Monitorování rozvaděčů přináší údaje o stavu do IIoT

Stále výkonnější zařízení v menších prostorech jsou důkazem technického pokroku. Pro rozvaděč znamená kompaktní konstrukce moderních zařízení buď menší vnější rozměry, nebo možnost umístit do něj větší počet elektronických komponent. Každá inovace má však i svou stinnou stránku. V tomto případě, kdy dochází k neustálé miniaturizaci technologie, je třeba brát v úvahu možné vedlejší účinky, jako je například tvorba tepla. Zejména v rozvaděčích mohou zvýšené nebo kolísavé teploty vést ke snížení výkonu nebo dokonce k poruše jednotlivých zařízení. Kromě vhodného uspořádání zařízení jsou proto nezbytná také chytrá řešení pro monitorování stavu– jako je například IM18-CCM, kompaktní monitor klimatu a dveří od společnosti TURCK, který přináší monitorování stavu přes Ethernet do světa IT.  

Dávejte pozor na „citlivé“ elektronické předměty  

S rostoucí hustotou zařízení nebo energie v rozvaděči nevyhnutelně stoupají ztráty energie. Jedná se o tu část odebraného proudu, která není využita pro procesní účely, ale je u elektronických zařízení přeměněna na teplo. Jsou-li komponenty rozvaděče uspořádány tak, že se mohou tvořit horká místa (tepelné kapsy) nebo že chladný vzduch může proudit jen obtížně, vzniká několik rizik: přesné měřicí přístroje mohou ztratit přesnost, komponenty mají kratší životnost nebo v nejhorším případě dojde k jejich trvalému selhání. Teplu jsou obzvláště náchylné komplexní systémy, jako jsou řídicí systémy. Většina PLCmá maximální provozní teplotu okolí 55 °C. To je pouze o 15 °C více než „příjemná teplota“ v mnoha rozvaděčích.  

Odhalte anomálie, než bude příliš pozdě  

Rizika spojená s přehřátím lze do určité míry snížit již při montáži rozvaděče. Sdružování zařízení do bloků přiměřené velikosti, předcházení vzniku vzduchových bariér způsobených nevhodným vedením kabelů nebo kabelových kanálů a instalace tepelně citlivých komponent co nejníže – to vše jsou strategie, které vytvářejí příznivé podmínky pro uživatele. Avšak i v případě optimální topologie a přítomnosti klimatizačního systému zajišťujícího větrání je vhodné klimatické podmínky v rozvaděči průběžně elektronicky monitorovat. To umožňuje údržbářskému personálu včas odhalit odchylky a předejít poruchám – zejména pokud jsou zařízení umístěna v rozvaděčích, které se nacházejí dále, například ve venkovních prostorách, kde počasí představuje vnější faktor. 

Monitorování „tři v jednom“ na liště DIN  

Abychom zajistili řešenípro monitorování stavu, které lze snadno, doplnila společnost TURCK před několika lety do svého sortimentu monitory rozvaděčů IM12-CCM a IMX12-CCM (s certifikací Ex). Tato kompaktní zařízení se montují na DIN lištu a jsou vybavena třemi senzory, které monitorují teplotu, vlhkost a vzdálenost dveří. Zařízení IM(X)12 využívá konfigurovatelné generování mezních hodnot k odeslání signálu přesně v okamžiku, kdy jsou definované hodnoty překročeny nebo nedosaženy. V praxi to znamená: zařízení se přehřívá, v rozvaděči se tvoří vlhkost nebo dveře nejsou správně uzavřeny.  

Zařízení IM12-CCM je vybaveno interním záznamníkem dat s časovým razítkem a uchovává data po dobu až dvou let. To umožňuje uživatelům odhalit postupné změny v průběhu dlouhých časových úseků a odstranit jejich příčinu. Dva monitory rozvaděče jsou provozovány v režimu master-slave prostřednictvím rozhraní, aby bylo možné současně sledovat zámek dveří a další mezní hodnoty na dvou místech v rozvaděči. Master zpracovává data ze slave a odesílá signál do řídicí jednotky. IM12-CCM je standardně vybaven dvěma spínacími kontakty a rozhraním IO-Link. V režimu Quick-Teachmůže uživatel snadno nastavit mezní hodnoty přímo na místě. Alternativně je možné provést parametrizaci přes IO-Link nebo pomocí FDT aplikace, jako je PACTware .  

