEMAT NUMERU NOŚNIKI DANYCH I SYGNAŁÓW STOSOWANYCH W AUTOMATYCE

Przesył sygnałów obiektowych i sterujących w instalacjach przemysłowych Niezależnie od rodzaju instalacji automatyki konieczne jest stosowanie co najmniej jednego rodzaju przewodów, które umożliwiają przesyłanie informacji między poszczególnymi elementami systemu. W artykule zostały opisane popularne technologie przesyłu sygnałów za pomocą przewodów elektrycznych, optycznych, pneumatycznych i hydraulicznych, z podaniem przykładów z rynku.

bezpośredniego wykorzystania w regulatorze, sterowniku, układach rejestrujących i wizualizacyjnych. Jednak ze względu na znaczną różnorodność wielkości mierzonych na wyjściach czujników pomiarowych otrzymuje się również różne wielkości fizyczne.

Głównymi wielkościami wyjściowymi czujników pomiarowych są: siła [F], przesunięcie liniowe [Δl], napięcie prądu stałego [U=] i rezystancja [R].

Zdecydowanie rzadziej występują: przesunięcie kątowe [α], prędkość obrotowa [ω], napięcie prądu przemiennego [U~], częstotliwość prądu przemiennego [f] i liczba impulsów [N].

Wymienione wielkości to tzw. sygnały pośredniczące, które w dalszej kolejności muszą być przetworzone na sygnały standardowe.

zakłócenia z w

e

Regulator

u

Człon wykonawczy

y Człon pomiarowy Przetwornik pomiarowy

y’

Czujnik

z – zakłócenia, y – wielkość regulowana, w – wartość zadana u

sygnał sterujący, e

uchyb regulacji, y’ – sygnał pośredniczący

Schemat podstawowego układu automatyki

22

Obiekt regulacji

Układy automatyki są budowane dla trzech podstawowych rodzajów sygnałów – hydraulicznych, pneumatycznych i elektrycznych. Dla każdego typu układów określone są zakresy i sygnały standardowe. Do przesyłu informacji w układach automatycznej regulacji są stosowane sygnały standardowe: a) elektryczne – nośnikiem informacji jest napięcie lub natężenie prądu, b) pneumatyczne – nośnikiem informacji jest ciśnienie powietrza, c) hydrauliczne – nośnikiem informacji jest ciśnienie oleju.

W przypadku sygnałów elektrycznych prądowych mogą to być zakresy od 0 mA do 5 mA, od 0 mA do 20 mA lub od 4 mA do 20 mA. Sygnały elektryczne mogą mieć również charakter napięciowy – wówczas określane są zakresy od 0 V do 10 V, od 0 V do 5 V i od –10 V do +10 V. Zalecanym i najczęściej stosowanym jest sygnał prądowy z żywym zerem od 4 mA do 20 mA, umożliwiający odróżnienie stanu awarii urządzenia pomiarowego lub linii przesyłowej sygnału pomiarowego od dolnej granicy zakresu zmian tego sygnału.

Układy elektryczne Współczesne układy automatyki tylko sporadycznie są realizowane jako układy dedykowane do wykonywanych procesów. Najczęściej algorytmy regulacji ciągłej PID, krokowej, dwu- lub trójpołożeniowej, algorytmy adaptacyjne, nadążne i szereg innych

Fot. Technokabel

Automatyzacja procesów polega na takiej automatycznej regulacji lub sterowaniu, by pewne wielkości fizyczne (np. temperatura, ciśnienie, wilgotność powietrza), mimo występujących zewnętrznych czynników zakłócających, były zgodne z wielkościami wzorcowymi (zadanymi) lub różniły się od nich w dopuszczalnych granicach.

Podstawowymi wielkościami, na podstawie których są realizowane algorytmy sterowania i regulacji, są sygnały regulowane (obiektowe). Ich charakter zależy od natury procesu, a zbiór wielkości mierzonych jest bardzo duży i wciąż wykazuje tendencję wzrostową. Ważnym elementem jest więc komponent pomiarowy, który zamienia sygnały procesowe (najczęściej nieelektryczne) na postać przydatną do

są implementowane w złożonych sterownikach swobodnie programowalnych, wzbogacając ich standardowe możliwości sterowania kombinacyjnego i sekwencyjnego. W szczególnych przypadkach stosowane są systemy komputerowe, w których dowolne algorytmy (zarówno regulacji ciągłej, jak i sterowania cyfrowego) są realizowane w postaci dyskretnej, jako indywidualnie opracowane oprogramowanie w językach wyższego rzędu, np. C++ lub C#.

Wraz z rozwojem algorytmów regulacji i sterowania, od przekaźników elektromechanicznych do sterowników PLC i wbudowanych komputerów jednoukładowych, a także wraz z ewolucją systemów pomiarowych, realizujących przetwarzanie na sygnały standardowe, często wzbogaconych o układy regulacji i inteligencję (układy typu „smart”), ulegają też zmianie sposoby przesyłania sygnałów procesowych. Dotyczą one danych pomiarowych oraz sygnałów sterujących układami wykonawczymi.

Bardzo często są to rozproszone na dużych obszarach procesy technologiczne oraz systemy automatyki i zarządzania procesami przemysłowymi, które implementują najlepsze rozwiązania sieciowe (Ethernet, PROFIBUS, PROFINET itp.).

Stosowane okablowanie służy do zbierania danych generowanych przez przyrządy pomiarowe, a po wytworzeniu w układzie automatyki sygnałów sterujących – do przesłania ich do urządzeń wykonawczych (silniki, zawory, klapy, dozowniki, wentylatory, grzejniki i szereg innych). Przewaga sieciowych systemów automatyki nad rozwiązaniami autonomicznymi polega m.in. na braku ściśle zdefiniowanych standardów. Ułatwia to rozbudowę systemów za pomocą komponentów różnych producentów i budowę rozległych systemów automatyki, przy niewielkich kosztach okablowania.

Fot. Technokabel

Przewody elektryczne W większości standardów sieciowych do przesyłania danych procesowych stosuje się jedną parę przewodów o przekroju 0,22 mm2 lub 0,25 mm2, ewentualnie 1,5 mm2 – jeżeli przewodem są przesyłane jednocześnie dane i energia zasilająca. W starszych instalacjach automatyki i sterowania liczba żył w przewodach (kablach), służących do wymiany informacji, rosła wraz ze wzrostem liczby obsługiwanych urządzeń. W rozproszonych systemach przemysłowych stosowane są przewody typu BUS, obsługujące nawet ponad

2 tys. komponentów, np. sieci CAN. Przewody typu BUS charakteryzuje: • odporność na wpływ zewnętrznych zmiennych pól elektromagnetycznych, • odporność mechaniczna na zginanie i wstrząsy, • odporność na wpływy środowiskowe, • nierozprzestrzenianie płomienia i niewydzielanie halogenów w razie pożaru, • łatwy, szybki i niezawodny montaż.

Współczesne okablowanie pracuje w takich samych warunkach środowiskowych, jak przewody tradycyjnych instalacji automatyki. Jest to często środowisko agresywne chemicznie (oleje, smary, rozpuszczalniki i kwasy), może charakteryzować się promieniowaniem UV, podwyższoną temperaturą oraz powodować narażenia mechaniczne, dlatego powłoki zewnętrzne przewodów muszą być odporne na wiele czynników.

W zależności od przewidywanego środowiska pracy, producenci oferują przewody w powłokach zewnętrznych wykonanych z PVC samogasnącego i nierozprzestrzeniającego płomienia, PE (polietylenu powłokowego), o bardzo dobrych właściwościach mechanicznych, a po zmieszaniu z sadzą, odpornego na promieniowanie UV. Popularne są też PUR (poliuretan), EPDM (gumy) i inne tworzywa o znacznej odporności na wpływy zewnętrzne.

Dostępne są przewody z transmisją mieszaną – przewody hybrydowe, zawierające izolowane żyły miedziane

układane są w ich bezpośrednim sąsiedztwie. Aby zabezpieczyć słabe sygnały sterownicze (przesyłające sygnały o wartości kilku mA lub kilku V) przed oddziaływaniem zakłóceń, wszystkie przewody są podwójnie ekranowane.

Ekrany są zwykle wykonane z laminowanej folii aluminiowej i z ocynowanej plecionki miedzianej. Jakość tych ekranów, w połączeniu ze stosowanymi technikami transmisji danych powoduje, że są bardzo odporne na zakłócenia elektromagnetyczne. Przewody mogą pracować w szerokim zakresie temperatury, od –40 °C do +70 °C.

Rozwiązania dla sieci przemysłowych PROFIBUS to standardowy, otwarty system komunikacyjny, opracowany dla wszystkich obszarów przemysłu. Umożliwia obsługę rozproszonych komponentów systemu automatyzacji, urządzeń wejść/wyjść oraz aparatury obiektowej (wymagających szybkiej komunikacji), z uwzględnieniem warunków pracy urządzeń obiektowych w obszarach zagrożonych wybuchem. W przemyśle stosowane są dwie odmiany tej magistrali: PROFIBUS PA i PROFIBUS DP.

PROFIBUS PA i PROFIBUS DP Magistrala PROFIBUS PA jest systemem przeznaczonym do obsługi procesów wolnozmiennych. Wszystkie usługi sieciowe oraz struktura telegramów są identyczne. Zasilanie urzą-

Produkowany przez Technokabel kabel BUS O2YS(St)CY 1×2×1,0/2,6 mm przeznaczony do pracy w systemach automatyki przemysłowej z magistralą PROFIBUS PA

do transmisji danych, a także żyły zasilające lub włókna światłowodowe.

W środowisku przemysłowym przewody magistralne narażone są na silne oddziaływanie zmiennych pól elektromagnetycznych, np. pochodzących od przemienników częstotliwości, bowiem

dzeń zapewnia sieć. System wyróżnia możliwość przesyłu danych w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, w których zasilanie urządzeń odbywa się przez magistralę danych. Szybkość transmisji wynosi 31 250 bit/s, przez kable miedziane w postaci skrętki

Produkowany przez Technokabel kabel BUS O2YS(St)CY 1×2×0,64/2,6 mm przeznaczony do pracy w systemach automatyki przemysłowej z magistralą PROFIBUS DP

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

23

TEMAT NUMERU NOŚNIKI DANYCH I SYGNAŁÓW STOSOWANYCH W AUTOMATYCE

Kabel typu BUS do sieci PROFIBUS

Do budowy magistral PROFIBUS oferowane są przewody typu PROFIBUS L2, PROFIBUS PA i PROFIBUS SK. Zbudowane są według standardów PROFIBUS, z żył miedzianych, niepobielanych, jednodrutowych, o średnicy 0,64 mm do instalacji wewnętrznych i zewnętrznych stałych oraz z żył o średnicy 0,64 mm w postaci linki, do łańcuchów kablowych, gdzie żyły izolowane są pianką polietylenową (PE) z naskórkiem o ujednoliconych kolorach – czerwonym i zielonym. Żyły skręcone są w pary podwójnie ekranowane – laminowaną taśmą aluminiową i oplotem z drutów miedzianych, pobielanych, dających około 65 proc. pokrycia. Powłoka zewnętrzna kabla wykonana jest z plastyfikowanego polichlorku winylu (PVC) lub z PE. Produkowane są również przewody w powłokach z tworzyw nieprzenoszących płomienia, bezhalogenowych i z ograniczoną emisją dymów.

Przewody PROFIBUS L2 są przewodami ogólnego przeznaczenia do środowisk nieagresywnych. Przewody PROFIBUS PA są wyposażone w zewnętrzny płaszcz z PVC, odporny na wpływy zewnętrzne i są instalowane w przemyśle chemicznym.

Kabel typu E-BUS

Kabel typu InterBus

oraz w domach mieszkalnych, podstawowym zadaniem jest oddzielenie funkcji zasilania urządzeń odbiorczych (z instalacji niskiego napięcia) od funkcji sterowania. System EIB umożliwia sterowanie m.in. oświetleniem, wentylacją i klimatyzacją, żaluzjami i roletami, ogrzewaniem.

Przewodem magistralnym jest ekranowana skrętka dwuparowa o przekroju każdej żyły 0,8 mm2, wykonana z miedzi. W praktyce wykorzystywana jest tylko jedna para przewodów (czerwony i czarny), a druga stanowi rezerwę.

Przewód magistralny, wraz z przyłączonymi do niego urządzeniami (sensorami i aktuatorami), pracuje przy napięciu znamionowym 24 V prądu stałego typu SELV (ang. Safety Extra Low Voltage).

Taką sieć charakteryzuje niska wartość napięcia i separacja galwaniczna od instalacji o napięciu 230 V, czyli wysoki stopień bezpieczeństwa i brak połączeń z uziemieniem.

Przewody E-BUS mają postać skrętki dwóch żył miedzianych, niepobielanych, o średnicy 0,8 mm. Izolacja żył wykonana jest z PVC lub z PE. Przewody E-BUS mogą być dwuparowe lub czteroparowe. W przewodach

dwuparowych wykorzystywana jest tylko jedna para, a druga jest rezerwowa.

W przewodach dwuparowych izolacja żył ma kolory biały/żółty, czerwony/ czarny, zaś w przewodach czteroparowych – biały/żółty, czerwony/zielony, niebieski/brązowy, biały/biały. Przewody są ekranowane folią PP oraz folią aluminiową, laminowaną tworzywem sztucznym.

Interbus Magistrala Interbus jest otwartym systemem komunikacyjnym, w którym jednym przewodem łączone są czujniki, urządzenia wykonawcze, sterowniki, komputery i lokalne podsystemy automatyki. Stosowana jest architektura aktywnego pierścienia – dwa przewody wyprowadzone z urządzenia nadrzędnego „master”, sterującego transmisją, przechodzą kolejno przez wszystkie urządzenia, tworząc zamknięty pierścień – tzw. pień. Całość ma postać otwartej struktury drzewa. Interbus jest przeznaczony do systemów z dużą liczbą czujników i urządzeń wykonawczych.

Jest stosowany do sterowania ciągłymi procesami wolnozmiennymi oraz dyskretnymi procesami produkcyjnymi.

Kabel FTP-C-11Y kat. 5e 4×2×0,14c mm2 firmy Technokabel, z dodatkowym ekranem z oplotu, stosowany jako kabel przyłączeniowy (ang. patch cable) w sieciach wrażliwych na wpływ zakłóceń elektromagnetycznych. Powłoka kabla, który może być stosowany wewnątrz i na zewnątrz budynków, jest wykonana z miękkiego poliuretanu, co zwiększa jego wytrzymałość mechaniczną

European Instalation Bus W przypadku systemu EIB (ang. European Instalation Bus), stosowanego w obiektach handlowych i biurowych, budynkach użyteczności publicznej

24

Produkowany przez Technokabel kabel FFBUS 105 °C 1×2×18, AWG, przeznaczony do pracy w systemach FOUNDATION fieldbus, pracuje w temperaturze do 105 °C

Fot. Technokabel, Helukabel

jedno- albo wieloparowej lub przez kabel ekranowany.

PROFIBUS DP jest magistralą do komunikacji układów automatyki systemów wytwarzania. Urządzenia centralne tych systemów – sterowniki PLC i komputery przemysłowe PC – wymieniają informacje z oddalonymi urządzeniami peryferyjnymi, np. z urządzeniami wejść/wyjść, napędami lub przetwornikami pomiarowymi. Wymiana danych odbywa się cyklicznie, ale możliwe jest korzystanie z funkcji niecyklicznych – do ustawiania parametrów oraz do obsługi i kontroli inteligentnych urządzeń automatyki. Szybkość transmisji osiąga wartość od 9 600 bit/s (przy długości przewodu 1 200 m) do 12 000 bit/s (dla przewodów o długości do 100 m).

Zasady budowy magistrali Interbus zostały uznane za standardy i ujęte w normie PN-EN 61158.

Do budowy magistrali Interbus można stosować przewody typu I-BUS, które zapewniają prawidłową transmisję danych w sieciach automatyki przemysłowej. Wykonane są z trzech skrętek miedzianych, dwużyłowych, o przekroju 0,22 mm2 lub z trzech skrętek dwużyłowych i jednej skrętki trójżyłowej, o przekroju żyły 1 mm2. W przewodzie trójskrętkowym izolacja żył ma kolory: biały/ brązowy, zielony/czerwony, żółty/zielony.

Izolacja żył w skrętce trójżyłowej ma kolory: niebieski, czerwony i zielony. Żyły są ekranowane folią poliestrową z oplotem miedzianym lub folią poliestrową powlekaną aluminium. Opona zewnętrzna jest wykonana z PVC, FRNC lub PUR w kolorze pastelowego turkusu. Przewody I-BUS mogą łączyć elementy automatyki dowolnego standardu.

AS-Interface System inteligentnej magistrali AS-Interface (standard automatyki przemysłowej) jest otwarty na najniższym poziomie sterowania. Zapewnia połączenia wewnętrzne dwużyłowym przewodem płaskim czujników, urządzeń wykonawczych, sterowników, modułów wejść/wyjść (I/O) itp. Łączy elementy automatyki z wyższym poziomem sterowania, gwarantując wysokie bezpieczeństwo w środowisku przemysłowym.

Magistrala zapewnia jednoczesne zasilanie urządzeń oraz transmisję danych i sygnałów sterujących.

Do budowy magistrali AS-Interface przeznaczone są przewody A-BUS, w standardzie ASI, płaskie, z żyłami miedzianymi, ocynowanymi 2 × 1,5 mm2.

Izolacja żył, w kolorze niebieskim i brązowym, jest wykonana z gumy. Żyły ułożone są płasko obok siebie, bez ekranowania. Opona zewnętrzna – PUR, EPDM (guma) lub PVC w kolorach żółtym i czarnym.

Przewody A-BUS w standardzie ASI do budowy magistrali AS-Interface

Przewody do budowy magistrali DeviceNet aplikacji przemysłowych

Magistralę DeviceNet można tworzyć za pomocą przewodów składających się z jednej pary żył do transmisji danych (we wspólnej osłonie izolacyjnej), pary żył zasilających i żyły ochronnej. Obydwie pary żył i żyła ochronna są zintegrowane we wspólnej powłoce zewnętrznej PVC lub FRNC. Żyły do transmisji danych i żyły zasilające wykonane są z drutu miedzianego, ocynowanego. Izolacja żył jest wykonana z PE lub PVC. Kolory izolacji żył: jasnoniebieski/biały; czerwony/czarny.

Skrętka do transmisji danych ekranowana jest folią z poliestru, pokrytą aluminium. Ekran zewnętrzny kabla – oplot – wykonany jest z miedzi ocynowanej. Kolory powłoki zewnętrznej: żółty, fioletowy i szary.

Kable światłowodowe W rozproszonych systemach automatyki, realizowanych w strukturach sieciowych, warunkiem poprawnego działania jest osiąganie coraz większych szybkości niezakłóconego przesyłu sygnału informacyjnego. Wymaganiom tym mogą sprostać włókna optyczne (ang. fiber optic cable), które przenoszą wyższe częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego – światło. Włókna optyczne, w stosunku do przewodów miedzianych, wykazują szereg zalet:

mają niewielką tłumienność, małe wymiary i masę. Kable utworzone z włókien szklanych nie ulegają wpływom zmiennych pól elektromagnetycznych, mają dużą przepustowość, umożliwiają też transmisję większej ilości danych z większą szybkością i na większe odległości. Szybkość transmisji wynosi do 100 Gb/s (około 12,5 GB/s), a najszybsze systemy światłowodowe mogą transmitować sygnał rzędu kilku Tb/s.

Problemem konstrukcyjnym jest stosunkowo duży promień zgięcia światłowodu. Musi wynosić kilka centymetrów, aby było możliwe właściwe wewnętrzne odbijanie i rozchodzenie się światła, a samo włókno nie uległo uszkodzeniu.

Włókna optyczne nie przewodzą prądu elektrycznego, więc nie wpływają na nie szumy elektryczne, wyładowania atmosferyczne, interferencja elektromagnetyczna ani radiowa. Zapewniają izolację galwaniczną na obu końcach łącza. Zajmują mniej miejsca, są niewrażliwe na wibracje i nie ulegają korozji. Są łatwiejsze w instalacji i wystarczająco elastyczne – nie pękają przy zwijaniu i wyginaniu, zachowując wydajność. Są bezpieczne dla ludzi i środowiska naturalnego. Stosowanie światłowodów jest ograniczone, jeśli wymagane jest zasilanie energią elektryczną. Poza tym kable miedziane

Fot. Technokabel, Helukabel

DeviceNet Jest to system otwarty, bazujący na protokole komunikacyjnym sieci CAN, w którym wszystkie stacje mają równe prawa dostępu do medium komunikacyjnego. Sieć DeviceNet jest stosowana w aplikacjach przemysłowych do szybkiego przesyłu danych na krótkim dystansie. Sieć pracuje z szybkością transmisji danych: 1 Mb/s na odległość do 50 m, 500 kb/s na odległość do 100 m i 125 kb/s na odległość 500 m.

Odbiornik Nadajnik

Zakłócenia

Elektryczny sygnał wyjściowy Elektryczny sygnał wejściowy

Światłowód

Uproszczony schemat zasady działania transmisji światłowodowej

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

25

TEMAT NUMERU NOŚNIKI DANYCH I SYGNAŁÓW STOSOWANYCH W AUTOMATYCE

Zasady transmisji Fale świetlne, jak każde inne fale elektromagnetyczne, charakteryzują dwa podstawowe parametry: częstotliwość i długość. Nośnikiem informacji jest promieniowanie elektromagnetyczne o określonej długości fali. Nie jest to światło widzialne o długości fali od 420 nm (fiolet) do 720 nm (czerwień), m.in. z powodu łatwej interferencji z promieniowaniem słonecznym.

Zasada transmisji promienia świetlnego polega na użyciu dwóch materiałów przewodzących światło, o różnych współczynnikach załamania światła, do wykonania tzw. rdzenia i płaszcza światłowodu. Na płaszczu znajduje się izolacja ochronna.

Współczynnik załamania światła materiału rdzenia jest nieco wyższy niż współczynnik załamania światła materiału płaszcza. Promień świetlny przemieszcza się w rdzeniu światłowodu dzięki całkowitemu wewnętrznemu odbiciu od granicy przejścia z rdzenia do płaszcza. Przy przejściu z rdzenia do płaszcza częściowo załamuje się na powierzchni granicznej, a częściowo się od niej odbija. Dobierając kąt padania strumienia świetlnego, można osiągnąć wartość, przy której udział wiązki przechodzącej do płaszcza zmniejsza się do zera i następuje całkowite wewnętrzne odbicie. Światło w rdzeniu włókna szklanego rozchodzi się wzdłuż różnych promieni, tzw. modów. Im rdzeń włókna ma mniejszą średnicę, tym modów jest mniej.

Poniżej pewnej średnicy włókno staje się jednomodowe, co oznacza, że możliwy jest tylko jeden sposób rozchodzenia się promieniowania wewnątrz rdzenia. Włókna światłowodowe dzieli się na włókna jednomodowe o średnicy rdzenia do 10 μm i wielomodowe, o średnicy rdzenia powyżej 10 μm – zwykle 50 μm i 62,5 μm.

26

Kabel światłowodowy SL-ZRH 12x9/125

Tab. Wybrane dane techniczne kabla światłowodowego SL-ZRH 12x9/125 średnica

9,5 mm

masa

115 kg/km

maksymalna dynamiczna siła ciągnienia

1500 N

odporność na zgniatanie

5000 N/10 cm

minimalny promień zginania podczas instalacji

204 mm

minimalny promień zginania podczas pracy

140 mm

temperatura składowania

od –40 °C do +70 °C

temperatura eksploatacji

od –25 °C do +70 °C

grubość płaszcza

1,4 mm

Światłowody wielomodowe można podzielić na dwa rodzaje: o współczynniku załamania światła skokowym i gradientowym. Najczęściej stosowane są światłowody gradientowe o płynnej zmianie współczynnika załamania światła.

Budowa światłowodu W zależności od rodzaju materiału, wyróżnia się dwa typy włókien optycznych – plastikowe i szklane. Plastikowe włókno optyczne składa się z jednego lub z większej liczby włókien z żywicy akrylowej, o średnicy od 0,25 mm do 1 mm, umieszczonych w osłonie z polietylenu. Światłowody plastikowe, w porównaniu ze światłowodami szklanymi, mają dużo zalet – ułatwiają układanie i wykonywanie połączeń, umożliwiają stosowanie tanich diod LED jako źródeł światła. Ważną zaletą światłowodów plastikowych jest duża tolerancja niedokładności połączeń. Światłowody plastikowe mają też szereg wad: duża tłumienność, niewielki zakres temperatury pracy i brak odporności na podwyższoną temperaturę. Światłowody szklane tworzą zazwyczaj włókna o średnicach od kilku do 100 μm, niekiedy umieszczone w rurce ze stali nierdzewnej, co umożliwia ich użycie w temperaturze do +350 °C. Wśród wielu konstrukcji światłowodów (płaskich, przesłonowych, odbiciowych i soczewkowych), najbardziej rozpowszechnione są światłowody szklane włókniste o symetrii współosiowej.

Podstawowym parametrem światłowodu jest jego tłumienie. Wpływ na tłumienie światłowodu mają zanieczyszczenia szkła jonami metali, m.in.

żelaza, miedzi, chromu, niklu. Współczynnik załamania światła określa wartość zmniejszenia szybkości transmisji światła w danym ośrodku, w stosunku do transmisji w próżni.

Przykład zastosowania Ze względu na cechy i liczne zalety światłowody znajdują zastosowania wszędzie tam, gdzie wymagana jest niezawodność działania w trudnych warunkach, np. w systemach przeciwpożarowych i w systemach bezpieczeństwa.

Warto wspomnieć, że kabel światłowodowy SL-ZRH 12x9/125 łączy elementy systemu zdalnego sterowania i kontroli urządzeń sanitarno-technicznych, w tym systemu przeciwpożarowego, bazującego na centralach przeciwpożarowych EBL, instalowanego aktualnie w II linii metra warszawskiego.

Kabel światłowodowy typu SL-ZRH 12x9/125 jest zbrojony taśmą stalową i ma zewnętrzny płaszcz wykonany z tworzywa bezhalogenowego, nierozprzestrzeniającego płomienia HFFR (ang. Halogen Free, Flame Retardant).

Zbrojenie zostało wykonane z taśmy stalowej, falowanej, a wzmocnienie z włókna szklanego. Średnica kabla wynosi 9,5 mm, średnica płaszcza 1,4 mm, a średnica centralnej tuby 3,3 mm. Tuba jest wypełniona żelem tiksotropowym i zawiera do 24 kolorowych włókien w pokryciu pierwotnym 250 µm. Zastosowano też suche uszczelnienie przeciwwilgociowe w postaci taśmy pęczniejącej pod wpływem wilgoci. Przewód został zaopatrzony w nitkę rozrywającą powłokę.

W przypadku pożaru przewody zachowują integralność systemu przez

Fot. Parker Hannifin, Festo

stosowane do przesyłu informacji mogą być praktycznie wszędzie zastępowane włóknami optycznymi.

Aby dane i sygnały sterujące mogły być przekazane za pomocą światłowodu, sygnał elektryczny (np. ze standardowego interfejsu szeregowego) musi być przetworzony na sygnał optyczny za pomocą przetwornika elektryczno-optycznego (ang. optical transmitter), a następnie na sygnał elektryczny w odbiorniku (ang. optical receiver). Dzięki zastosowaniu osobnych nadajników i odbiorników sygnałów możliwa jest jednoczesna transmisja dwukierunkowa, tzw. full-duplex.

W

P P p o W

Fot. Parker Hannifin, Festo

90 minut (PN-IEC 60331-11). Są doskonale zabezpieczone przed gryzoniami, a zewnętrzna powłoka jest wykonana z materiałów trudnopalnych, bezhalogenowych, odpornych na promieniowanie UV, ścieranie i korozję. Na powłoce jest naniesiony symbol kabla oraz markery w odstępach co 1 m ±1 %.

Przewody są przeznaczone do transmisji sygnałów cyfrowych i analogowych, w całym paśmie optycznym, we wszystkich systemach transmisji: danych, wizji i fonii. Są przystosowane do zaciągania do kanalizacji kablowej pierwotnej lub wtórnej oraz do zakopania bezpośrednio w ziemi. Ze względu na odporność na promieniowanie UV mogą być układane na estakadach i dachach budynków oraz w liniach napowietrznych. Dzięki wzmocnieniu z taśmy stalowej mogą być stosowane w agresywnym środowisku pracy oraz we wszystkich instalacjach, gdzie wymagana jest klasa ogniowa E90.

Układy pneumatyczne W układach pneumatycznych nośnikiem informacji jest sprężone

Przykłady zaworów pneumatycznych sterowanych ciśnieniem powietrza

powietrze. Znormalizowany, standardowy sygnał pneumatyczny ma zakres zmian ciśnienia powietrza od 20 kPa do 100 kPa (w przemysłowych układach stosuje się ciśnienie robocze z instalacji sprężonego powietrza o wartości 5-6 barów). Przesunięcie początku

zakresu (tzw. żywe zero) umożliwia łatwą identyfikację awarii urządzenia lub linii przesyłowej (brak zasilania). Sygnał pneumatyczny może być stosowany na odległość nieprzekraczającą 100 m.

Jest bardzo odporny na zakłócenia, może przenosić znaczne moce i nie

REKLAMA

Razem możemy sprostać nawet najtrudniejszym wyzwaniom!

Wydajność skokowa 360 cm3/obr. i maksymalne ciśnienie robocze 360/420 bar!

Pompa wielotłoczkowa PV360 jest przeznaczona do najtrudniejszych zadań. Cicha i łatwa w konfiguracji do specyficznych potrzeb PV360 zapewnia doskonałą, niezawodną wydajność w aplikacjach takich jak obróbka metali, prasy hydrauliczne, dźwigi i duże jednostki pływające – wszędzie tam, gdzie maszynom stawiane są wysokie wymagania. Jednak, solidne i niezawodne pompy to dopiero początek owocnej współpracy. Pracując z Parkerem masz dostęp do naszej unikalnej wiedzy i lokalnego wsparcia w każdym zakątku świata.

Wspólnie możemy stworzyć więcej urządzeń, które zapewnią przewagę konkurencyjną Twojej firmie!

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

27

Parker Hannifin Sales Poland Sp. z o.o, ul. Równoległa 8, 02-235 Warszawa tel. 22 573 24 00, e-mail: warszawa@parker.com www.parker.com, www.parker.pl

TEMAT NUMERU NOŚNIKI DANYCH I SYGNAŁÓW STOSOWANYCH W AUTOMATYCE

ma zagrożenia wybuchowego, stąd jego zastosowania w strefach zagrożonych wybuchem, np. w górnictwie.

Wzmacnianie i przekształcanie sygnału pneumatycznego wymaga stosowania skomplikowanych urządzeń, a przesyłanie sygnałów na większą odległość sprawia więcej kłopotów niż w przypadku sygnału elektrycznego. Przewody pneumatyczne mogą być wykonane z różnych materiałów (PA – poliamid, PU – poliuretan, PE – polietylen, NL – nylon, TF – teflon), mogą być zbrojone lub mieć postać spiralną.

Przesyłanie sygnałów za pomocą sprężonego powietrza jest stosowane w pneumatyce dość rzadko.

Przykładem przytaczanym przez inżynierów Festo Polska oraz SMC Industrial Automation Polska jest zastosowanie sygnału pneumatycznego do

Układy hydrauliczne W układach hydraulicznych nośnikiem informacji jest przede wszystkim ciśnienie cieczy. Czynnikiem roboczym jest najczęściej olej, który musi spełniać podstawowe warunki: nie może zawierać zanieczyszczeń stałych, powietrza ani wody oraz musi mieć odpowiednią temperaturę (od –20 °C do +70 °C).

Odległość między urządzeniami w układach hydraulicznych nie powinna przekraczać 15 m. Energia sygnału hydraulicznego jest bardzo duża, sygnał charakteryzuje się dużą odpornością na zakłócenia, a tworzone w ten sposób rozwiązania są tanie.

Sterowanie hydrauliczne jest szeroko stosowane w wielu dziedzinach przemysłu, gdzie wymagane jest duża

Regulator

Pompa serii PV+ z regulatorem

28

Standardowy regulator ciśnienia

energia. Napędy i sterowania hydrauliczne stanowią podstawowe wyposażenie maszyn i mechanizmów z branży rolniczej, górniczej, budowlanej i wielu innych. Popularność układów hydrauliki wiąże się przede wszystkim z dużą łatwością automatyzacji i sterowania podstawowymi parametrami ruchowymi elementów wykonawczych, czyli silników i cylindrów hydraulicznych.

Operator maszyny za pomocą dźwigni (zaworu rozdzielającego) steruje kierunkiem przepływu oleju, a tym samym steruje pracą napędów hydraulicznych.

Mgr inż. Maciej Oleksiuk, specjalista firmy Parker Hannifin wyjaśnia, że układy hydrauliczne, pełniąc funkcje wykonawcze, sterują napędami hydraulicznymi za pomocą sygnałów elektrycznych analogowych (prądowych i napięciowych) lub sygnałów cyfrowych charakterystycznych dla sieci przemysłowych. Zapewnia też, że sygnały hydrauliczne są wciąż powszechnie stosowane do realizacji sprzężenia zwrotnego w układach hydraulicznych.

Przykładem jest produkowany przez Parker Hannifin proporcjonalny zawór ciśnieniowy serii R4V, sterowany zewnętrznym, analogowym sygnałem sterującym (0–10 V lub 4–20 mA).

Otwarcie głównego stopnia tego zaworu następuje za pomocą sygnału hydraulicznego w galerii X, w której znajdują się odpowiednio dobrane dysze sterujące, zapewniające stabilną pracę zaworu oraz dużą dynamikę.

Sygnały hydrauliczne sterują pompami o zmiennej wydajności za pomocą pełniących różne funkcje regulatorów, zamocowanych bezpośrednio na nich.

Poniżej wymieniono kilka najczęściej stosowanych regulatorów.

Fot. SMC Industrial Automation Polska, Data Optics Poland, Pronar

Proporcjonalny zawór ciśnieniowy serii R4V produkcji Parker Hannifin

przesterowań zaworów pneumatycznych. W zdecydowanie bardziej popularnych rozwiązaniach elektro-pneumatycznych stosowane jest sterowanie elektryczne. Natomiast w „czystej” pneumatyce powietrze pełni funkcję nośnika informacji i wówczas zawory są sterowane pneumatycznie.

W zaworach monostabilnych tłok przełączający suwaka jest poruszany przez powietrze (o ciśnieniu około 3,5–8 barów), które jest kierowane do komory sterującej zaworu. Po odpowietrzeniu komory sterującej zaworu tłok powraca do swojego pierwotnego położenia, pod wpływem siły sprężyny lub sprężyny wzmocnionej ciśnieniem powietrza wspomagającego, działającym na suwak zaworu w kierunku powrotnym. W przypadku zaworów bistabilnych powrót – przesterowanie zaworu – następuje dopiero po skierowaniu sygnału pneumatycznego z przeciwnej strony suwaka.

Fot. SMC Industrial Automation Polska, Data Optics Poland, Pronar

Sterownik PCL 401

Sterowniki PCL 402

Najbardziej popularny regulator ciśnieniowy zmniejsza wydajność pompy do zera, po osiągnięciu zadanego ciśnienia na wyjściu z pompy. Regulator zeruje wydajność pompy, w zależności od wartości ciśnienia zewnętrznego występującego w układzie hydraulicznym.

Ciśnienie sterujące doprowadzone jest przewodem sterującym do regulatora pompy.

Regulator w układzie „load sensing” wykorzystuje sygnały spadku ciśnienia – sygnał pobierany jest z jednego lub kilku miejsc za pomocą zaworów logicznych typu OR, a następnie podawany jest przewodami sterującymi do regulatora pompy, która w ślad za sygnałem sterującym dostosowuje wydajność do rzeczywistego chwilowego zapotrzebowania, tworząc system energooszczędny.

Regulator stałej mocy optymalizuje pracę pompy w sposób zapewniający dużą prędkość ruchów jałowych i dużą siłę ruchów roboczych.

Dzięki wykorzystaniu właściwości sygnału hydraulicznego, zwłaszcza w przypadku dwóch ostatnich regulatorów opracowanych w firmie Parker Hannifin, możliwe jest stabilne (bez przeregulowań) sterowanie mocą nawet kilkuset kW w czasie dziesiątych części sekundy.

Powszechne wciąż, ze względu na swoją niezawodność, są układy hydrauliczne konstruowane na bazie hydraulicznych sterowników produkcji Parker Hannifin serii PCL4, stosowane w mobilnych maszynach roboczych.

Sterowniki te zasilane są zwykle ciśnieniem do 15 barów i sterują pracą poszczególnych sekcji rozdzielaczy hydraulicznych, które z kolei sterują cylindrami i silnikami hydraulicznymi

zabudowanymi na maszynie. Takie rozwiązanie umożliwia ergonomiczne rozmieszczenie dźwigni sterujących w kabinie operatora. Ich konstrukcja zapewnia optymalne siły oporu, dostosowując je do ciągłej pracy operatora.

Sterowniki PCL4 są połączone z rozdzielaczami za pomocą przewodów o niewielkiej średnicy, odpowiadających niewielkim przepływom (do 15 l/min).

Ułatwia to zabudowę w kabinie i umieszczenie rozdzielaczy hydraulicznych w optymalnym miejscu na maszynie, niezależnym od położenia samych sterowników. Sygnał ciśnieniowy, zależny od wychylenia dźwigni sterownika PCL4, podawany jest na czoło suwaka rozdzielacza, który steruje przepływem oleju do cylindra lub silnika hydraulicznego, czyli prędkością ruchu narzędzia.

