Każdy automatyk w swojej karierze zawodowej stoi przed dylematem wyboru odpowiedniego systemu sterowania – centralnego lub rozproszonego, określanego jako DCS czyli „Distributed Control System”. Zarówno sterowanie rozproszone jak i scentralizowane posiada swoje wady i zalety. Systemy DCS najczęściej implementowane są w bardzo dużych placówkach, rozłożonych na dużych powierzchniach jak petrochemie, kopalnie czy oczyszczalnie ścieków. Systemy oparte o centralny sterownik PLC zaś implementujemy przeważnie w mniejszych systemach. Ponadto bierzemy pod uwagę takie czynniki, jak:
- konieczność wdrożenia zaawansowanego sterowania procesami,
- ilość pętli regulacji w tych procesach,
- czy wymagane jest szybkie sterowanie dyskretne dla danego procesu,
- czy procesy wymagają częstych modyfikacji i dostosowania do bieżących potrzeb produkcyjnych.
Wybór odpowiedniego systemu sterowania nie jest sprawą trywialną i wymaga odpowiedniego doświadczenia oraz wiedzy.
Główna różnica pomiędzy tymi dwoma systemami leży w funkcjonalności. Systemy DCS opierają się na wspólnej bazie danych, która łączy sterowanie, wizualizację oraz zbieranie danych historycznych. W systemach opartych o sterownik PLC mamy do czynienia z dwoma oddzielnymi bazami danych – jedna odpowiedzialna jest za sterowanie PLC a druga za wizualizację.
Jednak czy ktokolwiek z Was zastanawiał się kiedykolwiek nad faktem, czy możliwa jest decentralizacja komponentów, które znajdują się w samej szafie sterowniczej? Czy da się myśleć o szafie sterowniczej jako czymś centralnym i zdecentralizowanym? W znakomitej większości wypadków – cały system sterowania, wraz z obwodami siłowymi i sterowniczymi umieszczony jest w głównej/centralnej szafie sterowniczej. Czy możliwa jest taka konstrukcja systemu by komponenty z szafy sterowniczej zdecentralizować? Czy to ma jakikolwiek sens i przyniosło by nam wymierne korzyści?
Odpowiedzi na wyżej postawione pytania znajdziesz w naszej najnowszej produkcji, gdzie Dawid Wróblewski przedstawia rozwiązania zdecentralizowanej automatyki na bazie oferty „Field Power” od firmy Weidmüller. Portfolio oferty „Field Power” obejmuje zarówno obudowy i poszczególne komponenty do konfigurowania indywidualnych jednostek funkcjonalnych, jak i gotowe rozwiązania do rozdziału zasilania, zdecentralizowanego zarządzania energią oraz przemysłowego IoT.
Cały system „Field Power” ma charakter modułowy i podzielony został na kilka zasadniczych segmentów:
- Moduły zasilania 24VDC lub 48VDC, które użyć można do zasilenia różnych obwodów, w tym silników. Moduły występują w wariancie z bezpiecznikiem lub bez. Za pomocą rozgałęźników DC – możemy przeprowadzić dystrybucję zasilania 24VDC lub 48VDC;
- System dystrybucji napięć siłowych 400VAC, do zasilenia obwodów siłowych, w którego skład wchodzą następujące moduły funkcjonalne: rozgałęzienie siłowe z przełącznikiem konserwacyjnym i bezpiecznikiem obsługujący przewody do 4mm2; rozgałęzienie siłowe obsługujące przewody do 6mm2, moduł centralnego zasilania obsługujący przewody do 10mm2; rozgałęzienie siłowe z wyłącznikiem konserwacyjnym obsługujący przewody do 4mm2;
- Moduły pomocniczego zasilania dla systemu automatyzacji, w którego skład wchodzą liczne obudowy dla sterowników PLC czy zdalnych wysp wejść/wyjść wraz z dedykowanym system dostaw zasilania – zasilaczy serii PROtop. Moduły użyć możemy do montażu oraz zasilenia jakiegokolwiek sterownika PLC czy zdalnej wyspy I/O;
- Moduły Agenta Danych i pozyskiwania danych z maszyny. Moduły te mają za zadanie odbieranie danych z danej maszyny i przekazywanie ich dalej, np. do chmury, gdzie mogą być dalej obrabiane, analizowane i przetwarzane. Tutaj znowu, z jednej strony mamy do wyboru szereg obudów dla sterownika PLC lub urządzenia zbierającego dane z maszyny – lub wybrać możemy dedykowany sterownik PLC Weidmuller serii U-Control. Dodatkowo system wzbogacić możemy o szereg obudów Field Power IOT, które za pomocą interfejsu ethernetowego lub sieci telefonii komórkowej mogą przekazywać zbierane dane do chmury lub innego, wybranego przez nas miejsca;
- Dzięki zestawom obudów, rozwiązaniom okablowania i innym serwisom, modułowy system FieldPower® umożliwia korzystanie z komponentów IP20 w środowisku IP65. Klasyczne funkcje szafy sterowniczej można łatwo połączyć w funkcjonalne jednostki i rozmieścić na obiekcie w sposób całkowicie zdecentralizowany.
