WAGOdirect przemysł 1/2014

direct przemysł
aplikacje–rozwiązania–wyroby 1/2014
SYSTEM KLASY MES
WSPIERA PRODUKCJĘ W WAGO
STACJE ENERGETYCZNE
POD KONTROLĄ Wago
/9
wago
na kolejowym szlaku
/4
KOPALNIA
POD SPECJALNYM NADZOREM / 20
/ 22
SPIS TREŚCI
SPIS TREŚCI
WAGO na kolejowym szlaku
strona 4
Perfekcyjne oprzewodowanie to oszczędność czasu
strona 6
Najszybszy i najtańszy system oznaczania
strona 8
Elastyczny dostęp do świata CAN
strona 8
Stacje energetyczne pod kontrolą WAGO
strona 9
750 XTR – EXTREMALNIE WYTRZYMAŁY STANDARD
strona 11
ZŁĄCZKA SILNOPRĄDOWA DO 185 mm2
– PIERWSZA TAKA ZŁĄCZKA NA ŚWIECIE
strona 12
Seria 2007 do przekładników prądowych:
mniejsze wymiary – większe możliwości
strona 12
Rewolucja w pomiarach
strona 13
Ex-tra oferta dla obszarów Ex
strona 15
Sterowniki PFC200 – nowa klasa wydajności
strona 16
STEROWNIK ECO DO SIECI ETHERNET:
TELESTEROWANIE DO PROSTYCH ZASTOSOWAŃ
strona 16
Bezpieczne do przodu
strona 17
Kopalnia pod specjalnym nadzorem
strona 20
system klasy mes
wspiera produkcję w wago
2
strona 22
WSTĘP
WSTĘP
W przemyśle dokonuje się dzisiaj kolejny skok technologiczny. Polega on na
wykorzystaniu potencjału, jaki wynika z włączenia do jednej sieci i połączenia
z Internetem inteligentnych maszyn, urządzeń lub ich części. Nadając tej idei
nazwę Przemysł 4.0 w wielu krajach mówi się o czwartej rewolucji przemysłowej, a w Niemczech stanowi ona bazę budowy strategii konkurencyjności produkcyjnej kraju. Wspólne zaangażowanie przemysłu, instytutów naukowych
i agencji rządowych daje tej idei istotny bodziec merytoryczny i finansowy.
Nowe rozwiązania powstające na platformie Przemysł 4.0 będą zwiększały
elastyczność produkcji i pozwalały indywidualizować paletę produktów.
WAGO dostrzega duże szanse dla gospodarek europejskich we wprowadzaniu innowacji, które umożliwia Przemysł 4.0. Rosnąca dzięki nim elastyczność
produkcji oraz indywidualizacja palety produktów mogą być trwałą podstawą
stałego rozwoju krajów europejskich jako konkurencyjnego miejsca produkcji.
Polska, która cały czas jeszcze konkuruje dodatkowo kosztami pracy, może
skorzystać na tym podwójnie. To również szansa dla WAGO i jako dostawcy
automatyki, i jako użytkownika systemów automatyki w naszych zakładach
produkcyjnych.
Wzorem do wdrażania idei Przemysłu 4.0 są realizacje związane z przestawieniem energetyki europejskiej na odnawialne źródła energii. Wirtualna elektrownia czy inteligentna stacja SN/nn, dostarczająca informacji o stanie sieci,
zużycia energii i urządzeń, stanowiąca jednocześnie interfejs pomiędzy centrum
dyspozycji a użytkownikiem oraz podłączanymi do sieci mikroźródłami i odnawialnymi źródłami energii, to dzisiaj realny scenariusz, a zarazem jedno z wymagań elektroenergetycznych sieci przyszłości Smart Grid. Do realizacji tych
zadań stworzyliśmy swobodnie programowalne sterowniki PFC200, protokoły
komunikacyjne IEC 60870, IEC 61850, DNP3 i nową rodzinę sterowników
i modułów WAGO 750 XTR.