W praktyce stosowane są zarówno sztywne, jak i elastyczne przewody hydrauliczne. Przewody sztywne firmy Pronar są zaprojektowane na ciśnienie nominalne 16 MPa oraz ciśnienie próbne 32 MPa. Mogą być wykonane z rury stalowej czarnej (później malowanej farbą), rury stalowej ocynkowanej, rury ze stali nierdzewnej/kwasoodpornej, rury miedzianej albo rury aluminiowej, w dowolnej konfiguracji i z dowolnym typem końcówek przyłączeniowych.

Elastyczne przewody hydrauliczne służą do łączenia elementów wykonawczych i sterujących, wchodzących w skład układów hydraulicznych maszyn, urządzeń i pojazdów przemysłu budowlanego, rolniczego i motoryzacyjnego. Poprawne działanie i niezawodność układów hydraulicznych zależy m.in. od bardzo dokładnego połączenia przewodu hydraulicznego

z końcówką hydrauliczną. Przewód hydrauliczny jest wykonany z węża hydraulicznego, na którym z obu stron są zaciskane stalowe końcówki z powłoką ochronną.

Elementy sterowań i napędów hydraulicznych są stosowane też w urządzeniach dźwigowych morskich i usytuowanych na platformach. Są to układy zawierające silniki hydrauliczne, siłowniki, pompy, akumulatory oraz układy łączące przewody hydrauliczne czy rury ciśnieniowe.

Każdy układ hydrauliczny wyposażony jest w aparaturę kontrolno-pomiarową wielkości hydraulicznych, takich jak ciśnienie, różnica ciśnień, przepływ i temperatura, przetwarzając je w standardowy sygnał elektryczny (analogowy lub cyfrowy). W układach hydraulicznych stosowany jest olej hydrauliczny o ciśnieniu roboczym przeważnie do 320 barów, choć nierzadko do 450 barów, a czasami do 700 barów. Ze względu na trudne warunki eksploatacji bardzo ważną czynnością jest zakuwanie przewodów hydraulicznych. Każdy przewód musi być poddany próbie ciśnieniowej, zgodnie z obowiązującymi normami. Badaniom szczelności podlegają przewody ciśnieniowe, połączenia i zbiorniki ciśnieniowe.

Podsumowanie Omówione sposoby i media, stosowane do przesyłania sygnałów obiektowych i sterujących/regulacyjnych w różnorodnych instalacjach przemysłowych, stanowią tylko niewielką grupę możliwych rozwiązań. Na rynku funkcjonują liczni producenci, którzy ułatwiają poruszanie się w gąszczu dostępnych produktów i pomagają wybrać najlepsze rozwiązania, odpowiadające wymaganiom klientów.

dr inż. Małgorzata Kaliczyńska

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

PAR

29

TEMAT NUMERU NOŚNIKI DANYCH I SYGNAŁÓW STOSOWANYCH W AUTOMATYCE

Kable i przewody do aplikacji przemysłowych w instalacjach przemysłowych wymagają, aby użyte w nich urządzenia były niezawodne i spełniały najwyższe standardy jakościowe. Coraz częściej oczekuje się też zwiększenia bezpieczeństwa pożarowego. Dotyczy to również kabli i przewodów, odpowiadających za zasilanie, sterowanie i przesyłanie sygnałów pomiarowych. Technokabel, jako renomowany producent kabli i przewodów, ma w ofercie szeroki zakres wyrobów o zwiększonej niepalności, przeznaczonych do realizowania tego rodzaju zadań.

Ze względu na często wymagane małe promienie gięcia kabli, a także oczekiwaną przez instalatorów większą elastyczność, Technokabel proponuje stosowanie do zasilania i sterowania kabli sygnalizacyjnych z giętkimi, wielodrutowymi żyłami miedzianymi, typu TECHNOKONTROL YnKSLY-Nr, przeznaczonych do napięcia pracy 300/500 V i 0,6/1 kV. Są one wykonywane jako kable wielożyłowe, wieloparowe (oznaczenie z końcówką „-P”) lub wielotrójkowe („-T”).

Ekranowanie i zewnętrzne zastosowania Dla zabezpieczenia przed indukowaniem przez zewnętrzne pola elektryczne zakłóceń w torach kabla, a także w celu ograniczenia emisji zakłóceń z kabla do otoczenia, stosuje się ekranowanie w postaci laminowanej taśmy aluminiowej, z ułożoną pod nią żyłą uziemiającą. Ekrany nakłada się na ośrodek kabla (YnKSLYekw), na wiązki (YnKSLYekp, YnKSLYekt) albo na wiązki i ośrodek (YnKSLYekpekw, YnKSLYektekw). Kable sygnalizacyjne z żyłami giętkimi mogą być instalowane również na zewnątrz budynku, lecz w takim przypadku zalecane jest stosowanie konstrukcji ze wzmocnioną powłoką polwinitową, odporną na działanie promieniowania ultrafioletowego (YnvKSLY, YnvKSLYekw, YnvKSLYekpekw itp). Kable o izolacji z polietylenu usieciowanego (YnKSLXS, YnKSLXSekw, YnKSLXSekpekw itp.) są dobrą alternatywą, gdy istotna jest

Kabel YnvKSLXSekpekw-Nr 0,6/1 kV 12 × 2 × 0,75

Kabel RD-H(St)H 8 × 2 × 0,5 Bd

30

Promocja

mniejsza pojemność skuteczna torów oraz zwiększona temperatura pracy przy żyle (wynosi ona 90 °C).

Sterowanie napędami Połączenia silników z falownikami muszą być realizowane specjalnymi kablami, charakteryzującymi się niską pojemnością żył izolowanych i wysoką skutecznością ekranowania. Przy takich uwarunkowaniach najlepiej sprawdzają się przewody TECHNOFLEX 2XSLCYon-J lub TECHNOFLEX 3Plus 2XSLCYon-J, w którym zastosowano podział żyły uziemiającej na trzy żyły, rozmieszczone równomiernie w ośrodku kabla (co 120°), co pozwoliło osiągnąć symetryczny rozkład pól i zmniejszyć poziom emisji zakłóceń elektromagnetycznych do otoczenia, w porównaniu do kabli czterożyłowych.

Kable do transmisji danych Oddzielną grupę stanowią instalowane wewnątrz budynków, bezhalogenowe, wieloparowe kable ekranowane typu RD-H(ST)H Bd, o konstrukcji pęczkowej. Służą one do transmisji danych za pośrednictwem sygnałów analogowych lub cyfrowych, o częstotliwości do 10 kHz. Dzięki specjalnej budowie (odpowiednie skoki par, konstrukcja pęczkowa) osiągnięto niski poziom wzajemnego zakłócania się torów kabla.

Zastosowanie polietylenowej izolacji w kablach do transmisji cyfrowej pozwala uzyskać mniejszą pojemność torów parowych kabla i mniejsze straty przesyłanych sygnałów. Osiągnięto to w kablach uniepalnionych typu RE-2Y(St)Yv-fl oraz RE-2Y(St)Yv-fl PiMF, z ekranowanymi parami. W obu przypadkach jest to konstrukcja parowa z ekranem wspólnym z taśmy i wzmocnioną powłoką zewnętrzną, dzięki której kable mogą być instalowane na zewnątrz budynków i bezpośrednio w ziemi. Dostępne są też wersje wzmocnione mechanicznie, z pancerzem z okrągłych drutów stalowych, ocynkowanych, typu RE-2Y(St) YSWAY-fl oraz RE-2Y(St)YSWAY-fl PiMF, z ekranowanymi parami.

Fot. Technokabel

Rozwiązania techniczne stosowane

Fot. Technokabel

Duża przepustowość i automatyka budynkowa Zwiększenie wymagań dotyczących przepustowości przewodów, stosowanych w przemysłowych układach automatyki, doprowadziło do pojawienia się w ofercie firmy Technokabel bezhalogenowych kabli do sieci przemysłowych, oznaczonych jako TECHNOTRONIK 02YS(St)CH i TECHNOTRONIK 02YS(St)C11Y (w powłoce z poliuretanu). Transmisja sygnałów w tego typu kablach odbywa się z prędkością do 16 Mb/s.

W budynkach inteligentnych, opartych na standardach Europejskiej Magistrali Instalacyjnej (ang. EIB – European Installation Bus), stosowane są kable EIB BUS i EIB BUS-H, przeznaczone do łączenia urządzeń sygnalizacyjnych i sterujących.

Często podczas przesyłania sygnałów w sieciach przemysłowych i innych sieciach specjalizowanych stawia się kablom wymagania odnośnie odporności na wpływ zakłóceń elektromagnetycznych oraz wpływ warunków atmosferycznych. To drugie dotyczy kabli instalowanych na zewnątrz budynków i bezpośrednio w ziemi. W takim

Kabel O2YS(St)CH 1 × 2 × 0,64/2,6

Kabel EIB BUS-H 1 × 2 × 0,8

Kabel RE-2Y(St)Yv-fl PiMF 14 × 2 × 1,3

wypadku Technokabel poleca kable z serii TECHNODATA LAN-T1 (do LAN-T15), które – odpowiednio ekranowane i wyposażone w metalową barierę przeciwwilgociową – doskonale sprawdzają się w tego typu zastosowaniach.

oryginalnymi konstrukcjami, projektowanymi do niestandardowych zastosowań. Kable i przewody Technokabel można znaleźć w wielu inwestycjach przemysłowych w Polsce i krajach Unii Europejskiej.

Podsumowanie

Dariusz Ziółkowski

Przedstawione kable to tylko część oferty firmy Technokabel. Całość obejmuje ponad 6 tys. typowymiarów. Jako producent kabli na specjalne zamówienie, firma może poszczycić się wieloma

TECHNOKABEL SA ul. Nasielska 55, 04-343 Warszawa tel. 22 516 97 77 fax 22 516 97 87 e-mail: tech@technokabel.com.pl

REKLAMA

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

31

RYNEK NUMERU NOŚNIKI TEMAT I TECHNOLOGIE WSKAŹNIKI, DANYCH I SYGNAŁÓW LICZNIKI, REJESTRATORY, STOSOWANYCHWYŚWIETLACZE W AUTOMATYCE

Przewody chainflex z certyfikatem German Lloyd Stosowanie przewodów

Aby tego uniknąć, igus, razem

systemy zasilania. Aby dostarczać niezawodne i trwałe komponenty do tych wyspecjalizowanych aplikacji, igus, wspólnie z German Lloyd Certification, rozwinął nową procedurę testową i certyfikował swoje przewody chainflex.

Trwający trzy lata okres certyfikacji, który obejmował szeroki zakres badanych aspektów, w połączeniu z wyspecjalizowaną ekspertyzą obu firm, poskutkował pierwszą certyfikacją na przewody do zastosowania na statkach oraz na platformach morskich.

z firmą German Lloyd Certification,

Rozwój procedur testowych

w aplikacjach ruchomych na statkach oraz platformach morskich często wiąże się z koniecznością prowadzenia bardzo drogich i rozbudowanych certyfikacji.

rozwinął nowe standardy testów i obecnie ma w ofercie 328 przewodów chainflex do pracy w aplikacjach ruchomych.

Przewody oferowane przez igus są pierwszymi na świecie, które uzyskały specjalną certyfikację do pracy w aplikacjach prowadnikowych.

Potrzeba certyfikacji W związku ze wzrostem automatyzacji na statkach oraz w aplikacjach offshore w ostatnich latach, przemysł ten odnotował wzrost zapotrzebowania na

32

Promocja

Zazwyczaj takie firmy, jak German Lloyd, tworzą certyfikaty na podstawie międzynarodowych standardów. Często odwołują się one do specjalnych charakterystyk, odnoszących się np. do łatwopalności zastosowanych materiałów. Jednak w przypadku większości testowanych części stosowane materiały tylko w ograniczonym stopniu mogą pracować w aplikacjach ruchomych albo w ogóle nie jest to możliwe. Ogólne standardy konstrukcyjne dla przewodów bardzo często okazują się całkowicie nieprzystosowane do pracy w ruchu.

Ponieważ jednolite, międzynarodowe procedury testowe dla przewodów do pracy w prowadnikach nie istnieją, powstała potrzeba ich ustanowienia.

Know-how firmy igus GmbH, która przez ponad 20 lat analizowała tematykę przewodów przystosowanych do pracy w ruchu oraz ma największe na

świecie w tej branży laboratorium testowe przewodów, przyczyniło się do rozwinięcia procedury testowej. Pozwala ona zagwarantować niezawodność pracy przewodów chainflex na statkach oraz w aplikacjach offshore.

W tym przypadku dwie firmy wykorzystały wewnętrzne standardy igus jako podstawę do zapewnienia żywotności przewodów w aplikacjach ruchomych.

Przedsięwzięcie to zostało wsparte przez stworzenie próbnych, określonych przez German Lloyd Certification testów, opartych na międzynarodowych standardach i badaniach.

Szeroki wybór Obecnie klienci mogą nabyć, prosto z magazynu, przewody sterownicze, kable BUS-owe, przewody silnikowe, przewody do transmisji danych oraz przystosowane do układów pomiarowych, przeznaczone do pracy w aplikacjach ruchomych i spełniające warunki wymagane przez agencje żeglugi handlowej. Dzięki temu igus po raz kolejny umocnił swoją pozycję wiodącego producenta certyfikowanych przewodów do pracy w prowadnikach.

igus Sp. z o.o. ul. Nakielska 3 01-106 Warszawa tel. 22 863 57 70 fax 22 863 61 69 e-mail: info@igus.pl

Firma JM elektronik, dostawca komponentów elektronicznych i urządzeń stosowanych w automatyce, ma w swojej ofercie ciekawy wybór podzespołów, które mogą posłużyć do realizacji komunikacji bezprzewodowej w systemach automatyki przemysłowej.

Teminal EHS6T firmy Gemalto

Bezprzewodowo w automatyce Moduły ZigBee i terminale GSM w ofercie JM elektronik

W zależności od rodzaju aplikacji zastosowanie mogą mieć lokalne, niewielkie sieci bezprzewodowe lub komunikacja na większe odległości, np. za pomocą sieci komórkowej. Z tego względu JM Elektronik stara się zaoferować produkty do sieci różnego rodzaju. Firma ma w asortymencie m.in. moduły ZigBee i terminale do sieci komórkowych 2G i 3G.

Moduły ZigBee Moduły z serii ZT-2550 i ZT-2551 to niewielkie konwertery ZigBee, oparte na standardzie IEEE 802.15.4, który jest w pełni zgodny z ZigBee Pro/ZigBee 2007. Pozwalają na bezprzewodową transmisję sygnału RS-232 lub RS-485 po sieci ZigBee.

Moduły Zigbee ZT-2550 i ZT-2551 firmy ICPDAS

Typowy zasięg transmisji modułów serii ZT, przy bezpośredniej widoczności odbiornika, wynosi 700 m. Transmisja odbywa się w ogólnodostępnym i nielicencjonowanym paśmie ISM 2,4 GHz, w zakresie częstotliwości od 2,405 GHz do 2,48 GHz. Zakres ten jest podzielony na sektory po 5 MHz, co pozwala na uzyskanie 16 kanałów i 16 384 identyfikatorów PAN ID. Moduł ZT-2550 pełni rolę hosta i koordynatora w sieci ZigBee, natomiast ZT-2551 – rolę routera. W sieci może występować do 255 routerów, przekazujących informacje między węzłami.

Moduły takie mogą służyć do powiększenia zasięgu transmisji i polepszenia jakości sygnału.

Producent dostarcza przyjazne narzędzie do konfiguracji sieci z graficznym interfejsem użytkownika dla systemu Windows. Narzędzie pozwala na ustawienie różnych konfiguracji sieci, w zależności od typu aplikacji.

Moduły są przeznaczone do montażu na szynie DIN, zasilane są napięciem 10–30 V DC, a zakres temperatury pracy wynosi od –25 °C do 75 °C. Moduły serii ZT dla sieci ZigBee mają certyfikaty CE/FCC i FCC ID.

był w stanie powiadomić odpowiednie osoby o takim zdarzeniu. Doskonałym narzędziem, umożliwiającym realizację tej funkcji, jest sieć GSM, która charakteryzuje się wysokim poziomem niezawodności oraz niemal 100 proc. zasięgiem w kraju. Dodatkowo, w związku z wprowadzaniem nowych technologii transmisji danych, ta sieć uzyskuje bardzo dużą przepustowość i w oparciu o nią możliwe jest budowanie różnego rodzaju systemów zdalnego dostępu i wizualizacji.

W ofercie JM elektronik znajdują się terminale firmy Gemalto M2M (Machine-To-Machine), dawniej produkowane pod marką Cinterion Wireless Modules.

Do wyboru są następujące modele: • BGS2T: terminal 2G, sterowany komendami AT, z interfejsami RS-232 lub RS-485, montaż na szynie DIN, • BGS5T: terminal 2G, programowalny w języku Java, z interfejsami RS-232 oraz USB, montaż na szynie DIN, • EHS5T/EHS6T: rodzina terminali 3G, programowalnych w języku Java, z interfejsami RS-232, RS-485, USB, Ethernet, montaż na szynie DIN.

Fot. igus, JM elektronik

JM elektronik Sp. z o.o.

Promocja

Terminale GSM firmy Gemalto

ul. Karolinki 58

Niezawodność działania jest jednym z głównych wymagań odnośnie systemów automatyki. Nie wszystkie sytuacje da się przewidzieć, ale ważne jest, aby w przypadku awarii system

44-100 Gliwice tel. 32 339 69 01 fax 32 339 69 09 e-mail: wireless@jm.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

www.jm.pl

33

TEMAT NUMERU NOŚNIKI DANYCH I SYGNAŁÓW STOSOWANYCH W AUTOMATYCE

W szeroko rozumianej automatyce stosuje się wiele różnych nośników danych i sygnałów. Firma igus ma w ofercie niemal wszystkie typy przewodów do stosowania w automatyce.

Szeroki wybór przewodów do przesyłu danych i sygnałów Komplementarność oferty jest bardzo korzystna dla użytkowników, ponieważ z jednego źródła mogą oni zamówić, razem z prowadnikiem, odpowiednie przewody: sterowniczy, do transmisji danych, BUS-owy, do układu pomiarowego, światłowód, serwoprzewód, kabel silnikowy lub odporny na skręcanie przewód do robotów. Dodatkowo, jeżeli w maszynie, z różnych powodów, potrzebny jest przewód o specjalnym kolorze lub właściwościach, również można go znaleźć w firmie igus, korzystając z asortymentu tak zwanych przewodów specjalnych.

Pewność i niezawodność W firmie igus można kupić ponad 1030 typów kabli, dostępnych prosto z magazynu, z dostawą już od 24 godzin.

Kable te gwarantują poprawną pracę w aplikacjach ruchomych, ponieważ są sprawdzone w ponad 2 mld cykli testowych oraz podczas 1,4 mld pomiarów elektrycznych rocznie. Daje to użytkownikowi dużą pewność i niezawodność konstrukcyjną, a co się z tym wiąże, także swobodę pracy. Ciekawą opcją jest też dostępność narzędzi internetowych, dzięki którym można odnaleźć odpowiedni do aplikacji przewód, obliczyć jego przewidywaną żywotność w konkretnym zastosowaniu i zawarty w nim dodatek miedziowy oraz dobrać

34

Promocja

i skonfigurować przewód z odpowiednimi wtyczkami i złączami.

4000 certyfikatów dla przewodów chainflex Ponad tysiąc przewodów chainflex firmy igus, zaprojektowanych specjalnie do pracy w prowadnikach kablowych, ma ponad 4 tys. certyfikatów. Umożliwia to klientom nie tylko dystrybucję ze skomplikowanymi specjalnymi zezwoleniami, ale również gwarantuje niezawodną pracę przewodów w maszynach. Wśród tych certyfikatów można znaleźć m.in.

CE, UL, CSA, GL oraz dopuszczenie do pracy w pomieszczeniach czystych.

Jedną z wielu nowości, dotyczących przewodów chainflex, jest ich oznaczenie znakiem EAC na region Eurazji. Ten certyfikat potwierdza, że produkty przeszły pomyślnie niezbędne procedury zgodności, tak aby mogły być importowane do poszczególnych państw, a nawet tam produkowane. Od 2011 r. Rosja, Białoruś i Kazachstan należą do tego sojuszu.

Aby nosić logo EAC, produkty muszą rozpocząć proces oceny zgodności z autoryzowaną jednostką certyfikującą.

– Wiele przewodów chainflex firmy igus pomyślnie przeszło ten proces, a więc mogą nosić pieczęć unii celnej.

Specjalne zgodności są dystrybuowane razem z pieczęcią i klient oszczędza

dużo czasu podczas importu. To, co jest szczególnego w naszych przewodach, to ich specjalna konstrukcja oraz przeprowadzone testy, potwierdzające ich zastosowanie w aplikacjach ruchomych, w prowadnikach kablowych oraz zapewniające gwarancję żywotności – mówi Rainer Roessel, kierownik działu przewodów chainflex w firmie igus GmbH. Ponadto 986 typów kabli chainflex przeszło pomyślnie certyfikację CTP fire certification i są dostępne również z tym oznaczeniem. Nowe znaki EAC i CTP zastępują wcześniej wymaganą certyfikację GOST-R. Odpowiednie certyfikaty zgodności przewodów z rodziny chainflex można obejrzeć i pobrać ze strony internetowej www.igus.eu/wpck/11033/chainflex_ certificates?C=DE&L=en.

igus Sp. z o.o. ul. Nakielska 3, 01-106 Warszawa tel. 22 863 57 70, fax 22 863 61 69 e-mail: igus@igus.com.pl www.igus.com.pl

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

PRZEMYSŁ ENERGETYCZNY APLIKACJE

Białostocka firma AutomatykaPomiary-Sterowanie (APS) świadczy kompleksowe usługi z dziedziny automatyki przemysłowej i elektryki.

Jedną z ostatnich zrealizowanych inwestycji była modernizacja systemu automatyki i palników rozpałkowych dla kotła WP200 K03 w Ciepłowni Kawęczyn.

Fot. 1. Grafika sterowania elektrofiltrem kotła

Fot. igus, APS

Modernizacja automatyki kotła w Ciepłowni Kawęczyn W maju 2013 r. firma APS rozpoczęła realizację umowy zawartej z PGNiG Termika na wykonanie kompleksowej modernizacji automatyki kotła WP200 K03. Było to kolejne zadanie realizowane dla tego klienta. W latach 2010– 2012 APS z powodzeniem wykonywał prace modernizacyjne i remontowe z zakresu elektryki, aparatury kontrolno-pomiarowej i automatyki (AKPiA) oraz systemów sterowania i nadzoru w EC Siekierki i EC Żerań.

Zadanie, które spółka miała do wykonania w Ciepłowni Kawęczyn już na starcie było wyjątkowo trudnym wyzwaniem, z uwagi na kompleksowy i wielobranżowy zakres prac, a jednocześnie niezwykle krótki termin wykonania modernizacji – kocioł musiał być gotowy do pracy w grudniu 2013 r.

użytku ponad 30 lat temu, a od 2005 r. działa jako Ciepłownia Kawęczyn. Jest to trzeci pod względem ilości dostarczanego ciepła zakład w Warszawie.

Obecnie są tam zainstalowane dwa kotły wodne z palnikami niskoemisyjnymi, pozwalającymi na obniżenie stężenia tlenków azotu w spalinach. Łączna moc cieplna kotłów wynosi 600 MW. Ciepłownia Kawęczyn, podobnie jak Ciepłownia Wola, jest szczytowym źródłem ciepła dla warszawskiego systemu ciepłowniczego. Nie wszyscy warszawiacy wiedzą, iż komin Ciepłowni Kawęczyn jest najwyższą budowlą w Warszawie, przewyższającą o 70 m wysokość Pałacu Kultury i Nauki. Na terenie Ciepłowni Kawęczyn, na wysokości 310 m, znajduje się najwyższy punkt widokowy na Warszawę.

Specyfika ciepłowni

Zakres prac

Ciepłownia Kawęczyn jest zlokalizowana na osiedlu Kawęczyn-Wygoda w Warszawie i wchodzi w skład Elektrociepłowni Warszawskich, należących do PGNiG Termika. Została oddana do

Umowa modernizacji kotła WP 200 zakładała realizację zadania zgodnie z formułą „pod klucz”, oznaczającą kompleksowe przeprowadzenie przez wykonawcę całości prac, w tym

Promocja

realizację projektów wykonawczych i prac obiektowych, dostarczenie materiałów, aparatury, instalacji, urządzeń i części zamiennych, wykonanie niezbędnych demontaży i rozbiórek oraz oprogramowania systemu DCS, a także uruchomienie obiektu i wszystkich współpracujących z nim instalacji, wraz z wykonaniem wszystkich robót towarzyszących i wykończeniowych, zapewniających kompletność i gotowość obiektu do eksploatacji.

Zakres prac wykonany przez APS obejmował m.in.: • projekty wykonawcze dla kotła 03K i palników, w skład których wchodzą projekty budowlane, mechaniczne, elektryczne, AKPiA, systemowe, wraz z uzyskaniem zatwierdzeń w zakresie zabezpieczeń kotła oraz palników rozpałkowych w CLDT, • prefabrykację szaf automatyki i rozdzielni oraz montaż systemu automatyki, • dostawę obiektowej aparatury pomiarowej, • montaż układów AKPiA,

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

35

APLIKACJE PRZEMYSŁ ENERGETYCZNY

Fot. 2. Szafy systemu Centum VP/ProSafe-RS

• próby i odbiór CLDT w zakresie zabezpieczeń kotła, wraz z palnikami rozpałkowymi, • szkolenia, instrukcje eksploatacji, • przekazanie zmodernizowanego sys- temu automatyki i palników do eksploatacji, • dokumentację powykonawczą.

Modernizacja instalacji ośmiu palników rozpałkowych kotła została zlecona firmie podwykonawczej IMPREX, mającej doświadczenie w realizacji podobnych prac.

W ramach modernizacji w istniejących szafach elektrofiltru i pomp

36

popiołowych przeprowadzono demontaż istniejących sterowników SAIA, a sygnały sterujące pracą elektrofiltru i pomp popiołowych wprowadzono do nowo zabudowanych kaset oddalonych systemu Yokogawa, przy jednoczesnym spełnieniu obowiązujących powiązań pomiędzy pracą pomp popiołowych kotłów 03K i 04K.

Zastosowane komponenty Do realizacji zadań monitorowania i sterowania pracą kotła K03 zastosowano rozproszony system sterowania Centum VP oraz system zabezpieczeń ProSafe-RS firmy Yokogawa. System ten jest nowoczesną, w pełni otwartą platformą DCS do sterowania średnich i dużych rozmiarów instalacji przemysłowych.

Centum VP System Centum VP ze zintegrowanym systemem ProSafe-RS ma otwartą architekturę, umożliwiającą łatwe skalowanie (w zależności od potrzeb obiektu) i łatwą wymianę danych z innymi systemami.

Kluczowymi elementami systemu są: • HIS – stacja operatorska do monitoringu i obsługi systemu, • EWS – stacja inżynierska do konfiguracji systemu, • Vnet/IP – redundantna magistrala systemowa, • FCS – centralna jednostka sterująca z układami I/O, w której można wyróżnić: NODE – płytę montażową z modułami komunikacyjnymi i modułami I/O (możliwość umieszczenia do ośmiu modułów), zasilacze i moduły, • węzeł oddalony RIO, • SCS – centralna jednostka systemu zabezpieczeń ProSafe-RS z układami I/O, w której można wyróżnić: NODE – płytę montażową z modułami komunikacyjnymi i modułami I/O (możliwość umieszczenia do ośmiu modułów), zasilacze i moduły.

Stacja operatorska Centum VP jest połączeniem oprogramowania firmy Yokogawa z komputerem klasy PC. Zastosowane rozwiązania dają użytkownikowi optymalną platformę do kontroli i sterowania procesem, w której zintegrowane są funkcje operatorskie, graficzne, bazy danych oraz – jeżeli jest to wymagane – funkcje inżynierskie.

Informacje procesowe są przesyłane i aktualizowane w czasie rzeczywistym na wszystkich stacjach operatorskich, podłączonych do instalacji. W przypadku awarii jednej ze stacji prowadzenie

Fot. 3. Zabezpieczenie MegaMuz rozdzielni 6 kV, włączone do systemu Centum VP

instalacji przebiega bez zakłóceń, z wykorzystaniem pozostałych stacji operatorskich.

Modernizacja systemu sterowania kotła K03 przewidywała zabudowę dwóch stacji procesowych (sterujących procesami technologicznymi) firmy Yokogawa w dwóch szafach systemowych. Stacje komputerowe, tj. stacje operatorskie nr 1, nr 2, nr 3, stacja inżynierska, stacja urządzeń HART oraz stacje do komunikacji z systemami Wizcon i PI, zostały zabudowane w specjalnie do nich przeznaczonej szafie komputerów. Monitory i urządzenia wskazujące, w przypadku stacji operatorskich, zostały umieszczone na pulpitach w pomieszczeniu nastawni operatorskiej oraz – dla stacji: inżynierskiej, stacji urządzeń HART i stacji do komunikacji z systemami Wizcon i PI – w pomieszczeniu inżynierskim. Każda z szaf została wyposażona w pola zasilające, zarówno z linii napięć gwarantowanych, jak i niegwarantowanych, do zasilania poszczególnych kaset i modułów sterujących.

Zabudowane zostały dwie szafy komunikacyjne, wyposażone w switche na potrzeby protokołu Vnet/IP, serwer czasu oraz niezbędny osprzęt sieciowy, umożliwiający prowadzenie kabli i przewodów, a także w przełącznice światłowodowe i media konwertery na potrzeby protokołu Modbus.

Pozwoliło to na zbieranie informacji o pracy całego obiektu, w tym informacji z urządzeń polowych oraz zabezpieczeń MegaMuz rozdzielni 6 kV RK3.

Zasilanie Szafy zasilania systemu Centum VP/ProSafe-RS i układów AKPiA kotła 03K, znajdujące się na zapleczu nastawni, zostały wymienione na nowe.

Wykonano następujące szafy zasilania systemu i AKPiA: • szafę rozdziału zasilania 0,4 kV AC dla kotła 03K,

Fot. APS

• dostawę i montaż instalacji rozpałkowej kotła, • modernizację układu sterowania instalacją odpopielania kotła, • modernizację układu sterowania pracą elektrofiltru kotła, • modernizację układu elektrycznego kotła, wraz z wymianą podrozdzielni przykotłowych 0,4 kV, • modernizację układu zasilania AKPiA kotła, • modernizację układu rezerwującego zasilania AKPiA kotłów 03K i 04K, • włączenie systemu sterowania kotłem do ogólnozakładowych systemów PI i Wizcon, • montaż wyposażenia nastawni kotła 03K, • prace rozruchowe systemu automatyki i palników, • wykonanie ruchów regulacyjnych i optymalizacyjnych,

• szafę rozdziału napięcia 220 V DC dla kotła 03K, • szafę UPS dla kotła 03K, • szafę dystrybucji zasilania 230 V AC i 24 V DC.

Struktura systemu kotła K3 Strukturę zastosowanego systemu dla kotła K3 w Ciepłowni Kawęczyn przedstawiono na fot. 4.

System obejmuje: • cztery stacje operatorskie HIS (trzy dla części technologicznej i jedna dla części elektrycznej), • stację inżynierską EWS, • serwer obiektowych urządzeń HART PRM, • dwie stacje do obliczeń TKE i łączności z siecią zakładową TKE1 i TKE2, • redundantną magistralę obiektową Vnet/IP, • zegar czasu GPS, • kolorową drukarkę laserową, • dwa układy redundantnych jednostek centralnych FCS (stacje procesowe), wyposażone w lokalne węzły I/O (FIO) oraz dwa węzły oddalone (RIO), • jeden układ redundantnych jednostek centralnych SCS (stacja zabezpieczeń), wyposażony w lokalne węzły I/O (FIO) przedstawiony na fot. 5, • układ zasilania z UPS i baterią akumulatorów.

Rozmieszczenie elementów Lokalizacja elementów systemu: • monitory trzech kotłowych stacji operatorskich są umieszczone na pulpicie w nastawni kotłowej, • komputer wraz z monitorem stacji elektrycznej jest umieszczony na pulpicie w nastawni elektrycznej, • komputery stacji operatorskich, stacji PRM, stacji TKE1 i TKE2 oraz elementy sieci Vnet/IP i zegar GPS są zlokalizowane w szafie 03CKB01 w obszarze nastawni,

Fot. 4. Konfiguracja systemu Centum VP/ProSafe-RS

• komputer i monitor stacji inżynierskiej EWS HIS0164 –> EWS, jeden monitor (do wspólnej obsługi stacji PRM, TKE1, TKE2) oraz drukarka są umieszczone w wydzielonym pomieszczeniu inżyniera systemu, zlokalizowanym w obszarze nastawni, • stacje procesowe FCS/SCS wraz z układami I/O znajdują się w szafach systemowych, w pomieszczeniu krosowym obok nastawni, • kaseta oddalona (ROI) elektrofiltru, umieszczona jest w dedykowanej szafie w pomieszczeniu elektrofiltru, • kaseta oddalona (ROI) urządzeń pomocniczych elektrofiltru i pomp popiołowych, zabudowana jest w pomieszczeniu pod elektrofiltrem, • układ bezprzerwowego zasilania z UPS wraz z baterią akumulatorów.

Podsumowanie Dzięki sprawnej koordynacji przedsięwzięcia przez specjalistów z PGNiG Termika, zaangażowaniu inżynierów

z firmy Yokogawa Deutschland GmbH Sp. z o.o. Oddział w Polsce – dostawcy systemu, oraz dzięki dobrej współpracy wszystkich uczestników biorących udział w modernizacji, powstał zaawansowany technologicznie produkt, spełniający wysokie wymagania inwestora. Zastosowane rozwiązania uzyskały akceptację i zostały odebrane przez Centralne Laboratorium Dozoru Technicznego.

O firmie Firma Automatyka-Pomiary-Sterowanie oferuje kompleksowe usługi z dziedziny automatyki przemysłowej i elektryki, począwszy od projektu, przez produkt, po wdrożenie i serwis. Świadczy również usługi pomiarowe i prowadzi bezpośrednią sprzedaż urządzeń automatyki przemysłowej. Spółka APS jest zaliczana do grupy najbardziej prężnych przedsiębiorstw w tej branży na terenie Polski. Firma powstała w 1994 r., w wyniku restrukturyzacji Elektrociepłowni Białystok, która do dziś jest jednym z głównych klientów firmy. APS od wielu lat wdraża tam nowoczesne systemy automatyki przemysłowej i prowadzi kompleksową eksploatację układów automatyki.

mgr inż. Adam Fiedosiuk AUTOMATYKA-POMIARY-STEROWANIE SA ul. A. Mickiewicza 95F

Fot. APS

15-257 Białystok tel. 85 748 34 00 fax 85 748 34 19 Fot. 5. Elementy systemu zabezpieczeń ProSafe-RS firmy Yokogawa

www.aps.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

37

APLIKACJE PRZEMYSŁ SAMOCHODOWY

Automatyzacja produkcji jest bardzo istotna w branży motoryzacyjnej. Jednak w przypadku firm takich jak WISS, które tworzą maszyny na zamówienie, to również niezwykle trudne zadanie.

Dzięki pomocy specjalistów z ABB udało się przygotować odpowiedniego robota, spawającego bardzo duże oraz różnorodne elementy metalowe i obsługującego trzy stanowiska jednocześnie.

Firma WISS z Bielska-Białej to producent pojazdów specjalistycznych, wykonywanych w większości dla straży pożarnej. Oprócz wozów pożarniczych, w ofercie firmy są również specjalistyczne pojazdy ratownicze, techniczne i lotniskowe oraz kontenery i przyczepy.

Na początku swojego istnienia firma zajmowała się sprzedażą części zamiennych do samochodów, a z czasem zaczęła przeprowadzać również remonty samochodów ciężarowych i pożarniczych. Kolejnym etapem ewolucji przedsiębiorstwa był montaż zabudów, by w końcu firma skupiła się na produkcji gotowych pojazdów.

Ważnym momentem dla WISS był rok 2004, w którym otwarty został nowy zakład w Bielsku-Białej. W tym samym roku WISS wykupił szwedzką firmę W. Ruberg AB, produkującą pompy. Rok później nastąpił prawdziwy przełom – firma zaprezentowała się na targach w Niemczech i rozpoczęła intensywną ekspansję na rynki zagraniczne.

38

Promocja

Automatyzacja produkcji Tylko w ubiegłym roku z zakładu w Bielsku-Białej wyjechało ponad 250 pojazdów specjalistycznych. Oczywiście ogromny sukces przedsiębiorstwa nie jest dziełem przypadku. Łatwo zauważyć, że firma WISS jest przedsiębiorstwem nowoczesnym, nastawionym na ciągły rozwój, w tym na inwestycje w nowoczesne technologie, związane z automatyzacją produkcji.

Na decyzję o inwestycji w automatyzację wpłynęło kilka czynników. Po pierwsze, był to dynamiczny rozwój firmy i rosnące zainteresowanie jej produktami. Po drugie, ważną kwestią, o której wspominają przedstawiciele firmy WISS, jest obecność na międzynarodowych rynkach, która wymusza wprowadzenie większej standaryzacji produkcji.

– Zdecydowaliśmy się na inwestycję w zrobotyzowane stanowisko spawalnicze, ponieważ chcieliśmy usprawnić naszą produkcję, a także poszerzyć zakres oferowanych usług. Bardzo szybki rozwój naszej firmy, dzięki rosnącej sprzedaży produkowanych samochodów, na

Wyjątkowy projekt dla wyjątkowego klienta W związku z różnorodnością produktów, a ściślej – z indywidualizacją produkowanych samochodów, jakie oferuje firma, WISS poszukiwał przede wszystkim uniwersalnego i elastycznego rozwiązania, które zautomatyzowałoby niektóre prace.

