Rozwiązania cyfrowe są pierwszym wyborem. Innowacyjna rozdzielnica z wartością dodaną pracy w Przemyśle 4.0

221

Rozdzielnica cyfrowa z okablowaniem typu „podłącz i pracuj” nie tylko poprawia dyspozycyjność systemu, ale również umożliwia dostęp do danych pomiarowych i funkcji w sieci. W ten sposób może przyczynić się do trwałej redukcji kosztów produkcji. Dzięki różnorodności modułów interfejsów – które są już wbudowane lub mogą być później doposażone – integracja rozdzielnicy z istniejącymi lub przyszłymi strukturami komunikacyjnymi jest bardzo prosta.

W czasach, gdy inteligentne fabryki, Przemysł 4.0 i produkcja sieciowa stają się coraz częstszą normą, rozdzielnice cyfrowe zyskują na znaczeniu. Stwarzają one szereg możliwości analizy i monitorowania różnych etapów procesu w fabryce. Dzięki zintegrowanym funkcjom komunikacyjnym, rozdzielnice cyfrowe znacznie ułatwiają gromadzenie danych, zwiększając w ten sposób przepływ informacji w innych urządzeniach sterowanych elektronicznie, takich jak softstaretry lub przemienniki częstotliwości. W ten sposób rozdzielnica cyfrowa ułatwia standaryzację komunikacji. Dodatkowo niektóre typy rozdzielnic cyfrowych dostarczają również w czasie rzeczywistym informacji o ich stanach operacyjnych, co przyczynia się do poprawy gotowości operacyjnej systemu. Są to niektóre z powodów, dla których w kluczowych punktach, elektromechaniczne urządzenia przełączające są obecnie zastępowane przez rozdzielnice cyfrowe.

Zwiększenie wydajności systemu za pomocą danych cyfrowych

Dzięki identycznej konstrukcji, elektromechaniczne wyłączniki silnikowe PKZ firmy Eaton mogą być bez trudu wymienione na cyfrową wersję PKE. Mapa silnika i bieżące pomiary są ważnymi wskaźnikami dla długoterminowych ocen układu napędowego i jego procesu zużywania się, ponieważ dostarczają one stałych informacji o jego stanie. Co więcej, te zmierzone wartości mogą być również wykorzystane do precyzyjnego dostosowania zastosowania znajdującego się w zasięgu ręki. Praktycznym przykładem jest aplikacja żwirowni, gdzie obciążenie taśmy przenośnika taśmowego może być automatycznie regulowane w oparciu o sygnalizowany prąd silnika. Jeśli poszczególne jednostki PKE wewnątrz układu napędowego wydadzą ostrzeżenie o zbyt dużym obciążeniu, zostanie ono automatycznie odpowiednio dostosowane. Długoterminowe monitorowanie natężenia prądu dostarcza również dodatkowych informacji: Ciągły wzrost lub znacząca zmienność w ciągu tygodni i miesięcy wskazuje na występowanie anomalii, a być może nawet na zbliżającą się awarię systemu. Dzięki dostarczanym informacjom można rozpoznać, kiedy nadciąga przestój, co pozwala operatorowi na szybką reakcję, zanim wystąpią poważne straty produkcyjne. Połączenie wyłączników silnikowych PKE z inteligentnym systemem połączeń SmartWire-DT umożliwia ciągłe mapowanie i ocenę ważnych danych układu napędowego, bez konieczności stosowania kosztownej technologii analogowych Wejść/Wyjść.

Wyłączniki cyfrowe mogą być również wyposażone w dodatkowe funkcje. Obejmują one wysoce precyzyjne pomiary energii i dodatkowe zabezpieczenia dla operatorów, jak również monitorowanie cyklu życiowego urządzeń. Ta ostatnia funkcja pomaga poprawić dostępność systemu poprzez dokładne przewidywanie pozostałego okresu eksploatacji po każdym zdarzeniu.

