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.
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 sięgają 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.
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.
Budowa
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.
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.
Andrzej Barciński PAR
Artykuł w całości w numerze PAR 9/2014.