Zapraszam do lektury!
Michał Kownacki
dyrektor generalny WAGO ELWAG
direct przemysł 3
WAGO
NA KOLEJOWYM
SZLAKU
W ekstremalnych warunkach środowiskowych
doskonale sprawdza się technologia
z zaciskiem CAGE CLAMP®.
Środki transportu muszą być przede wszystkim bezpieczne.
Od niezawodności działania zastosowanych urządzeń zależy często zdrowie, a nawet życie pasażerów i obsługi, dlatego starannie dobierane są wszystkie komponenty. Powinny
być odporne na wstrząsy, wibracje oraz duże wahania temperatury.
Asortyment WAGO od lat wykorzystywany jest przez największych światowych i krajowych producentów taboru
szynowego. Naszym rozwiązaniom zaufała również firma
Newag Gliwice, wchodząca w skład Grupy Newag. „Początkowo dostarczaliśmy komponenty do naprawianych
i modernizowanych pojazdów. Kiedy Newag zdecydował
się na produkcję własnych lokomotyw, postawił także na nasze rozwiązania”, wspomina Zbigniew Drągowski, menedżer
rynku transportu szynowego WAGO ELWAG.
Dragon i Griffin z polskimi korzeniami
Firma Newag działa na polskim rynku już ponad 100 lat,
specjalizując się przede wszystkim w naprawach i modernizacjach lokomotyw oraz podzespołów trakcyjnych. „Od końca
pierwszej dekady XXI w. rozpoczęliśmy również produkcję nowych lokomotywy elektrycznych – najpierw Dragona, a później Griffina”, mówi Adam Turowski, kierownik sekcji elektrycznej działu konstrukcyjnego. Obydwie lokomotywy wykonano
zgodnie z europejskimi normami i potrzebami rynku. Konstruktorzy postawili przed sobą zadanie stworzenia niezawodnych
pojazdów o najwyższym poziomie bezpieczeństwa, wykorzystujących najnowsze dostępne technologie, bogato wyposażonych i ekonomicznych w użytkowaniu.
4
W kabinie i pulpicie maszynisty
wykorzystano złączki z zaciskiem CAGE CLAMP®
Pierwszy był Dragon. „To w całości polska konstrukcja przeznaczona do prowadzenia ciężkich składów towarowych”,
podkreśla Adam Turowski. Premiera nowej lokomotywy
miała miejsce w 2009 podczas targów kolejowych Trako,
a jej pozytywne przyjęcie przez przewoźników dało zielone
światło do podjęcia seryjnej produkcji. „Kolejnym przełomowym projektem była pierwsza w Polsce wielosystemowa lokomotywa o nazwie E4MSU Griffin, która otworzyła spółce
drogę do Europy”, mówi Adam Turowski. Wielosystemowy
Griffin może poruszać się po torach np. w Niemczech, Czechach czy Polsce, gdzie występują różne napięcia w sieci
trakcyjnej. Jak zapewnia producent, Griffin charakteryzuje
się najwyższym poziomem bezpieczeństwa, bogatym wyposażeniem i inteligentnymi systemami zarządzania energią.
Niezawodna technologia
CAGE CLAMP®
Rozpoczynając produkcję nowych pojazdów firma Newag
postawiła na pewne i sprawdzone wcześniej rozwiązania.
Wśród nich nie mogło zabraknąć złączek listwowych WAGO
Lokomotywa Dragon to pierwsza, w całości polska konstrukcja
z zaciskiem CAGE CLAMP® wykorzystywanych w systemach
zasilania i sterowania zarówno w pulpitach i kabinach maszynisty, jak i szafach rozdzielczych. „Dzięki zastosowaniu
złączek listwowych WAGO uzyskaliśmy większą przejrzystość połączeń oraz unowocześniliśmy proces montażu”,
mówi Adam Turowski. Połączenia są stabilne, a sam montaż
prosty i szybki. Co najważniejsze, technologia zacisku CAGE
CLAMP® ogranicza do minimum konieczność konserwacji
styków i możliwość wystąpienia awarii. Producenci taboru
doceniają też niewielkie rozmiary złączek, pozwalające na
oszczędność miejsca w szafach, a tym samym pozostawienie większej przestrzeni do montażu przewodów.