Jest to przede wszystkim rozwiązanie dla branż, które wymagają decentralizacji komponentów szafy sterowniczej. Idealnym przykładem jest przemysł motoryzacyjny, inra logistyczny oraz spożywcz. System idealny jest dla branż, które zorientowane są na funkcje automatyzacji. Coraz krótsze cykle produkcyjne wymagają modułowych koncepcji maszyn i systemów, które można elastycznie modyfikować. System Field Power minimalizuje wymiary szaf sterowniczych, gdyż większość ich funkcji można przenieść w pobliżu danego procesu czy maszyny. Oprócz zredukowanych wymiarów szafy sterowniczej, obejmuje to również optymalne okablowanie wszystkich podłączonych komponentów z jednoczesną eliminacją czynnika błędu ludzkiego. System można dowolnie rozbudowywać i rozszerzać o kolejne jednostki funkcjonalne. Z racji tego, iż jednostki można szybko i łatwo wymieniać – redukuje to znacznie czas przestoju i ułatwia serwisowanie. System jest bardzo wszechstronny i uniwersalny – dzięki Field Power można zrealizować wiele różnych zastosowań i obsłużyć znaczną ilość aplikacji.
System Field Power od firmy Weidmuller to przyszłościowe i ciekawe rozwiązanie oferujące decentralizację komponentów i funkcjonalności szaf sterowniczych. System skierowany jest do wszystkich, którzy cenią sobie modułowość, lokalną funkcjonalność oraz szybkość przezbrojenia i przygotowania zadań produkcyjnych. Wszystkie elementy systemu Field Power opierają się na złączach wtykowych, które w niedalekiej przyszłości stać się mają równie inteligentne jak same urządzenia automatyki.
Transkrypcja wideo
00:06.8 – 01:06.2
Każdy automatyk w swojej karierze zawodowej stoi przed dylematem wyboru odpowiedniego systemu sterowania centralnego lub rozproszonego określonego jako DCS czyli dystrybuted control system. Zarówno sterowanie rozproszone jak i scentralizowane posiada swoje wady i zalety. Systemy DCS najczęściej implementowane są w bardzo dużych placówkach rozłożonych na dużych powierzchniach jak petrochemie, kopalnie czy oczyszczalnie ścieków. Systemy oparte o centralny sterownik PLC implementujemy przeważnie w mniejszych systemach. Ponadto bierzemy pod uwagę takie czynniki jak konieczność wdrożenia zaawansowanego sterowania procesami, ilość
01:06.8 – 01:22.1
pętli regulacji w tych procesach czy wymagane jest szybkie sterowanie dyskretne dla danego procesu oraz czy te procesy wymagają częstych modyfikacji i dostosowania do bieżących potrzeb produkcyjnych.
01:23.3 – 01:51.1
Sam wybór odpowiedniego systemu sterowania nie jest sprawą trywialną i wymaga odpowiedniego doświadczenia oraz wiedzy. Główna różnica pomiędzy tymi dwoma systemami leży w funkcjonalności. Systemy DCS opierają się na wspólnej bazie danych która łączy sterowanie, wizualizacje oraz zbieranie danych historycznych.
01:52.0 – 02:04.8
W systemach opartych o sterownik PLC mamy do czynienia z dwoma oddzielnymi bazami danych. jedna odpowiedzialna jest za sterowanie PLC, a druga za wizualizacje.