Zdecydowano, że będzie to robot przemysłowy, który miałby za zadanie spawanie różnych detali, w tym również wielkogabarytowych komponentów, a cała aplikacja będzie składała się z trzech stanowisk, obsługiwanych przez jednego robota. Ważna dla zleceniodawcy była również możliwość programowania robota w trybie off-line. Z takimi wymaganiami WISS zgłosił się do firmy ABB, która zrealizowała projekt.

Marcin Stopyra podkreśla, że wybór firmy do realizacji pomysłu nie był

Fot. Przemek Szuba (Arch. ABB)

Wdrożenie robota ABB IRB 800 w firmie WISS

wszystkich światowych rynkach, zmusił nas do wprowadzenia standaryzacji produkcji, czego nie dało się uzyskać bez automatyzacji produkcji – mówi Marcin Stopyra, technolog w firmie WISS. Warto podkreślić, że pojazdy specjalistyczne, które oferuje WISS, są każdorazowo produkowane w oparciu o indywidualne projekty i wymagania klientów. Wynika to nie tylko ze zróżnicowanego wyposażenia pojazdów, ale także z różnorodnych oczekiwań co do estetyki.

Fot. Przemek Szuba (Arch. ABB)

przypadkowy. – ABB jest jedną z wiodących firm na rynku robotów, marką dobrze znaną i cenioną, dlatego zdecydowaliśmy się na jej wybór. Poza tym duży koncern, jakim jest ABB, mógł zaproponować dla nas najbardziej korzystną ofertę – podkreśla technolog w firmie WISS. Projekt zrobotyzowanego stanowiska spawalniczego dla firmy WISS był wyjątkowy, głównie ze względu na wielkość elementów do spawania oraz liczbę obsługiwanych przez robota stanowisk.

Głównym problemem był zasięg robota oraz możliwość sprawnego poruszania się między stanowiskami, w celu spawania wielkogabarytowych elementów.

ABB skonstruowało na potrzeby projektu maszynę składającą się z dwóch robotów. IRB 800 to połączenie czteroosiowego, szybkiego robota do paletyzacji IRB 660 oraz robota IRB 140, czyli znacznie mniejszego, sześcioosiowego robota uniwersalnego, wykorzystywanego m.in. w pracach spawalniczych.

Robot IRB 800 jest sterowany przez kontroler IRC 5 i co istotne, jest tak samo łatwy w obsłudze i programowaniu, jak standardowe roboty ABB. Robot obsługuje trzy stanowiska spawalnicze.

Stanowisko wyposażone jest również w stację do czyszczenia palnika. Klient ma oczywiście możliwość programowania robota w trybie off-line, dzięki funkcjom oprogramowania RobotStudio.

Imponujący zasięg robota IRB 800 O tym, co wyróżnia IRB 800, na tle dostępnych na rynku robotów, mówi technolog firmy WISS, Marcin Nawalany: – Aplikacja zrobotyzowanego stanowiska spawalniczego, wykorzystująca robota IRB 800, nie jest standardową konstrukcją. Wyróżnia ją przede wszystkim zakres pracy. Dzięki takiemu rozwiązaniu stworzyliśmy trzy stanowiska spawalnicze, dwa stanowiska ze stołami spawalniczymi oraz jedno do pozycjonowania, na którym detal jest obracany i można go spawać z każdej strony.

Zasięg pracy robota IRB 800 wynosi 3,85 m i właśnie dzięki temu robot może pracować nad detalami wielkogabarytowymi oraz dosięga miejsc trudno dostępnych. Elastyczne zastosowanie robota i możliwość dopasowania go do zróżnicowanych warunków pracy to również zasługa aż dziewięciu osi swobody ruchu.

Robot IRB 800 może obsługiwać kilka stanowisk jednocześnie, spawając elementy wielkogabarytowe. Jest również łatwy do wdrożenia w zakładzie oraz do integracji z istniejącym już liniami produkcyjnymi.

Szybciej, sprawniej i korzystniej Omawiany projekt był wyzwaniem dla firmy ABB ze względu na kilka elementów: bardzo zindywidualizowaną ofertę firmy WISS oraz wielkość spawanych

elementów i liczbę obsługiwanych stanowisk. Dzięki wdrożeniu rozwiązania ABB firma WISS zdołała przyspieszyć i usprawnić produkcję. Co istotne, człowiek został odsunięty od najbardziej niebezpiecznych dla zdrowia prac spawalniczych.

Marek Nawalany podkreśla szybkość pracy robota. Wcześniej ten sam element, który wymaga około 100 spawów, człowiek spawał od 40 minut do godziny. Ta sama praca zajmuje robotowi jedynie 12 minut. – Nasi konstruktorzy opracowali zestaw podzespołów, który można wykorzystać standardowo w różnych aplikacjach samochodowych. Łatwo można też zauważyć, że prawie każdy samochód jest robiony według indywidualnej specyfikacji klienta, a optymalizacja produkcji pozwala nam na użycie robota również w tych przypadkach. Poza tym dzięki tej aplikacji spawalniczej pozyskaliśmy zleceniodawców, współpracujących z nami na zasadach kooperacji, którzy zlecają nam spawanie skomplikowanych elementów za pomocą naszego robota – podkreśla Marcin Nawalany.

ABB Sp. z o.o. ul. Żegańska 1, 04-713 Warszawa tel. 783 831 220 e-mail: robotyka.sprzedaz@pl.abb.com www.abb.pl/robotics

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

39

ROZMOWA PAR

Rozmowa z Markiem Tabaką, dyrektorem ds. kluczowych inwestycji w firmie Eaton Electric.

Eaton Electric oferuje rozwiązania z zakresu automatyki przemysłowej, aparatury sygnalizacyjnej, łączeniowej, zabezpieczającej i instalacyjnej oraz systemów rozdziału energii niskiego i średniego napięcia. Które gałęzie przemysłu w Polsce są głównymi odbiorcami tych rozwiązań i jak

40

kształtuje się obecnie zapotrzebowanie polskiego rynku w tym zakresie?

Od lat obserwujemy szybki rozwój polskiego przemysłu. Mówi się również wiele o dalszych planach inwestycyjnych dla tego obszaru. Trudno byłoby przy takich perspektywach pomijać ten rynek. Eaton, jako firma globalna z ogromnym zapleczem produktowym i personalnym, oferuje swoje rozwiązania i produkty również dla tej części rynku, w tym dla przemysłu farmaceutycznego, drzewnego, spożywczego, wydobywczego, samochodowego.

Przemysł jest rynkiem bardzo wymagającym i trudnym, z dużym naciskiem na energooszczędność i zapewnienie ciągłości produkcji.

Wraz ze spadkiem cen energoelektroniki standardem w przemyśle staje się sterowanie silników z wykorzystaniem układów przemiennikowych i łagodnego rozruchu. Stosując rozwiązania przemiennikowe firmy Eaton, uzyskuje się energooszczędność w układach napędowych. Ciągłość produkcji mogą zapewnić jedynie systemy i rozwiązania o wysokim stopniu niezawodności.

Nasza obecność w przemyśle jest dowodem na najwyższą jakość oferowanych przez nas produktów i usług oraz jej gwarantem. Ostatnia duża akwizycja firmy Cooper jeszcze bardziej wzmacnia nasz potencjał i możliwości na tym rynku.

Fot. Eaton Electric

Inwestycja w automatykę przemysłową to sposób na trudne czasy

Fot. Eaton Electric

W szerokim asortymencie automatyki, który oferujecie Państwo zakładom produkcyjnym, można znaleźć m.in. sterowniki, panele operatorskie, napędy, komputery przemysłowe. Co, Pana zdaniem, jest najmocniejszym punktem w ofercie, jej „kołem napędowym”?

Taką gamę produktową ma wielu producentów. Sterowniki czy panele operatorskie różnią się tylko pewnymi cechami, na przykład szybkością procesora, portami komunikacyjnymi, przekrojem ekranu, rozdzielczością itp. Oczywiście mogą różnić się także ceną. Jednak finalnie, z punktu widzenia automatyka, reprezentują to samo miejsce i funkcję w systemie automatyki i jeśli chodzi o przeznaczenie i działanie, pozostają wciąż takie same.

Dlatego Eaton wprowadził w ostatnich latach rozwiązanie innowacyjne, łączące automatykę i elektrykę w integralną część – system SmartWire-DT. Sprzedaż SmartWire-DT w Polsce osiągnęła jeden z najwyższych poziomów w Europie i to wkrótce po debiucie rynkowym. W czym upatruje Pan przyczyn tak dużej popularności systemu w naszym kraju?

Rzeczywiście, to nasz wielki sukces, zarówno jeżeli chodzi o samą ideę systemu, jak i poziom sprzedaży w Polsce – należymy do czołówki Europy.

Wśród wielu powodów tego sukcesu, szczególnie dwa widzę jako kluczowe.

Pierwszym jest fakt, że rynek bardzo pozytywnie zweryfikował ten system, zaś drugim – nasz dojrzały zespół, zawsze stawiający sobie ambitne cele.

Popularność SmartWire-DT wynika z wielu pożądanych cech tego systemu.

Daje on wiele oszczędności na każdym etapie budowania aplikacji, zaczynając od projektu i zakupów, przez prefabrykację i uruchomienie, a kończąc na kosztach, związanych z późniejszym utrzymywaniem ruchu i ewentualnym serwisem. Łącząc te wszystkie oszczędności uzyskujemy wymierną korzyść w postaci bardzo innowacyjnego systemu, w wielu wypadkach tańszego od klasycznych rozwiązań.

Nie ograniczam zastosowań SmartWire-DT do ściśle zdefiniowanych obszarów. Jest to technologia dla każdego, kto chce wprowadzać nowoczesne, innowacyjne rozwiązania, z równoległym naciskiem na aspekt ekonomiczny. W układach powtarzalnych czy seryjnych SmartWire-DT nie ma sobie równych.

Czy polscy odbiorcy częściej poszukują u Państwa pojedynczych produktów i podzespołów, czy gotowych rozwiązań?

Wymogi i oczekiwania rynku są różne – potrzebne są zarówno pojedyncze produkty, jak i gotowe rozwiązania i systemy.

Historia Eaton Electric w Polsce sięga lat 90. ubiegłego wieku. Nasze początki to sprzedaż bardzo dobrej jakości komponentów aparatury modułowej, sygnalizacyjnej, łączeniowej, zabezpieczającej, rozdzielczej oraz komponentów automatyki. Równolegle pracowaliśmy z dystrybutorami, aby zapewnić handlową obsługę rynku. Wraz z rozwojem firmy zaczęliśmy oferować również gotowe rozwiązania, takie jak systemy automatyki i systemy rozdziału energii – szynoprzewody oraz rozdzielnie średniego i niskiego napięcia. Obecnie jesteśmy silną firmą, której struktury wewnętrzne skupiają się na sprzedaży produktów oraz promują sprzedaż gotowych rozwiązań. W przypadku sprzedaży gotowych systemów bierzemy odpowiedzialność za każdy etap tworzenia produktu: projekt, uzgodnienia z klientem, realizacja, gwarancja oraz serwis.

oznacza, że Eaton jest dla dystrybutorów gwarantem dobrego biznesu.

Warto wspomnieć również o inżynierach sprzedaży i kierownikach regionalnych, obsługujących dystrybutorów.

Jest to bardzo stabilny, doświadczony zespół. Od lat ci sami pracownicy nie tylko dbają o dobre relacje biznesowe z dystrybutorami, ale również swoimi kompetencjami i doświadczeniem wspierają rynek. W ten sposób budujemy zaufanie i wiarygodność wśród dystrybutorów. To niewątpliwie jeden z głównych powodów naszej czołowej pozycji na rynku.

Jak ocenia Pan perspektywy rozwoju branży OEM w Polsce?

Rynek OEM jest integralną częścią naszej strategii. Jesteśmy dobrze przygotowani na obsługę tego rynku, zarówno pod względem produktowym, jak i w zakresie obsługi technicznej. Początki działalności Eaton Electric w Polsce były silnie związane z tą branżą. Już wówczas nasze produkty spełniały wymogi jakościowe i miały niezbędne certyfikaty, umożliwiające eksport polskich maszyn i urządzeń na rynki zagraniczne. Dlatego staliśmy się pożądanym dostawcą dla wielu producentów maszyn i urządzeń.

Trudno utrzymać czołową pozycję na rynku bez inwestycji w produkty.

To one dają szansę na polepszenie relacji jakości czy funkcjonalności produktu do ceny.

Wspomniał Pan o pracy z dystrybutorami. Na ile istotną część Państwa działalności stanowi współpraca z nimi?

Od lat nasze działania są silnie powiązane z dystrybutorami. To oni gwarantują szybki dostęp klienta do produktu. Są też dla nas silnym zapleczem techniczno-logistycznym. Niewątpliwie nasza pozycja wśród dystrybutorów jest bardzo silna. Świadczy to o tym, iż rynek ceni nasze produkty. To zaś

W ten sposób przez wiele lat budowaliśmy wiarygodność w tej branży.

Producenci OEM cenią sobie nasze produkty ze względu na ich jakość, dostępność, cenę, certyfikaty, szeroką ofertę – w wielu wypadkach dostarczamy cały zakres aparatury na potrzeby danej aplikacji.

Obecnie obserwujemy emigrację firm działających w branży OEM z rynków zachodnich do Europy Środkowo-Wschodniej, w tym także do Polski.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

41

ROZMOWA PAR

Dla nas ten trend jest bardzo korzystny.

Widzimy ogromną szansę obsługi takich klientów. Dodatkowo fakt silnego powiązania branży OEM z rynkiem przemysłowym pozwala pozytywnie patrzeć na kwestię rozwoju tego rynku w przyszłości.

42

Firma Eaton jest znana z energooszczędnych rozwiązań. Które z nich cieszą się szczególnym zainteresowaniem?

To dobrze, że jesteśmy tak kojarzeni.

Podejmowane od wielu lat działania i inwestycje w kierunku rozwoju produktów energooszczędnych przynoszą wymierne korzyści. Rynek widzi nasze atuty i ma szansę z nich korzystać.

Niewątpliwie do tej grupy należy nasza oferta oświetlenia na bazie technologii LED. Obserwuję ogromne zainteresowanie tą technologią ze strony sektorów przemysłowego i komercyjnego. Mamy wśród nich wielu klientów. Również rozwiązania zasilania gwarantowanego UPS należy zaliczyć do tej grupy. Swoją sprawnością, przewyższającą 99 procent, gwarantują użytkownikowi niskie koszty eksploatacyjne. Do głównych odbiorców tej technologii należą centra przetwarzania danych, infrastruktura IT i rozwiązania dla biznesu.

Eaton Electric ma własne, akredytowane laboratorium badawcze w Bonn.

Jakie prace są w nim obecnie prowadzone?

Nasze produkty poddawane są ciągłym badaniom w zakresie niezawodności. Fakt posiadania akredytowanego laboratorium testowego bardzo nam pomaga w dbaniu o wysoką jakość produktów. Proszę jednak pamiętać, iż z tego laboratorium korzystają też inni

producenci, często nawet nasza bliska konkurencja. Oczywiście wyniki badań konkurencji są ściśle chronione i dostępu do nich nie mamy.

W wielu przypadkach nasze laboratorium pełni dodatkowo funkcję konsultingową dla eksporterów urządzeń, a nawet całych systemów, na przykład przeznaczonych na rynek amerykański.

Często pozwala to zaoszczędzić czas i uniknąć dodatkowych, nieprzewidzianych kosztów lub pułapek formalnych.

Jeżeli chodzi o obecne prace testowe, mogę jedynie wspomnieć, iż związane są one z integracją kolejnych naszych produktów do systemu SmartWire-DT, na przykład aparatury modułowej.

Każdy nasz nowy produkt przechodzi wiele żmudnych testów. Nadanie aprobat, czyli certyfikatów, gwarantuje, iż produkt jest bezpieczny dla użytkownika i spełnia wszelkie deklarowane parametry.

Eaton ma w Polsce kilka zakładów produkcyjnych, między innymi w Tczewie, gdzie działa także centrum inżynieryjne firmy. Jakie kraje i branże one zaopatrują?

Eaton globalnie działa w czterech sektorach: elektrycznym, samochodowym, lotniczym i hydraulicznym.

Fabryka w Tczewie należy do sektora samochodowego. Tam też powstało Centrum Inżynieryjne Eaton. W ramach tego centrum 40 polskich inżynierów pracuje nad nowymi technologiami i rozwiązaniami, które w przyszłości mają radykalnie poprawić efektywność transportu kołowego. Przygotowywane są tam prototypowe układy przeniesienia napędu, w których automatyzacja oraz hybrydyzacja jest podstawowym elementem przyszłego produktu. O globalnym charakterze działalności tczewskich inżynierów świadczy fakt realizacji od podstaw projektu obudów dla skrzyń biegów na rynek chiński, indyjski oraz koreański. Może niektórych to zdziwi, ale to właśnie polska myśl techniczna przyczynia się do rozwoju przemysłu samochodowego świata.

W jaki sposób budujecie Państwo przewagę konkurencyjną?

Niewątpliwie naszym atutem jest stabilność, o czym wspomniałem już, mówiąc o współpracy z dystrybutorami. Warto zwrócić uwagę, że od lat, począwszy od zarządu, kończąc na kierownikach regionalnych, nasza kadra się nie zmienia. Ciągłe zmiany w firmach na szczeblach dyrektorskich

Fot. Eaton Electric

Marek Tabaka urodził się w 1971 r. w Olecku. Jest absolwentem Wydziału Elektrycznego Politechniki Warszawskiej, ze specjalnością Sieci i Systemy Elektroenergetyczne. Po studiach rozpoczął pracę w Krajowej Dyspozycji Mocy w Polskich Sieciach Elektroenergetycznych. Ukończył też dodatkowe studium podyplomowe z marketingu, zarządzania i finansów w Wyższej Szkole Handlowej w Warszawie.

W 1999 r., szukając nowych wyzwań, dołączył do firmy Moeller, budując oddział regionalny w Warszawie. Niedługo potem objął stanowisko kierownika regionalnego.

W ramach poszerzania wiedzy ukończył roczne studia na kierunku Zarządzanie prowadzone w Kanadyjskim Instytucie Zarządzania.

W 2004 r. podjął pracę w centrali Meoller w Bonn w Niemczech na stanowisku regionalnego dyrektora wsparcia sprzedaży na rynek Europy Środkowo-Wschodniej.

Po przejęciu firmy Moeller przez firmę Eaton, w 2012 r., wrócił do oddziału Eaton Electric Polska.

Obecnie zajmuje stanowisko dyrektora ds. kluczowych inwestycji.

Marek Tabaka jest żonaty i jest ojcem dwóch synów. Jego wielką pasją jest wędkarstwo i gotowanie, a inspirację stanowi kuchnia bałkańska i dalekowschodnia.

Wśród sportów preferuje piłkę nożną i jazdę na rowerze.

Jakie zmiany obserwuje Pan w oczekiwaniach odbiorców? Czy cena wciąż odgrywa pierwszoplanową rolę?

Rynek i jego oczekiwania podlegają ciągłym zmianom. Właśnie po to nieprzerwanie inwestujemy w nowe produkty, technologie i rozwiązania, aby sprostać wciąż zmieniającym się wymaganiom klienta. Trudno utrzymać czołową pozycję na rynku bez inwestycji w produkty. To one dają szansę na polepszenie relacji jakości czy funkcjonalności produktu do ceny.

Odbiorcy coraz częściej oczekują wartości dodanych. Można do nich zaliczyć wiele elementów, między innymi asystę projektową i realizacyjną, szkolenia, krótkie terminy dostawy, gwarancję, dostępność serwisu itp. Plusem dla dostawców jest fakt, iż klienci potrafią już kalkulować zyski wynikające z ich uzyskania. Świadomość odbiorców zmienia się: zaczynają liczyć nie tylko, ile płacą, ale i ile zyskują, kupując dane rozwiązanie.

Fot. Eaton Electric

lub handlowych na pewno nie budują zaufania i poczucia bezpieczeństwa biznesowego wśród klientów.

Oczywiście wielką rolę odgrywa też wspomniana wcześniej szeroka oferta, niezawodność produktów, dostępność, relacja ceny do jakości itd., ale kluczowy jest fakt, że ci sami ludzie tworzą tę firmę od lat. To oni gwarantują realizację strategii i zobowiązań w ujęciu długofalowym.

w 101-letniej historii firmy Eaton transformacyjnym punktem zwrotnym, który poszerza naszą obecność na rynku, wzbogaca portfolio produktów, usług i rozwiązań, a także wzmacnia globalny zasięg firmy. Takie procesy niosą ze sobą również wyzwania. W tym wypadku jest to konieczność szybkiej integracji nowej oferty produktowej z obecnymi strukturami techniczno-handlowymi.

Co będzie kluczowe w strategii Eaton Electric na najbliższe lata? Jakie wyzwania stoją przed firmą?

Oczywiście kluczowym elementem naszej strategii jest dostarczanie klientom najlepszych produktów oraz rozwiązań, w oparciu o pełną analizę ich potrzeb i trendów na rynku. Jej realizacja jest możliwa dzięki ciągłym inwestycjom w Dział Badawczo-Rozwojowy i w naszą kadrę.

Ponadto Eaton w dużej mierze opiera swój wzrost na akwizycji dobrych firm, pasujących do naszego profilu biznesowego. Tak, jak już wspominałem, w 2012 roku nastąpiło przejęcie spółki Cooper, będące największym

Jak, Pana zdaniem, będzie rozwijał się rynek automatyki przemysłowej w najbliższych latach? Co sprzyja temu rozwojowi, a co go blokuje?

Ostatnio obserwujemy wśród inwestorów nieznaczną redukcję wydatków na nowe inwestycje czy technologie.

Wiąże się to z ogólną sytuacją na rynku – boimy się inwestować, czekając na lepsze jutro. Z drugiej strony automatyzacja procesów zwiększa wydajność, czego efektem jest obniżenie kosztów.

Zmierzam do tego, iż inwestowanie w automatykę przemysłową może być sposobem na trudne czasy. Co więcej, umiejętne wykorzystanie różnych funduszy europejskich jeszcze bardziej

wzmacnia sens inwestowania w ten obszar. Nie widzę więc żadnych powodów, dla których wieloletni wzrost rynku automatyki przemysłowej miałby zostać zachwiany.

Spotykamy, co prawda rzadko, użytkowników, którzy nie chcą inwestować w inteligentne systemy sterowania. Od lat kopiują te same rozwiązania, są przeciwni jakimkolwiek zmianom. Nowoczesne systemy automatyki, czego przykładem jest wcześniej wspomniany SmartWire DT, mają na przykład rozszerzoną diagnostykę. Jest to idealne narzędzie dla służb utrzymania ruchu, obsługi czy serwisu. To właśnie diagnostyka pozwala na wcześniejszą predykcję awarii, szybką jej lokalizację i szybką reakcję. Nie jest to jednak doceniane w obszarach, gdzie nadal śrubokręt pełni kluczową rolę.

Nie wyobrażam sobie jednak przyszłości bez rozwoju automatyki przemysłowej. To ona jest motorem rozwoju przedsiębiorstw i gospodarki.

Rozmawiała Urszula Chojnacka PAR

REKLAMA

Szeroka oferta targowa dla każdej firmy!

Jesienią 2014 zapraszamy na targi przemysłowe w Expo Silesia 14 – 16 października

14 – 16 października

5 – 6 listopada

7. Międzynarodowe Targi Obrabiarek Narzędzi i Technologii Obróbki

Międzynarodowe Targi Spawalnicze

Targi Robotyzacji i Automatyzacji

Targi Hydrauliki, Automatyki i Pneumatyki

www.toolex.pl

www.expowelding.pl

www.robotshow.pl

www.hapexpo.pl

kontakt: Agnieszka Cieślik tel. 32 78 87 541, fax 32 78 87 522 tel. kom. 510 031 475 e-mail: toolex@exposilesia.pl

kontakt: Wioletta Błońska-Dudek tel. 32 78 87 506, fax 32 78 87 525 kom. 510 031 732 e-mail: expowelding@exposilesia.pl

kontakt: Joanna Tomczyk tel. 32 78 87 511, fax 32 78 87 522 kom. 510 030 324 e-mail: robotshow@exposilesia.pl

kontakt: Anna Tuszyńska tel. 32 78 87 514, fax 32 78 87 525 kom. 510 031 319 e-mail: hapexpo@exposilesia.pl

30 września – 2 października

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

www.exposilesia.pl

Sosnowiec

43

AUTOMATYKA STEROWNIKI PLC

MCO305 jest zintegrowanym, programowalnym sterownikiem ruchu, dedykowanym do przetwornic częstotliwości serii VLT AutomationDrive FC300.

Rozszerza funkcje i zwiększa elastyczność tych napędów w stosunku do standardowej, i tak już bogatej, konfiguracji.

Fot. 1. Programowalny sterownik ruchu MCO305

Programowalny i zintegrowany sterownik ruchu MCO305 Przetwornice serii FC300, w połączeniu z MCO305, tworzą inteligentny napęd, który cechuje się dużą dokładnością i dynamiką sterowania ruchem, ma funkcję synchronizacji (elektroniczny wał) i pozycjonowania, a także funkcję elektronicznej krzywki. Swobodna możliwość programowania sterownika pozwala dodatkowo na przygotowanie wielu różnorodnych funkcji aplikacyjnych, takich jak monitoring i inteligentna obsługa błędów.

Podstawowe cechy Tworzenie programu aplikacji dla sterownika MCO305, a także konfiguracja i uruchomienie napędu, odbywają się za pomocą prostego w użyciu oprogramowania komputerowego, wchodzącego w skład pakietu VLT Motion Control Tools MCT10. Oprogramowanie zawiera edytor z przykładami programów, edytor profili krzywki elektronicznej, a także funkcje „test-run” i „scope”, ułatwiające optymalizację sterownika.

MCO305 bazuje na programowaniu zdarzeniowym, wykorzystującym strukturalny tekst języka programowania, specjalnie przygotowanego i zoptymalizowanego do aplikacji napędowych.

Danfoss Drives oferuje zaawansowane szkolenia, pełne wsparcie techniczne

44

Promocja

w przygotowaniu programów i rozwiązań dla aplikacji klienta oraz pomoc w trakcie uruchomienia na obiekcie.

Przetwornice częstotliwości serii FC300 mogą być zamawiane z wbudowanym sterownikiem MCO305 (All-InOne), ale MCO305 może być również zamówiony jako dodatkowa opcja rozszerzeń do zainstalowania we wcześniej zakupionej przetwornicy.

Danfoss oferuje także przetwornice częstotliwości FC300 ze sterownikiem MCO305, zaprogramowanym i gotowym do użycia w typowej aplikacji synchronizacji lub pozycjonowania.

Wszystkie standardowe wejścia i wyjścia przetwornic serii FC300 mogą być wykorzystane przez program aplikacyjny sterownika ruchu MCO305.

Dodatkowo MCO305 ma: • dziesięć wejść cyfrowych, 24 V PNP lub NPN, • osiem wyjść cyfrowych, 24 V PNP lub NPN, • dwa wejścia enkoderowe, z których jedno może pracować jako wyjście enkoderowe.

Cechy i specyfikacja Opisywany sterownik obsługuje wiele funkcji i trybów pracy. Możliwe są m.in.

pozycjonowanie względne i absolutne, sprzętowe i programowe programowanie krańcówki, a także synchronizacja prędkości, położenia i synchronizacja z korekcją markerem. MCO305 obsługuje funkcję Home, krzywki elektronicznej oraz wirtualnego urządzenia nadrzędnego do jednoczesnej synchronizacji wielu napędów. Możliwa jest regulacja on-line położenia przekładni i offsetu. Sprzęt pozwala na definiowanie parametrów aplikacji za pomocą panelu LCP, a dostęp do wszystkich parametrów przetwornicy FC300, odczytu i zapisu, ułatwia tworzenie aplikacji.

Odczyt i zapis danych prowadzony jest za pomocą interfejsu szeregowego, po uprzednim zainstalowaniu tej opcji.

Przerwania mogą być wyzwalane różnymi zdarzeniami: przez wejście cyfrowe, z czujnika pozycji, za pomocą magistrali komunikacyjnej lub w oparciu o zmianę parametru, statusu lub czasu.

Dostępne są również bramki logiczne, operacje bitowe, obliczenia i porównania. Program umożliwia też wykonywanie skoków warunkowych i bezwarunkowych. Całość uzupełniają narzędzia: jedno – graficzne – do optymalizacji regulatora PID, a drugie do wykrywania i usuwania błędów programu.

Fot. Danfoss

do napędów Danfoss VLT AutomationDrive

Rys. 1. Synchronizacja prędkości

Omawiany sterownik współpracuje z enkoderami 5 V (przyrostowe, przez RS-422), absolutnymi, jedno- i wieloobrotowymi oraz z kodem Graye’a.

Umożliwia ustawienie długości słowa i częstotliwości zegara. Dostępne są trzy napięcia zasilające: 5 V, 8 V i 24 V.

Tryby pracy sterownika MCO305 obsługuje cztery tryby pracy: pozycjonowanie, synchronizacja, sterowanie hamulcem i tryb krzywki elektronicznej. Poszczególne tryby mogą być jeszcze precyzyjnie skonfigurowane, w zależności od potrzeb.

Fot. Danfoss

Pozycjonowanie Pozycjonowanie to ruch wału, kończący się osiągnięciem określonej pozycji. Aby uzyskać zadaną pozycję, konieczna jest praca w zamkniętej pętli regulacji, bazującej na sprzężeniu zwrotnym z enkodera. Wymagane jest zadanie prędkości, z jaką ma następować pozycjonowanie oraz podanie przyspieszenia i opóźnienia, a także określenie pozycji docelowej. Krzywa prędkości jest wyliczana na podstawie aktualnej pozycji wału i wymienionych parametrów. Wał silnika przemieszcza się do pozycji docelowej według wyliczonego profilu prędkości.

Typowe zastosowanie pozycjonowania to paletyzery, transportery oraz aplikacje, polegające np. na obcinaniu materiału do konkretnej długości lub podnoszenie obiektów do ustalonego poziomu.

Rodzaje pozycjonowania obsługiwane przez MCO305: • pozycjonowanie absolutne, • pozycjonowanie względne, • pozycjonowanie typu „touch probe”.

Pozycjonowanie absolutne odnosi się zawsze do pozycji zerowej układu pozycjonującego. Oznacza to, że musi być zdefiniowana pozycja zerowa (odniesienia), zanim zostanie przeprowadzona procedura pozycjonowania. Jeżeli stosujemy enkoder przyrostowy, to pozycja odniesienia może być określona przez funkcję Home, gdzie napęd, osiągając wyłącznik odniesienia, zatrzymuje się. W przypadku zastosowania enkodera absolutnego, pozycja zerowa jest zawsze generowana przez ten enkoder.

Pozycjonowanie względne zawsze odnosi się do aktualnej pozycji. Dlatego też można wykonać takie pozycjonowanie bez określania pozycji odniesienia.

Pozycjonowanie „touch probe” odnosi się do aktualnej pozycji, przy której aktywowane jest wejście „touch

probe”. Oznacza to, że pozycją docelową jest pozycja „touch probe” + zadana pozycja. Jest to pozycjonowanie względne, zależne od pozycji aktywacji wejścia „touch probe”, a nie od aktualnej pozycji startowej.

Synchronizacja Z synchronizacją mamy do czynienia, gdy dwa lub więcej silników podążają za sobą, starając się utrzymać prędkość lub pozycję. Z najprostszym układem synchronizacji można spotkać się wówczas, gdy napęd podrzędny podąża za prędkością lub pozycją napędu nadrzędnego. Sterownik MCO305 może też realizować synchronizację w wielu osiach.

Wówczas napędy podrzędne podążają za prędkością lub pozycją wspólnego sygnału napędu nadrzędnego. Realizowana w sposób elektroniczny synchronizacja jest o wiele wygodniejsza niż synchronizacja mechaniczna, gdyż pozwala zmienić podczas pracy (on-line) zarówno przekładnię, jak i wzajemne przesunięcie napędów.

MCO305 ma możliwość synchronizacji w następujących trybach: • synchronizacja prędkości, • synchronizacja pozycji, • synchronizacja z korekcją markerami.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

45

AUTOMATYKA STEROWNIKI PLC

rzystany impuls zerowy enkodera lub zewnętrzny czujnik, doprowadzony do wejścia binarnego. Typowe aplikacje, w których znajduje zastosowanie synchronizacja SYNCM są w zasadzie takie same, jak przy synchronizacji pozycji, jednak zakres zastosowań jest szerszy, np. gdy po starcie jest wymagana automatyczna korekta pozycji napędu podrzędnego, gdy przekładnia nie może być określona precyzyjnie lub gdy produkty są rozmieszczone nierównomiernie.

Rys. 2. Synchronizacja z markeramii

Sterowanie hamulcem elektromechanicznym MCO305 przejmuje także sterowanie hamulcem elektromechanicznym. Dzięki temu można uniknąć sytuacji, gdy rozkaz pozycjonowania nakazuje ruch, podczas gdy silnik jest zahamowany mechanicznie.

Synchronizacja prędkości jest sterowaniem napędu podrzędnego w pętli zamkniętej, gdzie wartością zadaną jest aktualna prędkość napędu nadrzędnego, pomnożona przez przekładnię.

Aktualna prędkość napędu podrzędnego jest mierzona za pomocą jego enkodera.

Odchyłka jego pozycji nie jest korygowana, gdyż pozycja napędu nie jest istotna przy tego rodzaju synchronizacji. Typowe aplikacje, w których stosuje się synchronizację pozycji, to synchronizacja kilku transporterów, naciąganie materiału i mieszanie.

Synchronizacja pozycji jest sterowaniem napędu podrzędnego w pętli zamkniętej, gdzie wartością zadaną pozycji jest aktualna pozycja napędu nadrzędnego, pomnożona przez przekładnię, z uwzględnieniem ewentualnego przesunięcia. Aktualna pozycja napędu podrzędnego jest mierzona za pomocą jego enkodera. Jakakolwiek

odchyłka jest natychmiast korygowana z uwzględnieniem maksymalnej prędkości napędu podrzędnego, jego przyspieszenia oraz opóźnienia.

Napęd podrzędny musi być bardziej dynamiczny niż nadrzędny, aby błąd synchronizacji był jak najmniejszy. Musi też umożliwiać przekroczenie maksymalnej prędkości napędu nadrzędnego oraz pozwalać na osiąganie większych przyspieszeń i opóźnień. Do typowych aplikacji, w których stosuje się synchronizację pozycji, należą maszyny myjące butelki, maszyny pakujące, transportery, podnoszenie, napełnianie i cięcie w locie.

Synchronizacja z markerami (SYNCM) jest rozszerzoną synchronizacją pozycji, gdzie korekcja pozycji napędu podrzędnego jest dokonywana wówczas, gdy występuje różnica pomiędzy położeniem markerów napędów. Jako marker może być wyko-

Krzywka elektroniczna Aby realizować sterowanie według krzywki elektronicznej (sterowanie CAM), należy zdefiniować krzywą, która opisuje, jak pozycja napędu podrzędnego podąża za pozycją napędu nadrzędnego. Zostało to przedstawione na rys. 3. Dysk mechaniczny ze sworzniem generuje krzywą mechaniczną, która ustawia położenie napędu podrzędnego.

Jednocześnie inny dysk generuje ciąg impulsów elektrycznych do sterowania napędem na drodze elektronicznej.

Oprogramowanie narzędziowe MCT10 udostępnia edytor do przygotowania profilu krzywej CAM.

O firmie Danfoss Danfoss Drives, dzięki globalnej organizacji sprzedaży i serwisu, jest obecny i oferuje swoje produkty oraz usługi w ponad 100 krajach. Napędy VLT pracują w aplikacjach na całym świecie, a eksperci Danfoss Drives kończą swoją pracę tylko wtedy, kiedy problemy klientów zostają rozwiązane.

Szczegółowe informacje dotyczące przetwornic częstotliwości VLT i innych produktów z oferty napędowej Danfoss można znaleźć na stronie internetowej: www.danfoss.pl/napedy.

DANFOSS Poland Sp. z o.o. ul. Chrzanowska 5 05-825 Grodzisk Mazowiecki fax 22 755 07 01 Rys. 3. Generowanie krzywej mechanicznej przez dysk mechaniczny ze sworzniem

46

e-mail: info@danfoss.com www.danfoss.pl/napedy

Fot. Danfoss

tel. 22 755 07 00

BEZPIECZEŃSTWO AUTOMATYKA

Kurtyny bezpieczeństwa Panasonic SF4B Świadomość pracowników, zespołów wsparcia technicznego oraz kadr zarządzających nowoczesnych zakładów i firm produkcyjnych, związana z bezpiecznym środowiskiem pracy, jest systematycznie zwiększana dzięki szkoleniom z zakresu BHP i wdrażaniu nowych rozwiązań, podnoszących stopień bezpieczeństwa. Rośnie też nacisk na producentów elementów automatyki, a wszystkie maszyny przemysłowe muszą spełniać wymogi norm i przepisów bezpieczeństwa.

Nowoczesne systemy bezpieczeństwa muszą charakteryzować się dużą niezawodnością działania, odpornością na trudne warunki pracy, w tym wysokie zapylenie, dużą wilgotność czy wpływ temperatury, a także na urazy mechaniczne, które mogą wystąpić podczas eksploatacji. Ponadto system bezpieczeństwa powinien w jak najmniejszym stopniu utrudniać wykonywanie pracy lub napraw maszyny produkcyjnej.