Společnosti by měly nesledovat stav dveří pouze z hlediska teploty a vlhkosti. Zejména v souvislosti s „kritickými infrastrukturami“ (CRITIS), jako je dodávka elektřiny a vody, musí být digitální systémy spolehlivě a prokazatelně chráněny před neoprávněným přístupem. To stanoví německý zákon o bezpečnosti informačních technologií. Zařízení CCM společnosti TURCK zde vynikají svými bezpečnými řídicími funkcemi. Díky těmto zařízením lze každou rozvodnou skříň bez větších nákladů přizpůsobit pro použití v kritických infrastrukturách. 

Další kroky: propojení výrobní úrovně a světa IT 

S modelem IM18-CCM nyní společnost TURCK podniká další krok, aby bylo možné zobrazovat stavové monitorování rozvaděčů nejen přímo na místě, ale také přenášet data do IT prostředí. Toto 18 mm tenké zařízení předává naměřené hodnoty senzorů do nadřazených systémů prostřednictvím svého ethernetového rozhraní. Teoreticky tato cesta vede do cloudu, což také umožňuje pracovníkům údržby kdykoli přistupovat k aktuálním klimatickým údajům prostřednictvím mobilního koncového zařízení. Tím se postupně stírá hranice mezi provozní úrovní a IT infrastrukturou. To znamená, že uživatelé mohou analyzovat data z úrovně výrobního závodu přímo ze svého stolního počítače. 

Dodavatelé průmyslových zařízení i uživatelé však nemají k dispozici pouze rozšířené možnosti v oblasti výstupu dat. Větší volnost se nabízí také při sběru naměřených hodnot: kromě tří vestavěných snímačů lze v případě potřeby k IM18-CCM připojit přes rozhraní RS485 (Modbus RTU nebo CAN) i externí zařízení, jako jsou například snímače vibrací. Pro získání ideálního teplotního obrazu rozvaděče lze například několik teplotních snímačů rozmístit na různých místech tak efektivně, že nebudou zapotřebí žádné další ochranné kryty rozvaděče. Data ze tří teplotních snímačů často postačují k získání přesného celkového přehledu, a to i u velkých rozvaděčů. 

Svoboda pro jednotlivé aplikace 

Úlohy monitorování jsou stejně individuální jako softwarová řešení mnoha dodavatelů průmyslových zařízení nebo uživatelů. Proto IM18-CCM umožňuje instalaci aplikací přizpůsobených potřebám zákazníků na své otevřené platformě Linux. To umožňuje programátorům nahrát do zařízení určité rutiny, například pro detekci rosného bodu nebo pro zohlednění přirozeného nárůstu teplot na začátku letních měsíců. Někteří uživatelé mohou také chtít nahrát svůj vlastní cloudový konektor – v takovém případě se v nadřazeném systému vizualizují trendy nebo se odesílá alarm. 

Výhled: více rozhraní, více úložného prostoru 

Teplota, vlhkost a také bezpečnost rozvaděčů jsou faktory, které hrají důležitou roli v každém koncepčním řešení systému. Správným uspořádáním zařízení a promyšleným větráním vytvářejí projektanti základ pro vysokou dostupnost elektronických komponentů. Navíc jsou tyto kompaktní a snadno použitelné nástroje pro monitorováníve formě monitorů rozvaděčů, díky nimž máte o kritických měřeních neustále přehled.   

V návaznosti na osvědčená zařízení produktové řady IM12 společnost TURCK nyní překlenula propast k IIoT a zohledňuje také volnost při vytváření řešení šitých na míru zákazníkům. Kdo si přeje větší rozmanitost rozhraní, bude mít ještě v tomto roce k dispozici druhou verzi zařízení. Ta nabízí další ethernetový vstup, univerzální I/O, USB host a další úložný prostor.