Jak układanka z klocków
„Zastosowanie prefabrykowanych wiązek z wykorzystaniem systemu WAGO X-COM® przyczyniło się do poprawy
jakości wykonania instalacji, zmniejszenia ryzyka pomyłek
montażowych, a także skrócenia czasu produkcji pojazdu”,
zapewnia Adam Turowski. Na etapie montażu pojazdu prościej i wygodniej jest skorzystać z konfekcjonowanych wiązek
przewodowych, wcześniej przygotowanych i przetestowa-
nych. W związku z tym, że system X-COM® wyposażony jest
w ochronę przed błędnym wetknięciem, maksymalnie unika
się ryzyka niewłaściwego montażu. Poza tym już w trakcie
eksploatacji szybko i bezproblemowo można wymienić całą
grupę wtykową.
W nowoczesnych pojazdach szynowych ważne jest, aby
wszystkie urządzenia pracowały bez zakłóceń i przerw.
Wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba przenoszenia sygnałów elektrycznych w połączeniu z separacją galwaniczną,
dopasowywaniem poziomów sygnałów, bądź ich wzmocnieniem stosuje się przekaźniki. „Nasze pojazdy wymagają specyficznych dla taboru szynowego rozwiązań w celu
wyeliminowania niewłaściwych sygnałów wejść i wyjść oraz
ochrony urządzeń przed ewentualnymi przepięciami i dlatego wybraliśmy miniaturowe przekaźniki WAGO”, mówi
Adam Turowski. Przekaźniki z serii 859 nie tylko są odporne
na wstrząsy i wibracje, ale również spełniają wymagania
środowiskowe w zakresie rozszerzonych temperatur pracy
i napięć nominalnych.
Jolanta Zasławska, WAGO ELWAG
Zdjęcia: Newag, WAGO
Wielosystemowy Griffin otworzył firmie Newag drogę do Europy
WAGO X-COM®
direct przemysł 5
PERFEKCYJNE OPRZEWODOWANIE TO
OSZCZĘDNOŚĆ CZASU
■ Producenci maszyn i urządzeń pracują pod stałą presją
czasu i ceny. Klienci wymagają od nich ponadto elastyczności
przy wdrażaniu swoich rozwiązań. Na spełnienie tych wymogów pozwala program złączek listwowych przeznaczonych
do wszystkich rodzajów przewodów o dużym zakresie przekrojów. Prosty system łączeniowy i funkcjonalne akcesoria, takie jak mostki i wielowtyki pozwalają na oszczędność czasu
przy instalacji i projektowaniu. Właściwości programu złączek
listwowych TOPJOB® S zapewniają mu konkurencyjność na
tym bardzo wymagającym rynku. Programy złączek listwowych na szynę TS 35 muszą obecnie oferować znacznie
więcej niż tylko połączenia elektryczne. Aby zachować konkurencyjność i sprostać wszystkim możliwym zadaniom, producent urządzeń musi kłaść nacisk na łatwą obsługę, wysoką
elastyczność, niewielkie gabaryty, dobry system oznaczania
oraz bogaty program akcesoriów.
■W
tykowy montaż przewodów
bez użycia narzędzi
wód. Bogaty program mostków i wielowtyków pozwala
skrócić czas budowy instalacji.