02:05.8 – 02:18.3
Jednak czy ktokolwiek z was, zastanawiał się kiedykolwiek na faktem czy możliwa jest decentralizacja komponentów, które znajdują się w samej szafie sterowniczej.
02:19.4 – 02:25.3
Czy da się myśleć o szafie sterowniczej jako czymś centralnym i zdecentralizowany.
02:26.3 – 02:38.7
W znakomitej większości wypadków cały system sterowania wraz z obwodami siłowymi i sterowniczymi umieszczony jest w głównej centralnej szafie sterowniczej.
02:39.7 – 03:09.7
Czy możliwa jest taka konstrukcja systemu by komponenty z szafy sterowniczej zdecentralizować. Czy to ma jakikolwiek sens i przyniosłoby nam wymierne korzyści. Odpowiedzi na te i inne pytania znalazłem w firmie Weidmuller, która prowadziła na rynek rewolucyjny system FieldPower, który przenosi funkcję szafy sterowniczej na zewnątrz.
03:11.0 – 03:12.7
Zobaczcie sami.
03:14.4 – 03:32.1
Portfolio obejmuje zarówno obudowy i poszczególne komponenty do konfigurowania indywidualnych jednostek funkcjonalnych jak i gotowe rozwiązania do rozdziału zasilania z decentralizowanego zarządzania energią oraz przemysłowego IOT.
03:33.2 – 04:32.4
Omówię teraz poszczególne składowe systemu FieldPower. Moduły zasilania 24 vdc lub 48 vdc, które użyć można do zasilenia różnych obwodów w tym silników.Moduły występują w wariancie z bezpiecznikiem lub bez. Za pomocą rozgałęźników DC możemy przeprowadzić dystrybucję zasilania 24 lub 48 vdc. zeroki wachlarz dostępnych konektorów oraz obudów pozwalają na swobodny i elastyczny montaż w praktycznie dowolnym miejscu. Za bezprzerwową dostawę zasilania odpowiada zasilacz Protop, który również możemy dowolnie konfigurować. Wybieramy ilość wymaganych zasilaczy oraz rozgałęźników niezbędnych do zasilenia obwodów 24 vdc lub oraz 48 vdc.
04:33.0 – 04:46.6
Wszystkie elementy łączymy za pomocą styków lub złączy wtykowych. Wszystkie moduły zamykamy w wybranej obudowie w tym o wysokim stopniu ochrony IP65.
04:48.4 – 05:40.4
System dystrybucji napięć siłowych 400 VAC do zasilenia obwodów siłowych, w którego skład wchodzą następujące moduły funkcjonalne. Rozgałęzienie siłowe z rozłącznikiem serwisowym i bezpiecznikiem obsługujący przewody do 4 mm2, rozgałęzienie siłowe obsługujące przewody do 6 mm2, moduł centralnego zasilania obsługujący przewody do 10 mm2, rozgałęzienie siłowe z wyłącznikiem serwisowym obsługujący przewody do 4 mm kwadrat. Wybieramy wymaganą ilość rozgałęźników z wbudowanym zabezpieczeniem lub rozłącznikiem serwisowym oraz wymaganą ilość modułów zasilania centralnego. Wszystkie moduły zamykamy w wybranej obudowie i łączymy ze sobą za pomocą styków lub złączy wtykowych.
05:41.1 – 05:50.5
Moduły konfigurować możemy jako rozgałęźnik z wbudowanym zabezpieczeniem lub i z wbudowanym rozłącznikiem serwisowym.
05:51.5 – 06:23.9
Moduły pomocniczego zasilania dla systemu automatyzacji, w którego skład wchodzą liczne obudowy dla sterowników PLC, czy zdalnych wysp wejść wyjść wraz z dedykowanym systemem dostaw zasilania zasilaczy serii Protop. Moduły użyć możemy do montażu oraz zasilenia jakiegokolwiek sterownika PLC, czy zdalnej wyspy wejść wyjść. Podobnie jak wcześniej moduły łączymy ze sobą za pomocą styków lub złączy wtykowych.