Fot. Danfoss, Dawid Żukowski

Rozwiązania zwiększające bezpieczeństwo Nie wszystkie systemy bezpieczeństwa spełniają powyższe wymogi. Na rynku dostępny jest jednak szereg produktów z dziedziny bezpieczeństwa, które w mniejszym lub większym stopniu pasują do powyższego opisu. Produktami, które wyróżniają się na tle innych systemów, są kurtyny i bariery świetlne. Dzięki ich rozwojowi w ciągu lat powstało wiele różnych wersji kurtyn bezpieczeństwa, które spełniają wszystkie lub część z wymienionych wcześniej warunków. Przykładem produktów, które w różnych wariantach spełniają wszystkie powyższe kryteria, są kurtyny Panasonic SF4B ver. 2. Bariery świetlne SF4B zostały zaprojektowane Promocja

w celu zwiększenia bezpieczeństwa operatorów maszyn oraz innych osób, które mogą znaleźć się w strefie niebezpiecznej na terenie zakładów przemysłowych.

Dobór kurtyn Projektant maszyny, na podstawie analizy wymagań rynku, powinien dobrać odpowiednie kurtyny bezpieczeństwa, określając jej parametry techniczne.

Jego zadaniem jest też wybór jak najkorzystniejszej lokalizacji kurtyn na maszynie.

Podstawowymi parametrami kurtyny bezpieczeństwa są: • kategoria bezpieczeństwa, • rozdzielczość, • zasięg, • wysokość pola ochronnego, • szerokość pola ochronnego, • stopień ochrony, • czas reakcji, • funkcja „muting”.

W celu ułatwienia wyboru systemu bezpieczeństwa, opartego na urządzeniach elektroczułych, zostały stworzone normy, opisujące kategorie bezpieczeństwa: • Kategoria 2 zapewnia wystarczający poziomu bezpieczeństwa w sytuacji,

gdy ryzyko wypadku jest stosunkowo niewielkie. Urządzenia kategorii 2 przeznaczone są dla ochrony stref, w których ryzyko urazów jest niskie lub takich, które nie są dostępne przez cały czas.

• Kategoria 4 zapewnia wystarczający poziom bezpieczeństwa w sytuacji, gdy ryzyko wypadku jest bardzo duże i często występuje. Urządzenia kategorii 4 są produkowane w oparciu o najnowocześniejsze rozwiązania techniczne oraz muszą umożliwiać bezpieczne i całkowite zatrzymanie maszyny.

Kurtyny Panasonic SF4B spełniają wymagania kategorii 4, SIL 3 i są dostępne w dwóch wariantach: SF4B ver. 2 oraz SF4B-G ver. 2.

SF4B ver. 2 Wariant SF4B ver. 2 charakteryzuje się jednolitą strukturą, w której zminimalizowano liczbę złączeń. Wewnętrzne podzespoły kurtyny są chronione dodatkowym cylindrem, co ogranicza możliwość uszkodzeń mechanicznych lub wpływu środowiska pracy na kurtynę.

Dzięki zredukowaniu powierzchni elementów pomiarowych uzyskano zwiększoną odporność na zapylenie. Seria

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

47

AUTOMATYKA BEZPIECZEŃSTWO

SF4B w wersji 2 spełnia wymagania standardu IEC 60529 – stopnie ochrony IP65 i IP67. IP65 oznacza odporność na działanie strumienia wody z dowolnego kierunku, a IP67 – odporność na wniknięcie wody do środka w trakcie zanurzenia, przy określonych warunkach.

SD4B-G Seria SF4B-G jest zamknięta w metalowej obudowie o grubości 5 mm.

Obudowa skutecznie chroni urządzenie przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Wzmocniona kurtyna świetlna może być używana bez dodatkowych osłon L-kształtnych, bądź U-kształtnych, co obniża koszty instalacji. Powierzchnia czujników jest w pełni chroniona dzięki zwężeniu i pogłębieniu obszaru wokół sensorów. Przednia osłona chroni powierzchnię czujników od odprysków spawalniczych i innych zanieczyszczeń, a także zwiększa ochronę przed uderzeniem. Regulator wiązki światła może być dołączony bez zdejmowania osłony.

Zwarta struktura chroni czujniki przed wodą. Urządzenie ma anodowaną powłokę, dzięki której po zderzeniu z innym elementem na obudowie nie pozostają ślady farby.

Polaryzacja wyjść serii SF4B

48

Samodzielna praca Kurtyny bezpieczeństwa z serii SF4B samoczynnie, w ramach procesu autodiagnostyki, wykrywają takie problemy, jak niepoprawne okablowanie, rozłączenie, zwarcie, awaria w obwodzie wewnętrznym oraz problemy z sygnałem świetlnym. Opis wykrytej nieprawidłowości jest prezentowany na cyfrowym wyświetlaczu, znajdującym się na kurtynie. Dzięki temu nie ma potrzeby stosowania dodatkowych ekranów lub urządzeń w celu komunikacji z kurtyną bezpieczeństwa.

Do kurtyn firmy Panasonic dostępne jest bezpłatne oprogramowanie, które można pobrać ze strony producenta lub z płyty CD, dołączonej do zestawu kurtyn. Oprogramowanie zawiera opis wszystkich błędów, które mogą zostać wyświetlone przez kurtynę. Dodatkowo sugerowany jest sposób usunięcia nieprawidłowości.

Oprogramowanie to jest świetnym narzędziem, ułatwiającym diagnostykę kurtyn bezpieczeństwa.

Kluczowe cechy Seria SF4B zawiera zarówno wyjścia tranzystorowe pnp, jak i npn. Dzięki tej

uniwersalności produkt może współpracować z wieloma urządzeniami z całego świata. Biegunowość można łatwo odwrócić poprzez zmianę podłączenia przewodów, zgodnie z dokumentacją dołączoną do kurtyny. Wybór danej biegunowości jest sygnalizowany przez diodę informacyjną, znajdującą się na kurtynie.

Szybki czas odpowiedzi (do 14 ms) jest niezależny od liczby kanałów wiązki światła, rozstawienia wiązek i liczby kurtyn, połączonych ze sobą. Unifikacja znacznie upraszcza obliczenia dotyczące bezpieczniej odległości kurtyny od zagrożenia.

Firma Panasonic dostarcza trzy typy kurtyn z serii SF4B. Typ F jest przystosowany do wykrywania niewielkich obiektów, o średnicy od 14 mm (średnica palca), typ H – do wykrywania obiektów, o średnicy od 25 mm (średnica dłoni), a typ A – do wykrywania dużych obiektów, o średnicy od 45 mm (średnica nogi). Tak duża różnorodność produktów pozwala dostosować umiejscowienie kurtyn w najbardziej dogodnej pozycji na maszynie. Co więcej, kurtyny są dostępne w szerokim zakresie długości: od 230 mm do 1910 mm.

Fot. Elmark Automatyka

Podział ze względu na rozdzielczość kurtyn

firmy Panasonic, które efektywnie eliminują wpływ zewnętrznego światła na działanie kurtyny. Powoduje to redukcję błędnych sygnałów, a w konsekwencji zmniejszenie przestojów maszyn.

Podsumowanie

Wbudowane funkcje bezpieczeństwa

Kolejną istotną funkcją kurtyn SF4B jest wygaszanie wiązek. Funkcja ta pozwala na zatrzymanie pracy urządzenia w razie wykrycia człowieka, ale ignoruje określone obiekty. Dodatkowo czujniki i lampy sygnalizacyjne mogą być podłączone bezpośrednio do kurtyny, dzięki czemu nie jest wymagany dodatkowy sterownik.

Kurtyna pozwala też na zewnętrzne monitorowanie i blokowanie. Obwód bezpieczeństwa jest tak skonstruowany, że nie są wymagane zewnętrzne przekaźniki

bezpieczeństwa. Pulpit operatora może być dzięki temu mniejszy i bardziej przejrzysty.

Kurtyna obsługuje funkcję ELCA (ang.

Extraneous Light Check & Avoid), która pozwala urządzeniu automatycznie zarządzać czasem odpytywania, aby uniknąć wzajemnej interferencji kurtyn – nie ma potrzeby podejmowania działań w celu uniknięcia wzajemnego wpływu.

Do nowości należą metody podwójnego skanowania i ponownego przetwarzania. Są to funkcje zastrzeżone dla

ELMARK Automatyka ul. Bukowińska 22 lok.1B 02-703 Warszawa e-mail: sterowniki@elmark.com.pl www.elmark.com.pl tel. 22 541 84 60 fax 22 541 84 61

REKLAMA

Fot. Elmark

Fot. Elmark Automatyka

Dodatkowe funkcje

Bariery świetle i kurtyny bezpieczeństwa mają szerokie zastosowanie w systemach bezpieczeństwa zakładów produkcyjnych. Kurtyny SF4B firmy Panasonic mają wszystkie podstawowe cechy, jakimi powinien cechować się każdy zaawansowany system bezpieczeństwa.

Ponadto wyróżniają się unikatowymi cechami, które są niedostępne w innych podobnych systemach. Dzięki wielu dostępnym wariantom można je dostosować do większości rozwiązań przemysłowych.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

49

AUTOMATYKA BEZPIECZEŃSTWO

Standardowo stosowane

Firma HARTING zaprojektowała

Maszyny oraz konstrukcje wykonane z metalu muszą być uziemiane, w celu zapewnienia ochrony w sytuacjach awaryjnych. Względy bezpieczeństwa wymagają wyrównania potencjału mechanizmów maszyn. Han GND to innowacyjne rozwiązanie do szybkiego łączenia ekwipotencjalnego. Dostępne są przyłącza zaciskane lub dokręcane (ang. Axial Screw). Do łączenia elementów za pomocą Han GND nie jest konieczne stosowanie specjalistycznych narzędzi.

rozwiązanie Han GND (Ground),

Szybko i wygodnie

rozwiązania uziemiające maszyny i konstrukcje metalowe są realizowane za pomocą połączeń montowanych na stałe, których podłączenie jest czasochłonne.

które pozwala dokonywać tego typu połączenia szybciej i w łatwy sposób. Idealnie nadaje się ono do stosowania w maszynach lub konstrukcjach przenośnych.

50

Promocja

Jednym z przykładów zastosowania Han GND jest ochrona ciągów i zbiorników pyłowych w czeskich zakładach biomasy firmy E.ON, w Mydlovarach (k. Budweis). Zbiorniki wyposażone są w elektryczne świdry połączone z czujnikami w celu sygnalizacji poziomu zapełnienia. Zamienny pojemnik jest zawsze dostępny w przypadku, gdy zachodzi konieczność wymiany.

System dyspozycji wymian kontenerów został zaprojektowany i wdrożony przez firmę Terms CZ, która znalazła rozwiązanie umożliwiające szybką wymianę oraz podłączenie uziemienia.

Otakar Zavrel, przedstawiciel firmy Terms CZ wyjaśnia, że w rozwiązaniu zastosowano złącza Han GND ze względu na dokładnie zdefiniowane wymagania,

dotyczące bezpieczeństwa i szybkiego łączenia potencjału pojemników.

Wyrównywanie potencjałów poprzez złącze jest atrakcyjnym rozwiązaniem dla zakładów produkcyjnych, w których maszyny, ze względu na specyfikę procesu, często muszą zmieniać swoją lokalizację. W porównaniu do standardowego uziemienia, wykonanego w sposób trwały, zastosowanie złącza w znacznym stopniu przyspiesza prace. Dla porównania: we wspomnianej wcześniej aplikacji podłączenie uziemień jednej maszyny w sposób trwały zajmuje około pół godziny, tak więc możliwość natychmiastowego podłączenia uziemienia przez Han GND oszczędza czas. Han GND wymaga tylko jednorazowej instalacji, po czym w łatwy sposób może być wielokrotnie podłączany. Podłączanie jest na tyle łatwe, że nie wymaga angażowania specjalisty elektryka.

System Han GND został też zastosowany w przemyśle samochodowym przez firmę SAS Automotive, która stosuje to rozwiązanie ze względu na szybkość podłączenia oraz uniwersalność zastosowania – złącza te upraszczają procesy produkcyjne oraz minimalizują czas potrzebny do dokonywania konwersji podłączenia przy produkcji kokpitów dla firm VW, Porsche, Audi.

Przykładowe inne zastosowania, w których łączenie potencjałów syste-

Fot. HARTING

Han GND: uziemienie za pomocą złącza

mem złączowym jest możliwe do zastosowania, to: • podłączenia maszyn • budownictwo • konstrukcje sceniczne, zwłaszcza mobilne • przenośne testery.

System złączowy Han GND przynosi znaczną oszczędność czasu użytkownikom, umożliwia wstępny montaż i szybką instalację w szafach lub w systemach zasilania zakładów produkcyjnych, a ryzyko wykonania błędnego połączenia jest zminimalizowane. Złącza Han GND mają kolor zielono-żółty, wskazujący na ochronne przeznaczenie komponentów.

Fot. HARTING

Bezpiecznie i bez usterek Rozwiązanie Han GND ogranicza również występowanie usterek. Przykładowo śruba w połączeniu uziemiającym stałym może zostać dokręcona ze złą wartością siły, przez co rezystancja połączenia może być zbyt duża. Efektem może być występowanie niepożądanych sytuacji. Wstępnie zmontowany system Han GND minimalizuje to ryzyko.

Dodatkowo złącze zapewnia ochronny mechanizm blokujący, który chroni przez przypadkowym rozłączeniem. Element ochronny zakładany jest na klamry obudowy, a jego zdjęcie jest możliwe jedynie za pomocą śrubokrętu. Ryzyko przypadkowego rozłączenia jest więc zminimalizowane.

System Han GND ma małe wymiary, co pozwala stosować go w miejscach, gdzie duża przestrzeń jest niedostępna – w szafie sterowniczej wystarczająca jest powierzchnia o wymiarach 2 cm × 5 cm.

To niewiele więcej niż wymiar uchwytu przewodu tradycyjnego.

Do zalet Han GND należy też możliwość stosowania zarówno kontaktów zaciskanych, jak i typu axial-screw.

Przewody mogą być podłączone bezpośrednio do kontaktów dokręcanych, bez konieczności stosowania specjalistycznych narzędzi. Zastosowanie klucza imbusowego z wyspecyfikowaną wartością siły gwarantuje prawidłowe i powtarzalne podłączenia przewodów.

Przyłączenie zaciskane dla Han GND jest rekomendowane w przypadku podłączania wielu przewodów oraz wtedy, gdy istnieje możliwość wcześniejszego, wstępnego przygotowania wtyków.

Han GND to złącze jednokontaktowe, które cechuje się stopniem ochrony IP65, co zapewnia trwałość i umożli-

wia stosowanie elementu w aplikacjach zewnętrznych. Obudowa z tworzywa jest odporna na promieniowanie UV oraz ozon i jest odporna na korozję. Złącze zostało zaprojektowane dla przekroju przewodów o średnicy 10 –35 mm2.

Zakres ten obejmuje najczęściej stosowane przekroje przewodów uziemiających (10 – 25 mm2), wykorzystywane podczas budowy maszyn.

HARTING Polska Sp. z o.o. ul. Duńska 9 54-427 Wrocław tel. 71 352 81 71 fax 71 350 42 13 e-mail: pl@HARTING.com www.HARTING.pl

Hala produkcyjna SAS Automotive

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

51

AUTOMATYKA BEZPIECZEŃSTWO

Nowe, ekonomiczne i kompaktowe kurtyny i bariery świetlne bezpieczeństwa SLC/SLG 440COM – niewielkie wymiary i maksymalna prostota instalacji i użytkowania

Innowacyjne komponenty bezpieczeństwa Nowe produkty w ofercie SCHMERSAL

Rynek komponentów bezpieczeństwa nieustannie się zmienia.

Postęp technologiczny i rosnąca konkurencja wymuszają na producentach projektowanie nowych, innowacyjnych urządzeń, często wykorzystujących nowatorskie technologie. Wszystkie nowe produkty powinny jednak być zgodne z wymogami norm bezpieczeństwa, co czasem utrudnia stosowanie niektórych

Jedną z firm, która stale pracuje nad rozwojem i unowocześnieniem oferty produktowej, jest Schmersal. W artykule przedstawiono wybrane spośród nowych, innowacyjnych produktów, wprowadzonych przez firmę do sprzedaży w ostatnich kilku miesiącach.

Wyłącznik zawiasowy TESK służy do kontroli otwarcia uchylnych osłon bezpieczeństwa. Dzięki zwartej, silnie zintegrowanej obudowie, manipulacja jest bardzo utrudniona

52

Promocja

Kurtyny i bariery świetlne bezpieczeństwa Rodzinę kurtyn i barier świetlnych firmy Schmersal uzupełniła ostatnio seria kompaktowych i ekonomicznych kurtyn, których podstawową zaletą jest

szybkie i proste uruchomienie. Nie wymaga ono jakichkolwiek czynności konfiguracyjnych. Szczególną uwagę warto także zwrócić na niewielkie wymiary, pozwalające na montaż tych komponentów w miejscach o ograniczonej przestrzeni.

Umieszczenie lampek sygnalizacyjnych na krańcu odbiornika nie tylko ułatwia kontrolę stanu kurtyny, nawet z większej odległości, ale też pozwoliło znacznie zmniejszyć „martwą strefę” urządzenia. Teraz zabezpieczany obszar sięga niemal obu końców obudowy.

Fot. Schmersal

nowinek technologicznych.

www.schmersal.pl Pozycjonowanie urządzeń jest bardzo proste, dzięki dostarczonym w komplecie wspornikom montażowym.

Kurtyna działa od razu po podłączeniu zasilania. Nie ma potrzeby mostkowania przewodów w przypadku pracy w trybie automatycznym. Dopiero wtedy, kiedy chce się skorzystać z opcji restartu, należy odpowiednio podłączyć przewody. Do podłączenia wystarczą dwa najpopularniejsze w przemyśle konektory M12 – cztero- oraz pięciopolowy.

Kurtyny SLC 440COM oraz bariery świetlne SLG 440COM spełniają wymagania typu 4 według IEC 61496-1. Dostępne rozdzielczości to 14 mm, 30 mm, 35 mm oraz wersje wielopromieniowe, w których odległości między promieniami mogą wynosić 300, 400 bądź 500 mm. Długość strefy zabezpieczanej wynosi 330–1770 mm. Zasięg – w zależności od rozdzielczości – to 7 m (rozdzielczość 14 mm), 10 m (rozdzielczość 30 mm oraz 35 mm) i 12 m (dla wersji wielopromieniowych). Stopień ochrony wynosi IP67, a zamknięty profil obudowy zapewnia większą wytrzymałość mechaniczną niż w przypadku kurtyn o profilu typu C.

Zawiasowe wyłączniki bezpieczeństwa Nowe zintegrowane zawiasowe wyłączniki bezpieczeństwa firmy Schmersal są także warte uwagi. Są montowane na uchylnych osłonach bezpieczeństwa, gdzie zastępują klasyczne zawiasy i jednocześnie monitorują otwarcie osłon.

Schmersal już w 1996 r. zaprezentował pierwsze na świecie zawiasowe wyłączniki bezpieczeństwa. Ich zasada działania szybko zyskała powszechne uznanie dzięki określonym zaletom. Przykładowo brak konieczności instalowania urządzeń bezpieczeństwa po zewnętrznej stronie osłony i, co za tym idzie, prowadzenia tam kabli zasilających, ułatwia zaprojektowanie maszyn o czystym, niezakłóconym wyglądzie. Dodatkowo zwiększa się odporność systemu bezpieczeństwa na manipulację, ponieważ urządzenie zamontowane po wewnętrznej stronie osłony nie jest dostępne dla operatora maszyny. Producenci maszyn z pewnością docenią też łatwą integrację wyłączników z dostępnymi na rynku systemami profili aluminiowych.

Prezentacja wyłączników TESK oznacza pojawienie się na rynku czwartej generacji tych produktów. W nowym typoszeregu możliwa jest regulacja kąta zadziałania (kąta, przy którym nastąpi aktywacja funkcji bezpieczeństwa) w całym zakresie pracy wyłącznika. Użytkownik może wybrać spośród czterech dostępnych konfiguracji zestyków, a specjalnie do przezroczystych osłon (pleksi, poliwęglan) dostępne są wersje z poszerzoną obudową. Zaletą jest nawet sam wygląd urządzenia: nowy, zawiasowy wyłącznik bezpieczeństwa jest idealnym rozwiązaniem do kontroli otwarcia uchylnych osłon bezpieczeństwa w maszynach o nowoczesnym designie.

Wyłącznik bezpieczeństwa AZ 16 Milion zastosowań na całym świecie Bezpieczne przełączanie i monitorowanie n Wyłączniki do kontroli otwarcia osłon n Urządzenia sterownicze z funkcją bezpieczeństwa n Naciskowe urządzenia bezpieczeństwa n Optoelektroniczne urządzenia bezpieczeństwa Moduły i sterowniki programowalne n Moduły przekaźnikowe bezpieczeństwa n Sterowniki programowalne bezpieczeństwa n Przemysłowe sieci bezpieczeństwa Automatyka przemysłowa n Pozycjonowanie n Osprzęt tablicowy

tel. 22 894 64 66, fax 22 816 85 80 e-mail: info@schmersal.pl www.schmersal.pl

REKLAMA

Fot. Schmersal

SCHMERSAL Polska ul. Baletowa 29, 02-867 Warszawa

AUTOMATYKA BEZPIECZEŃSTWO

Wyłączniki i czujniki .steute Extreme do pracy w ekstremalnych warunkach mają duży problem ze znalezieniem niezawodnych wyłączników czy czujników, przeznaczonych do pracy w ekstremalnych warunkach.

Aby wyjść im naprzeciw, firma .steute stworzyła nowy dział – Extreme – oferujący aparaturę łączeniową, opracowywaną z myślą o trudnych aplikacjach.

Fot. 1. Nowe wyłączniki krańcowe serii ES/EM 98 –40 °C IP66 Extreme

Punktem wyjścia do stworzenia nowego działu biznesowego było opracowanie listy cech, którymi powinny charakteryzować się urządzenia przeznaczone do „zadań specjalnych”. Lista objęła m.in. zwiększoną odporność na uszkodzenia mechaniczne i korozję, wysoki stopień ochrony (co gwarantuje zabezpieczenie przed wniknięciem wody i zanieczyszczeń do środka obudowy), przystosowanie do pracy w wysokiej bądź niskiej temperaturze, odporność na udary i wibracje oraz – w przypadku niektórych zastosowań – możliwość pracy w strefach zagrożonych wybuchem gazów lub pyłów. W oparciu o te kryteria rozpoczęto pracę nad nowymi projektami, a w niektórych przypadkach poprzestano na modyfikacji dotychczas oferowanych urządzeń.

Wysoki stopień ochrony W czasach, kiedy wykorzystanie myjek ciśnieniowych przy czyszczeniu instalacji przemysłowych, maszyn i urządzeń jest już standardem (szczególnie w branżach z wysokimi wymaganiami w zakresie higieny), popularność zdobywają czujniki i wyłączniki o stopniu

54

Promocja

ochrony IP69K, które bez problemu są w stanie znieść strumień gorącej wody pod ciśnieniem do 100 barów. W tej grupie urządzeń .steute ma do zaoferowania wyłączniki nożne i linkowe, czujniki zbiegania taśmy przenośników oraz czujniki indukcyjne i magnetyczne lub magnetyczne bezpieczeństwa.

W przypadku zastosowań morskich, tj. na statkach, farmach wiatrowych, platformach naftowych i na nabrzeżach przeładunkowych, aparatura elektryczna musi charakteryzować się stopniem ochrony IP66. Aby sprostać tym wymaganiom, .steute opracowało m.in. wyłączniki krańcowe i pozycyjne serii ES 95 IP66 Niro Extreme, wykonane z materiałów odpornych na oddziaływanie morskiej, słonej wody, oraz ES/EM 98 –40 °C IP66 Extreme (fot. 1).

Firma .steute rozszerza także ofertę urządzeń o stopniu ochrony IP68. Dobrym przykładem jest nowy, niezwykle solidny czujnik magnetyczny RC 2580 –40 °C IP68 Niro Extreme (fot. 2).

Wysokie i niskie temperatury Firmy z całej Europy próbują ekspansji na rynkach krajów dawnego Związku

Radzieckiego oraz w Afryce i w Ameryce Południowej, gdzie można spotkać się z ekstremalnie niską bądź wysoką temperaturą, często w połączeniu ze 100-proc. wilgotnością powietrza.

Urządzenia w wykonaniu standardowym zwykle nie mogą pracować w takich warunkach. I tutaj ponownie z pomocą przychodzi .steute, oferując czujniki magnetyczne i indukcyjne, wyłączniki krańcowe/pozycyjne, wyłączniki linkowe, nożne i czujniki zbiegania taśmy przenośników taśmowych, przystosowane – w zależności od typu – do pracy w temperaturze –60…+180 °C. Odporność na temperaturę w tak szerokim zakresie umożliwia pracę urządzeń niemal w każdym zakątku globu oraz w takich branżach, jak hutnictwo czy chłodnictwo. Przykładem mogą być wprowadzone dwa lata temu do oferty i zdobywające w Polsce coraz większą popularność wyłączniki linkowe i czujniki zbiegania taśmy przenośników serii ZS 91 S(R) –40…+85 °C IP66 Extreme (fot. 3).

Odporność na korozję Firma .steute na stałe zagościła ze swoimi produktami w branżach, w których styczność z agresywną atmosferą czy agresywnymi substancjami jest na porządku dziennym. Przemysł nawozowy,

Fot. 2. Solidny czujnik magnetyczny serii RC 2580 –40 °C IP68 Niro Extreme do pracy w warunkach agresywnych

Fot. .steute

Inżynierowie-projektanci często

Fot. 3. Czujnik i wyłącznik serii ZS 91 S(R) –40…+85 °C IP66 Extreme do pracy w niskiej i wysokiej temperaturze

chemiczny, cukrowniczy, wydobywczy, energetyczny, morski i pokrewne wymagają urządzeń, które charakteryzują się wysoką odpornością na korozję. Specjalne tworzywa, takie jak np.

Duroplast oraz aluminium, poddawane odpowiednim procesom zabezpieczania powierzchni, a także wykorzystanie stali nierdzewnej bądź kwasoodpornej i specjalnych uszczelek, pozwoliło firmie .steute stworzyć szeroką gamę produktów przeznaczonych do pracy w agresywnym środowisku. Do tej grupy zaliczają się m.in. wyłączniki linkowe zatrzymania awaryjnego serii Extreme, czujniki zbiegania taśmy przenośników, czujniki magnetyczne (np. RC 2580 –40 °C IP68 Niro Extreme) i indukcyjne, jak również wyłączniki krańcowe i pozycyjne.

Czujniki magnetyczne odporne na wibracje W razie konieczności zastosowania czujnika bezpieczeństwa w warunkach silnych wibracji lub w przypadku

możliwości wystąpienia silnych udarów mechanicznych z powodzeniem można stosować urządzenia serii HS Si 4 -40 °C IP69K Extreme (fot. 4) i BZ 16 IP69K Extreme. Są one pozbawione kontaktronów i wykorzystują efekt Halla, a w przypadku BZ 16 także indukcję. Ich dodatkowe zalety to wysoki stopień ochrony i możliwość pracy w niskiej temperaturze (HS Si 4).

Specjalne wersje czujników i wyłączników Firma .steute jest też dobrze znana na całym świecie z opracowywania i produkcji wyłączników i czujników, zgodnie z konkretnymi wymaganiami klienta. Tak powstał m.in. czujnik kontrolujący pozycję zaworów, o odporności na wstrząsy rzędu 400 g. Znalazł on zastosowanie na podwodnych okrętach wojennych.

Innym przykładem są opracowane specjalnie dla polskiego rynku wyłączniki linkowe, czujniki zbiegania taśmy i wyłączniki grzybkowe, przystosowane do pracy w kopalniach metanowych. Ze względu na szczególne wymagania ich obudowy zostały wykonane z odlewów cynkowych. Przykładem jest czujnik zbiegania taśmy serii Ex ZS 75 S Mining.

Fot. 5. Przeciwwybuchowe kasety sterujące serii Ex BF 80 (ATEX)

Aparatura łączeniowa do stref zagrożonych wybuchem Firma .steute zajmuje ważne miejsce wśród dostawców różnego rodzaju urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym (ATEX). W ofercie można znaleźć kilkaset typów czujników magnetycznych i indukcyjnych, wyłączników krańcowych, kaset sterowniczych (fot. 5), wyłączników nożnych i linkowych, blokad elektromagnetycznych i skrzynek rozgałęźnych, przeznaczonych do pracy w strefach zagrożonych wybuchem gazów i/lub pyłów. Oferta obejmuje także szereg unikatowych urządzeń bezprzewodowych, niewymagających zewnętrznych źródeł zasilania.

Montaż w strefie sprowadza się do ich mechanicznego zamocowania. Przykładem mogą być bezprzewodowe kasety sterownicze. Obecnie zasięg wyłączników bezprzewodowych .steute sięga nawet 700 m w terenie otwartym.

Adam Więch .steute Polska al. Wilanowska 321, 02-665 Warszawa tel. 22 843 08 20, fax 22 843 30 52 e-mail: info@steute.pl www.steute.pl

Fot. .steute

Wyłączniki do złożonych zastosowań

Fot. 4. Hallotronowy czujnik magnetyczny bezpieczeństwa HS Si 4 –40 °C IP69K Extreme

Firma .steute Schaltgeräte GmbH & Co. KG, mieszcząca się w miejscowości Löhne w Niemczech, wyspecjalizowała się w projektowaniu i produkcji bezpiecznej aparatury łączeniowej do złożonych i krytycznych zastosowań.

Od czasu wprowadzenia do oferty wyłączników całkowicie niezależnych od zewnętrznych źródeł zasilania, .steute należy do ścisłej czołówki firm, opracowujących innowacyjne rozwiązania z dziedziny automatyki i sterowania.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

55

AUTOMATYKA REGULATORY I ALGORYTMY REGULACJI

JUMO mTRON T, jako zintegrowany PLC, może służyć do realizacji uniwersalnych zadań automatyzacji, także zdecentralizowanych, w tym np. do pomiarów regulacji i rejestracji.

System ma modułową budowę i jest wyposażony w magistralę systemową Ethernet.

JUMO mTRON T łączy w sobie szeroką wiedzę procesową firmy JUMO z prostą, ukierunkowaną na aplikacje i przyjazną dla użytkownika koncepcją konfiguracji.

Głównym modułem systemu JUMO mTRON T jest jednostka centralna, która może współpracować z maksymalnie 30 modułami I/O. Jednostka centralna może być wyposażona w interfejsy służące do komunikacji z systemami nadrzędnymi oraz w Web server.

W celu realizacji funkcji sterowania system ma wbudowany PLC (CoDeSys V3), a także funkcję generatora programów, funkcję monitorin-

gu wartości granicznych oraz moduły matematyczne i logiczne. Jako moduły wejściowe i wyjściowe są dostępne różne opcje, np. czterokanałowy moduł wejść analogowych z czterema galwanicznie odizolowanymi, uniwersalnymi wejściami analogowymi dla termopar, termometrów oporowych lub/i sygnałów standardowych. W ten sposób można za pomocą tego samego sprzętu dokładnie rejestrować i przedstawiać w postaci cyfrowej różne parametry procesowe. Dzięki temu ułatwione jest np. planowanie, tworzenie harmonogramów i utrzymanie odpowiednich stanów magazynowych, co niesie ze sobą korzyści finansowe.

Fot. Jumo

Modułowy system Jumo mTRON T do pomiaru, regulacji i automatyzacji

JUM Wizualizacja budowy systemu Jumo mTRON T

56

Promocja

obsłu miczn pane zinte

JUM

Fot. Jumo

Jednostka centralna Jumo mTRON T

Każdy wielokanałowy moduł regulacji obsługuje do czterech niezależnych obwodów pętli regulacji PID, z szybkim czasem cyklu i sprawdzonymi algorytmami regulacji, pracujących bez obciążania jednostki centralnej.

System umożliwia jednoczesną obsługę do 120 pętli regulujących i tym samym może być stosowany do

regulacji złożonych procesów technologicznych. Każdy moduł regulatora może być dodatkowo rozbudowany o układy wejścia i wyjścia, w zależności od potrzeb aplikacyjnych.

Wielofunkcyjny panel dotykowy umożliwia, oprócz wizualizacji wartości pomiarowych, także wygodną obsługę systemu. Ponadto udostępnia

parametry urządzenia i dane konfiguracyjne całego systemu. Panel może być zabezpieczony hasłem. Cechą szczególną panelu jest zintegrowana funkcja rejestracji oraz Web server. Do odczytu i analizy danych historycznych stosuje się sprawdzone oprogramowanie JUMO, ze standardowymi, wstępnie zdefiniowanymi, maskami.

Konfiguracja sprzętu i oprogramowanie użytkowe, jak również konfiguracja rejestracji mierzonych wartości i zadania procesów regulacji, są realizowane za pomocą programu Setup.

Przy użyciu edytora CoDeSys, zgodnego ze standardem IEC 61131-3, użytkownicy tworzą własne, wysoce efektywne rozwiązanie automatyki. Cała aplikacja zapisywana jest w jednym pliku projektu.

bu Ju

JUMO Sp. z o.o. ul. Korfantego 28 53-021 Wrocław tel. 71 339 82 39 www.jumo.com.pl

REKLAMA

Dzięki naszemu know-how stworzyliśmy kompletny system pomiarowy z możliwością rejestracji wartości procesowych. Połączyliśmy elastyczność sterownika PLC, łatwość obsługi i wejścia pomiarowe najwyższej klasy w jednym systemie.

JUMO Team

obsługą oraz umożliwia pełną automatyzację procesu. Innowacyjne podejście JUMO pozwoliło na połączenie w spójną całość autonomicznie pracujących regulatorów procesowych, wejść analogowych najwyższej klasy oraz elastyczności sterownika PLC. Wielofunkcyjny panel dotykowy umożliwia oprócz wizualizacji wartości pomiarowych także wygodną obsługę systemu. Cechą szczególną panelu jest zintegrowana funkcja rejestracji oraz wbudowany webserver.

JUMO mTRON T – Your System

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

57

www.pl.jumo.mtron-t.net

70029

JUMO mTRON T jest niezawodnym systemem do kontroli oraz rejestracji danych pomiarowych. Charakteryzuje się on intuicyjną

AUTOMATYKA SYSTEMY KOMUNIKACJI

Standard IEC 61850 w energetyce

Szybkie dostosowanie produktów do zgodności ze standardem IEC 61850 jest dziś priorytetem dla większości firm z branży energetycznej. Jednym ze sposobów może być skorzystanie z gotowego oprogramowania, implementującego stos IEC 61850 na dowolnym urządzeniu.

Relacja między modelem danych oraz serwisami zdefiniowanymi w ramach standardu IEC 61850 a rzeczywistym urządzeniem energetycznym

58

Promocja

Standard IEC 61850 jest coraz częściej stosowany w urządzeniach automatyki stacji energetycznych i nie tylko. Obecnie największe koncerny stosują urządzenia implementujące IEC 61850 w nowoczesnych podstacjach energetycznych. Głównymi zaletami tego standardu są: łatwa integracja urządzeń pochodzących od różnych producentów, szybka transmisja danych, niezawodna komunikacja, bogaty zestaw funkcji, obniżenie kosztów i skrócenie czasu instalacji oraz serwisu.

Cechy IEC 61850 IEC 61850 definiuje obiektowy model danych oraz abstrakcyjne serwisy pracujące na tych danych, które są mapowane na różne protokoły komunikacyjne. Każde urządzenie, wykorzystujące standard IEC 61850, zawiera ściśle zdefiniowany model danych.

Model ten składa się z jednego lub wielu urządzeń logicznych (ang. Logical Device), reprezentujących różne

funkcje urządzenia fizycznego. Każde urządzenie logiczne zawiera jeden lub więcej węzłów logicznych (ang. Logical Node), grupujących dane oraz serwisy realizujące różne funkcje. Standard IEC 61850 definiuje różne grupy węzłów logicznych, przeznaczonych m.in. do czujników, transformatorów, przełączników. Każdy z węzłów logicznych składa się ze standardowych klas danych CDC (ang. Common Data Classes), zawierających informacje o statusie, ustawieniach, konfiguracji itp. Ten zestandaryzowany model, opisujący rzeczywiste urządzenie, jest następnie mapowany na protokoły komunikacyjne: • Manufacturing Messaging Specification (MMS), • Generic Object Oriented Substation Event (GOOSE), • Sampled Values (SV), • Generic Substation Status Event (GSSE), • Simple Network Time Protocol (SNTP).

Fot. Neil Muir (zdjęcie), JPEmbadded (ilustracja)

Implementacja dla systemów wbudowanych

Fot. Neil Muir (zdjęcie), JPEmbadded (ilustracja)

Komunikacja w IEC 61850 Komunikacja klient–serwer jest zwykle prowadzona z wykorzystaniem protokołu MMS i realizuje standardowe funkcje dostępu do danych, raportowania, logowania, kontrolne itp. Informacje, których transmisja ma ściśle zdefiniowane obostrzenia czasowe, jest realizowana za pomocą GOOSE, GSSE oraz SV. Dane przesyłane z wykorzystaniem tych protokołów to typowe informacje o chwilowych wartościach prądów i napięć (SV) oraz informacje o zmianie stanu przełączników (GOOSE, GSSE).

Dodatkowo standard IEC 61850 oferuje synchronizację czasu z wykorzystaniem protokołu SNTP. Przykład relacji między rzeczywistym urządzeniem a modelem danych i protokołami komunikacyjnymi, zdefiniowanymi w ramach IEC 61850, zaprezentowano na rysunku.