Dzięki dużemu zakresowi przekrojów (od 0,14 mm² do 25 mm²)
rodzina TOPJOB® S zapewnia maksymalną elastyczność łączenia. Po uzupełnieniu o rodzinę POWER CAGE CLAMP obsługiwany zakres przekrojów zwiększa się do 185 mm² przy
zachowaniu dla całego asortymentu odporności na wstrząsy,
szybkiego montażu i bezobsługowości. Należy pamiętać, że
czynnikami generującymi większe koszty jest nie tylko obsługa, ale także wymagania związane z zajmowaną przestrzenią. Stąd oferowane przez WAGO złączki listwowe z serii
2000 i 2001 są niezwykle kompaktowe: szerokość 3,5 mm
dla przekrojów od 0,14 do 1,5 mm² (prąd maksymalny 18 A)
oraz 4,2 mm dla przekrojów od 0,25 do 2,5 mm² (prąd
maksymalny 24 A). Zastosowanie większej liczby złączek do
standardowych przekrojów przewodów pozwala uzyskać
w sumie całkiem sporą oszczędność miejsca na szynie.
■M
ostki ułatwiają obsługę
Program złączek listwowych TOPJOB S WAGO zawiera
bogatą paletę złączek standardowych i funkcyjnych dla
przemysłu, techniki budynkowej i transportu. Zastosowana
technika zacisku sprężynowego od lat zapewnia odporność
na wibracje konieczną w przemyśle transportowym, maszynowym i morskim. Zacisk CAGE CLAMP® S jest niezwykle
łatwy w obsłudze: pozwala na beznarzędziowy montaż
przewodów jednodrutowych i linkowych zakończonych tulejkami. Wszystkie inne rodzaje przewodów, tj. przewody
jednodrutowe i linkowe bez tulejek można łatwo i bezpiecznie podłączyć otwierając uprzednio sprężynę. Za pomocą
wetkniętego przyrządu montażowego otwiera się zacisk
‒ dzięki temu można oburącz starannie zamontować prze®
Oszczędność czasu nie wynika tylko z zastosowania techniki zacisku CAGE CLAMP® S, lecz także z odpowiednio
dobranych
akcesoriów.
Przy konieczności powielenia potencjałów idealnym rozwiązaniem
są mostki, które po
wetknięciu łączą
nawet po kilka
biegunów. WAGO
posiada w ofercie kompletny program wyrobów
do mostkowania. Obejmuje on
• Zacisk CAGE CLAMP® S
do wszystkich rodzajów przewodów
• Wtykowy montaż przewodów jednodrutowych
i linkowych zakończonych tulejką
bez pomocy narzędzi
• Połączenie niezawodne, odporne na wstrząsy
i niewymagające konserwacji
6
mostki grzebieniowe, poprzeczne, omijające, pionowe, redukcyjne i przewodowe.
Do klasyków należą mostki grzebieniowe. Są one dostępne
w dwóch wersjach: kilkubiegunowej, którą można dopasowywać przez wyłamanie poszczególnych pinów, i dwubiegunowej, ze stałymi pinami. Ten typ mostka jest dostępny dla
wszystkich siedmiu serii złączek listwowych (od 2000 do
2016) i może mieć maksymalnie dziesięć biegunów.
W skład serii TOPJOB® S 2002 o przekroju nominalnym
2,5 mm² wchodzą między innymi złączki przelotowe, wielopiętrowe i funkcyjne. Zawiera ona trzy kolejne warianty mostków:
poprzeczny do mostkowania ciągłego i omijający, który jest
tak wąski, że w jednym kanale można powielać obok siebie
dwa potencjały. Ponadto w programie dostępny jest mostek
pionowy do złączek dwu- i trzypiętrowych. Mostkuje on potencjały znajdujące się na różnych poziomach, umożliwiając tym
samym osiągnięcie dużej liczby powielanych zacisków na niewielkiej szerokości złączki (5,2 mm). Natomiast wtykowe mostki przewodowe otwierają indywidualne możliwości mostkowania dla tej serii i serii 2001 o przekroju nominalnym 1,5 mm²,
bez względu na różne wysokości elementów i odstępy między
nimi. W programie dostępne są również mostki redukcyjne,
umożliwiające łączenie potencjałów w złączkach z różnych
serii i o różnych wysokościach. Pozwalają one na mostkowanie potencjałów złączek o różnych przekrojach przewodów,
na przykład z 16 mm² (2016) na 10 mm² (2010) i z 6 mm²
(2006) na 4 mm² (2004). Dzięki tak bogatemu programowi
mostków obsługa jest bardziej komfortowa, gdyż do każdego
zastosowania można dobrać odpowiedni mostek.
w obwodach kontrolnych lub w celu powielenia potencjałów.
