Komputery panelowe do pracy w strefie zagrożonej wybuchem

temat numeru
PREZENTACJA FIRMOWA
Komputery panelowe
do pracy w strefie
zagrożonej wybuchem
Komputery przemysłowe stają się coraz bardziej popularne w automatyce procesowej, gdzie warunki ich pracy sprawiają, że wymaga się od nich znacznie
więcej, niż w przypadku tradycyjnych pecetów. Najtrudniejszym zadaniem
przy projektowaniu takiego komputera jest zapewnienie jego najwyższej niezawodności w skrajnych warunkach środowiskowych. Pierwotnie komputery
projektowane były do pracy w sieciach firmowych, gdzie konsekwencje awarii systemu są o wiele mniejsze i nie generują tak dużych kosztów. Dlatego
redukowanie przestojów w pracy – z różnych powodów, w szczególności
czynników środowiskowych – jest dla komputerów przemysłowych kluczowe.
PRACA W EKSTREMALNIE NISKICH
TEMPERATURACH
Aby komputery oraz inny sprzęt na obiekcie mogły
pracować nieprzerwanie w trudnych warunkach, wymagane jest ich odpowiednie zaprojektowanie. W przypadku komputerów wbudowanych skrajne temperatury
są najtrudniejszym wymogiem, aczkolwiek ich producenci na przestrzeni lat skupiali się najbardziej radzeniu
sobie ze skutkami wysokich temperatur. Zaawansowane
systemy odprowadzające ciepło bez wentylatorów są dzisiaj stosowane w wielu komputerach klasy przemysłowej,
jednak ekstremalnie niskie temperatury są nadal twardym orzechem do zgryzienia dla inżynierów. W temperaturach poniżej 0°C, wydajność komponentów takich
jak dyski twarde oraz wyświetlacze panelowe znacznie się
obniża, i powoduje awarię, restartowanie systemu. Wielu producentów tych części nie daje gwarancji na pracę w tych temperaturach. Obecnie obserwuje się duży
wzrost zapotrzebowania na urządzenia do pracy w temp.
grubo poniżej 0°C, co jest spowodowane ekspansją przemysłu wydobywczego do coraz dalszych, często zimniejszych stref klimatycznych.
Komputery panelowe, używane jako ­HMI, pełnią coraz bardziej odpowiedzialne funkcje w systemach automatyki, przez co muszą zachować niezawodność w określonych pracy. Jednak ogrzewanie zimnego urządzenia
jest znacznie trudniejszym zadaniem niż chłodzenie
gorącego. Podstawowym zadaniem inżynieryjnym jest
tutaj podniesienie temperatury do zakresu, w którym
urządzenie będzie mogło pracować maksymalnie niezawodnie, a taką są okolice 0°C, czyli dolna granica pracy
dla większości podzespołów komputerowych. Gdy temperatura spadnie znacznie poniżej wymienionej wartości, większość komputerów zawiesza się i resetuje. Pod-
88
k wiec ie ń
2 0 1 4
stawowym rozwiązaniem tego problemu jest stosowanie
podgrzewacza elektrycznego do obudowy, który uruchamia się w sytuacji poniżej 0°C, więc dodatkowo wymagany jest układ do pomiaru temperatury otoczenia.
Dzięki takiemu systemowi urządzenie zawsze pracuje
w określonych warunkach, nawet gdy temperatura jego
otoczenia znacznie się waha. Tego typu system kontroli wbudowany został w komputer panelowy E
­ XPC-1319
i umożliwia jego pracę w temperaturach od –40 do 60°C.
ATEX – CO TO WŁAŚCIWIE JEST?
W przeszłości przepisy dotyczące bezpieczeństwa
w krajach U
­ nii ­Europejskiej nie były jednolite, co utrudniało przepływ urządzeń pomiędzy państwami członkowskimi. Powodowało to liczne problemy związane z zakupem sprzętu z zagranicy, szczególnie gdy w danym kraju
przepisy w zakresie bezpieczeństwa były bardziej restrykcyjne niż w kraju z którego dokonywało się zakupu. Aby
ujednolicić przepisy w obrębie rynku unijnego dla sprzętu do stref zagrożonych wybuchem wprowadzono dyrektywę A
­ TEX 94/9/WE określającą kryteria, które muszą
temat numeru
PREZENTACJA FIRMOWA
być spełnione, aby urządzenia mogły pracować w lokalizacjach o określonym stopniu zagrożeniu. Od lipca 2003
jest ona obowiązkowa dla wszystkich organizacji w UE.