Inne zastosowania IEC 61850 Obecnie standard IEC 61850 znajduje coraz szersze zastosowanie nie tylko w energetyce, ale również w innych dziedzinach automatyki przemysło-

wej. Pociąga to za sobą rosnące zapotrzebowanie na implementacje tego standardu, przeznaczone do urządzeń wbudowanych. Główne wymagania i oczekiwania obejmują: • wysokopoziomową, obiektową i wydajną implementację, np. w ANSI/ ISO C++, • łatwość implementacji na różnych platformach sprzętowych, • brak dynamicznej alokacji pamięci, • możliwość współpracy z systemami operacyjnymi czasu rzeczywistego (RTOS), • wsparcie dla systemu Linux.

Ze względu na fakt, że IEC 61850 jest bardzo skomplikowanym standardem, dobra implementacja powinna dodatkowo umożliwić tworzenie aplikacji bez konieczności wnikania w szczegóły standardu i stosowanych protokołów komunikacyjnych, tym samym obniżając czas i nakłady finansowe konieczne do stworzenia aplikacji.

Kierując się tymi właśnie założeniami, firma JPEmbedded dokonała implementacji standardu IEC 61850 w postaci biblioteki programowej, z myślą

o zastosowaniach w systemach wbudowanych. Biblioteka ta ma na celu umożliwić łatwe i szybkie tworzenie aplikacji zgodnych z IEC 61850 dla różnych platform sprzętowych.

Standard IEC 61850 rozpowszechnił się w świecie elektroenergetyki dzięki swojej uniwersalności i wysokiemu poziomowi abstrakcji. Jednak zastosowania tego standardu wykraczają poza automatykę podstacji energetycznych.

Przewiduje się, że w przyszłości standard ten będzie również powszechnie stosowany w urządzeniach automatyki elektrowni wiatrowych i słonecznych oraz innych aplikacjach przemysłowych. Prawdopodobnie na fali rozwoju odnawialnych źródeł energii standard IEC 61850 stanie się bardzo popularny również w automatyce małych przydomowych elektrowni.

Patryk Gwiżdż JPEmbedded ul. Odrzańska 5, 30-408 Kraków tel. 12 266 25 44 e-mail: info@jpembedded.eu www.jpembedded.eu

REKLAMA

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

59

AUTOMATYKA SYSTEMY KOMUNIKACJI

GE Intelligent Platforms, jeden z wiodących producentów automatyki na świecie, rozszerzył ofertę o nową linię paneli operatorskich QuickPanel+, która zastąpi dobrze znaną i popularną serię QuickPanel CE. Pierwszy model o przekątnej 7” jest już w ofercie, a producent deklaruje, że pozostałe będą dostępne do końca 2014 r.

Panele operatorskie QuickPanel+ ASTOR wprowadza nowe panele GE Intelligent Platforms

Podstawowe parametry Najważniejsze zmiany w nowej serii obejmują uproszczenie oferty. Docelowo rodzina QuickPanel+ będzie składać się z czterech modeli (7”, 10”, 12”, 15”), które z powodzeniem zastąpią 32 modele z rodziny QuickPanel CE. Nowa seria nie zakłada podziału paneli ze względu na funkcje, ani ilość wbudowanej pamięci. Oznacza to, że wszystkie modele obsługują funkcję View (wizualizacja) oraz Control (sterowanie), a także zawierają maksymalną ilość pamięci, zaś zastosowany procesor, taktowany zegarem 1 GHz, gwarantuje płynną obsługę również większych aplikacji.

60

Promocja

GE Intelligent Platforms w nowych panelach wykorzystuje system operacyjny Windows Embedded Compact 7, co w połączeniu z obsługą HTML5 daje zupełnie nowe możliwości w odniesieniu do multimediów oraz dostępu webowego do panelu. Interakcja między panelem a operatorem będzie bardziej intuicyjna dzięki wbudowanej, dwupunktowej matrycy wielodotykowej. Standardowym wyposażeniem każdego panelu będą: co najmniej jeden port szeregowy oraz port Ethernet z obsługą najpopularniejszych protokołów komunikacyjnych, a możliwości komunikacyjne uzupełnią porty USB, czytnik kart SD oraz gniazda audio.

– QuickPanel+ to jedno z pierwszych urządzeń HMI dostępnych na rynku, które wykorzystuje technologię gwarantującą operatorom wyższy poziom wszechstronności. Integracja funkcji sterowania z możliwością wizualizacji pracy upraszcza architekturę systemu oraz daje nowe możliwości.

Użytkownik może uruchomić na panelu filmy instruktażowe, generować rozbudowane raporty, uzyskać dostęp do dodatkowych informacji. Dokładnie tak, jak w tradycyjnym komputerze – podsumowuje Piotr Adamczyk, menedżer produktów GE w firmie ASTOR.

Pozostałe cechy Podobnie jak w poprzedniej serii, konfiguracja i programowanie będą realizowane z poziomu Proficy Machine Edition. Narzędzie zapewnia pełną integrację ze wszystkimi urządzeniami z oferty GE Intelligent Platform oraz wspiera migrację aplikacji do nowszych wersji. Nowością będzie wbudowana obsługa kolektora, która z poziomu panelu pozwoli skonfigurować automatyczne składowanie danych do przemysłowej bazy danych Historian.

Bez zmian pozostaje obsługa działów Alarm&Events oraz Store&Forward.

QuickPanel+ będzie miał certyfikat ATEX, co pozwoli na stosowanie go wszędzie tam, gdzie w warunkach pracy pojawia się zagrożenie wybuchem.

Więcej informacji o QuickPanel+ można znaleźć na stronie: www.astor. com.pl/quickpanel.

ASTOR ul. Smoleńsk 29 31-112 Kraków tel. 12 428 63 00 fax 12 428 63 09 e-mail: info@astor.com.pl www.astor.com.pl

Fot. ASTOR

Nowa seria paneli to nie odświeżenie starszej rodziny QuickPanel CE, ale zupełnie nowa konstrukcja, która ma spełnić oczekiwania obecnych klientów. GE w nowym rozwiązaniu stawia na wydajność, nowoczesną technologię i wysoką jakość. Wraz z rozbudową linii QuickPanel+, z oferty sukcesywnie będą wycofywane panele starszej serii. Jednocześnie producent gwarantuje łatwą procedurę migracji, wraz z możliwością wykorzystania gotowych aplikacji wizualizacyjnych.

© 2014 SCHUNK GmbH & Co. KG

Pierwszy profesjonalny bramkarz z umiejętnościami strzelania goli głową

Pierwszy na świecie chwytak

Jens Lehmann, legendarny bramkarz niemiecki

z prowadzeniem wielozębnym PGN-plus, uniwersalny chwytak firmy SCHUNK

Rainer Scholl, Dział komponentów systemów chwytakowych

Superior Clamping and Gripping

SCH_AZ_PGN_PL_210x297.indd 1

07.08.14 16:52

ROBOTYKA CHWYTAKI

Innowacyjne i solidne rozwiązania zapewniają niezawodność systemów i aplikacji.

Chwytaki SCHUNK od 30 lat ustanawiają standardy w dziedzinie automatyzacji produkcji, a firma podejmuje najbardziej skomplikowane wyzwania i, poszukując nowych rozwiązań, kreuje przyszłość systemów chwytakowych.

Chwytak PGN-plus firmy SCHUNK z prowadnicami wielozębnymi

PGN-plus Rozwój systemów automatyzacji, których zadaniem jest zwiększenie wydajności, niezawodności i żywotności

1983 r. – PPG, pierwszy standardowy chwytak pneumatyczny

62

Promocja

urządzeń, powoduje wzrost wymagań odnośnie podzespołów stosowanych do ich budowy. W odpowiedzi na rosnące wymagania, stawiane chwytakom w zakresie precyzji chwytania oraz obciążeń, jakim są one poddawane, w 2000 r. firma SCHUNK opracowała i opatentowała nową wersję chwytaka: PGN-plus. Zastąpił on dotychczas produkowany chwytak PGN. Był to pierwszy dwupalczasty uniwersalny chwytak pneumatyczny z prowadnicami wielozębnymi.

Koncepcja prowadnicy wielozębnej narodziła się z potrzeby eliminacji wad, występujących w stosowanych do tej pory klasycznych prowadnicach, w których pojawiał się tzw. efekt „szuflady”.

Polega on na ugięciu prowadnicy ku

dołowi podczas wyciągania. Jest to spowodowane wystąpieniem momentu, powstałego w wyniku działania siły obciążenia szuflady, zależnego od ramienia, związanego z jej długością. Przekłada się to na zwiększenie punktowego obciążenia prowadnic szuflady. Ten sam efekt występuje na prowadnicach chwytaka, co wpływa negatywnie na siłę zacisku, precyzję trzymania chwytanego detalu oraz jego żywotność.

Odmiany PGN-plus W nowym chwytaku PGN-plus zastąpiono dotychczasową konstrukcję systemem prowadnic wielozębnych. Siły i momenty, działające na prowadnice szczęk bazowych chwytaka, rozkładają

2000 r. – PGN-plus, pierwszy chwytak pneumatyczny z prowadnicami wielozębnymi

Fot. SCHUNK

Na wystawie w Hanowerze w 1983 r.

Heinz-Dieter Schunk przedstawił chwytak pneumatyczny PPG – pierwszy standardowy chwytak, wykorzystujący sprawdzone rozwiązania kinematyczne stosowane w technologii mocowań.

Tym samym ustanowiono nowy standard w historii automatyki. Wprowadzając ideę synergii, SCHUNK zrewolucjonizował automatyzację produkcji i uczynił zdecydowany krok w kierunku bycia liderem techniki mocowań i systemów chwytakowych.

2006 r. – SDH, pierwsza trójpalczasta ręka chwytająca z czujnikami taktylnymi

Fot. SCHUNK

się na wiele równoległych płaszczyzn, stanowiących podpory. Prowadzi to do zwiększenia jego sztywności, precyzji chwytania, powtarzalności, stabilności, obciążalności oraz braku spadku siły zacisku.

W odpowiedzi na rosnące potrzeby i wymagania rynku zwiększono liczbę produkowanych wersji poszczególnych typów chwytaka. Obecnie firma SCHUNK w standardowej ofercie ma chwytaki w wersjach przeciwpyłowych, odpornych na korozję, wysoką temperaturę i do innych specjalistycznych zastosowań, a także w wersji EX, o zwiększonej precyzji oraz ze wzmocnioną siłą zacisku.

Chwytak PGN-plus jest produkowany w typoszeregu 40–380 i charakteryzuje się następującymi parametrami: • siły zacisku: 123–21 150 N, • momenty skrętne szczęk bazowych: 10–560 Nm, • skok szczęki: 2–45 mm, • rekomendowana waga chwytanych detali: do 80 kg.

Standardem firmy SCHUNK jest udzielanie na chwytak PGN-plus 36-miesięcznej gwarancji oraz 30-letniej gwarancji działania i niezawodności. Uniwersalność i szeroka gama oferowanych modeli umożliwiają stosowanie chwytaków PGN-plus praktycznie w każdej aplikacji przemysłowej i laboratoryjnej.

w 2006 r. pierwszej trójpalczastej ręki chwytającej SDH, z czujnikami na palcach. Połączone palce chwytaka kontrolują sposób i siłę chwytania, dostosowując ją do różnych przedmiotów, dzięki czemu chwytaki mogą być stosowane w robotyce serwisowej i serwisowych aplikacjach przemysłowych.

Dzięki możliwości zmiany ustawienia dwóch palców SDH gwarantuje dużą elastyczność pod względem kształtu, wielkości i położenia chwytanego przedmiotu.

Na konferencji prasowej, otwierającej targi w Hanowerze w 2013 r., Henrik A. Schunk zaprezentował innowacyjny, pięciopalczasty chwytak, imitujący ludzką rękę. Dzięki dziewięciu dyskom pięć palców chwytaka może wykonywać różne, skomplikowane operacje chwytania. Ponadto dzięki możliwości zaprogramowania licznych gestów ułatwiona jest komunikacja wzrokowa między człowiekiem a robotem, co umożliwia zastosowanie urządzenia w pobliżu człowieka.

Elektronika w najnowszej wersji chwytaka jest całkowicie zintegrowana w „nadgarstku”, co pozwoliło na zmniejszenie konstrukcji. Ręka może być połączona za pośrednictwem określonych interfejsów z dowolnymi urządzeniami dostępnymi na rynku.

W przypadku aplikacji mobilnych możliwe jest zasilanie z akumulatora 24 V.

O firmie SCHUNK W ciągu ostatnich 30 lat firma SCHUNK podjęła wiele wyzwań, związanych z bardzo skomplikowanymi wymaganiami swoich klientów. Opracowane rozwiązania stanowią innowacyjne, trwałe i niezawodne komponenty, gwarantujące maksimum niezawodności systemów i maszyn na całym świecie.

SCHUNK Intec Sp. z o.o. ul. Puławska 40 A, 05-500 Piaseczno tel. 22 726 25 00, fax 22 726 25 25 info@pl.schunk.com www.pl.schunk.com

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

Ręka SDH Kolejnym krokiem milowym w historii systemów chwytakowych było wprowadzenie

2013 r. – pięciopalczasty chwytak imitujący ludzką rękę

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

63

POMIARY CZUJNIKI I SYSTEMY POMIAROWE

MEASURpoint to system firmy Data Translation, przeznaczony do ultradokładnych pomiarów termopar, czujników RTD i napięcia.

Może obsługiwać od czterech do 48 kanałów, a do komunikacji Moduły wejść analogowych do systemów MEASURpoint

z komputerem PC wykorzystywany jest interfejs Ethernet lub USB.

W systemie MEASURpoint, dzięki zastosowaniu technologii ISO-Channel, wyeliminowano większość źródeł zakłóceń.

Izolacja i przesłuchy Technologia ISO-Channel polega na zastosowaniu izolacji galwanicznej między kanałami, a także między masami.

W ten sposób producentowi udało się wyeliminować większość źródeł zakłóceń, jakie mogą wystąpić w systemach pomiarowych. Do najważniejszych należą pętle masy, występujące wówczas, gdy mierzone sygnały mają różny poziom masy. Dodatkowo zastosowanie osobnych przetworników analogowo-cyfrowych dla każdego kanału i izolacji galwanicznej między kanałami całkowicie eliminuje przesłuchy. Wysoką stabilność i dokładność gwarantuje również użycie 24-bitowych przetworników analogowo-cyfrowych Sigma-Delta, próbkujących z częstotliwością 10 Hz.

pomiarowy, może wybrać dowolną kombinację modułów. Dodatkowo można wybrać interfejs komunikacyjny i poziom izolacji ISO-Channel.

DT9874 jako jedyny wyposażony jest w interfejs USB. Odpowiednikiem wyposażonym w interfejs Ethernet jest DT8874. Dla tych modeli przewidziano moduły ośmiokanałowe z izolacją ±500 V. Użytkownik może wybrać od jednego do sześciu modułów, co przekłada się na maksymalnie 48 kanałów.

W serii DT8875 poziom izolacji wynosi

64

Promocja

±1400 V, a moduły są ośmiokanałowe.

Można zamówić do pięciu modułów, co daje 40 kanałów. Najwyższy poziom izolacji występuje w serii DT8876 i wynosi ±3500 V. Aby zapewnić tak wysoki poziom optoizolacji, odstępy między torami pomiarowymi na płycie PCB muszą być znaczne, co skutkuje tym, że moduły są czterokanałowe. Maksymalnie można zamówić pięć modułów, co odpowiada 20 kanałom. Wszystkie modele są wyposażone w osiem optoizolowanych wejść cyfrowych oraz osiem

Tab. Porównanie modeli systemów pomiarowych MEASURpoint DT9874/DT8874

DT8875

DT8876

Izolacja

±500 V

±1400 V

±3500 V

Liczba kanałów

8…48

8…40

4…20

• • • ±75 mV, ±1,25 V, ±10 V, ±100 V, ±400 V

• • • ±75 mV, ±1,25 V, ±10 V, ±100 V, ±600 V

• • • ±75m V, ±100 mV, ±1 V, ±1,25 V, ±10 V

±0,16 °C ±0,03 °C ±0,3 mV

±0,24 °C ±0,03 °C ±0,3 mV

±0,32 °C ±0,03 °C ±0,3 mV

CJC dla każdego kanału

CJC dla 8 kanałów

CJC dla 4 kanałów

Czujniki Termopary* RTD** Napięcie

Dostępne wersje System MEASURpoint umożliwia bardzo elastyczne dostosowanie konfiguracji urządzenia do potrzeb użytkownika.

Do wyboru są trzy rodzaje modułów: z kanałami do pomiaru termopar, do pomiaru rezystancyjnych czujników temperatury oraz do pomiaru napięcia. Użytkownik, zamawiając system

Fot. Elmark Automatyka

System MEASURpoint do ultradokładnych pomiarów

Dokładność Termopary RTD Napięcie Konfiguracja CJC

* termopary J, K, T, B, E, N, R, S ** Pt 100, Pt 500, Pt 1000; 2-, 3- lub 4-przewodowe

LabView czy MATLAB. Użytkownik może także napisać własną aplikację, dzięki dostarczanym bibliotekom do języków Visual C#, Visual Basic .NET oraz Visual C++.

Podsumowanie

Seria systemów pomiarowych MEASURpoint

Fot. Elmark Automatyka

optoizolowanych wyjść cyfrowych, które wyprowadzone są na 37-pinowym złączu, z tyłu obudowy. Porównanie modeli ilustruje tabela.

Oprogramowanie Wraz z systemem producent dostarcza oprogramowanie MEASURpoint Framework. Oprogramowanie umożliwia w prosty i intuicyjny sposób zdefiniowanie parametrów eksperymentu,

pobranie próbek, zapis wyników na dysku oraz wizualizację wyników. Możliwy jest również eksport danych, np. do programu Microsoft Excel. Dodatkowo urządzenia MEASURpoint mają wbudowany serwer www, umożliwiający konfigurację urządzenia oraz podgląd mierzonych wartości, bez instalowania żadnego oprogramowania. Producent dostarcza sterowniki do popularnych aplikacji pomiarowych, takich jak

Dzięki bezkompromisowemu podejściu firmy Data Translation do kwestii eliminacji zakłóceń i zapewnienia najwyższej dokładności pomiaru systemy MEASURpoint są idealnym rozwiązaniem dla najbardziej wymagających aplikacji. Zastosowanie technologii ISO-Channel powoduje, że systemy pomiarowe MEASURpoint mogą być szczególnie użyteczne w warunkach silnego i często zmieniającego się pola elektromagnetycznego.

Cezary Ziółkowski ELMARK AUTOMATYKA Sp. z o.o. ul. Niemcewicza 76 05-075 Warszawa-Wesoła tel. 22 773 79 37 fax 22 773 79 36 e-mail: elmark@elmark.com.pl www.elmark.com.pl

REKLAMA

www.movida.com.pl

Forum Służb Utrzymania Ruchu 14-15-16 października 2014 Studia przypadków • • • • • • • •

dokumentowanie zapisów dotyczących prac SUR - jak nakłonić pracowników by rzetelnie wypełniali raporty? współpraca UR z produkcją – problemy, metody ich rozwiązania monitoring stanu technicznego maszyn – możliwości, narzędzia czyszczenia techniczne i technologiczne elementów maszyn – najlepsze techniki bezpieczeństwo maszyn i urządzeń – wciąż zmieniające się normy dyrektywy maszynowej rozwiązania energooszczędne w zakładzie produkcyjnym – sprawdzone metody wdrożenie systemu WCM w zakładach produkcyjnych – czy warto inwestować czas i pieniądze? optymalizacja zapasów części zamiennych

Techniczne zwiedzanie zakładów produkcyjnych

POMIARY CZUJNIKI I SYSTEMY POMIAROWE

Sześciofluorek siarki (SF6) jest używany w rozdzielnicach i wyłącznikach średniego oraz wysokiego napięcia jako gaz izolacyjny, ponieważ charakteryzuje się bardzo dużym napięciem przebicia oraz właściwościami gaszącymi łuk elektryczny. Parametry izolacyjne zależą głównie od gęstości tego gazu w przyrządach.

Dlatego też każda rozdzielnica zawierająca ten gaz powinna być wyposażona w czujnik pomiaru gęstości SF6.

Pomiar gęstości gazu SF6 Jednym z rozwiązań jest ciągły monitoring gęstości gazu, dzięki czemu można przewidzieć, kiedy spadnie ona poniżej granicznej wartości. Dużym utrudnieniem w pomiarze gęstości tego gazu jest bardzo nieliniowa charakterystyka temperaturowa. To oznacza, że przy dużych zmianach temperatury otoczenia objętość gazu zmienia się w sposób uniemożliwiający kompensację temperaturową tradycyjnymi metodami. Jednym z najdokładniejszych sposobów pomiaru gęstości SF6 jest wykorzystanie idealnie szczelnej komory referencyjnej, wypełnionej dokładnie tą samą mieszaniną gazów, które znajdują się w aparaturze średniego lub wysokiego napięcia.

Każda komora referencyjna przechodzi szczegółowe badania, w których do pomiaru szczelności wykorzystuje się cząsteczki helu.

drgania, jakie występują przy operacjach łączeniowych urządzeń SN i WN. Każdy z czujników jest indywidualnie wypełniany mieszaniną gazów, dobraną do parametrów rozdzielnicy, w której ma on być zainstalowany. Ponadto możliwe jest dostosowanie przyłączy procesowych do rodzaju aplikacji. Całość jest zupełnie bezobsługowa, a producent zaleca jedynie sprawdzenie punktu przełączania co pięć lat.

Czujniki Trafag 87X6 Na bazie tej technologii szwajcarska firma Trafag AG zbudowała elektromechaniczne urządzenie do monitoringu gęstości gazu. Przyrząd serii 87X6 może zawierać do czterech niezależnych, galwanicznie izolowanych wyjść stykowych i jest wyposażony w optyczny wskaźnik tendencji, który pozwala na szybką diagnozę. Dodatkowo technika ta pozwala na precyzyjne pomiary w szerokim zakresie temperatury, sięgającym nawet –60 °C. Urządzenie to wyposażone jest w mikroprzełączniki wysokiej jakości. Nie wymaga dodatkowego zasilania oraz jest odporne na

66

Promocja

Hybrydowy czujnik gęstości gazu SF6

Systemy pomiarowe Trafag 878X/879X Mimo tak dokładnego i pewnego rozwiązania, firma Trafag AG nie poprzestała jedynie na czujnikach elektromechanicznych. Najnowsze rozwiązania serii 878X/879X mają dwa systemy pomiarowe – pierwszy wykorzystujący komorę referencyjną, drugi elektroniczny, opierający się na dwóch precyzyjnych oscylatorach kwarcowych. Jeden z kryształków kwarcu ma bezpośredni kontakt z gazem umieszczonym w komorze rozdzielnicy, drugi zaś umieszczony jest w próżni. Dzięki temu możliwy jest ciągły pomiar gęstości gazu z dwóch niezależnych źródeł. Obie metody są odporne na zakłócenia i możliwe do stosowania w bardzo szerokim zakresie temperatury. Aparaty te mają interfejs RS-485 lub sygnał prądowy 6,5–20 mA, niezależnie od styków bezpotencjałowych, blokujących możliwość operacji łączeniowych w rozdzielnicy. Pozwala to na zdalny pomiar gęstości sześciofluorku siarki i analizę trendów.

Więcej informacji o produktach można znaleźć na stronie internetowej producenta www.trafag.com.

mgr inż. Nazary Krzemiński POLTRAF Sp. z o.o. ul. Bysewska 26c, 80-298 Gdańsk tel. 58 557 52 07, fax 58 557 52 39 e-mail: info@poltraf.com.pl Przekrój czujnika elektromechanicznego

www.poltraf.com.pl

Systemy profilowania temperatury marki Phoenix, oferowane przez firmę Guenther Polska, są przeznaczone do procesów przemysłowej obróbki cieplnej, takich jak: obróbka cieplna aluminium i stali, procesy podgrzewania stali, odprężanie i kształtowanie szkła, wypalanie ceramiki czy utwardzanie farb proszkowych lub tradycyjnych.

Fot. Poltraf, Guenther

Profilowanie temperatury w obróbce cieplnej Rejestracja rozkładu temperatury podczas procesów obróbki cieplnej jest możliwa za pomocą termopar umieszczonych w najważniejszych częściach produkowanych detali, rejestratora danych oraz chroniącej go przed temperaturą bariery termicznej. System wędruje wraz z produktem przez cały proces obróbki cieplnej. Tylko w ten sposób możliwe jest monitorowanie prawdziwej temperatury produkowanych detali w funkcji czasu i położenia oraz rejestrowanie danych do ich późniejszej analizy. Konstrukcja systemów została zaprojektowana tak, aby zapewnić wysoką dokładność pomiarów i odporność na wysoką temperaturę, ciśnienie oraz agresywną atmosferę.

Wieloletnie doświadczenie firmy Guenther Polska w dziedzinie profilowania temperaturowego oraz znajomość najróżniejszych procesów obróbki cieplnej pozwalają na projektowanie systemów z pełnym zrozumieniem wymogów, jakie stawia konkretna aplikacja. Przykładowo w procesach nakładania powłok wymagane jest stosowanie barier termicznych wolnych od silikonu, natomiast w branży obróbki cieplnej, gdzie bariery termiczne poddawane są ogromnym skokom temperatury podczas nagrzewania i chłodzenia, głównym kryterium jest Promocja

zminimalizowanie ich zniekształceń.

W innych procesach, takich jak obróbka termiczna odlewów aluminiowych, bariery termiczne muszą być odporne na pełne zanurzenie w kąpieli chłodzącej zaraz po nagrzaniu do wysokiej temperatury.

Do procesów, w których możliwe jest wykorzystanie systemów marki Phoenix zalicza się: • pomiary kontrolne pieców w zgodzie z zaleceniami normy lotniczej AMS2750E, • procesy obróbki cieplnej odlewów aluminiowych, gdzie badania rozkładu temperatury są niezbędne, aby wykazać zgodność parametrów obróbki z zaleceniami norm, np.

CQI-9, • procesy nagrzewania stali, np. kęsisk, gdzie pomiary potrzebne są do weryfikacji modelu matematycznego procesu, • procesy spożywcze, takie jak procesy gotowania, chłodzenia czy mrożenia; system idealnie nadaje się do stosowania w smażalniach, kuchniach parowych, chłodziarkach lub zamrażarkach przemysłowych, • lutowanie aluminium i kontrolę atmosfery lutowania (CAB), czyli procesy, w których wytwarzane są takie produkty, jak chłodnice,

wymienniki ciepła, rdzenie grzejne czy chłodnice oleju, • procesy wypalania ceramiki, takie jak produkcja cegieł, ceramiki sanitarnej czy materiałów ogniotrwałych, • utwardzanie powłok – systemy przeznaczone do monitorowania cyklu utwardzania powłok lakierniczych i proszkowych, • procesy utwardzania powłok PTFE, • spiekanie kontaktowe PV Solar, czyli procesy produkcji ogniw słonecznych PV. Istnieje również możliwość zaprojektowania i wykonania indywidualnych systemów dopasowanych do potrzeb.

GUENTHER Polska Sp. z o.o. ul. Wrocławska 24 b, 55-090 Długołęka tel. 71 352 70 70, fax 71 352 70 71 www.guenther.com.pl

Targi METAL 16–18 września 2014 r., Kielce Zapraszamy do współpracy i odwiedzenia naszego stanowiska – pawilon E, stoisko 37.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

67

RYNEK I TECHNOLOGIE WSKAŹNIKI, LICZNIKI, REJESTRATORY, WYŚWIETLACZE

Wskaźnik Cruozet Syrelec 815

Wskaźnik Janitza UMG 96 S

Wskaźnik Siemens Sentron PAC3200

Urządzenia do monitorowania procesów przemysłowych Oglądając fotografie z zakładów przemysłowych, można dostrzec dwa dominujące motywy: roboty przemysłowe, taśmociągi i inne maszyny wykonawcze oraz tablice synoptyczne i pulpity sterownicze. Te drugie, dawniej złożone z dużych, kolorowych przycisków, przełączników i lampek oraz wskaźników analogowych, obecnie często są zastępowane rozwiązaniami cyfrowymi. Jednak na rynku wciąż pojawiają się nowe modele wskaźników, liczników, rejestratorów i regulatorów tablicowych, które cieszą się bardzo dużą popularnością.

Wskaźniki i różnego rodzaju wyświetlacze tablicowe to nieodłączne elementy automatyki przemysłowej, za pomocą których człowiek nadzoruje pracę maszyn. To prawda, że coraz bardziej złożone algorytmy sterowania i systemy bezpieczeństwa pozwalają na tworzenie takich maszyn, by rola człowieka sprowadzała się tylko do wciśnięcia przycisku „start”, ale w praktyce byłoby to problematyczne pod względem konserwacji instalacji. Dlatego też twórcy aplikacji przemysłowych chętnie się-

68

gają po różnego rodzaju wskaźniki, wyświetlacze i regulatory, które pozwalają niezależnie monitorować procesy, wprowadzać ręczne ustawienia lub samodzielnie prowadzić podprocesy.

Typowe zastosowania Wskaźniki i wyświetlacze są stosowane jako wygodne i niedrogie w implementacji sposoby na prezentowanie informacji operatorom maszyn. Ma to szczególne znaczenie w przypadku maszyn nie sterowanych centralnie,

ale takich, których panele kontrolne znajdują się w oddalonych od siebie miejscach w zakładzie przemysłowym. Zastosowanie prostego, estetycznego wskaźnika jest tańsze, niż użycie kompletnego panelu LCD, a pozwala w czytelny i niezawodny sposób podawać informacje o przebiegu wykonywanego procesu. Nic jednak nie stoi na przeszkodzie, by wszystkie wskaźniki podłączone do oddalonych maszyn umieścić na jednym pulpicie sterowniczym. To rozwiązanie również może być znacznie bardziej korzystne niż zastosowanie jednego wyświetlacza LCD. Czasem integracja systemów sterowania w taki sposób, by był do nich dostęp z jednego panelu kontrolnego jest praktycznie niemożliwa, bardzo trudna lub niezwykle kosztowna. Co więcej, mimo licznych zalet interfejsów dotykowych, w zastosowaniach przemysłowych nierzadko lepiej sprawdzają się przyciski mechaniczne, które znajdują się zawsze w tych samych miejscach na pulpicie sterowniczym i które mają ściśle przypisane funkcje.

W efekcie wskaźniki tablicowe cieszą się dużą popularnością zarówno przy pracy autonomicznej, gdy to one kontrolują działanie pojedynczej maszyny, jak i jako elementy dużych systemów.

Fot. Syrelec, Janitza, Siemens, Jumo

Przegląd rynku aparatury tablicowej

Wskaźniki Jumo cTRON 16, 04 i 08

Rodzaje wskaźników Na rynku oferowane są bardzo różnorodne wskaźniki, które mogą mieć wbudowane dość zaawansowane funkcje.

O ile dawniej dominowały analogowe wskaźniki ze wskazówkami, których rola sprowadzała się jedynie do prezentacji mierzonych wartości, to obecnie urządzenia te są najczęściej w pełni cyfrowe i mają dodatkowe przyciski. W efekcie operator może nie tylko obserwować wybrane parametry, ale też przełączać wyświetlacz w różne tryby pracy i sterować działaniem niektórych podzespołów lub przebiegiem całego procesu.

Oprócz dostępnych funkcji i powiązanych z nimi przycisków, wskaźniki różnią się także przeznaczeniem. Na rynku można znaleźć wiele modeli uniwersalnych, przeznaczonych do monitorowania dowolnych napięciowych lub prądowych sygnałów elektrycznych, ale także wersje specjalizowane, np. przystosowane do kontroli temperatury (we współpracy z konkretnymi termoparami) lub z innymi czujnikami. Wybór specjalizowanego rozwiązania pozwala uniknąć problemu kondycjonowania konkretnego rodzaju sygnału i upraszcza instalację.

W podobny sposób zbudowane są wskaźniki tablicowe. Na rynku dostępne są też analogiczne modele przystosowane do montażu na szynie DIN. Te, ze względu na przeznaczenie do instalacji wewnątrz osłoniętej szafy sterowniczej, nie muszą być chronione przed wpływem trudnych warunków środowiskowych, a ich wyprowadzenia mogą być umieszczone nawet na panelu czołowym. Naturalnie mają inne kształty niż modele tablicowe i znacznie częściej stosuje się w nich nieduże wyświetlacze LCD, co pozwala zmniejszyć rozmiary obudów.

Oprócz wejść, wskaźniki mają też wyjścia, za pomocą których realizowane jest sterowanie pracą podłączonych urządzeń. Mają też wbudowane układy kondycjonowania sygnałów, a czasem nawet interfejsy sieciowe, które ułatwiają podłączenie urządzeń w większych instalacjach. W przypadku wskaźników specjalizowanych zastosowane interfejsy odpowiadają rodzajom wejść i wyjść używanych w konkretnych rodzajach czujników lub elementów wykonawczych, do których dany wskaźnik jest przystosowany.

Fot. Syrelec, Janitza, Siemens, Jumo

Omawiane wskaźniki i wyświetlacze mają najczęściej podobny kształt i standaryzowane wymiary. Ułatwia to ich zastosowanie, a w gruncie rzeczy to właśnie prostota implementacji jest dużą zaletą tych urządzeń. Najczęściej panel czołowy ma podwyższony stopień ochrony, a na nim zlokalizowany jest ekran wyświetlający, ewentualne dodatkowe diody LED i przyciski.

Z tyłu natomiast znajdują się wyprowadzenia i interfejsy.

Nowoczesne wskaźniki tablicowe to często złożone urządzenia elektroniczne, które mogą mieć bogaty zestaw funkcji. Podstawową jest najczęściej wyświetlanie wartości liczbowych, a czasem także ich graficzna wizualizacja. Jeśli wskaźnik ma kilka wejść, operator może przełączać odczyty między nimi za pomocą przycisków. To jednak nie wszystko. Zbierane dane mogą być bowiem rejestrowane. Jeśli jest to podstawowa funkcja danego wskaźnika, wtedy jest nazywany rejestrato-

REKLAMA

Funkcje Budowa

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

69

RYNEK I TECHNOLOGIE WSKAŹNIKI, LICZNIKI, REJESTRATORY, WYŚWIETLACZE

koszt nierzadko sięga kilku tysięcy złotych. Tańsze są proste rejestratory lub wskaźniki umożliwiające sterowanie procesami – te rzadko kosztują powyżej 1000 zł. Najtańsze są oczywiście zwykłe wskaźniki, których koszt spada nawet do około 100 zł netto.

Technologie Podstawowym elementem wszystkich wskaźników i regulatorów jest wyświetlacz.

Większość aktualnie oferowanych modeli jest wyposażona w małe wyświetlacze LCD lub segmentowe LED, przy czym można jeszcze spotkać wersje analogowe ze wskazówkami. Przeglądając oferty producentów można zauważyć, że najnowszym hitem w tej dziedzinie są wskaźniki z wyświetlaczami OLED. Są one bardziej czytelne niż modele

Tab. Zestawienie parametrów przykładowych urządzeń Producent

APAR

Kubler

Limatherm Sensor

Lumel

Model

AR600

574

N1540

RE70

Rodzaj wyświetlacza

LED

LED

LCD

LED

Liczba wyświetlanych cyfr

4

6

5 cyfr 14 mm

4

Funkcje regulacji

włącz/wyłącz, PID z autoadaptacją, zgodnie z kalendarzem

nie

różnorodne funkcje alarmowe

włącz/wyłącz, PID z autoadaptacją

Funkcje rejestracji

nie

nie

wizualizacja USB

nie

Wejścia

1 uniwersalne, programowalne wejście cyfrowe

1 prądowo-napięciowe

TC, V, mV, mA, Pt 100

1 termoparowe lub na czujniki termiczne

Wyjścia

2 wyjścia przekaźnikowe, wyjście analogowe

nie

2 przekaźniki 1,5 A/250 V + wyjście 24 V DC

1 przekaźnikowe

RS-485, Modbus RTU

RS-232/485

USB, RS-485

nie

Stopień IP frontu

IP65

IP65

IP65

IP65

Orientacyjna cena netto

360 zł

brak danych

brak danych

300 zł

Interfejsy komunikacyjne

70

Fot. Kubler

Jeśli wskaźnik ma wbudowany algorytm regulacji (np. PID), wtedy operator może wprowadzać zadaną temperaturę docelową, a urządzenie samo dopasuje moc grzewczą tak, by w jak najlepszy sposób osiągnąć zadany cel.

Nieco prostszą opcją jest zadawanie przez operatora progów wartości, których przekroczenie powoduje włączenie lub wstrzymanie jakiegoś procesu, co czasem jest wystarczającym sposobem regulacji. Progi często mogą być zadawane w odniesieniu nie tylko do bezpośrednio odczytywanych wartości, ale też do ich sum lub różnic, czy do bardziej zaawansowanych przekształceń matematycznych, wykonywanych na zbieranych danych.

W praktyce najbardziej złożone, i przez to najdroższe, są wielokanałowe rejestratory z układami regulacji. Ich

rem. Najczęściej zapis dokonywany jest na zewnętrznych kartach pamięci flash (np. SD), ale bywa też, że stosuje się tylko względnie niewielką, wbudowaną pamięć, o ile jest ona wystarczająca.

W przypadku rejestratorów ważnym parametrem jest nie tylko liczba kanałów czy pojemność pamięci, ale też częstotliwość próbkowania sygnału i jego zapisu.

Bardziej zaawansowane konstrukcje umożliwiają regulację pracy maszyn. W tym zakresie występują różnorodne rozwiązania. Najprostsze to regulacja ręczna, w której operator za pomocą przycisków na panelu frontowym wskaźnika samodzielnie zwiększa lub zmniejsza konkretne parametry pracy maszyny. Przykładowo może zmieniać moc grzałki, monitorując przy tym wskazanie temperatury pieca.