Umożliwia to samodzielne konfekcjonowanie wtyków pomiarowych i funkcyjnych. Do układów sterowniczych lub zabezpieczających oferowane są różne rodzaje złączek rozłączalnych i bezpiecznikowych, na przykład złączka rozłączalna do
800 V, stosowana w instalacjach fotowoltaicznych.
■K
onfekcjonowanie skraca czas montażu
Wtykowym warianetm dla serii TOPJOB® S 2000 i 2002 jest
system wielowtyków X-COM® S i X-COM® S MINI z serii
2022 i 2020. Złączki z serii 2020 mają taką samą szerokość co seria 2000 (3,5 mm) i taki sam kształt jak złączki
przelotowe TOPJOB® S, a dodatkowo otwory na mostki oraz
miejsca na oznaczniki usytuowane na tych samych poziomach – dlatego można je ze sobą dowolnie kombinować.
Ta synergia zapewnia bezproblemową rozbudowę układu
o systemy wtykowe wszędzie tam, gdzie istnieje możliwość
wstępnego oprzewodowania komponentów.
Tekst: Renate Klebe-Klingemann, WAGO
■ E leganckie rozwiązanie
do zastosowań specjalnych
W wielu sytuacjach konieczny jest pomiar elektryczny na listwie. TOPJOB® S oferuje cały
szereg możliwości: wielowtyki montowane
w kanale na mostki można stosować
direct przemysł 7
Najszybszy i najtańszy system oznaczania
WAGO oferuje nowoczesny, a co najważniejsze kompleksowy system
oznaczania złączek, przewodów oraz innych elementów obwodów
elektrycznych: od oprogramowania, poprzez różnorodne materiały oznacznikowe aż po drukarki. Wszystkie te elementy są ze sobą
perfekcyjnie zharmonizowane i umożliwiają tworzenie
w krótkim czasie tanich oraz praktycznych
oznaczników.
Dopiero właściwy opis
czyni z układów połączeniowych uporządkowaną i łatwą w obsłudze
instalację. Dzięki paskom
oznacznikowym i tabliczkom
WMB Inline można zachować przejrzystość oznaczenia listew zaciskowych w szafie rozdzielczej. Paski oznacznikowe
w rolce umożliwiają ciągły opis złączek do różnych przekrojów. To,
co w przypadku WAGO wyjątkowe i zapewniające duży komfort
eksploatacji, to możliwość wykonania nawet wielowierszowego opisu. Tabliczki WMB Inline są ze sobą połączone i można je w takim
stanie montować na złączkach o szerokości 4 mm – 4,2 mm oraz
5 mm – 5,2 mm. Przy szerszych złączkach należy tabliczki rozdzielić i montować pojedynczo, dzięki temu można je wykorzystać we
wszystkich możliwych miejscach opisu.
System oznacznikowy służy nie tylko do opisu złączek, ale również
umożliwia wszechstronne oznakowanie przewodów i kabli – na materiałach oznacznikowych o różnej powierzchni opisu. W zależności
od potrzeb, do wyboru są tulejki oznacznikowe, etykiety z laminacją
czy też oznaczniki nawlekane na przewody. Dostępne są również
różnorodne etykiety i tabliczki służące do optymalnego opisu urządzeń i szaf rozdzielczych. Najczęściej elementy oznacznikowe dostarczane są w rolce, co znacząco ułatwia ich opis. Przy pomocy
bezpłatnego oprogramowania WAGO ProServe smartSCRIPT można łatwo tworzyć dowolne opisy, a prosta w obsłudze, przenośna
drukarka termotransferowa smartPRINTER umożliwia szybki i trwały
wydruk zaprojektowanych tekstów i znaków graficznych.