Omawiana dyrektywa klasyfikuje urządzenia na grupy
oraz kategorie, przynależność urządzenia do danej grupy
(I lub ­II) określa rodzaj zagrożenia wybuchem oraz miejsce stosowania. Co to jest atmosfera wybuchowa? Zdefiniowana jest ona jako mieszanina powietrza i łatwopalnych substancji takich jak gazy, opary, kurz i pył, które
znajdują się w określonych warunkach atmosferycznych
i spalają w całej objętości, gdy nastąpi ich zapłon. Jeśli
chodzi o miejsca, które określa A
­ TEX, to występują tu
dwie główne grupy: I – praca w kopalniach oraz naziemnych częściach kopalń zagrożonych wybuchem, I­ I – praca na powierzchni, w obszarach zagrożonych wybuchem
gazów, par, mgieł lub pyłów. W grupie drugiej występują też podgrupy określające dokładniejszy charakter zagrożenia. ATEX definiuje również typ zagrożenia, czyli tak naprawdę rodzaj atmosfery wybuchowej: G – gazy
ciecze i opary, ­D – łatwopalne pyły. Dodatkowo wprowadzone jest też dla każdej z tych grup oznaczenie częstotliwości występowania danego zagrożenia. Spełnienie tych
wysokich wymagań jest wyjątkowo trudne, szczególnie
w przypadku komputerów przemysłowych.
KOMPUTER PANELOWY ­EXPC-1319
Przemysł wydobywczy ciągle rozwija się, a procesy wydobycia ulegają coraz większej automatyzacji.
­Aczkolwiek w najbardziej odpowiedzialnych zadaniach
nadal to człowiek podejmuje ostateczną decyzję. Interfejsy ­HMI zostały stworzone, aby ułatwić komunikację
człowieka z maszyną, czyli w praktyce do kontroli i odczytu sterowanym procesem. Ostatnio coraz częściej stosuje się komputery panelowe, które mogą pełnić właśnie funkcję H
­ MI lub wizualizacyjne, czyli np. związane
z oprogramowaniem ­SCADA przedstawiającym stan
maszyny czy parametry procesu. Komputer firmy M
­ oxa
– ­EXPC-1319 został stworzony właśnie do takich aplikacji, czyli wszędzie tam, gdzie panują trudne warunki.
Najważniejsze parametry fizyczne komputera
­EXPC-1319 to wysoka odporność na kurz i wodę, co zapewnia obudowa o stopniu ochrony I­ P66 lub, wg oznaczeń N
­ EMA 4X, co odpowiada wypływowi wody wynoszącym 65 ­GMP (0,0041m3/s), z jednocalowej dyszy
oddalonej nie bliżej niż 10 stóp (3 m) w przeciągu 5 minut. Tak wysoka szczelność umożliwia stosowanie tego
urządzenia np. na platformach wiertniczych lub w innych aplikacjach w przemyśle wydobywczym, a zgodność z dyrektywą ­ATEX dla strefy ­II pozwala na instalacje w strefach zagrożonych wybuchem. W warunkach
przemysłowych wzmocniona warstwa ochronna wyświetlacza tego komputera jest dużym atutem, chroni
go przed zarysowaniami, dzięki czemu urządzenie przez
długi czas będzie odczytywalne, nawet w dużym nasłonecznieniu. Wydajność obliczeniowa tej maszyny sprosta
większości aplikacji wykorzystywanych do wizualizacji
dzięki zastosowaniu procesora ­Intel A
­ tom ­D525 o częstotliwości taktowania 1,8 ­GHz. Warto też wspomnieć,
że urządzenie to nie ma wentylatorów, co korzystanie
wpływa na jego niezawodność statystyczną i praktyczną.
Podsumowując – komputer E
­ XPC-1319 to wszechstronne i elastyczne rozwiązanie, świetnie pasujące do
aplikacji w przemyśle wydobywczym, natomiast marka
­Moxa gwarantuje najwyższą niezawodność.
Piotr ­Gocłowski
kw ie cie ń
2 0 1 4
89