Cyfrowe wyłączniki różnicowoprądowe

System połączeń SmartWire-DT nie tylko jest w stanie zintegrować inteligentną rozdzielnicę, taką jak wyłącznik silnikowy PKE, z komunikacją cyfrową; może również podłączać standardowe komponenty, takie jak aparatury kontrolno-sterującej, wyłączniki krańcowe, styczniki lub cyfrowe wyłączniki różnicowoprądowe.

Optymalna dostępność maszyn i systemów jest równie ważna jak bezpieczeństwo osób, które je obsługują. Urządzenia różnicowoprądowe (RCD) zostały zaprojektowane z myślą o obu tych zadaniach. W zakładzie przemysłowym ich stosowanie umożliwia zarówno lokalny jak i zdalny monitoring oraz ostrzeżenia z wyprzedzeniem, skracając w ten sposób czas przestojów. Technologia ta informuje personel obsługi technicznej o dokładnym statusie każdej maszyny. Pozwala to na wdrożenie diagnostyki zapobiegawczej, co z kolei skraca czas przestojów podczas produkcji. Funkcja ta jest oferowana nie tylko przez wyłączniki różnicowoprądowe, ale również przez wyłączniki kombinowane RCBO. Urządzenia te stale mierzą prąd różnicowy w czasie rzeczywistym, a w przypadku odchyleń wartości aktywują lokalne kontrolki LED i inne znaki ostrzegawcze poprzez styki bezpotencjałowe. Stan systemu jest widoczny na pierwszy rzut oka, co eliminuje potrzebę nieplanowanego serwisowania. Przyczynia się to również do dodatkowych oszczędności kosztów, ponieważ przeglądy bezpieczeństwa muszą być przeprowadzane tylko raz w roku.

Na rynku dostępna jest szeroka gama różnych urządzeń różnicowoprądowych. Zasadniczo firma Eaton zaleca instalowanie urządzeń różnicowoprądowych typu A (lub wyższego) w celu osiągnięcia wysokiego poziomu ochrony, który jest wymagany w zastosowaniach przemysłowych. Jednak w przypadku stosowania w połączeniu z elektronicznie sterowanymi napędami, funkcje ochronne urządzeń różnicowoprądowych typu AC lub typu A będą osłabiane przez obecność prądów stałych DC. W przypadku awarii nie będą one zatem w stanie zaoferować żadnej ochrony. Dla zastosowań z przemiennikami częstotliwości zalecamy wyłączniki różnicowoprądowe typu B, ponieważ oferują one dodatkowe zabezpieczenie dla maszyn o zmiennej prędkości (Bfq), jak również w przypadku zagrożenia pożarowego (B+).

Koncepcja „ścisłej łączności” odnosi się również do wyłączników. Ułatwia to podłączenie wyłączników nadprądowych MCB, wyłączników różnicowoprądowych RCCB i wyłączników kombinowanych RCBO do inteligentnych technologii komunikacyjnych dzięki zastosowaniu modułu interfejsu SWD firmy Eaton do rozdzielnic ochronnych. Eliminuje to konieczność stosowania oddzielnych modułów Wejść/Wyjść lub okablowania Wejść/Wyjść. W przypadku producentów maszyn skraca to czas potrzebny na okablowanie, a tym samym zmniejsza koszty instalacji.

Zwiększona dostępność całego systemu

Od maszyn kompaktowych po duże instalacje – wyłączniki spełniają szeroki zakres funkcji ochronnych w zastosowaniach przemysłowych, niezależnie od tego, czy jest to zwykły silnik, czy wielostopniowy system dystrybucji energii. Przy projektowaniu koncepcji cyfryzacji wyłączniki dostarczają cennych informacji na dwa sposoby: Podają stan procesów końcowych lub komponentów, jak również informują o ich dostępności i pozostałej żywotności.