Elastyczny dostęp do świata CAN
Elastyczny dostęp do świata CAN
8
WAGO-I/O-SYSTEM nadal się rozwija. Bramka CAN 750-658 umożliwia teraz integrację urządzeń CAN z obiektu do systemu sterowania
na bazie serii 750 – niezależnie od tego, czy jest to sieć DeviceNet,
ETHERNET czy PROFINET, gdyż gateway wspiera wszystkie stosowane powszechnie protokoły sieci obiektowej. Gateway obsługuje
warstwę CAN 2 i zgodnie ze specyfikacją CAN dwa różne formaty
identyfikatorów: 2.0A (identyfikator 11-bitowy) i 2.0B (identyfikator
29-bitowy). Przy pomocy bloków funkcyjnych można przez niego
odczytywać i zapisywać telegramy wyższych protokołów, jak na
przykład CANopen, SAE J1939 czy DeviceNet.
Do wyboru są trzy tryby pracy:
Dzięki autodetekcji prędkości transmisji (Auto Baud) moduł I/O samodzielnie ustawia się na prędkości od 20 kbit/s do 1 Mbit/s.
Możliwe jest również zadanie stałej prędkości transmisji. Przy
użyciu 6 konfigurowalnych filtrów dla telegramów wejściowych
użytkownik może filtrować wiadomości CAN na podstawie identyfikatora CAN.
3. mapowania, pozwalające na generowanie telegramów CAN
bezpośrednio na podstawie obrazu procesu lub selektywne kopiowanie wartości procesowych z otrzymywanych telegramów
CAN do obrazu procesu wejściowego. Użytkownik może wybrać, czy chce wysłać telegram CAN cyklicznie, ręcznie, czy
też przy zmianie wartości procesowych.
1. sniffer, umożliwiający poprzez pasywny odczyt szczegółową analizę sieci CAN
2. transparentny, przy użyciu którego gateway staje się aktywnym
uczestnikiem CAN, mogącym zarówno wysyłać, jak i otrzymywać dowolne
telegramy CAN
STACJE ENERGETYCZNE
POD KONTROLĄ WAGO
Efektywne wykorzystywanie energii elektrycznej
oraz konieczność zapewnienia coraz wyższej jakości zasilania
wymaga stałej modernizacji infrastruktury elektroenergetycznej.
Aby sprostać nowym wyzwaniom i potrzebom, przedsiębiorstwa energetyczne inwestują w nowe technologie. Obecnie
każdą nowoczesną inwestycję standardowo wyposaża się
w urządzenia do zdalnego monitorowania elementów składowych i sterowania całym układem. Automatyzowana jest
infrastruktura dystrybucyjna i przesyłowa zarówno w energetyce zawodowej, jak i zakładach przemysłowych. Niewątpliwie duży wpływ na zachodzące zmiany miało uruchomienie w naszym kraju pilotażowego projektu inteligentnych sieci i systemów pomiarowych (Smart Grid i Smart Metering).
Firma WAGO od lat przyglądała się i analizowała zmiany
zachodzące w energetyce i aktywnie włączyła się w proces przemian, dostarczając zaawansowane technologicznie
produkty do monitorowania stanu obiektów i sterowania
urządzeniami. WAGO-I/O-SYSTEM to niezwykle różnorodny, elastyczny, ale przede wszystkim modularny system
sterowania, który zawiera specjalizowane komponenty
stosowane z powodzeniem w energetyce, budownictwie,
transporcie, górnictwie oraz wielu innych gałęziach przemysłu.
System zapewnia dużą swobodę projektowania zarówno na
pierwszym etapie tworzenia aplikacji, jak również przy jej rozbudowie. Niezawodność działania została potwierdzona aprobatami jednostek certyfikujących oraz praktycznymi realizacjami na wielu obiektach energetycznych i przemysłowych, niejednokrotnie w bardzo trudnych warunkach środowiskowych.