06:25.0 – 07:24.7
Moduły agenta danych i pozyskiwania danych z maszyny. Moduły te mają za zadanie odbieranie danych z danej maszyny i przekazywanie ich dalej na przykład do chmury. Gdzie mogą być dalej obrabiane analizowane i przetwarzane. Tutaj znowu z jednej strony mamy do wyboru szereg obudów dla sterownika PLC lub urządzenia zbierającego dane z maszyny, lub wybrać możemy dedykowane sterownik PLC Weidmuller serii u-control. Dodatkowo system wzbogacić możemy o szereg obudów FieldPower IOT, które za pomocą interfejsu ethernetowego lub sieci telefonii komórkowej, mogą przekazywać zbierane dane do chmury lub innego wybranego przez nas miejsca. System jest bardzo uniwersalny gdyż za pomocą obudów FieldPower zintegrować możemy swoje własne rozwiązanie
07:25.0 – 08:24.8
IOT lub za pomocą obudów FieldPower IOT oraz sterownika PLC u-control skorzystać możemy z gotowego rozwiązania IOT od firmy Weidmuller. Dzięki zestawom obudów rozwiązaniom okablowania i innym serwisom modułowy system FieldPower umożliwia korzystanie z komponentów IP20 w środowisku IP65. Klasyczne funkcje szafy sterowniczej można łatwo połączyć funkcjonalne jednostki i rozmieścić na obiekcie w sposób całkowicie zdecentralizowany, co przemawia za takim rozwiązaniem i jakie korzyści płyną z tytułu użycia systemu FieldPowe. Jest to przede wszystkim rozwiązanie dla branż, które wymagają decentralizacji komponentów szafy sterowniczej. Idealnym przykładem jest przemysł motoryzacyjny, intralogistyczny, spożywczy czy
08:25.0 – 09:03.9
farmaceutyczne. System idealny jest dla branż, które zorientowane są na funkcje automatyzacji. Coraz krótsze cykle produkcyjne wymagają modułowych koncepcji maszyn i systemów, które można elastycznie modyfikować. System FieldPower minimalizuje wymiary szaf sterowniczych, gdyż większość ich funkcji można przenieść w pobliżu danego procesu czy maszyny. Oprócz zredukowanych wymiarów szaf sterowniczej obejmuje to również optymalne okablowanie wszystkich podłączonych komponentów z jednoczesną eliminacją czynnika błędu ludzkiego.
09:05.2 – 09:32.1
System można dowolnie rozbudowywać i rozszerzać o kolejne jednostki funkcjonalne. Z racji tego iż jednostki można szybko i łatwo wymieniać redukuje to znacznie czas przestoju i ułatwia serwisowanie. System jest bardzo wszechstronny i uniwersalny. Dzięki FieldPower można zrealizować wiele różnych zastosowań i obsłużyć znaczną ilość aplikacji.
09:33.0 – 10:20.5
Producent posiada w portfolio ogromną ilość obudów w różnych rozmiarach. Wybrać możemy czarne przezroczyste lub aluminiowe pokrywy z żebrami chłodzącymi dla energoelektroniki. Obudowy mają stopień ochrony ip65 przez co możliwe jest użycie komponentów IP20 w środowisku IP65. Wszystkie moduły zaciski, czy wtyki montuje się bez użycia jakichkolwiek narzędzi. Fabrycznie wykonane złącza kablowe z wtykami eliminują możliwe błędy połączeń podczas procesu montażu. Nie potrzebujemy też jakichkolwiek narzędzi, ana stronie producenta znajdziemy pokaźną bibliotekę modeli CAD co znacznie ułatwia projektowanie.
10:21.7 – 10:45.5
System FieldPower od firmy Weidmuller to przyszłościowe i ciekawe rozwiązanie oferujące decentralizację komponentów i funkcjonalności szaf sterowniczych. System skierowany jest do wszystkich, którzy cenią sobie modułowość, lokalną funkcjonalność oraz szybkość przezbrojenia i przygotowania zadań produkcyjnych.
10:46.5 – 10:59.5
Wszystkie elementy systemu FieldPower opierają się na złączach wtykowych, które w niedalekiej przyszłości stać się mają równie inteligentne jak same urządzenia automatyki.
11:01.0 – 11:06.5
Po więcej informacji o systemie FieldPower odsyłam was do firmy Weidmuller.
11:08.7 – 11:13.0
Dziękuję za uwagę i do zobaczenia już wkrótce.