LCD, a jednocześnie bardziej uniwersalne niż wyświetlacze segmentowe.

Ponadto producenci oferują modele z drabinkami diodowymi, które w czytelny sposób wizualizują wskazywane wartości, a także z panelami LCD. Te niestety są dosyć drogie i ich zastosowanie ma sens tylko wtedy, gdy konieczne jest prezentowanie skomplikowanych informacji, takich jak np. wykresy. Mimo to ich dostępność na rynku rośnie i pojawiają się coraz nowsze modele, wyposażone właśnie w zaawansowane interfejsy, umożliwiające wyświetlanie informacji pochodzących z wielu kanałów.

Fot. Kubler

Interfejsy Oprócz wyglądu zewnętrznego, który w przypadku wskaźników ulega nieznacznym zmianom, ewoluują też inter-

fejsy komunikacyjne. Te są dostosowywane do znacznie szybciej zmieniających się standardów w automatyce. Wskaźniki mogą być wyposażone we wszelkiego typu łącza sieci przemysłowych, zarówno ethernetowych, jak i klasycznych.

Powszechnie stosowany Wskaźnik Kubler codix jest interfejs szeregowy RS-232, komunikujący się np. za pomocą protokołu Modbus. Pojawiają czujniki, a zestaw wyjść pozwala na się nawet wykonania z interfejsami dołączenie dodatkowych wskaźników sieci bezprzewodowych, które ułatwiają lub systemów komputerowych, które wykonanie instalacji. zebrane dane wizualizują w bardziej Część wskaźników może pełnić rolę atrakcyjny sposób. W efekcie udostęppośrednią, np. przetworników impulniają dane systemom nadrzędnym. sów. Do ich wejść podłączane są

Lumel

Omron

Simex

Simex

WObit

N43

E5AC-T

MultiCon CMC-99

SWE-94-U

MG-TAE1

LCD

LED

TFT LCD

LED

LCD

6 × 3

3 × 4

graficzny

4

4 × 16

nie

włącz/wyłącz, PID z autoadaptacją

włącz/wyłącz, PID z autoadaptacją

nie

2 wyjścia przekaźnikowe do sterowania urządzeniami zewnętrznymi (przez ustalone progi)

nie

nie

tak, 1,5 GB pamięci

nie

rejestracja danych na kartę SD; akwizycja danych do dedykowanego, darmowego oprogramowania na PC (przez USB)

4 przewody

1 uniwersalne oraz 2, 4 lub 6 wejść do obsługi zdarzeń

8 napięciowych, 8 cyfrowych, 4 RTD, 1 cyfrowe 24 V DC z optoizolacją

1 uniwersalne

analogowe 0…10 V (0…20 mA/ 4…20 mA), wejście enkoderowe, wejście czujnika tensometrycznego, 2 wejścia uniwersalne

nie

1 do sterowania, 4 dodatkowe

8 przekaźnikowych

nie

2 wyjścia przekaźnikowe

Modbus

USB, RS-485

1 lub 2 × USB, Ethernet 10 Mb/s

RS-485

USB, RS-485 (Modbus RTU)

IP50

IP66

IP40

IP65

IP65

770 zł

od ok. 1000 zł

2 500 zł

390 zł

845 zł

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

71

RYNEK I TECHNOLOGIE WSKAŹNIKI, LICZNIKI, REJESTRATORY, WYŚWIETLACZE

Przyglądając się ofercie poszczególnych firm oraz produktom z omawianego segmentu, które w ostatnim czasie pojawiły się na rynku, można zauważyć szereg trendów, wskazujących kierunki rozwoju.

Nowe wskaźniki mają najczęściej podzespoły umożliwiające wykonywanie złożonych obliczeń, przekształceń i regulacji oraz obsługują nowsze interfejsy danych. Klasyczne wyjścia przekaźnikowe w regulatorach są coraz częściej zastępowane przekaźnikami wykonanymi w technice półprzewodnikowej. Omawiane urządzenia są również wyposażane w wyświetlacze OLED lub duże LCD. Coraz częściej producenci oferują nie tylko standardowe wykonania wskaźników, ale też modele przystosowane do pracy w poszerzonym zakresie temperatury. Dotyczy to szczególnie pracy w niskiej temperaturze, nawet –20 °C. Popularną funkcją jest wygodna aktualizacja wbudowanego oprogramowania. Preferowaną metodą podmiany zawartości pamięci jest zdalne wgrywanie kodu i danych przez sieć, co umożliwia szybką obsługę wielu różnych wskaźników, rozlokowanych w odległych miejscach zakładu.

Mimo to wiodące firmy wciąż oferują produkty o podstawowych parametrach i możliwościach. Wynika to z faktu, że rynek wskaźników cechuje się nietypową dla automatyki przemysłowej zależnością: klienci rzadko przywiązują się do raz wybranego producenta. O ile w przypadku sterowników, napędów, komputerów przemysłowych czy robotów każda zmiana marki stosowanych produktów wiąże się dużym ryzykiem, odpowiedzialnością, a potencjalnie także z kosztami dostosowania istniejącej instalacji, o tyle w przypadku wskaźników bardzo wiele produktów można łatwo zastąpić innymi. Ich parametry nie są tak istotne dla działania procesów, gdyż często urządzenia te pełnią jedynie pomocniczą rolę informacyjną, a nawet jeśli odpowiadają za algorytm regulacji, to w większości przypadków mają te same wymiary i identyczne parametry, jak produkty konkurencyjne.

Z wymienionych względów, w doborze wskaźników tablicowych i tych przystosowanych do montażu na szynie DIN, bardzo ważna dla klientów jest cena. Oczywiście producenci konkurują czytelnością zastosowanych wyświetlaczy, odpornością na trudne warunki środowiskowe i dodatkowymi funkcjami,

72

ale zawsze warto mieć w swojej ofercie także tanie produkty.

Przykłady z rynku Patrząc na popularność poszczególnych marek, chyba najlepiej udaje się zaspokoić potrzeby klientów polskiej firmie Lumel, której oferta jest nie tylko bardzo bogata, ale też szeroko dostępna. Bardzo dużą popularnością cieszą się też urządzenia marki Apar. Spośród zagraniczWskaźniki Lumel N27P nych dostawców powodzenie wśród polskich klientów mają wskaźniki i rejestratory firm Omron, ABB, Kubler talne wejścia TTL, RS-422 lub HTL, i Brainchild. Łatwo dostępne są również pracujące z częstotliwością do 1 MHz. m.in. produkty firm Jumo i Simex.

Dodatkowo obsługują cztery szybkie wyjścia przełączające, port RS-232 i opcjonalne szybkie wyjście analoApar AR600 gowe. Wskaźnik może być stosowany Model AR600 to mikroprocesorowy z jednym lub dwoma nadajnikami regulator uniwersalny z wejściem terimpulsów. Wyjścia, wejścia sterujące mometrycznym i analogowym oraz i wyjście analogowe można przypodwoma wyjściami przekaźnikowymi rządkować różnym wartościom wskai wyjściem analogowym. Może być też zań. Dodatkowe diody LED pokazują stosowany do kontroli takich wielkostan wyjść i wybrany tryb wyświetlaści fizycznych, jak wilgotność, ciśnienia. Możliwe jest prezentowanie trzech nie, poziom i prędkość, o ile zostaną różnych wartości wskaźnikowych: częprzetworzone na standardowe sygnały stotliwości z kanału pierwszego, częelektryczne. AR600 przyjmuje sygnały stotliwości z kanału drugiego i wartości z czujników termorezystancyjnych obliczonej.

Pt 100, Ni 100, Pt 400, Pt 1000, Urządzenie może pracować w temtermopar typu J, K, S, R, T, B, E i N, peraturze od 0 °C do +45 °C, a jego sygnały prądowe w zakresie 0–20 mA wymiary to 92 mm × 48 mm. Płyta i 4–20 mA, napięciowe w zakresie czołowa ma stopień ochrony IP65.

0–10 V i 0–60 mV oraz rezystancyjne Wskaźnik ma sześciocyfrowy wyświew zakresie 0–2500 Ω. tlacz diodowy oraz cztery przyciski, Moduł umożliwia zdalne wyświetlaa także dodatkowe diody LED. nie zbieranych danych przez interfejs RS-485 za pomocą protokołu ModbusRTU. Programowalne wejście cyfrowe Lumel RE70 pozwala na zmianę trybu pracy regulaRegulator RE70 firmy Lumel jest przetora. Możliwe jest też określenie trybu znaczony do regulacji temperatury pracy wyjść analogowych. w przemyśle tworzyw sztucznych, Co więcej, w urządzeniu zmieścił przemyśle spożywczym, suszarnictwie się zasilacz o napięciu 24 V DC, przei wszędzie tam, gdzie zachodzi konieczznaczony do zasilania przetworników. ność stabilizacji zmian temperatury.

Natomiast panel frontowy, na którym Urządzenie, tak jak i wiele innych prozamontowano wyświetlacz cyfrowy LED duktów tej firmy, spełnia wymagania III z regulacją jasności świecenia, ma stokategorii instalacji dla produktów przepień ochrony IP65. Wymiary urządzeznaczonych do zastosowań przemynia to 48 mm × 48 mm × 79 mm. słowych, co oznacza, że jest odporne nawet na silne zakłócenia w sieci elektrycznej.

Kubler 574 Omawiany regulator ma uniwersalne Firma Kubler wprowadziła niedawno wejście dla czujników termoelektryczdo oferty szybkie, podwójne wskaźniki nych i termorezystancyjnych oraz wyjczęstotliwości serii 574. Mają one po ście przekaźnikowe. Prezentuje dane na dwa swobodnie skalowalne inkremen-

Fot. Lumel

Trendy na rynku

ście impulsowe do kontroli trójfazowej energii czynnej.

Miernik może komunikować się z otoczeniem za pomocą interfejsu RS-485 z protokołem Modbus. Ma także interfejs USB, który pozwala na konfigurację urządzenia za pomocą bezpłatnego oprogramowania eCon. N43 został ponadto przystosowany do wygodnej aktualizacji wbudowanego oprogramowania. Wymiary obudowy to 105 mm × 110 mm × 60 mm.

Omron E5_C-T

Wskaźniki Lumel NA5 i NA6

wyświetlaczu diodowym oraz z użyciem dodatkowych LED-ów, informujących o stanie sygnałów. Na obudowie znajdują się trzy przyciski.

Dostępne są dwa algorytmy regulacji: włącz/wyłącz i PID. Parametry algorytmu PID można wprowadzić ręcznie lub mogą być określone za pomocą funkcji autoadaptacji. Wprowadzone parametry można zabezpieczyć przed zmianą za pomocą hasła.

Panel frontowy urządzenia ma stopień ochrony IP65, a wymiary obudowy regulatora to 48 mm × 48 mm × 93 mm. Urządzenie jest zasilane napięciem sieciowym i przeznaczone do montażu w tablicy.

Fot. Lumel

Lumel N43 Model N43 to miernik parametrów sieci trójfazowej, przeznaczony do montażu na szynie typu S. Został on przystosowany do pomiarów bezpośrednich (do 63 A) i pośrednich, w sieciach trójfazowych, trój- lub czteroprzewodowych, w układach symetrycznych i niesymetrycznych.

Urządzenie pozwala wykonywać pomiary wartości skutecznej napięcia i prądu, mocy czynnej, biernej i pozornej, energii czynnej i biernej, współczynnika mocy, a także częstotliwości i całkowitych zniekształceń harmonicznych. Zawiera programowalne przekładnie prądowe i napięciowe, których wartości są uwzględniane we wskazaniach. Wbudowany podświetlany, monochromatyczny wyświetlacz LCD może być swobodnie konfigurowany przez użytkownika, z podziałem na strony i ekrany. Do tego dostępne są trzy programowalne wyjścia alarmowe i jedno wyjście impulsowe, a także wyj-

Nowa rodzina regulatorów procesowych Omron E5_C-T została zaprojektowana tak, by nawet skomplikowane aplikacje obróbki cieplnej można było łatwo skonfigurować za pomocą wygodnego narzędzia programowego. W tym przypadku chodzi o program CX-Thermo, który pozwala m.in. na włączenie w regulatorze trybu automatycznego dostosowania parametrów algorytmu PID do zastanych warunków.

Omawiane regulatory wyróżniają się przede wszystkim dużymi wyświetlaczami, które umożliwiają monitorowanie na bieżąco wielu parametrów przetwarzania. Urządzenie pozwala na zapisanie maksymalnie ośmiu programów w pamięci, przy czym program może obejmować do 32 kroków.

Wygodną funkcją jest też inteligentne zarządzanie alarmami, a duża wydajność (czas cyklu pętli regulacji wynosi około 50 ms) pozwala na sterowanie złożonymi procesami. Wybrane parametry pracy regulatora można zabezpieczyć przez ukrycie przed nieautoryzowanymi zmianami. Warto dodać, że regulatory te obsługują bardzo wiele rodzajów termopar.

Regulatory serii E5_C-T są przeznaczone do montażu na tablicy i mają głębokość 60 mm. Największy z nich, model E5AC-T, ma 11-segmentowe wyświetlacze czterocyfrowe, na których prezentowane są obok siebie trzy wartości. Regulatory te mogą pracować w temperaturze od –10 °C.

Simex MultiCon CMC-99) Model ten jest zaawansowanym rejestratorem przemysłowym z dużym, graficznym, kolorowym wyświetlaczem LCD. Ma osiem wejść napięciowych i osiem prądowych, cztery wejścia RTD oraz jedno wejście cyfrowe 24 V DC z optoizolacją. Na froncie znajduje się port USB, pracujący w trybie host, a z tyłu – opcjonalny blok USB i Ethernet (10 Mb/s). MultiCon CMC-99

umożliwia nie tylko rejestrację, ale też prowadzenie regulacji PID, włącz/ wyłącz oraz czasowej, zgodnie z założonym profilem. W trakcie rejestracji zapisuje nie tylko wartości pomiarowe, ale też parametry sterowania. Przydatne są także wyjścia przekaźnikowe o obciążalności do 1 A, których wbudowano osiem.

Interfejs użytkownika został oparty na 3,5” wyświetlaczu LCD TFT o rozdzielczości 320 × 240 px, wyposażonym w panel dotykowy. Wbudowana pamięć wewnętrzna ma pojemność 1,5 GB, a czas rejestracji może przyjmować wartości z przedziału od 0,1 s do 24 h i może zostać określony z dokładnością do 0,1 s.

Urządzenie jest montowane na tablicy, a jego stopień ochrony wynosi IP40. W standardowym wykonaniu może pracować w temperaturze od 0 °C do +50 °C, a w przypadku wersji o rozszerzonym zakresie temperatury wytrzymuje nawet –20 °C. Wymiary obudowy to 90 × 96× 100 mm.

Simex SWE-94-U Model ten to bardzo prosty, uniwersalny wskaźnik tablicowy. Ma jedno wejście pomiarowe typu 0/4–20 mA, 0–10 V, 0–150 mV, Pt 100/500/1000 lub TC (K, S, J, T, N, R, B, E). Automatycznie kompensuje temperaturę zimnych końców termopary. Wejścia RTD oraz TC wspierają pełną linearyzację charakterystyk, przy czym można korzystać tylko z jednego typu wejścia naraz.

Wynik pomiaru widoczny jest na czterodekadowym wyświetlaczu LED o regulowanej jasności. Łącze komunikacyjne RS-485 jest dostępne w standardzie.

Urządzenie może być konfigurowane za pomocą pilota – nadajnika podczerwieni, a opcjonalnie także z poziomu PC, przez łącze RS-485. Łącze komunikacyjne RS-485 umożliwia też transmisję danych w systemach monitoringu procesów produkcyjnych.

Model SWE-09-U jest przeznaczony do pracy w temperaturze od 0 °C do +50 °C lub (w wersji rozszerzonej) od –20 °C do +50 °C. Wymiary obudowy to 96 mm × 48 mm × 72 mm, a jej stopień ochrony od frontu wynosi IP65, o ile zastosuje się odpowiednią uszczelkę podczas montażu wskaźnika na tablicy.

Andrzej Barciński

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

PAR

73

RYNEK I TECHNOLOGIE WSKAŹNIKI, LICZNIKI, REJESTRATORY, WYŚWIETLACZE

Urządzenia pomiarowe WObit z wyświetlaczem danych Pomiar długości produktów,

na tokarce lub innej maszynie, to

wych za pomocą specjalnego oprogramowania. Mają też interfejs RS-485 (Modbus RTU), przeznaczony do komunikacji z urządzeniami, np. sterownikami PLC czy panelami HMI. Urządzenia są dostępne w dwóch wersjach zasilania: 12–36 V DC oraz 230 V AC.

jedne z typowych zadań liczników

MD150E

zliczanie dziennej produkcji, wskazywanie pozycji narzędzia

i wskaźników cyfrowych. W ofercie firmy WObit można znaleźć szeroką gamę produktów, służących do rejestrowania, zliczania oraz wyświetlania danych z urządzeń o sygnale analogowym, cyfrowym oraz tensometrycznym.

Urządzenia pomiarowe z serii MD150, produkowane przez firmę WObit, są zamknięte w prostokątnej obudowie, wykonanej z pełnego profilu aluminiowego (zgodnego z wymaganiami normy DIN 43700), która gwarantuje dużą wytrzymałość mechaniczną i odporność na niekorzystne warunki zewnętrzne, w tym zakłócenia elektryczne. Wszystkie wskaźniki z tej serii są wyposażone w złącze USB do komunikacji z komputerem PC i rejestracji danych pomiaro-

74

Promocja

Aplikacje, w których niezbędne jest zliczanie i wyświetlanie impulsów z enkoderów inkrementalnych, bądź innych źródeł sygnałów kwadraturowych, to odpowiednie miejsce do zastosowania wskaźnika MD150E, przeznaczonego do tego typu pomiarów. Urządzenie jest dodatkowo wyposażone w dwa wyjścia przekaźnikowe oraz wyjście zerujące.

Impulsy są zliczane z częstotliwością do 2 MHz i mogą być przeliczane na dowolne jednostki oraz zapisywane. Istnieje również możliwość określenia częstotliwości zliczanych impulsów. Przykładowym zastosowaniem MD150E jest aplikacja odmierzania długości i ilości ścinek materiału na linii produkcyjnej.

MD150A i MD150T Do pomiaru napięcia 0–10 V lub prądu 0–20 mA przeznaczony jest wskaźnik MD150A, który może współpracować z czujnikami z wyjściem napięciowym, prądowym lub potencjometrycznym.

Dla tensometrycznych czujników siły został przygotowany wskaźnik MD150T, który umożliwia pomiary z dokładnością do 0,001 proc. i przeskalowanie wyniku na dowolną jednostkę masy lub siły.

MG-TAE1 WObit, poza serią MD150, przygotował również wielofunkcyjne urządzenie do pomiaru siły – rejestrator MG-TAE1. Nie tylko umożliwia on pomiar siły, ale jest także wyposażony w dodatkowe wejścia do pomiaru przemieszczenia liniowego (wejście kwadraturowe dla enkodera oraz napięciowe 0–10 V). Dzięki temu MG-TAE1 doskonale sprawdzi się w takich aplikacjach, jak badanie rozciągliwości materiału lub próby zrywania, gdzie potrzebny jest jednoczesny pomiar siły oraz drogi. Urządzenie ma ponadto dwa programowane wyjścia przekaźnikowe oraz dwa wejścia, które mogą służyć do wyzwalania pomiarów.

MG-TAE1 wyposażony jest w wyświetlacz graficzny oraz czteroprzyciskową klawiaturę, dzięki czemu jego konfiguracja jest prosta i intuicyjna. Do wyboru jest menu w języku polskim i angielskim.

Wyświetlacz DE38 Warto wspomnieć również o module wyświetlacza DE38, wyposażonym w interfejs RS-485 (Modbus RTU). Jest to uniwersalny, siedmiosegmentowy wyświetlacz o wysokości cyfry 38 mm, który znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle, wszędzie tam, gdzie ważne jest wyraźne wyświetlenie wartości pomiaru.

PPH WObit E. K. J. Ober s.c.

Dęborzyce 16, 62-045 Pniewy tel. 61 222 74 22, fax 61 222 74 39 e-mail: wobit@wobit.com.pl www.wobit.com.pl

ZAMKI NOWOŚCI

Firma Elesa+Ganter Polska oferuje nowy zamek zatrzaskowy o oznaczeniu BMS, do zastosowania m.in. w konstrukcjach opartych na profilach aluminiowych. Rozwiązanie to sprawdzi się wszędzie tam, gdzie potrzebne jest szybkie i łatwe zamykanie i otwieranie drzwi uchylnych.

Zamek zatrzaskowy BMS Zamek zatrzaskowy BMS składa się z dwóch części: podstawy, która jest montowana na obudowie maszyny oraz elementu zatrzaskowego, mocowanego na drzwiach uchylnych.

Wersja podstawowa W przypadku zastosowania podstawowej wersji zamka zatrzaskowego BMS otwarcie drzwi następuje poprzez pociągnięcie ich za uchwyt, który jest osobnym

BMS

elementem. Pod wpływem działania siły sprężyna poddaje się i zwalnia zamknięcie.

Wersja rozszerzona Z kolei wersja BMS.L jest wyposażona w sprężynę ze zintegrowaną dźwignią, którą należy odciągnąć w celu otwarcia drzwi (rys. 1). Dźwignia eliminuje konieczność stosowania dodatkowego uchwytu.Gdy dźwignia zatrzasku BMS.L jest zamknięta, maksymalne obciążenie niszczące wynosi 2500 N. Tak wysoką wartość uzyskano dzięki zastosowaniu technopolimeru na bazie poliamidu, wzmocnionego włóknem szklanym.

Aplikacje Przykładowe aplikacje z użyciem zamknięć zatrzaskowych BMS oraz BMS.L. zostały przedstawione na rys. 2. Bliższe szczegóły techniczne, dotyczące opisanych produktów znajdują się w ich kartach katalogowych.

ELESA+GANTER Polska Sp. z o.o. tel. 22 737 70 47 fax 22 737 70 48 e-mail: egp@elesa-ganter.com.pl www.elesa-ganter.pl

Fot. WObit, Elesa+Ganter

BMS.L

Rys. 1. Różnice w budowie między zamknięciem BMS i BMS.L

Promocja

Rys. 2. Przykładowe zastosowania zatrzasków BMS oraz BMS.L

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

75

NOWOŚCI TWORZYWA KONSTRUKCYJNE

Fot. 1. Elementy Elesa+Ganter wykonane z SUPER-technopolimeru

Rozpowszechnienie polimerów w świecie techniki nastąpiło relatywnie niedawno. Do ich popularyzacji przyczyniły się m.in. badania Giulio Natta na Politechnice Mediolańskiej, dotyczące polimerów i zastosowania związków metaloorganicznych w polimeryzacji.

76

Promocja

Badania Giulio Natty były na tyle przełomowe, iż w 1963 r. ich autor, wraz z Karlem Zieglerem, otrzymali nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Obecnie owe zmodyfikowane polimery nazywane są tworzywami konstrukcyjnymi i mamy z nimi do czynienia na co dzień.

Z powodzeniem zastępują najbardziej popularne materiały, takie jak stopy metali, szkło lub drewno.

Polimery w przemyśle W najbardziej zaawansowanych technologicznie gałęziach przemysłu, jak przemysł samochodowy, lotniczy oraz elektrotechniczny, już dawno dostrzeżono korzyści płynące z zastosowania tworzyw sztucznych w produktach.

Efektem było powstanie specjalnych jednostek badawczych, których celem

jest wytwarzanie nowych, coraz lepszych gatunków polimerów. Przykładowo 50 proc. detali znajdujących się obecnie w samochodach jest wykonanych z tworzywa sztucznego. Są to m.in. elementy oświetlenia, wykończenia wnętrza oraz osprzętu silnika.

Firma Elesa+Ganter, dzięki ponad 70-letniemu doświadczeniu, jest pionierem w projektowaniu i produkcji standardowych komponentów do maszyn i urządzeń. Od początku skupiała się na zastosowaniu polimerów, kładąc nacisk na rozwój nowych technopolimerów. Prace badawcze w tym zakresie są prowadzone we współpracy z Politechniką w Turynie – centrum badawczym dla przemysłu samochodowego i Konsorcjum Proplast z Alessandrii – centrum technologii polimerów.

Fot. Elesa+Ganter

SUPER-technopolimer w zastosowaniach przemysłowych

mechaniczne i termiczne wymienionych produktów umożliwiają ich pełną zamienność z metalowymi odpowiednikami, oferując przy tym dwie główne zalety: odporność na korozję i mniejszą masę. Właśnie z tych powodów można stwierdzić, że komponenty wykonane z SUPER-technopolimerów łączą w sobie typowe zalety tworzyw sztucznych z niektórymi parametrami wytrzymałościowymi i odpornością stali nierdzewnej.

SUPER-technopolimer vs. technopolimer SUPER-technopolimer Technopolimer

+110%

+120%

+110% +75% +40%

200%

+25% 100%

0%

Wytrzymałość na rozciąganie

Moduł sprężystości przy rozciąganiu

Moduł sprężystości przy zginaniu

Udarność próba IZOD-A

Udarność próba Sharpy’ego

Temperatura ugięcia pod obciążeniem

Główne zalety

Właściwości

23°C d.a.m. *

23°C d.a.m. *

23°C d.a.m.*

23°C conditioned**

23°C conditioned**

1,8 MPa d.a.m. *

ISO 527/1A

ISO 527/1A

ISO 178

ISO 180/1A

ISO 179

ISO 75

MPa

MPa

MPa

MJ/sq.m

MJ/sq.m

°C

Warunki Rodzaj testu Jednostki

* Wilgotność próbki jak po wtrysku ** Wilgotność względna 50%

Rys. 1. Porównanie cech SUPER-technopolimeru z cechami technopolimeru

SUPER-technopolimer vs. stopy metali Wytrzymałość na rozciąganie *

SUPER-technopolimer Stop magnezu Stop AL Miękka stal Stop cynku

* Wytrzymałość na rozciąganie/Gęstość

Rys. 2. Porównanie odporności na rozciąganie SUPER-technopolimeru i stopów metali

Fot. Elesa+Ganter

Następca metalu SUPER-technopolimery reprezentują najbardziej współczesne i zaawansowane inżynieryjnie odmiany materiałów wykonanych z polimerów. Dzięki dużemu udziałowi procentowemu włókien szklanych, powiązanych z bazą polimerową, oraz obecnością (lub nie) aramidu (syntetycznych włókien, do których zalicza się m.in. kevlar), SUPER-technopolimery charakteryzują się niezwykłymi parametrami mechanicznymi oraz termicznymi.

Dzięki temu dają o wiele więcej możliwości niż tradycyjne polimery, czego potwierdzeniem jest rys. 1.

Zastosowania SUPER-technopolimeru nie ograniczają się jedynie do wysokiej klasy produktów z tworzyw sztucznych – coraz częściej wypiera on metal. W celu wyprodukowania detalu

z technopolimeru, który do tej pory był wykonywany z metalu, wymagane jest przeprowadzenie szeregu badań i analiz, które dotyczą zarówno fazy projektowej elementu (grubość ścianek, kształt, rodzaj wzmocnienia), jak i eksploatacyjnej (odporności na zużycie).

Przykładowe zestawienie wytrzymałości na rozciąganie SUPER-technopolimeru i różnych stopów metali zostało zaprezentowanie na rys. 2.

Właściwości SUPER-technopolimerów oraz dekady doświadczeń i badań firmy Elesa+Ganter umożliwiły produkcję komponentów do maszyn, które do tej pory były dostępne jedynie ze stopów metali. Do takich elementów należy zaliczyć zawiasy, trzpienie ustalające, dźwignie oraz wskaźniki kolumnowe poziomu cieczy z osłoną. Właściwości

Wśród podstawowych zalet SUPER-technopolimerów można wymienić kilka cech. Pierwsza z nich to odporność na korozję. Doskonale nadają się one do zastosowań w trudnych warunkach atmosferycznych i w aplikacjach wymagających częstego mycia (maszyny spożywcze, farmaceutyczne itp.).

Druga to mała masa, która wpływa na obniżenie kosztów transportu i magazynowania. Dodatkowo mała masa SUPER-technopolimerów ma duże znaczenie w urządzeniach, które są ręcznie przenoszone z miejsca na miejsce (sprzęt rehabilitacyjny, urządzenia pomiarowe), bądź z zasady muszą być lekkie (sprzęt latający, pływający). Polimery cechują się też małym współczynnikiem tarcia, dzięki czemu nie ma potrzeby ich cyklicznego smarowania, a konserwacja jest ułatwiona.

Kolejna cecha to izolacja elektryczna. Komponenty z tworzyw sztucznych zapobiegają przewodzeniu energii elektrycznej. Jest to szczególnie istotne z punktu widzenia bezpieczeństwa w aplikacjach, w których użytkownik może mieć fizyczny kontakt z danym detalem. Ważny jest ponadto brak reakcji na pole magnetyczne.

Do zalet należy także możliwość uzyskania dowolnych kolorów detali dzięki dodatkowi odpowiedniego pigmentu do wtryskiwanego materiału. Kolor w tak wykonanym elemencie jest odporny na czynniki eksploatacyjne. Jest to jednocześnie rozwiązanie ekonomiczne, ponieważ koszt wyprodukowania elementu kolorowego, przy odpowiednich ilościach, staje się bliski kosztowi produkcji ze standardowego polimeru.

ELESA+GANTER Polska Sp. z o.o. ul. Nowa 23, Stara Iwiczna 05-500 Piaseczno tel. 22 737 70 47, fax 22 737 70 48 e-mail: egp@elesa-ganter.com.pl www.elesa-ganter.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

77

NOWOŚCI PREZENTACJA FIRMOWA

Eurotrafo to polski producent transformatorów i innych elementów indukcyjnych, który może pochwalić się 11-letnią historią.

Na przestrzeni lat firma znacząco się rozwinęła i zdobyła zaufanie wielu zagranicznych partnerów oraz uzyskała certyfikaty potwierdzające jakość oferowanych wyrobów.

EUROTRAFO – produkty i możliwości Firma Eurotrafo powstała w 2003 r.

Początkowo zespół składał się z zaledwie siedmiu pracowników, ale obecnie rozrósł się już do 45 osób. Celem działania przedsiębiorstwa, od pierwszych dni jego powstania, była produkcja transformatorów i innych elementów indukcyjnych oraz wprowadzenie wyrobów na rynek krajowy i zagraniczny.

Ten cel udało się osiągnąć – obecnie

Transformator toroidalny

produkty Eurotrafo znajdują zastosowanie zarówno na polskim rynku, jak i w krajach Unii Europejskiej.

Produkty i ich zastosowania Wyroby firmy Eurotrafo są stosowane w wielu dziedzinach przemysłu, m.in. w: • spawalnictwie, • aparaturze łączeniowej, • kolejnictwie, • systemach oświetleniowych, • instalacjach przemysłowych i domowych.

Pełna lista ich zastosowań jest jednak bardzo długa.

Wszystkie produkty Eurotrafo są projektowane i wykonywane wg indywidualnych wymagań klientów. Dzięki wysoko wykwalifikowanej kadrze biuro projektowe firmy oferuje klientom także doradztwo techniczne. Pozwala to na stworzenie i wyprodukowanie nowoczesnych wyrobów, maksymalnie spełniających wszelkie wymagania odbiorców. Firma wykonuje także produkty w oparciu o dokumentację techniczną odbiorców, a wszystkie transformatory są produkowane zgodnie z wymaganiami norm europejskich.

• możliwość wytwarzania zarówno produktów jednostkowych, jak i długich serii wyrobów, • dogodne terminy i sposoby dostaw, • dogodne terminy płatności.

Klientami Eurotrafo są zarówno klienci indywidualni, małe i średnie firmy, jak i koncerny globalne.

W ostatnich pięciu latach firma cały czas inwestuje w rozwój przedsiębiorstwa, czego wynikiem są nowoczesny park maszynowy oraz nowy budynek firmy, dający możliwość elastycznego zwiększania zdolności produkcyjnych.

Od 2008 r. Eurotrafo ma certyfikat ISO 9001:2001, potwierdzany w kolejnych latach audytami. Obecnie posiadany ma oznaczenie FM 543913 i został wydany przez BSI, według normy ISO 9001:2008.

Eurotrafo jest także autoryzowanym dostawcą dla wielu znanych firm globalnych. Uzyskanie tego statusu było możliwe dzięki audytom, prowadzonym przez klientów firmy.

EUROTRAFO Sp. z o.o. ul. Rataja 16

Autotransformator

78

Promocja

Atutami firmy są także: • krótkie terminy realizacji zamówień, • konkurencyjne ceny – zawsze negocjowane indywidualnie,

96-100 Skierniewice tel. 46 833 42 30 fax 46 833 42 30 e-mail: firma@eurotrafo.net www.eufotrafo.net

Fot. Eurotrafo

Atuty i klienci

2014 międzynarodowe targi podwykonawstwa i kooperacji przemysłowej - Nr 1 na świecie

*Pracujmy razem!

4 > 7 listopada

Centrum Wystawowe Paris Nord Villepinte - Francja www.midest.com ZarejesTruj DarMOWĄ WejścióWkę na www.midest.com

Kod: PZ

Know-how podwyKonawstwa i kooperacji przemysłowej z całego świata w jednym miejsCu Czy…

… szukacie sprawdzonych rozwiązań do realizowanych projektów? … pragniecie „namierzyć” nowych podwykonawców ? … chcecie spotkać swoich dostawców w ciągu jednego dnia? … pragniecie zapoznać się z nowościami z dziedziny gospodarki i technologii?

Znajdziecie właściwe odpowiedzi podczas 4 dni trwania Targów.

obróbka metali / obróbka tworzyw sztucznych, kauczuku, kompozytów / elektronika i elektrotechnika / mikrotechnika, maszyny specjalne / tekstylia techniczne, obróbka powierzchni/mocowania przemysłowe Usługi dla przemysłu/ przegląd i konserwacja

midest 2013 w liCzbaCh 1 702 wystawców, w tym 40 % spoza Francji z 37 krajów 42 101 odwiedzających z różnych branż z 84 krajów

kontakt: +48 22 815 64 55 promopol@it.pl

MIDEST2014-205x295-visiteur-POL.indd 1

Focus edycja 2014

tunezja – gość honorowy targów lotnictwo - sektor w centrum zainteresowania targów spotkania biznesowe kanał tV !

Zapraszamy na nasze strony internetowe ! www.midest.com

targi towarzyszące

16/07/14 12:03

FORUM MŁODYCH

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0

Wielofunkcyjna platforma mobilna Szymon Kochanowski Koło Naukowe Automatyki i Robotyki, Wydział Elektryczny, Politechnika Białostocka

Streszczenie: W pracy opisano wielofunkcyjną, autonomiczną platformę mobilną. Przedstawiono konstrukcję, napęd oraz podstawowe właściwości urządzenia, takie jak możliwość pracy w trybie automatycznym, trybie typu LineFollower oraz trybach zdalnej kontroli realizowanych za pomocą pilota pracującego w standardzie RC5 oraz modułu Bluetooth.

Słowa kluczowe: platforma, mobilna, sterowanie zdalne, mikrokontroler DOI: 10.14313/PAR_211/80

raz z rozwojem elektroniki czy też techniki cyfrowej i związaną z tym powszechną dostępnością podzespołów elektronicznych coraz więcej osób próbuje konstruować własne urządzenia, takie jak autonomiczne roboty mobilne, roboty kroczące, czy też manipulatory. Pomysły na własne konstrukcje, a także wiedzę z zakresu elektroniki, mechaniki, czy też informatyki, niezbędną do wykonania i zaprojektowania strategii sterowania takiego urządzenia młodzi konstruktorzy najczęściej pozyskują z portali internetowych, np. [6], a także z literatury [2, 3, 5]. W środowisku akademickim jedną z dróg do budowy robota jest jego realizacja w ramach projektu koła naukowego.

Niniejsza praca jest poświęcona wielofunkcyjnej, autonomicznej platformie mobilnej. Urządzenie zostało wykonane na potrzeby koła naukowego i jest przeznaczone dla szerokiego kręgu odbiorców interesujących się tzw. robotyką amatorską. Począwszy od początkujących konstruktorów, którzy od podstaw mogą poznać metodykę formułowania założeń projektowych dla tego rodzaju urządzeń, dobór napędu oraz jego sterowanie z poziomu mikrokontrolera.

Rys. 1. Silnik DC Modelcraft (po lewej), układ L298 (po prawej) Fig. 1. Modelcraft DC motor (left side), driver L298 (right side)

80

Osoby o pewnym doświadczeniu mogą z kolei poznać sposób integracji rożnego rodzaju metod zarządzania platformą jak zdalne sterowanie za pomocą technologii Bluetooth lub pilota (kod RC5), a także tworzenie strategii autonomicznego przejazdu platformy przy wykorzystaniu czujników odległości lub czujników odbiciowych.

1. Podwozie Podwozie każdego robota mobilnego jest jedną z jego najistotniejszych części. Odpowiednio wykonane pozwala na długą i bezproblemową eksploatację urządzenia. Opisywana platforma ma kształt prostopadłościanu o wymiarach 300 mm × 200 mm × 70 mm (długość, szerokość, wysokość).

Konstrukcja nośna została wykonana w postaci ramy z profili aluminiowych i następnie obłożona szkłem akrylowym.

Napęd platformy stanowią cztery silniki prądu stałego Modelcraft z wbudowaną przekładnią 18:1. Sterowanie silnikami odbywa się za pomocą układów scalonych (driverów) L298N (opis w dalszej części) [4]. Na wałach każdego z silników zamontowano koło złożone z podwójnej zębatki (stosowane w kołach rowerowych) o średnicy 90 mm, na których osadzono gąsienice na każdej stronie platformy.