Monitorowanie
stacji elektroenergetycznej SN/nn
WAGO opracowało modelowe rozwiązanie dla automatyki pracy stacji energetycznych SN/nn oraz monitorowania
odnawialnych źródeł energii elektrycznej. Umożliwia ono
prostą i niskokosztową instalację urządzenia na istniejącym
już obiekcie. Do pomiaru prądów wykorzystane zostały
cewki Rogowskiego (elastyczne cęgi prądowe o prądach
znamionowych 500 A i 2000 A, owijane wokół szyn lub
przewodów), w związku z czym stacja nie musi być przebudowywana dla zamontowania przekładników prądowych.
Obwody pomiarowe montuje się w łatwy sposób, bezpośrednio na szynach w rozdzielnicy, a gabaryty urządzenia
nie stwarzają problemu ze znalezieniem miejsca do jego za-
Zestaw monitorujący pracę odnawialnych źródeł energii
instalowania. Wszystkie sygnały z monitorowanego obiektu
dołączone są do sterownika PLC za pomocą modularnych
wejść/wyjść analogowych oraz dwustanowych. Taka konfiguracja zapewnia realizację pomiarów bilansujących, sygnalizację stanów łączników na stacji oraz ich zdalne sterowanie. Pomiary napięć, prądów, energii czynnej i biernej,
direct przemysł 9
współczynnika mocy, częstotliwości oraz zawartości harmonicznych, a także inne zdarzenia obiektowe (sygnalizacje
i sterowania) są archiwizowane w pamięci urządzenia wraz
ze stemplem czasowym i mogą być przesyłane do użytkownika wg indywidualnie zdeklarowanych reguł, utworzonych
w procesie parametryzacji.
Komunikacja z urządzeniem realizowana jest za pośrednictwem łączności bezprzewodowej. Do tego celu wykorzystany
został router GPRS ze standardowymi protokołami transmisji,
np. IEC 60870, IEC 61850, Modbus TCP/RTU, Ethernet IP.
Dodatkowo, dzięki zabudowanemu w sterowniku serwerowi
WWW, urządzenie pozwala na prostą i darmową wizualizację stanu pracy stacji (wykonaną w sterowniku, a dostępną
poprzez sieć Ethernet i przeglądarkę internetową). Zasilanie
układu odbywa się przez zespół UPS złożony z zasilacza impulsowego 230 V AC/24 V DC oraz akumulatorów. Zespół
ten jest również monitorowany przez sterownik, a informacje
o stanie pracy zespołu oraz innych urządzeń, wysyłane do
systemów nadrzędnych SCADA, mogą być niezwykle pożyteczne w późniejszej eksploatacji. Serwer WWW pozwala
użytkownikowi na tworzenie własnych stron HTML, umożliwiając w ten sposób kreowanie prostych narzędzi diagnostycznych, szczególnie przydatnych podczas uruchomienia
stacji i przy zarządzaniu jej pracą.
Monitoring i sterowanie pracą
odnawialnych źródeł energii
Coraz większy problem dla dystrybutorów energii stanowią
w ostatnich latach podłączane do sieci mikroźródła oraz
odnawialne źródła energii. Rozpoczęty kilkanaście lat temu
proces wiąże się z coraz bardziej skomplikowaną integracją
różnorodnych technologii i urządzeń w ramach jednego systemu. Zapewnienie odpowiedniej jakości dostarczanej użytkownikowi energii elektrycznej wymaga ścisłego monitorowania
takich obiektów oraz zachowania wpływu na zachodzące
tam procesy generowania. Przy wykorzystaniu komponentów
Programy aplikacyjne WAGO do pomiarów parametrów sieci
10
Kompletny zestaw WAGO do monitorowania
pracy stacji elektroenergetycznej SN/nn
WAGO-I/O-SYSTEM możliwe jest stworzenie bardzo ekonomicznego i elastycznego rozwiązania do przekazywania
informacji o stanie pracy źródeł odnawialnych (biogazownie,
turbiny wiatrowe, farmy fotowoltaiczne, itp.) przy jednoczesnym zdalnym sterowaniu pracą obiektu oraz redukcją generowanej energii w kilku zadeklarowanych stopniach. Integracja systemu technologicznego wytwórcy z systemem dyspozytorskim spółki dystrybucyjnej odbywa się z wykorzystaniem
wspomnianych wcześniej standardów komunikacyjnych.