W przeciwieństwie do rozłączników, wyłączniki są w stanie nie tylko rozłączać prądy robocze, ale w przypadku awarii bezpiecznie wyłączają również prądy przeciążeniowe i zwarciowe. Tylko w ten sposób można zapobiec uszkodzeniom podzespołów w instalacjach przemysłowych.

rozdzielnica cyfrowaZastosowanie wyłączników cyfrowych ułatwia zwiększenie dostępności systemu, ponieważ można wtedy niezawodnie przewidzieć pozostałą zdolność użytkową styków głównych wyłącznika. Złożone pomiary, ręczne liczenie lub dokumentowanie zdarzeń lub przestojów spowodowanych nieplanowanymi (i niepotrzebnymi) wymianami wyłączników to już przeszłość. Dzisiejsza aparatura cyfrowa może rejestrować każde zdarzenie, od ręcznego wyłączenia do poważnych zwarć, a także samodzielnie obliczać wpływ takiego zdarzenia na styki aparatu. Natychmiast po zdarzeniu, dzięki interfejsowi komunikacyjnemu wyłącznika, operatorzy maszyn mogą uzyskać dostęp do tych obliczeń – albo na miejscu przy urządzeniu, albo bezpośrednio z centrum sterowania produkcją. Oprócz informacji o pozostałej żywotności, technologia ta pozwala operatorom uzyskać kompleksowy przegląd sytuacji: Jaka była przyczyna zadziałania wyłącznika, zwarcie czy przeciążenie? Jaki był maksymalny przepływ prądu? Dane zarejestrowane w okresie poprzedzającym zadziałanie są przechowywane w przełączniku i mogą być pobrane zdalnie. Po usunięciu problemu można wznowić bezpieczną eksploatację systemu. W zależności od pozostałej żywotności wyłącznika, operator może zdecydować, czy należy zamówić nowy wyłącznik, tak aby można go było wymienić po następnym zdarzeniu, czy też jako środek ostrożności podczas następnej planowanej przerwy w pracy.

Korzystanie z funkcji dodatkowych

Cyfrowe wyłączniki NZM firmy Eaton charakteryzują się spójną konstrukcją i funkcjonalnością, z akcesoriami, które są łatwe w instalacji i obsłudze. Różne rodzaje elementów wyzwalających te urządzenia, zarówno oparte na bimetalach termicznych, jak i elektronice z możliwościami komunikacji, pełnią różne funkcje zabezpieczające: od ochrony instalacji i kabli do ochrony silnika/generatora, zarówno w sieciach AC, jak i DC. Rozłączniki umożliwiają realizację aplikacji takich jak wyłączniki główne, wyłączniki bezpieczeństwa i łączniki sprzęgłowe. Nowa generacja wyłączników cyfrowych zapewnia również użytkownikom dodatkowe funkcje, do których należą wysoce precyzyjne liczniki energii (Klasa 1 pomiaru), funkcje bezpieczeństwa, chroniące operatorów i zmniejszające ryzyko wystąpienia łuku elektrycznego podczas prac konserwacyjnych oraz zwiększona dostępność systemu dzięki możliwości dokładnego przewidywania pozostałego okresu eksploatacji wyłącznika po każdym awaryjnym zdarzeniu.

Interfejs komunikacyjny jest ważną cechą cyfrowych wyłączników. Dzięki różnym modułom komunikacyjnym przesyłanie danych rejestrowanych przez przełącznik do nadrzędnych struktur raportowania nie stanowi żadnego problemu. Interfejsy komunikacyjne – wbudowane lub dodane zewnętrznie za pomocą zacisków – ułatwiają podłączenie przełącznika do wszystkich najpopularniejszych sieci komunikacyjnych (fieldbus). Elastyczność komunikacji upraszcza integrację wyłączników cyfrowych do istniejącej infrastruktury. Najprościej mówiąc, technologia cyfrowa sprawia, że rozdzielnica jest „gotowa do pracy w Przemyśle 4.0”.

Źródło: Eaton