Zostały one wykonane z elementów łańcucha rowerowego, które następnie połączono ze sobą za pomocą śrubek M6.

Między dwoma łańcuchami znajdującymi się na zębatkach (w odległości 40 mm), umieszczono rurkę silikonową, która zapewnia odpowiednią przyczepność platformy do podłoża.

Możliwa jest zmiana trybu mobilności pojazdu na czterokołowy z czterema mniejszymi gąsienicami osadzonymi na każdym kole zębatym. Na poniższych rysunkach pokazano opisywane elementy napędowe platformy mobilnej.

Rys. 2. Zmontowane koło (po lewej), gąsienica (po prawej) Fig. 2. Assembled wheel (left side), track chain (right side)

2. Część elektryczna Na część elektryczną platformy składają się dwa zasadnicze elementy: układ zasilania oraz moduł sterujący.

2.1. Układ zasilania

Do zasilania urządzenia został wykorzystany pakiet litowo-polimerowy (Li-pol) o napięciu 7,4 V i pojemności 2300 mAh. Napięcie baterii, w zależności od stopnia jej naładowania, zawiera się w przedziale 6…8,4 V. Ze względu na specyficzną budowę tego typu ogniwa należy zwracać szczególną uwagę na fakt, że długotrwała eksploatacja poniżej dolnej wartości progowej (minimalne napięcie rozładowania) może trwale uszkodzić pakiet [1]. Układ elektroniczny został zatem przystosowany do pomiaru napięcia baterii.

W tym celu zastosowano dzielnik złożony z dwóch rezystorów o takiej samej rezystancji. Obniżona o połowę wartość napięcia jest podawana na wejście przetwornika analogowo-cyfrowego wbudowanego w mikrokontroler sterujący. W ten sposób jest ona na bieżąco monitorowana i pokazywana na wyświetlaczu LCD (opis w dalszej części artykułu: panel operatorski). Wszystkie elementy elektroniczne (mikrokontroler, sterowniki silników, czujniki, moduł Bluetooth) są zasilane napięciem o wartości 5 V. Do jego uzyskania konieczne było zastosowanie liniowych stabilizatorów LM1084 typu LDO (Low Drop Out linear regulator) o napięciu dropout 0,5 V i wydajności prądowej 5 A.

2.2. Moduł sterujący

Moduł sterujący został wykonany na jednej płytce PCB i zawiera mikrokontroler rodziny AVR, dwa sterowniki silników – układy L298N wraz z diodami zabezpieczającymi 1N5822 oraz stabilizatory i elementy bierne wymagane do ich poprawnej pracy. Wizualizacja płytki modułu sterującego jest pokazana na rys. 3.

Rys. 4. Panel operatorski z opcją monitorowania stanu naładowania akumulatora Fig. 4. Operator panel with option to monitor of battery status

nikiem HD44780 oraz trzech monostabilnych przycisków umieszczonych pod nim. Całość została osadzona w górnej obudowie platformy. Widok panelu z jedną z wybranych opcji jest pokazany na rys. 4.

Użytkownik ma do wyboru następujące opcje: sprawdzenie stan naładowania akumulatora; automatyczny tryb jazdy; tryb jazdy Line Follower; tryb sterowania zdalnego za pomocą pilota RC5 a także tryb sterowania z wykorzystaniem modułu Bluetooth. Funkcje przypisane do przycisków polegają na zatwierdzaniu danej opcji pojawiającej się w menu wyświetlacza (zielony przycisk środkowy) oraz przechodzeniu do kolejnej (lewy przycisk czarny) lub cofaniu się do poprzedniej opcji (prawy czerwony przycisk). Wybór następuje przed uruchomieniem pojazdu.

4. Tryby sterowania platformą Zasadniczym celem, którym kierowano się podczas realizacji platformy, było wyposażenie jej w kilka funkcjonalności, pokazujących różne możliwości sterowania urządzeniem.

Poniżej zostały skrótowo opisane poszczególne tryby.

4.1. Tryb automatyczny

Rys. 3. Wizualizacja płytki sterującej Fig. 3. Visualization of the control board

Najważniejszym elementem modułu jest 8-bitowy mikrokontroler ATmega32. Układ ten został wybrany głównie ze względu na jego popularność zarówno wśród początkujących, jak i bardziej zaawansowanych konstruktorów-programistów.

Rozmiar pamięci Flash o pojemności 32 kB jest w zupełności wystarczający dla programu obsługującego wszystkie podzespoły platformy.

3. Panel operatorski Do zarządzania platformą służy panel operatorski. Składa się on z wyświetlacza LCD (2×16) zgodnego ze sterow-

Tryb polega na poruszaniu się pojazdu z wykorzystaniem analogowych czujników odległości (dalmierzy). W tym trybie zadaniem platformy jest omijanie przeszkód pojawiających się na trasie przejazdu. Robot posiada dwa czujniki umieszczone z przodu i z tyłu obudowy w centralnych jej punktach na wysokości ok. 100 mm od podłoża. Do lokalizacji przeszkód użyto popularnych w robotyce dalmierzy GP2D12 firmy SHARP. Zastosowany czujnik mierzy odległość w zakresie 10…80 cm od przeszkody. Zasada działania dalmierza jest następująca: modulowane promieniowanie z diody IR (Infrared) jest ogniskowane w soczewce nadajnika i oświetla przestrzeń przed czujnikiem. Po dotarciu do przeszkody promień zostaje częściowo rozproszony, a częściowo odbity. Część promieniowania wraca w kierunku czujnika, gdzie oświetla linijkę CCD (Charge Coupled Device). W efekcie otrzymuje się hiperboliczną zależność napięcia od odległości. Orientowanie się na wskazania czujnika polega na ustaleniu określonych przedziałów napięcia, w których platforma ma podejmować odpowiednią akcję. Należy zaznaczyć, że w tym przypadku konieczne jest wykorzystanie przetworPomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

81

FORUM MŁODYCH

nika analogowo-cyfrowego mikrokontrolera lub skorzystanie z zewnętrznego komparatora analogowego. W opisywanej platformie zastosowano pierwsze rozwiązanie.

W trybie automatycznym, w zależności od akcji wykonywanej przez platformę na podstawie sygnałów z dalmierzy, na wyświetlaczu LCD mogą pojawiać się następujące napisy: „Jazda do przodu”, „Jazda do tylu”, „Przeszkoda zwalniam” oraz „Brak przejazdu skrecam”.

4.2. Tryb Line Follower

Tryb polega na naśladowaniu znanych m.in. z zawodów robotycznych mobilnych robotów klasy Line Follower, które poruszają się po czarnej linii umieszczonej na jasnej powierzchni.

Różnica polega jednak na tym, że platforma ma tylko za tą linią podążać, a nie (w odróżnieniu od wspomnianych robotów) pokonywać trasę jak najszybciej. Działanie platformy w tym trybie jest także doskonałą prezentacją pewnego rodzaju transportu, w którym roboty mobilne przewożą określone ładunki z punktu A do B po linii. Detekcja czarnej linii w opisywanym pojeździe odbywa się przy wykorzystaniu trzech czujników (transpotorów odbiciowych) QRD1114, które zostały podłączone zgodnie z ich notą aplikacyjną.

W przypadku tych układów kolor biały odpowiada wartości napięcia (na złączu kolektor-emiter fototranzystora) bliskiej „0” logicznemu, zaś kolor czarny – „1” logicznej. Stan czujników w opisanym przypadku przypomina obsługę przycisków typu microswitch podłączonych do mikrokontrolera. Czujniki zrealizowano na oddzielnej płytce PCB, montowanej od spodu platformy, tylko w przypadku korzystania z tego trybu. Czujniki rozmieszczono w jednej linii w odległości 25 mm od siebie. W zależności od aktualnego położenia czujników nad czarną linią jest podejmowana następująca akcja: a) czujnik lewy na linią – prawe silniki są zatrzymane, lewe są aktywne, b) czujnik środkowy na linią – prawe i lewe silniki są aktywne, c) czujnik prawy nad linią – lewe silniki są zatrzymane, prawe są aktywne, d) żaden z czujników nie jest nad linią – wszystkie silniki są zatrzymane.

W tym trybie na wyświetlaczu LCD mogą pojawiać się następujące napisy: „Jazda do przodu”, „Jazda do tylu”, „Skret w lewo”, „Skret w prawo”, „Stop”.

4.3. Tryb sterowania pilotem RC5

Tryb polega zdalnym sterowaniu platformą za pomocą pilota pochodzącego od sprzętu RTV. Przy doborze odbiornika do pilota ważne jest określenie częstotliwości nośnej, z jaką pracuje pilot. W opisywanym przypadku jest to 36 kHz i do tej właśnie częstotliwości musi być dostosowany wewnętrzny filtr odbiornika podczerwieni. Ważne jest takie rozpatrywanie kodów przypisywanych do klawiszy pilota. W urządzeniu wykorzystano odbiornik TSOP 4836 (rys. 5) z wbudowanym wzmacniaczem. Pokazany na poniższym rysunku pilot wykorzystuje standard RC5, stworzony przez firmę Philips do sterowania urządzeniami multimedialnymi.

Sterowanie platformą jest realizowane przy użyciu pięciu klawiszy. Są to przyciski od przełączania programów w górę (kod 0x20) i w dół (kod 0x21) – jazda do przodu oraz do tylu, klawisz zatwierdzający zatrzymanie platformy „ok” (kod 0x3B) oraz klawisze sterujące poziomem siły głosu (kod 0x20, 0x21) – skręt w lewo oraz w prawo.

82

Rys. 5. Wykorzystany pilot w standardzie RC5 (po lewej), odbiornik TSOP4836 (po prawej) Fig. 5. Used remote controller in RC5 standard (left side), receiver TSOP4836 (right side)

W tym trybie na wyświetlaczu LCD pojawiają się podobne informacje jak w trybie Line Follower.

4.4. Tryb sterowania za pomocą Bluetooth

Do sterowania platformą w tym trybie wykorzystano popularny moduł Bluetooth z układem BTM-222 firmy Rayson (rys. 6) pracujący w klasie 1 (transmisja bezprzewodowa o zasięgu do 100 m). Zaletą tego urządzenia jest jego prosta obsługa za pomocą mikrokontrolera i modułu USART (Universal Synchronous and Asynchronous Receiver and Transmitter) z wykorzystaniem dwóch linii TxD oraz RxD.

Rys. 6. Moduł Bluetooth z układem BTM-22 Fig. 6. Bluetooth module with BTM-22

Rys. 7. Fragment klawiatury przeznaczonej do sterowania Fig. 7. Section of keyboard designed to streering

Moduł BTM-222 jest fabrycznie skonfigurowany jako Slave z następującymi parametrami transmisji szeregowej: 19 200 b/s, 8 bitów danych, brak bitu parzystości, 1 bit stopu. Komunikacja z modułem w celu zmian jego parametrów odbywa się za pomocą komend AT. Sterowanie platformą jest realizowane z wykorzystaniem klawiatury numerycznej komputera (rys. 7). Poszczególnym klawiszom zostały przypisane następujące funkcje: 8 – jazda do przodu, 6 – skręt w prawo, 2 – jazda do tyłu, 4 – skręt w lewo, 5 – stop. Aby nawiązać komunikację z platformą, w której znajdujemy BTM-222 należy w komputerze wyposażonym w zintegrowany odbiornik Bluetooth (lub przenośny podłączany do portu USB, tworzący wirtualny port szeregowy COM) włączyć dowolny program terminalowy (np. HyperTerminal) i ustawić w nim takie same parametry transmisji

Rozszerzenie funkcjonalności platformy może obejmować implementację systemu wizyjnego lub napędu aktywnego, polegającego na zastosowaniu dodatkowej pary gąsienic z przodu urządzenia, sterowanej za pomocą serwomechanizmów lub silników krokowych i uruchamianej w momencie pokonywania znacznych nierówności terenu. Prace w tych kierunkach są już prowadzone.

Bibliografia Rys. 8. Wielofunkcyjna platforma mobilona Fig. 8. Multifunctional mobile platform

szeregowej, z jakimi jest skonfigurowany układ BTM-222.

W tym trybie na wyświetlaczu LCD pojawiają się podobne informacje jak w trybie Line Follower.

Oprogramowanie zarządzające platformą zostało opracowane w języku C w środowisku AVRStudio4. Z nieopisanych w pracy elementów warto wspomnieć, że na płytce sterującej został zaimplementowany programator mikrokontrolerów AVR zgodny z USBasp (na obudowę urządzenia zostało wyprowadzone gniazdo USB do połączenia z komputerem PC). Taka funkcjonalność pozwala każdej osobie (w szczególności początkującej) szybko przetestować własną strategię sterowania platformą. Finalna wersja wielofunkcyjnej platformy mobilnej jest pokazana na rys. 8.

5. Uwagi końcowe W pracy opisano konstrukcję wielofunkcyjnej autonomicznej platformy mobilnej wykonaną na potrzeby uczestników koła naukowego.

Platforma integruje w sobie wiele elementów (silniki, czujniki, elementy komunikacji bezprzewodowej), których programowa obsługa z poziomu mikrokontrolera jest podstawą do tworzenia własnych konstrukcji dla osób zarówno początkujących, jak i bardziej zaawansowanych.

Urządzenie może realizować automatyczny tryb jazdy, tryb jazdy typu Line Follower, a także dwa tryby sterowania bezprzewodowego: za pomocą pilota RC5 i z wykorzystaniem technologii Bluetooth.

1. Czerwiński A., Akumulatory, baterie, ogniwa, Wyd. WKiŁ 2012.

2. Doliński J., Mikrokontrolery AVR w praktyce, Wyd. BTC, Legionowo 2008.

3. Kardaś M., Mikrokontrolery AVR. Język C – podstawy programowania, Wyd. ANTEL, Szczecin 2011.

4. Przepiórkowski J., Silniki elektryczne w praktyce elektronika. Wyd. BTC, Warszawa 2007.

5. Siegwart R., Nourbakhsh I. R., Introduction to autonomus mobile robots, MIT, 2004.

6. www.forbot.pl.

Multifunctional mobile platform Abstract: The paper presents description of a multifunctional mobile platform. The possibilities of the control of the device have been described. The platform can be extended by the vision system and active suspension system.

Keywords: mobile platform, remote control, microcontroller Artykuł recenzowany, nadesłany 01.07.2014 r., przyjęty do druku 18.08.2014 r. inż. Szymon Kochanowski Student studiów II stopnia kierunku Elektrotechnika na Wydziale Elektrycznym Politechniki Białostockiej. Aktualnie pełni funkcję przewodniczącego Koła Naukowego Automatyki i Robotyki. Zainteresowania: robotyka, elektronika, programowanie mikrokontrolerów, piłka nożna. e-mail: Szymon.Kochanowski90@gmail.com

Koło Naukowe Automatyki i Robotyki

Koło Naukowe Automatyki i Robotyki funkcjonuje na Wydziale Elektrycznym Politechniki Białostockiej i jest związane z Katedrą Automatyki i Elektroniki (KAiE). Prace członków koła koncentrują się na zagadnieniach z zakresu szeroko pojętej automatyki, robotyki oraz zastosowaniach techniki mikroprocesorowej w tych dziedzinach. Głównym celem działalności koła jest rozwijanie i pogłębianie wiedzy oraz zainteresowań studentów w wymienionych wyżej obszarach poprzez wspólne dyskusje i prace nad autorskimi konstrukcjami robotów, manipulatorów czy też sterowników mikroprocesorowych.

Dane kontaktowe: Koło Naukowe Automatyki i Robotyki Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny ul. Wiejska 45D, 15-354 Białystok http://we2.pb.edu.pl/~knair/index.html

Zarząd Koła: Prezes – Szymon Kochanowski Wiceprezes – Krzysztof Gąsowski Opiekun Koła – dr inż. Rafał Kociszewski Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

83

NAUKA

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0

Robot poruszający się po napowietrznych liniach energetycznych średniego i wysokiego napięcia Krzysztof Giełdziński Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Politechnika Gdańska

Streszczenie: W artykule przedstawiono innowacyjne rozwiązanie, jakim jest robot mobilny zdolny do poruszania się po napowietrznych liniach średniego i wysokiego napięcia. Omówiono wybrane aspekty środowiska, w jakim docelowo może znaleźć zastosowanie robot, jego konstrukcję mechaniczną, część elektryczno-elektroniczną oraz oprogramowanie nadzorujące pracę robota. Opisano również przeprowadzone badania weryfikacyjne na linii wysokiego napięcia.

Słowa kluczowe: robotyka, robot mobilny, linie napowietrzne, inspekcja, energetyka

DOI: 10.14313/PAR_211/84

1. Wprowadzenie Podstawowym elementem każdego systemu energetycznego, związanego z dystrybucją energii elektrycznej, są linie przesyłowe. Można je podzielić na dwie grupy – linie kablowe i linie napowietrzne. Realizują one przesyłanie energii od miejsc wytwarzania do miejsc odbioru, stanowiąc tym samym jeden z najważniejszych aspektów bezpieczeństwa energetycznego krajów wysokorozwiniętych. Odpowiadają one za zapewnienie ciągłości i niezawodności dostaw energii elektrycznej. W związku z rosnącą z roku na rok konsumpcją energii konieczne jest nie tylko budowanie nowych elektrowni, ale także rozbudowa i zwiększenie zdolności przesyłowych systemu elektroenergetycznych linii napowietrznych. Poza tym kluczową rolę pełnią modernizacja, konserwacja oraz właściwa eksploatacja wspomnianych linii w celu zapobiegnięciu tzw. blackoutów, które skutkują wyłączeniem energii elektrycznej często na dużych i gęsto zaludnionych obszarach. W celu ograniczenia występowania tychże przerw opracowuje się rozwiązania w różnych obszarach techniki. Tworzone są procedury działania, nowe ulepszone systemy nadzorujące i rozwiązania techniczne przewodów elektroenergetycznych, a także rozwiązania niekonwencjonalne, takie jak na przykład roboty do prac na liniach przesyłowych [1].

W systemie energetycznym funkcjonującym w Polsce główną rolę w przesyłaniu energii odgrywają linie napowietrzne. Pomijając najstarsze urządzenia o nietypowym napięciu znamiono-

84

wym stopniowo wycofywane z eksploatacji, spotyka się i buduje następujące linie: –– linie 230/400 V, o długości kilkuset metrów, bezpośrednio zasilające budynki mieszkalne i innych drobnych odbiorców; –– linie 15 kV i 20 kV, o długości do kilkunastu kilometrów, wchodzące w skład sieci rozdzielczych dużych miast, zakładów przemysłowych i obszarów wiejskich oraz dosyłające energię do mniejszych miast i zakładów przemysłowych średniej wielkości; –– linie 110 kV, o długości do kilkudziesięciu kilometrów, dosyłające energię do GPZ (głównych punktów zasilających) większych miast i większych zakładów przemysłowych; –– linie 220 kV i 400 kV, o długości do kilkuset kilometrów, spełniające rolę linii przesyłowych pokrywających obszar całego kraju; w powiązaniu ze sprzęgającymi je stacjami tworzą system elektroenergetyczny, który łączy większe elektrownie i punkty poboru energii, a także ma połączenia z zachodnioeuropejskim systemem elektroenergetycznym.

Spotyka się również (głównie w krajach rozległych – Rosja, USA, Kanada) linie o wyższym napięciu znamionowym, np.

500 kV, 750 kV i 1200 kV prądu przemiennego [2].

Duża ilość linii energetycznych oraz ich różnorodność stwarza problemy związane z ich utrzymaniem, konserwacją i inspekcją. W związku z powyższym na całym świecie powstają różnego rodzaju konstrukcje urządzeń poruszających się po napowietrznych liniach przesyłowych energii elektrycznej. Do najbardziej znanych robotów zdolnych do przemieszczania się w omawianym środowisku należą robot Expliner japońskiej firmy Hibot i Kansai Electric Power Co. oraz robot LineScout firmy Hydro-Quebec.

Rys. 1. Robot Expliner [3] Fig. 1. Expliner robot [3]

Pierwszy ze wspomnianych robotów Wykorzystanie tego typu urządzenia może umożliwić ponadto – Expilner, jest konstrukcją zdolną poruzwiększenie bezpieczeństwa elektroszać się po dwóch wybranych liniach przesyłowych wysokiego napięcia. Podczas monterów wykonujących prace powiąprzemieszczania się dokonuje inspekzane z utrzymaniem linii średniego cji i wykonuje odpowiednie pomiary, nie i wysokiego napięcia. zważając na przeszkody pojawiające się na jego drodze. Robot Expliner potrafi 3. Część mechaniczna pokonywać przeszkody, jakimi są różnego rodzaju zaciski i złączki, będące osprzęKluczową rolę w omawianym robocie tem linii energetycznej. Potrafi również odgrywa część mechaniczna. Założono, przemieszczać się między fragmentami że konstrukcja urządzenia będzie wykolinii oddzielonymi słupem energetycznym. nana w całości z blachy aluminiowej Zaawansowana metoda przenoszenia środka o grubości 4 mm, jej masa nie powinna ciężkości robota za pomocą specjalnego przekraczać 20 kg i powinna umożliramienia oraz układ szczęk umożliwiający wiać swobodne manipulowanie przez utrzymanie robota w miejscu, zapewnia jedną osobę oraz gwarantować łatwość sprawne omijanie napotkanej przeszkody – umieszczenia na linii energetycznej.

Rys. 2. Robot LineScout [3] słupa czy izolatora. Jednakże wiąże się to Ponadto jej zadaniem jest stanowienie Fig. 2. LineScout robot [3] z niedoskonałością tego robota. Konstrukpodstawy dla układów napędowych, cja urządzenia pozwala na sprawne porumechanizmu poruszania ramion oraz szanie się i omijanie przeszkód, zarówno autonomicznie, jak wszelkich układów elektrycznych i elektronicznych.

Konstrukcję nośną podzielono na 3 zasadnicze części: i zdalnie, tylko na wybranych typach linii przesyłowych energii –– podstawę robota wraz z obudowami elementów elektryczelektrycznej [4].

Drugą konstrukcją wartą krótkiego omówienia jest robot nych i elektronicznych; –– wózek napędowy; LineScout. Stanowi on znacznie bardziej rozbudowane urządze–– ramiona robota. nie. Przeznaczony jest do poruszania się tylko po jednym przewodzie napowietrznym i wykonywania nie tylko inspekcji, ale Pracę nad projektem konstrukcji nośnej rozpoczęto od także prostych czynności za pomocą zamontowanego manipulazamodelowania istniejących elementów, jakie miały wchodzić tora (np. odkręcanie lub dokręcanie śrub osprzętu linii). Robot w skład konstrukcji robota. Należą do nich: silniki, łożyska, LineScout sterowany jest przez operatora, który na bieżąco ma przeguby kulowe, śruba trapezowa, nakrętka pociągowa, bloki podgląd na to, co dzieje się wokół robota. Umożliwia to system montażowe śruby trapezowej, koła pasowe, sprężyny naciągowe, wizyjny składający się z kilku kamer. Podobnie jak robot Expiluchwyt robota. Modele poszczególnych elementów posłużyły ner, LineScout potrafi omijać napotkane na linii napowietrznej do utworzenia modelu 3D całego robota. Model wraz z opisem przeszkody, jak na przykład zaciski, złączki, izolatory. Jednak poszczególnych elementów został przedstawiony na rys. 3.

Kolejnym istotnym elementem wchodzącym w skład części wspomniana czynność sterowana jest przez operatora, a nie jak w poprzednio opisanej konstrukcji autonomicznie [5]. mechanicznej są układy napędowe. Pierwszy z nich odpowiada Omawiany w artykule robot powstał w odpowiedzi na brak za przemieszczanie robota po linii energetycznej. Został on w Polsce rozwiązań inspekcji linii napowietrznych z wykorzyopracowany z wykorzystaniem silnika prądu stałego o mocy staniem robotów. Stanowi on podstawę do dalszych badań 80 W i napięciu znamionowym 40 V. Drugi układ napędowy i rozwoju technik inspekcyjnych tego typu. Podczas konstrurealizuje ruch ramion, do góry i w dół, w celu dociśnięcia rolek owania robota nie dążono do utworzenia konstrukcji przewyżpodporowych do przewodu. W tym układzie napędowych zastoszającej osiągnięcia firm z Japonii czy USA. Powodem tego była sowano również silnik prądu stałego, lecz o nieco mniejszej zbyt mała zdolność finansowa oraz przede wszystkim ogranimocy – 50 W i napięciu znamionowym 40 V. czone zaplecze naukowo-techniczne twórców.

Układ służący do poruszania robota po linii energetycznej oprócz wspomnianego silnika składa się z przekładni ślimako2. Przeznaczenie robota wej oraz odpowiedniego układu kół zębatych, tworzących wraz z paskiem napędowych przekładnię pasową. Ponadto ważną Opracowany robot przeznaczony jest docelowo do prac związarolę odgrywają rolki napędowe wykonane z tworzywa sztucznego – poliamidu, umieszczone na specjalnie przygotowanych nych ściśle z energetyką – eksploatacją i utrzymaniem w nalewałkach i odpowiednio łożyskowane. Na rys. 4 przedstawiono żytym stanie sieci dystrybucyjnej energii elektrycznej. Robot model opisywanego układu napędowego. w ramach wspomnianych prac może być wykorzystany do: Drugi układ napędowy został również wyposażony w prze–– inspekcji stanu technicznego przewodów napowietrznych, izolatorów i osprzętu elektroinstalacyjnego; kładnię ślimakową. Ruch ramion realizowany jest za pomocą –– odszraniania i odladzania przewodów napowietrznych; pociągowej śruby z gwintem trapezowym. Śruba ta jest napę–– sprawdzania potencjalnych kolizji linii energetycznej z eledzana z wyjścia przekładni silnika poprzez przekładnię pasową mentami otoczenia (np. gałęziami drzew); zębatą. Poruszanie ramion odbywa się za pomocą cięgien alumi–– umieszczenia aparatu rentgenowskiego do przeprowadzania niowych, łączących za pośrednictwem przegubów ramiona badań rdzeni przewodów. robota z nakrętką na śrubie trapezowej. Ruch nakrętki w górę Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

85

NAUKA

Rys. 3. Model 3D robota Fig. 3. 3D model of robot

powoduje składanie się ramion (ruch ramion w górę – dociskanie do linii), natomiast ruch nakrętki w dół – rozkładanie.

Na podstawie tak przygotowanych modeli 3D wykonano fizyczny prototyp robota w skali 1:1. Na rys. 5 i 6 został przedstawiony efekt prac konstrukcyjnych i montażowych (z zamontowanym całym osprzętem elektrycznym i elektronicznym).

4. Część elektryczna i elektroniczna

Rys. 4. Model 3D układu napędowego ruchu robota Fig. 4. 3D model of the drive system robot movement

rowanie pracą całego robota. To właśnie na nim został zaimplementowany program sterujący i serwer do komunikacji ze stacją operatorską.

Ważnymi elementami układu elektronicznego są mostki H wykonane na tranzystorach MOSFET z kanałem typu n. Realizują one sterowanie prędkością i kierunkiem obrotu silnika napędu głównego i silnika ruchu ramion. Regulacja prędkości odbywa się z wykorzystaniem popularnej metody modulacji szerokości impulsów – PWM (ang. Pulse Width Modulation).

Sygnał PWM generowany jest na odpowiednim wyjściu mikrokontrolera i przekazywany do układu sterującego (drivera) mostka H. Sprzężenie zwrotne, informujące o pracy silnika (prędkość obrotowa, pobierany prąd) realizowane jest z wykorzystaniem odpowiednich sensorów. Za pomiar prędkości odpowiada optyczny przetwornik obrotowo-impulsowy inkrementalny.

Natomiast za pomiar prądu, jaki pobierany jest przez silnik, odpowiedzialny jest układ ACS712, wykorzystujący w tym celu zjawisko Halla.

Realizacji komunikacji bezprzewodowej między robotem a aplikacją sterującą dokonano z wykorzystaniem routera szerokopasmowego. W celu podłączenia układu STM32F4 z routerem skorzystano z dostępnego na rynku modułu komu-

Istotnym fragmentem omawianego robota jest część elektryczna i elektroniczna. Została ona wykonana w pełni samodzielnie tak, aby spełniać założoną funkcjonalność urządzenia. Na rys.

7 przedstawiono ogólny schemat blokowy układu elektryczno-elektronicznego.

Na schemacie zaznaczono najważniejsze elementy składowe układu elektronicznego robota. Poszczególne kolory odpowiadają: –– morelowy – główny mikrokontroler sterujący STM32 F4; –– żółty – elementy elektroniczne znajdujące się na płycie bazowej robota; –– zielony – peryferia robota, urządzenia zewnętrzne, które nie są montowane na płycie bazowej.

W celu realizacji układu elektryczno-elektronicznego zaprojektowano, a następnie wykonano płytę bazową (rys. 8). Umieszczono na niej m.in.: podstawę do zamontowania płyty ewaluacyjnej STM32F4 Discovery, układy przygotowania zasilania (m.in. przetwornica napięcia), układy pomiaru prądów silników i napięcia pakietu baterii, układy mostków H, realizujące sterowanie napędami.

Układem odpowiedzialnym za kontrolę pracy całego robota jest mikrokontroler STM32F407VGT6 umieszczony na płycie ewaluacyjnej Discovery. Jest to mikrokontroler, Rys. 5. Ukończony prototyp robota który wyposażony jest w rdzeń ARM Fig. 5. Completed of robot Cortex M4, 1 MB pamięci typu Flash, 192 kB pamięci RAM, obsługuje interRys. 6. Ukończony prototyp robota fejsy USB, USART, UART, SPI i CAN Fig. 6. Completed prototype of robot [6]. Realizuje on sterowanie i nadzo-

86

Rys. 7. Schemat blokowy układu elektryczno-elektronicznego robota Fig. 7. Block diagram of the electro-electronic robot part

nikacyjnego z układem DP83848C. Moduł ten realizował tym samym warstwę fizyczną w komunikacji Ethernet.

Za sprzężenie zwrotne z otoczeniem robota odpowiadają czujniki ultradźwiękowe HC-SR04 oraz kamera. Czujniki ultradźwiękowe zostały zamontowane zarówno z przodu, jak i z tyłu robota. Umożliwiają one wykrywanie przeszkód w odległości do 4 m. Realizują tym samym zabezpieczenie robota przed kolizją, np. z izolatorem lub gałęzią, która zawisła na linii energetycznej. Kamera natomiast umożliwia operatorowi robota obserwację tego, co dzieje się przed robotem oraz dzięki niej może być wykonywana inspekcja czy to samej linii, czy też osprzętu.

Zasilanie całego urządzenia realizowane jest z wykorzystaniem samodzielnie zmontowanych dwóch pakietów akumulatorów litowo-jonych, z których każdy ma napięcie 18,5 V oraz pojemność 3 Ah. Połączenie szeregowe tych pakietów umożliwia dysponowanie napięciem o wartości 37 V (bezpośrednio po naładowaniu napięcie ma wartość 41 V). Taka wartość w zupełności wystarcza, aby zasilać występujące w robocie napędy.

Pojemność zastosowanych pakietów umożliwia około godzinną ciągłą pracę robota. Poziom naładowania baterii mierzony jest z wykorzystaniem przetwornika A/C wbudowanego w mikrokontroler STM32F4. Informacja o stanie baterii wysyłana jest na bieżąco do aplikacji sterującej.

Za wymianę danych między wspomnianymi częściami systemu sterowania odpowiada bezprzewodowa sieć lokalna zbudowana z wykorzystaniem technologii Wi-Fi. Program sterujący, zaimplementowany na platformie sprzętowej realizuje następujące czynności: –– obsługę czujników ultradźwiękowych; –– obsługę enkoderów napędów robota; –– obsługę komunikacji; –– obsługę napędów (m.in. realizację regulatorów PID); –– obsługę innych peryferii (wyłączniki krańcowe, kluczyk STOP, przycisk ręcznego sterowania ramion); –– wykonywanie pomiarów (prądy silnika, napięcie pakietów akumulatorów).

Strukturę programu sterującego zaimplementowanego na mikrokontrolerze STM przedstawiono na rys. 11.

5. Oprogramowanie i komunikacja System sterowania robotem (rys. 10) został podzielony na dwie zasadnicze części: –– program sterujący zaimplementowany na platformie sprzętowej – mikrokontroler STM32F4 (napisany w języku C++) – układ sterowania; –– aplikacja sterująca na komputerze klasy PC (napisana w języku C#) – interfejs użytkownika.

Rys. 8. Płyta bazowa robota Fig. 8. Robots main board

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

87

NAUKA

Rys. 9. Struktura systemu sterowania Fig. 9. Structure of control system

W celu realizacji powyższych zadań w układzie sterowania znajdują się elementy (kod w języku C++) związane z: –– obsługą portów wejścia/wyjścia; –– obsługą systemu przerwań; –– obsługą timerów; –– obsługą przetworników analogowo-cyfrowych; –– generacją sygnałów PWM; –– obsługą stosu TCP/IP; –– obsługą interfejsu ethernetowego.

Drugą częścią systemu sterowania robotem jest interfejs użytkownika. Głównymi założeniami jakie zostały przyjęte w jego realizacji były: –– komunikacja wykorzystująca protokół TCP/IP (ang. Transmission Control Protocol/Internet Protocol) oraz model klient-serwer; –– wielowątkowość; –– wyposażenie w panel operatorski (graficzny interfejs użytkownika).

Osobne wymagania sformułowano dla panelu operatorskiego.

Oczekuje się, aby: –– był czytelny, przejrzysty, intuicyjny i łatwy w obsłudze; –– zawierał okno pomocy, w którym operator znajdzie potrzebne informacje, dotyczące użytkowania robota; –– umożliwiał połączenie i rozłączenie się z robotem; –– gwarantował sterowanie ruchem robota (uruchomienie, zatrzymanie, wybór kierunku jazdy, płynną zmianę prędkości) oraz ruchem ramion (składanie i rozkładanie); –– zawierał informacje o aktualnym stanie robota, baterii, połączenia, przebytej odległości oraz o stanie czujników ultradźwiękowych; –– umożliwiał płynne nastawianie zakresu wykrywania przeszkód przez czujniki ultradźwiękowe – odległości, przy której robot ma się zatrzymać; –– umożliwiał włączenie podglądu z kamery umieszczonej na robocie.

88

Okno głównego panelu operatorskiego zostało przedstawione na rys. 12.

Bardzo ważnym aspektem w omawianym robocie jest komunikacja między aplikacją sterującą a programem sterującym. W celu wymiany danych wykorzystano dobrze znany model komunikacyjny – architekturę klient-serwer. Komunikacja wykorzystująca model klient-serwer polega na wysyłaniu przez klienta zapytań (żądań) o realizację określonej usługi. Serwer zaś realizuje ją i odpowiada klientowi na otrzymane od niego komunikaty [7].

Utworzenie komunikacji, wykorzystującej model klient-serwer, było możliwe po wcześniejszym zaimplementowaniu na mikrokontrolerze STM modelu warstwowego ISO/OSI. Implementacja ta odbyła się z wykorzystaniem ogólnodostępnej biblioteki lwIP, rozpowszechnianej na licencji BSD (ang. Berkeley Software Distribution Licence). Biblioteka lwIP zawiera w sobie zaimplementowane m.in. protokoły: IP, TCP (ang. Transmission Data Protcocol), UDP (ang. User Datagram Protocol), ARP (ang.

Address Resolution Protocol), ICMP (ang. Internet Control Message Protocol), DHCP (ang. Dynamic Host Configuration Protocol), PPP (ang. Point-to-Point Protocol).

6. Badania weryfikacyjne Zaprojektowany i wykonany praktycznie prototyp robota mającego docelowo poruszać się po napowietrznych liniach energetycznych został poddany badaniom weryfikacyjnym.

Wspomniane badania składały się z kilku etapów.

Pierwszym etapem, po wykonaniu całej konstrukcji oraz układów elektrycznych i elektronicznych, było sprawdzenia poprawności działania robota poza środowiskiem pracy. Testy odbywały się na ziemi i polegały w głównej mierze na sprawdzeniu poprawności działania poszczególnych podzespołów oraz oprogramowania realizującego ich obsługę.

Rys. 10. Ogólna struktura programu sterującego na platformie sprzętowej – STM32F4 Fig. 10. The general structure of the control program on the hardware platform – STM32F4

Rys. 11. Okno głównego panelu operatorskiego Fig. 11. Main window of the operations panel

Kolejnym etapem badań weryfikacyjnych było umieszczenie robota na specjalnie przygotowanym stanowisku badawczym.

Zostało ono zrealizowane za pomocą liny żeglarskiej o przekroju zbliżonym do przekroju najczęściej spotykanych linii napowietrznych średniego napięcia. Lina została zamieszona na wysokości około 1,3 m od powierzchni ziemi (rys. 13).

Po przeprowadzeniu opisanych badań i zakończeniu ich pozytywnie, przystąpiono do ostatniego etapu. Polegał on na sprawdzeniu działania robota na rzeczywistej linii wysokiego napięcia czyli miejscu, w którym docelowo miałby się poruszać.

Do tego celu wybrano Międzynarodowe Centrum Szkolenia Energetyki w Straszynie stanowiące pewnego rodzaju poligon energetyczny. Na jego wyposażeniu znajdują się fragmenty linii napowietrznych niskiego, średniego i wysokiego napięcia (przewody, izolatory, słupy i pełen osprzęt linii elektroenergetycznej).

W celu zweryfikowania poprawności działania wybrano odcinek linii napowietrznej wysokiego napięcia – 110 kV i słup kratowy przelotowy. Fragment ten był wyłączony spod napięcia.

W ramach przeprowadzonych testów zrealizowano docelowy scenariusz pracy robota. Po dotarciu na miejsce inspekcji linii energetycznej przygotowano miejsce dla operatora urządzenia.

Następnie załączono zasilanie robota oraz uruchomiono interfejs użytkownika. Po poprawnym nawiązaniu połączenia bezprzewodowego przystąpiono do umieszczenia robota na linii. Dokonano tego z wykorzystaniem trzech elektromonterów – dwóch znajdujących się na słupie i jednego na ziemi. Robot został przetransportowany na wysokość ok. 16 m za pomocą linki pomocniczej. Następnie elektromonter na słupie zamontował robota z uprzednio rozłożonymi ramionami (upuszczonymi) na wybranym wcześniej przewodzie energetycznym. Urządzenie zostało zawieszona na układzie napędowym – rolkach napędowych i od tego momentu reszta działań zależała od operatora znajdującego się na ziemi. Jego pierwszą czynnością było złożenie ramion. Ramiona składały się do momentu uzyskania odpowiedniego docisku rolek do przewodu. Siła docisku regulowana jest za pomocą programowego ograniczenia prądu silnika ruchu ramion. Wartość wspomnianego prądu została dobrana na podstawie wielu testów. Dodatkowy docisk wózka jezdnego z układem napędowym i ramion do linii energetycznej został zapewniony za pomocą sprężyn naciągowych (widocznych na rysunkach przedstawiających robota). Tak przygotowany mechanizm dociskania robota do przewodu umożliwił wyeliminowanie jakichkolwiek poślizgów, a co za tym idzie przekłamań

w pomiarze przebytej przez robota drogi (pomiar wykonywany za pomocą przetwornika obrotowo-impulsowego).

Kolejną czynnością było włączenie z poziomu panelu operatorskiego systemu wizyjnego. Następnie operator ustawił odległości wykrywania przeszkód przez czujniki ultradźwiękowe oraz nastawił prędkość poruszania się i wybrał kierunek jazdy robota. Po wspomnianych intuicyjnych czynnościach możliwe było wprawienie urządzenia w ruch (przycisk „START” na panelu). W trakcie poruszania się robota po linii płynnie sterowano prędkością robota i jego kierunkiem jazdy. W miarę zbliżania się robota do przeszkody (w omawianym przypadku izolatora lub elektromontera) robot zatrzymywał się na ustawionej przez operatora odległości.

Zakończenie prac inspekcyjnych polegało na przejeździe robota do elektromontera, zaczepieniu linki pomocniczej a następnie rozłożeniu ramion do pozycji dolnej. Tak przygotowanego robota można było przetransportować z powrotem na ziemię.

Przeprowadzone na poligonie energetycznym badania weryfikacyjne przebiegły pomyślnie i dały pozytywny wynik. Wszystkie funkcjonalności robota sprawdziły się i nie spowodowały żadnych problemów zarówno operatorowi znajdującemu się na ziemi, jaki i elektromonterom na słupie.

7. Podsumowanie Przedstawiony w artykule robot jest rozwiązaniem nowatorskim na skalę kraju. Może znaleźć zastosowanie w wielu aspektach związanych z utrzymaniem i diagnozowaniem stanu linii energetycznych i ich osprzętu. Opisane urządzenie ma podobną funkcjonalność, jak rozwiązania amerykańskich i japońskich firm.

Jedynym ograniczeniem, jakie dotyczy tego typu konstrukcji jest fakt, że robot nie może przenosić się samodzielnie między przęsłami linii przesyłowej. Przeszkodą nie do pokonania przez tego typu urządzenia są izolatory i elementy konstrukcyjne do zawieszania przewodów. Rozwiązanie wspomnianego problemu może stać się tematem dalszych prac nad rozwojem opisanego robota. Pokonanie tej trudności umożliwi osiągnięcie konkuren-

Rys. 12. Badania weryfikacyjne na specjalnie przygotowanym stanowisku badawczym Fig. 12. Verification tests on a special test stand Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

89

NAUKA

Rys. 13. Umieszczenie robota na linii elektroenergetycznej Fig. 13. Putting the robot on the power line

cyjności na rynku. Innym tematem do rozważenia i dalszego rozwoju może być wyposażenie robota w przyrządy do specjalistycznego diagnozowania przewodów energetycznych. Takimi przyrządami mogłyby być aparat rentgenowski do prześwietlania rdzeni przewodów lub kamery termowizyjne. Dalsze prace nad przedstawionym robotem mogą być skierowane w stronę większej autonomiczności urządzenia. Konstrukcja mogłaby wtedy samodzielnie dokonywać inspekcji odcinka linii, a po zakończeniu pracy wracać do miejsca, gdzie znajduje się elektromonter lub przenosić się na kolejny odcinek (omijając izolatory lub słupy). Warta uwagi jest sprawa sposobu komunikacji.

W aktualnej wersji robota wykorzystywana jest komunikacja bezprzewodowa Wi-Fi, której zasięg jest znacznie ograniczony.

W celu zapewnienia redundancji komunikacji i zwiększenia zasięgu warto wykorzystać np. technologię GSM. Dodatkowo robot może być wyposażony w system GPS, dzięki któremu znane byłoby jego dokładne położenie oraz miejsca, w których dokonał już inspekcji.

Jak widać, istnieje wiele kierunków rozwoju opisanego w artykule robota. Powstała w ramach pracy inżynierskiej konstrukcja stanowi jedynie podstawę do dalszego rozwoju i badań. Może stać się polską alternatywą dla zagranicznych dostępnych już od kilku lat konstrukcji.

Przedstawiony robot mobilny poruszający się po napowietrznych liniach energetycznych został zaprojektowany, wykonany oraz zweryfikowany w docelowym miejscu pracy w ramach pracy inżynierskiej [8] realizowanej na Wydziale Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej przez inż. Krzysztofa Giełdzińskiego oraz inż. Roberta Przystalskiego. Opiekunem pracy był dr inż. Mariusz Dąbkowski. Praca została doceniona i uzyskała I nagrodą w VI Ogólnopolskim Konkursie Prac Dyplomowych Młodzi Innowacyjni 2014.

Bibliografia 1. Knych T., Elektroenergetyczne przewody napowietrzne.

Teoria – Materiały – Aplikacje. Wydawnictwo AGH, Kraków 2000.

90

2. Musiał E., Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne.

Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne Spółka Akcyjna.

Warszawa 1998.

3. [http://spectrum.ieee.org/robotics/industrial-robots/ robotic-tightrope-walkers-for-shighvoltage-lines] – IEEE Spectrum.

4. [www.hibot.co.jp/en/products/robots_1/expliner-robot-for-power-line-inspection_12] – HiBot. 5. [www.hydroquebec.com/innovation/en/pdf/2010G08002A_LineScout.pdf] – Hydro-Quebec.

6. Nota katalogowa zestawu ewaluacyjnego STM32 F4 Discovery.

7. Peczarski M., Mikrokontrolety STM32 w sieci Ethernet w przykładach. Wydawnictwo BTC. Legionowo 2011.

8. Giełdziński K. Przystalski R., Projekt i budowa robota mobilnego poruszającego się po napowietrznych liniach energetycznych średniego i wysokiego napięcia, Praca inżynierska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2013.

Mobile robot moving on the overhead power line medium and high voltage Abstract: Article is devoted to presenting innovative solution, which is a mobile robot capable of navigating the overhead lines of medium and high voltage. Design and construction of said device is a result of engineering Eng. Krzysztof Giełdziński and Eng. Robert Przystalski.

The paper presents selected aspects of the environment in which ultimately would have found the use of the robot, the mechanical, structure, electric-electronic part and the part related to the software.

Describes also the verification tests on high-voltage lines.

Keywords: robotics, mobile robot, overhead lines, inspection, energy

Artykuł recenzowany, nadesłany 17.05.2014 r., przyjęty do druku 10.08.2014 r.

inż. Krzysztof Giełdziński Student I roku studiów drugiego stopnia na kierunku Automatyka i Robotyki na Wydziale Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej. W 2014 r. uzyskał tytuł inżyniera na kierunku Automatyka i Robotyka o specjalności Robotyka i Systemy Mechatroniki. Od 2013 r. prezes Naukowego Koła Studentów Automatyki. Główne zainteresowania to: automatyka i robotyka przemysłowa oraz algorytmy genetyczne. e-mail: krzysztofgieldzinski@gmail.com

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0

Pomiary strumieni masy w rurociągach wody chłodzącej skraplacze w elektrowni zawodowej Artur Andruszkiewicz, Krzysztof Kubas, Paweł Pliszka, Wiesław Wędrychowicz Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Politechnika Wrocławska

Streszczenie: W artykule przedstawiono trzy podstawowe sposoby ciągłego pomiaru strumieni wody w rurociągach o bardzo dużych średnicach i krótkich odcinkach prostych między elementami armatury występujących m.in. w rurociągach wody chłodzącej skraplacze turbin parowych. Opisano zasadę działania i przedstawiono przykładowe charakterystyki przepływomierzy kolanowych i uśredniających. Wskazano główne problemy, jakie spotyka się podczas eksploatacji tych przepływomierzy. Wskazano, że ciągłe pomiary strumieni masy w rurociągach o dużych średnicach i krótkich odcinkach są niezbędne, np. w bilansowaniu układów chłodni kominowej i skraplaczy turbin parowych.

Wykazano, że niepewności pomiaru strumieni masy takimi urządzeniami są rzędu 3–4 %.

Słowa kluczowe: strumień masy, metoda bezinwazyjna, metody piętrzące

DOI: 10.14313/PAR_211/91

W

elektrowniach zawodowych kontrola pracy kondensatorów, a także bilanse chłodni kominowych wymagają ciągłego pomiaru strumieni masy wody w rurociągach

chłodzących skraplacze. Przy braku pomiaru stopnia suchości pary opuszającej turbinę, z bilansu skraplacza, przy dokładnym pomiarze strumienia masy wody, można wyznaczyć również końcowy punkt rozprężania pary. Pomiary strumieni masy w takich rurociągach nie są proste w realizacji, gdyż rurociągi te mają średnice znacznie przewyższające 1 m, a więc zastosowanie klasycznych metod pomiaru, do których należy np. metoda zwężkowa, jest niemożliwe ze względu na przekroczenie zakresu stosowalności. Również wykorzystanie w pomiarach rurek piętrzących jest utrudnione z powodu trudności związanych z koniecznością ich przesuwania wzdłuż średnicy rurociągu. W artykule zaprezentowano trzy sposoby ciągłego pomiaru strumieni masy wody w rurociągach chłodni kominowych zrealizowanych w jednej z polskich elektrowni, a mianowicie: metodę ultradźwiękową, metodę wykorzystującą kolana i metodę wykorzystującą rurki uśredniające. Omówiono zasadę pomiaru i przedstawiono występujące problemy pomiarowe.

1. Przepływomierze ultradźwiękowe Na rys. 1 przedstawiono, po lewej stronie, zdjęcie głowic ultradźwiękowych przepływomierza typu „transit time” zainstalowane na rurociągu wody chłodzącej, a po prawej stronie jednostkę centralną przepływomierza, z której sygnał pomia-

Rys. 1. Przepływomierz ultradźwiękowy: po lewej – głowice przepływomierza, po prawej – jednostka centralna Fig. 1. Ultrasonic flow meter: on the left – flow meter heads, on the right – the central unit

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

91

NAUKA

Rys. 2. Widok monitora operatora w nastawni układu skraplaczy wraz z wartością strumienia wody przepływającą przez skraplacze Fig. 2. View of the operator’s monitor in the control room of the condensers’ layout with the value of the water stream flowing through the condensers

rowy proporcjonalny do strumienia masy jest przekazywany do nastawni. Na rys. 2 przedstawiono widok monitora operatora w nastawni układu skraplaczy wraz z informacją o strumieniu masy wody przepływającej przez skraplacze.

Pomiar strumienia masy wody w układach chłodni kominowej za pomocą przepływomierzy ultradźwiękowych charakteryzuje się największą dokładnością z zalecanych do pomiaru, wynoszącą 1 %, to jednak w uzyskaniu tak małej wartości występuje szereg trudności. Na dokładność pomiaru ultradźwiękami wpływa długość odcinków prostych przed głowicami ultradźwiękowymi. Przyjmuje się, że długość odcinka prostego przed przepływomierzem powinna wynosić około 20 średnic rurociągu, ale znalezienie tak długiego rurociągu wodnego (np. dla średnicy rury ok. 2 m długość odcinka napływowego powinna wynosić ok. 40 m) może być trudne. Głowice przepływomie-

rza montuje się wtedy w niewielkiej odległości od miejsca zaburzenia przepływu np. kolana. W takim przypadku występuje systematyczny błąd pomiaru i do wyniku należałoby wprowadzić poprawkę, która jest funkcją liczby Reynoldsa. Dla przykładu, na wykresie (rys. 3) pokazano wartości współczynników poprawkowych K dla przepływomierza Prosonic Flow 92 zamontowanego zaraz za kolanem w przewodzie przepływowym o średnicy wewnętrznej równej 50 mm. Pomiary wykonano w Instytucie Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej, na instalacji pokazanej na zdjęciu (rys. 3). Z zamieszczonego wykresu można odczytać, że montaż głowic ultradźwiękowych za kolanem wprowadza w tym układzie dodatkowy ok. 6 % błąd pomiaru w stosunku do wskazań przepływomierza wirowego, który był przepływomierzem wzorcowym.

Podczas pomiarów wykonywanych przepływomierzem ultradźwiękowym należy zwrócić uwagę na to, że głowice ultradźwiękowe powinny mocno przylegać do rurociągu, a więc wymagana jest co pewien czas kontrola stanu napięcia stalowych taśm mocujących. Również między czujnikiem a ścianką rurociągu powinna być stale warstwa sprzęgająca (np. wazelina), której zadaniem jest wyparcie powietrza – wymaga to również co pewien czas kontroli i uzupełnienia w razie konieczności tej warstwy.

2. Przepływomierze kolanowe Do ciągłego pomiaru strumieni masy w rurociągach o dużych średnicach można wykorzystać również istniejące w instalacji kolana. Na rys. 4 pokazano przepływomierz kolanowy wraz z przetwornikiem firmy Aplisens typu APR2000/AL do pomiaru różnicy ciśnień między zewnętrzną i wewnętrzną stroną kolana.

Równanie charakterystyki przepływomierza przedstawiają następujące równania (1):

lub

(1)

Rys. 3. Krzywa współczynników poprawkowych dla przepływomierza Prosonic Flow 92 wraz ze zdjęciem przedstawiającym miejsce montażu głowic ultradźwiękowych: N – głowica nadawcza, O – głowica odbiorcza Fig. 3. Curve correction coefficient for the flow meter Prosonic Flow 92 with a picture of the place of ultrasonic heads installation: N – sending head, O – receiving head

92

Rys. 4. Układ przepływomierza kolanowego Fig. 4. Elbow flow meters layout

w których: C i C* – współczynniki przepływu, Δp – różnica ciśnień po zewnętrznej i wewnętrznej stronie kolana, I –natężenie prądu z przetwornika.

Z równań wynika, że konieczna jest znajomość wartości współczynników C i C*. Dla danego typu kolana mogą być one wyznaczone w trakcie wzorcowania, przez pomiar strumienia objętości lub masy inną metodą, np. przenośnym przepływomierzem ultradźwiękowym wysokiej klasy, przy zachowaniu odpowiednich odcinków prostych.

Na rys. 5 przedstawiono przykładową charakterystykę dla tego przepływomierza kolanowego wraz z zależnością współczynnika przepływu w funkcji liczby Reynoldsa.

Niepewność pomiaru (typu A – z 20 wyników pomiaru) strumieni przepływu takim przepływomierzem w warunkach przemysłowych jest rzędu 3–4 %. Wynika ona głównie z dużego rozrzutu wartości różnicy ciśnień na kolanie, a więc z błędów przypadkowych. Eksploatacja przepływomierza kolanowego wymaga również okresowego sprawdzenia stałości charakterystyki współczynnika przepływu C lub C* w funkcji liczby Reynoldsa (zmiany charakterystyki spowodowane mogą być erozją wewnętrznych ścianek kolana związanych z przepływającym płynem).

nego. W układzie pomiarowym zastosowano przetwornik Δp/I Fischer-Rosemount (14), który pętlą prądową (15) połączony jest z cyfrowym wskaźnikiem i rejestratorem przepływu (16) w nastawni bloku. Między układem pomiarowym a przetwornikiem zastosowano układ zawo-

3. Przepływomierze uśredniające ciśnienie dynamiczne Na rys. 6 przedstawiono schemat ideowy przepływomierza uśredniającego wraz ze zdjęciem sond, które zostały zamontowane w rurociągu wody chłodzącej.

W rurociągu wodnym (1) montowane są w sposób pokazany na rysunku rurki (2) uśredniające ciśnienie całkowite. Połączenie ścianki rury z rurkami uśredniającymi realizowane jest przez dławikowe elementy mocujące (3). Z jednego końca rurek uśredniających, za pomocą zaworu (7) i przewodów impulsowych (9) ciśnienie podawane jest do przetwornika Δp/I (14). Na drugim końcu rurek umieszczone są zawory (8) do usuwania zanieczyszczeń (np. sprężonym powietrzem) z układu pomiaru ciśnienia całkowitego. Ciśnienie statyczne poprzez króciec (4), zawór kulowy (5) i przewód impulsowy (10) dociera do przetwornika Δp/I (14). Przy króćcu (4) znajduje się zawór (6) służący do udrażniania króćca ciśnienia statycz-

Rys. 5. Przykładowe charakterystyki przepływomierza kolanowego Fig. 5. Sample characteristics of the knee flow meter

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

93

NAUKA

(2)

nych, jak również uzyskaną dla tego układu charakterystykę współczynnika K w funkcji liczby Reynoldsa.

Niepewność pomiaru strumienia masy takim przepływomierzem są zbliżone do niepewności pomiaru przepływomierzem kolanowym i wynosi ok. 3–4 %. Zależy ona między innymi od długości odcinków prostych przed sondami, a także od miejsca odbioru ciśnienia statycznego. Czasami zdarza się (jak to pokazano na rys. 7), że w wyniku braku miejsca odbiór ciśnienia statycznego znajduje się za sondami uśredniającymi.

Powoduje to zwiększenie niepewności pomiaru strumienia i przepływomierz wymaga specjalnego wzorcowania za pomocą innej metody pomiarowej. Należy pamiętać, że warunkiem poprawnego pomiaru jest wypełnienie wodą całego przekroju rurociągu. Na rys. 7 pokazano również, że na odbiorze ciśnienia statycznego zamontowano specjalnie wykonany zbiorniczek wyrównawczy, którego celem jest tłumienie pulsacji ciśnienia, a tym samym zmniejszenie niepewności pomiaru typu A. W trakcie eksploatacji przedstawionego układu pomiarowego przeprowadzone zostały co parę miesięcy kontrole stanu rurek uśredniających ciśnienie całkowite. W wyniku kontroli nie stwierdzono zatykania się otworów pomiarowych w rurkach uśredniających.

w którym: K – współczynnik przepływu, C – stała przepływomierza, A – pole przekroju rurociągu, ρ – gęstość płynu, Δpd – ciśnienie dynamiczne.

Równanie (2) ma postać analogiczną, jak równanie charakterystyki przepływomierza kolanowego z tym, że zamiast różnicy ciśnień statycznych występuje ciśnienie dynamiczne Δpd.

Na rys. 7 przes t aw i o n o s p o s ó b zamontowania sond uśrednia jących w rurociągu wraz z odbiorem ciśnień całkowitych i statycz-

Rys. 7. Sposób zamontowania sond uśredniających w rurociągu wraz z charakterystyką współczynnika K w funkcji liczby Reynoldsa Fig. 7. A method to install the probes averaging in the pipeline with the characteristic of the K coefficient as a function of the Reynolds number

Rys. 6. Schemat przepływomierza uśredniającego Fig. 6. Diagram of the averaging flow meter

rów odcinających (11), odpowietrzających (13) i zerującego (12).

Zasada pomiaru polega na rejestracji średniego ciśnienia dynamicznego, czyli różnicy ciśnień całkowitych, uśrednianych przez sondy pomiarowe i ciśnienia statycznego odbieranego ze ścianki rurociągu. Średnie ciśnienie dynamiczne jest funkcją prędkości średniej wody przepływającej przez rurociąg. Znając przekrój rurociągu i gęstość przepływającej cieczy, można obliczyć strumień masy przepływu. Równania charakterystyki tego przepływomierza można przedstawić w postaci równania (2):

94

4. Podsumowanie Przedstawione metody ciągłego pomiaru strumienia masy wody w rurociągach mają swoje wady i zalety.

Metoda ultradźwiękowa wymaga ciągłej obsługi i kontroli w czasie eksploatacji, ale jest najprostsza w montażu. Przepływomierz kolanowy i sondy uśredniające wymagają ingerencji w rurociąg, ale późniejsza eksploatacja jest pewniejsza i nie wymaga stałego nadzoru.

Ze względu na stosowanie przedstawionych przepływomierzy w nietypowych miejscach wszystkie wymagają przeprowadzenia pomiarów kontrolnych. Błędy pomiaru strumieni przepływu opisanymi urządzeniami są rzędu 3–4 %.

dr hab. inż. Artur Andruszkiewicz Pracownik naukowo-dydaktyczny w Zakładzie Miernictwa i Ochrony Atmosfery, w Instytucie Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej. Studia na Wydziale Mechaniczno-Energetycznym ukończył w 1986 r., w 1996 r. uzyskał tytuł doktora, a w 2010 r. Rada Wydziału Mechaniczno-Energetycznego nadała mu stopień doktora habilitowanego w dziedzinie mechanika i budowa maszyn. Od 2013 r. jest profesorem nadzwyczajnym w Instytucie Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów. Jego zainteresowania skupiają się na metrologii, miernictwie energetycznym i badaniu maszyn i urządzeń energetycznych. e-mail: Artur.Andruszkiewicz@pwr.edu.pl

Bibliografia 1. Piotrowski J., Pomiary – czujniki i metody pomiarowe wybranych wielkości fizycznych i składu chemicznego, WNT, Warszawa 2009.

2. Ta jchman K., B a d a n i e p r z e p ł y w o m i e r z a ultradźwiękowego z nakładkami izolującymi od wysokiej temperatury czynnika i w niestandardowych warunkach pracy, Praca dyplomowa stopnia magisterskiego, Wrocław 2014.

3. Waluś S., Przepływomierze ultradźwiękowe. Metodyka stosowania, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997.

4. Śliwiński A., Ultradźwięki i ich zastosowania, WNT, Warszawa 2001.

dr inż. Krzysztof Kubas Pracownik dydaktyczny w Zakładzie Miernictwa i Ochrony Atmosfery w Instytucie Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej. Studia na Wydziale Mechaniczno-Energetycznym ukończył w 1986 r. i pracował na stanowisku technicznym w Instytucie Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów. W 2005 r. uzyskał tytuł doktora. Interesuje się pomiarami maszyn i urządzeń energetycznych oraz miernictwem termoenergetycznym. e-mail: krzysztof.kubas@pwr.edu.pl

dr inż. Wiesław Wędrychowicz

Measurements of streams flow in pipes of the cooling water condensers in professional power plant Abstract: In this article are presented three basic methods of continual measurement steams of water in the pipelines with very big diameters and short straight sections between armature occurring, inter alia, in cooling water for steam turbines pipelines. There article describes the operating principle and shows samples characteristics of elbows and averaging flow meters. It shows main problems which appear during the exploitation of this flow metres, also showing that the continuous flow measurement of the water streams in pipelines with large diameters and short sections are necessary, for example in balancing the cooling tower layouts and steam turbines condensers. It is presented that the uncertainties of the flow streams measurement with this devices are of the order of 3–4 %.

Keywords: stream flow, non-invasive method, method of pilling

Pracownik naukowo-dydaktyczny w Zakładzie Miernictwa i Ochrony Atmosfery w Instytucie Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej. Studia na Wydziale Mechaniczno-Energetycznym ukończył w 1995 r., a w 2001 r. uzyskał tytuł doktora. Interesuje się mechaniką płynów, pomiarami maszyn i urządzeń energetycznych oraz miernictwem termoenergetycznym. e-mail: wieslaw.wedrychowicz@pwr.edu.pl

mgr inż. Paweł Pliszka Doktorant w Zakładzie Miernictwa i Ochrony Atmosfery w Instytucie Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej. Studia na Wydziale Mechaniczno-Energetycznym ukończył w 2009 r. Pracował na stanowisku technicznym przy projekcie badawczym w Instytucie Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów. Interesuje się pomiarami przepływów oraz nowatorskimi metodami rejestracji sygnałów. e-mail: pawel.pliszka@pwr.edu.pl

Artykuł recenzowany, nadesłany 24.03.2014 r., przyjęty do druku 24.06.2014 r.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

95

INDEKS FIRM ZESTAWIENIE REKLAM I MATERIAŁÓW PROMOCYJNYCH

96

ABB Sp. z o.o.

tel. 22 223 77 77 www.new.abb.com/pl

Astor Sp. z o.o.

tel. 12 428 63 00 www.astor.com.pl

60

Automatyka-PomiarySterowanie SA

tel. 85 74 83 400 85 74 83 403 www.aps.pl

21, 35–37

Centrum Targowe FairExpo Sp. z o.o.

tel. 32 601 25 92 www.fairexpo.pl

12

Danfoss Poland Sp. z o.o.

tel. 22 755 07 00 www.danfoss.pl

44–46, IV okł.

38–39

PPUH Eldar

tel. 77 442 04 04 www.eldar.biz

Elesa+Ganter Polska Sp. z o.o.

tel. 22 737 70 47 www.elesa-ganter.pl

3, 75, 76–77

Elmark Automatyka Sp. z o.o.

tel. 22 541 84 65 www.elmark.com.pl

11, 14, 15, 17, 47–49, 64–65

EUROTRAFO Sp. z o.o.

tel. 46 833 42 30 www.eurotrafo.net

8, 78

Expo Silesia Sp. z o.o.

tel. 32 788 75 00 www.exposilesia.pl

43

GBI Partners Sp. z o.o.

tel. 22 458 66 10 www.gbi.com.pl

49

Guenther Polska Sp. z o.o.

tel. 71 352 70 70 www.guenther.com.pl

67

HARTING Polska Sp. z o.o.

tel. 71 352 81 71 www.HARTING.pl

I okł., 15, 50–51

HELUKABEL Polska Sp. z o.o.

tel. 46 858 01 00 www.helukabel.pl

insert

igus Sp. z o.o.

tel. 22 863 57 70 www.igus.pl

7, 32, 34

JM elektronik Sp. z o.o.

tel. 32 339 69 00 www.jm.pl

33

JPEmbedded

tel. 12 2662544 www.jpembedded.eu

Jumo Sp. z o.o.

tel. 71 339 82 39 www.jumo.com.pl

56–57

Lean Experience Business Institute

tel. 792 502 502 www.le-bi.pl

59

20

17, 58–59

Międzynarodowe Targi Francuskie International French Trade Shows

tel. 22 815 64 55 www.promosalons.pl

79

MOVIDA Conferences Izabella Kiriczok i Wspólnicy s.k.

tel. 22 626 02 62 www.movida.com.pl

65

MVM Sp. z o.o.

tel. 22 87 40 230

10

Parker Hannifin Sales Poland Sp. z o.o.

tel. 22 573 24 00 www.parker.com

27

PELTRON TPH Sp. z o.o

tel. 22 615 63 56 fax 22 615 70 78

16

Poltraf Sp. z o.o.

tel. 58 557 52 07 www.poltraf.com.pl

13, 66

Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

tel. 22 874 00 00 www.piap.pl

10, III okł.

Radwag Wagi Elektroniczne

tel. 48 384 88 00 www.radwag.pl

II okł.

RS Components GmbH

tel. +49 (0) 610 540 18 03 www.rs-components.com

SABUR Sp. z o.o.

tel. 22 549 43 53 www.sabur.com.pl

16, 17, po 98

Schmersal-Polska Sp. j.

E. Nowicka, M. Nowicki

tel. 22 816 85 78 www.schmersal.pl

52–53

SCHUNK Intec Sp. z o.o.

tel. 22 726 25 00 www.schunk.com

61, 62–63

SEiT - Systemy Elektroniczne i Teleinformatyczne

tel. 77 543 05 38 www.seit.pl

16

.steute Polska

tel. 22 843 08 20 www.steute.pl

19, 54–55

Targi Kielce SA

41 365 12 22 www.targikielce.pl

18

Technokabel SA

tel. 22 516 97 77 www.technokabel.com.pl

30–31

WIKA Polska spółka z ograniczoną odpowiedzialnością sp. k.

tel. 54 23 01 100 www.wikapolska.pl

14, 17

PPH WObit E.K.J. Ober s.c.

tel. 61 222 74 22 www.wobit.com.pl

69, 74

9

Pomiary Automatyka Robotyka nr 9/2014

97

REDAKCJA

Rok 18 (2014) nr 9 (211) ISSN 1427-9126, Indeks 339512 Redakcja Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa tel. 22 874 00 66, fax 22 874 02 02 e-mail: redakcja@par.pl www.par.pl Redaktor naczelny dr inż. Jan Jabłkowski Zastępca redaktora naczelnego mgr Seweryn Ścibior, sscibior@par.pl Sekretarz redakcji mgr Urszula Chojnacka Zespół redakcyjny dr inż. Jan Barczyk – robotyka dr inż. Jerzy Borzymiński prof. dr hab inż. Wojciech Grega – automatyka prof. dr hab. inż. Krzysztof Janiszowski dr inż. Małgorzata Kaliczyńska – redaktor merytoryczny/statystyczny mgr Anna Ładan – redaktor językowy prof. nzw. dr hab. inż. Mateusz Turkowski – metrologia mgr inż. Jolanta Górska-Szkaradek mgr inż. Elżbieta Walczak Marketing mgr inż. Jolanta Górska-Szkaradek, jgorska@par.pl tel. 22 874 01 91 Paulina Siódmak, psiodmak@par.pl tel. 22 874 02 02 Skład i redakcja techniczna Ewa Markowska, emarkowska@par.pl EDIT Sp. z o.o.

Wydawca Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa

PRENUMERATA miesięcznika naukowo-technicznego „Pomiary Automatyka Robotyka” Prenumeratę zamówią Państwo u następujących kolporterów: Zakład Kolportażu Wydawnictwa SIGMA-NOT ul. Ku Wiśle, 00-707 Warszawa tel. 22 840 30 86 lub 22 840 35 89 kolportaz@sigma-not.pl www.sigma-not.pl RUCH SA Oddział Krajowej Dystrybucji Prasy ul. Annopol 17a, 03-236 Warszawa infolinia: 801 443 122 prenumerata@ruch.com.pl www.prenumerata.ruch.com.pl KOLPORTER Spółka z o.o. S.K.A. Centralny Dział Prenumeraty ul. Bakaliowa 3, 05-080 Izabelin-Mościska infolinia: 801 404 044 prenumerata.warszawa@kolporter.com.pl GARMOND PRESS SA ul. Nakielska 3, 01-106 Warszawa tel./fax 22 817 20 12 prenumerata.warszawa@garmondpress.pl www.garmondpress.pl

98

Rada programowa dr inż. Mariusz Andrzejczak, Bumar Sp. z o.o. prof. dr hab. inż. Jan Awrejcewicz, Katedra Automatyki, Mechatroniki i Biomechaniki, Politechnika Łódzka dr inż. Janusz Berdowski, Polskie Centrum Badań i Certyfikacji SA prof. dr inż. Milan Dado, University of Žilina (Słowacja) prof. dr hab. inż. Tadeusz Glinka, Instytut Elektrotechniki i Informatyki, Politechnika Śląska dr inż. Stanisław Kaczanowski, prof. PIAP, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP dr Aleksandra Kolano-Burian, Instytut Metali Nieżelaznych prof. dr hab. inż. Igor P. Kurytnik, Akademia Techniczno-Humanistyczna prof. dr hab. inż. Andrzej Masłowski, Wydział Inżynierii Produkcji, Politechnika Warszawska prof. dr inż. Tadeusz Missala, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP prof. dr hab. inż. Zdzisław Mrugalski, Instytut Mechanizacji, Budownictwa i Górnictwa Skalnego prof. dr hab. inż. Joanicjusz Nazarko, Wydział Zarządzania, Politechnika Białostocka prof. dr inż. Eugeniusz Ratajczyk, Wydział Zarządzania, Wyższa Szkoła Ekologii i Zarządzania w Warszawie dr hab. inż. Waldemar Skomudek, prof. PO, Wydział Inżynierii Produkcji i Logistyki, Politechnika Opolska dr hab. inż. Roman Szewczyk, prof. PW, Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Warszawska dr hab. inż. Andrzej Szosland, prof. PŁ, Katedra Pojazdów i Podstaw Budowy Maszyn, Politechnika Łódzka prof. dr hab. inż. Eugeniusz Świtoński, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska prof. dr hab. inż. Peter Švec, Slovak Academy of Sciences (Słowacja) prof. dr hab. inż. Krzysztof Tchoń, Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki, Politechnika Wrocławska doc. dr inż. Jan Tomasik, Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Warszawska

Miesięcznik PAR jest indeksowany w bazach BAZTECH oraz INDEX COPERNICUS (2,93) oraz w bazie naukowych i branżowych polskich czasopism elektronicznych ARIANTA. Punktacja MNiSW za publikacje naukowe w miesięczniku PAR wynosi 4 pkt (poz. 1643).

Wersją pierwotną (referencyjną) jest wersja papierowa.

Redakcja zastrzega sobie prawo skracania i adiustacji tekstów. © Wszelkie prawa zastrzeżone

Ceny prenumeraty przyjmowanej przez kolporterów wynoszą: yy roczna – 99,00 zł, yy I półrocze – 54,00 zł, II półrocze – 45,00 zł, yy I, II i IV kwartał – 27,00 zł, III kwartał – 18,00 zł.

Uwaga: Garmond Press SA przyjmuje prenumeratę tylko na okres roczny lub półroczny.

Prenumeratę zamówić można także w siedzibie redakcji: Redakcja PAR Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa, tel. 22 874 03 51, fax 22 874 02 02, oraz na stronie www.par.pl/prenumerata.

Koszt prenumeraty STANDARD (dla firm, instytucji i osób fizycznych): yy roczna – 99,00 zł, yy dwuletnia – 176,00 zł.

Koszt prenumeraty EDU (dla uczniów, studentów, nauczycieli i pracowników naukowych): yy roczna – 69,99 zł, yy dwuletnia – 120,00 zł.

Prenumeratę zakupioną w redakcji oraz na par.pl rozpocząć można od dowolnego numeru i na dowolny okres. Koszt przesyłki pokrywa dostawca. Wszystkie ceny są kwotami brutto.

Centrum Szkoleniowe PIAP Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa, tel. 22 87 40 194 lub 223 e-mail: cspiap@piap.pl www.przemysl.piap.pl

Centrum Szkoleniowe PIAP

Profesjonalne szkolenia dla przemysłu i kadry inżynierskiej Podnoszenie kwalifikacji personelu w przemyśle jest istotnym elementem konkurencyjności przedsiębiorstw produkcyjnych. Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP oferuje wyspecjalizowane szkolenia dla przedsiębiorstw produkcyjnych prowadzone przez inżynierów-praktyków.

UWAGA: do końca października 2014 r. 10 % rabatu na szkolenia z zakresu programowania i obsługi robotów przemysłowych

Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP od 1965 roku, na rynku polskim i zagranicznym, wdraża rozwiązania oparte na najnowszych technologiach z dziedziny robotyki, automatyki i technik pomiarowych. Obok głównej specjalizacji – robotyki przemysłowej – uznanie Instytutowi przynoszą opracowania z zakresu automatyki i systemów bezpieczeństwa.

Efekty prac badawczo-rozwojowych prowadzonych w PIAP znajdują swoich odbiorców zarówno wśród polskich, jak i zagranicznych partnerów komercyjnych i publicznych. PIAP bierze czynny udział w międzynarodowych projektach naukowych i badawczych, realizowanych w ramach programów finansowanych ze środków Unii Europejskiej.

Centrum Szkoleniowe PIAP oferuje szkolenia z zakresu: • • • • •

Roboty przemysłowe – programowanie i obsługa robotów: ABB, FANUC, KUKA. Prototypowanie – od koncepcji, przez projekt, do wykonania.

Napędy i sterowanie – zastosowanie i programowanie serwonapędów.

Nauka dla przedsiębiorców – praktyczne rozwiązania.

Recykling pojazdów wycofanych z eksploatacji.

Najwyższej klasy kadra inżynierska i naukowa oraz najnowocześniejsza infrastruktura techniczna pozwalają wprowadzić na polski rynek pierwsze w pełni wyspecjalizowane i profesjonalne szkolenia w zakresie inżynierii. Centrum Szkoleniowe PIAP w pełnym zakresie zaspokaja stale rosnące potrzeby przemysłu w zakresie najnowszych technologii i rozwiązań technicznych. Marka i pozycja PIAP, jako lidera rynku w zakresie badań nad najnowocześniejszymi rozwiązaniami technicznymi, daje Państwu gwarancję otrzymania aktualnej i rzetelnej wiedzy.

Więcej informacji oraz pełna oferta szkoleń na stronie www.przemysl.piap.pl

Wolność technologii to jedna VLT® dla różnych typów silników

Niezależność Algorytm sterowania silnikami reluktancyjnymi już dostępny w standardowej przetwornicy Danfoss VLT®

Dzięki VLT® AutomationDrive zyskujesz wolność wyboru technologii Technologie silnikowe rozwijają się bardzo szybko, ze względu na wymagania nowych klas efektywności. Przetwornice częstotliwości VLT® AutomationDrive standardowo pozwalają na pracę z wieloma typami silników. Dzięki temu można skupić się na aplikacji i nie ograniczać wyborem silnika.

www.danfoss.pl/vlt