Przedstawione rozwiązania to tylko wybrane przykłady realizacji projektów automatyzacji infrastruktury elektroenergetycznej z wykorzystaniem WAGO-I/O-SYSTEM. Paleta
urządzeń oferowanych przez WAGO oraz aplikacji energetycznych jest niezwykle bogata.
Tekst: Marcin Surma, WAGO ELWAG
750 XTR – EXTREMALNIE
WYTRZYMAŁY STANDARD
WAGO-I/O-SYSTEM 750 XTR sprawdza się nie tylko w mrozie i upale, to znaczy w temperaturach od -40°C do +70°C.
Wykonania XTR charakteryzuje też duża wytrzymałość napięciowa, umożliwiająca tworzenie efektywnych i pewnych
rozwiązań w energetyce, górnictwie, technice procesowej
czy transporcie szynowym.
System XTR nie wymaga zastosowania dodatkowych urządzeń grzewczych lub klimatyzatorów, a tym samym pozwala
oszczędzić miejsce w szafie, obniżyć koszty zużycia energii
i serwisowania oraz podnieść efektywność energetyczną.
Wszystkie te cechy czynią wykonania XTR typowym rozwiązaniem „all-in-one“ do zarządzania systemami zasilania
i monitorowania sieci energetycznych, a także w aplikacjach
związanych z infrastrukturą i taborem kolejowym.
Wewnętrzna ochrona
WAGO-I/O-SYSTEM 750 XTR wytrzymuje ekstremalne obciążenia temperaturowe w zakresie od -40°C do +70°C i może
być stosowany na wysokości do 5000 m n.p.m.
Kwestią godną uwagi jest także wytrzymałość napięciowa. Zapewnią ona niezawodną ochronę elementów elektronicznych
zastosowanych w XTR przed przepięciami udarowymi podczas
załączania czy uderzeń pioruna na poziomie 1,0 kV (moduł
24 V) i 5,0 kV (moduł 230 V). Dzięki temu system można
stosować w aplikacjach telesterowania o podwyższonych wymaganiach napięciowych. Równocześnie zredukowana emisja zakłóceń pozwala na zastosowanie serii 750 XTR nawet
w pomieszczeniach zamkniętych.
Inną zaletą są niewielkie wymiary poszczególnych komponentów: 16 kanałów w module o szerokości zaledwie 12 mm
pozwala na znaczną oszczędność miejsca w rozdzielnicy.
Szynę montażową z komponentami XTR można umieścić
w pobliżu silników i łączników sieciowych. Występujące tam
obciążenia mechaniczne są dla modułów XTR niebanalnym
wyzwaniem: dzięki odporności na wibracje do 5 g (50 m/s²)
i wstrząsy do 25 g (250m/s²) moduły zapewniają bezpieczeństwo aplikacji.
Wyposażenie bez słabych punktów
Programowanie odbywa się zgodnie z IEC 61131-3 w standardowym środowisku CODESYS. Elastyczne podłączenie
do sieci obiektowych i zewnętrznych systemów sterowania zapewniają – w zależności od wykonania – protokoły
CANopen, PROFIBUS DP i Modbus TCP/UPD/RTU. W celu
zapewnienia bezprzewodowej (GPRS) lub przewodowej
(ETHERNET, ISDN, analogowo) komunikacji z systemem
sterowania, sterownik wspiera protokoły IEC 60870-5-101,
-103 i -104, 61400-25, 61850-7 i 61400-25. W przypadku
zerwania połączenia wszystkie istotne dane można zapisać
i udostępnić systemowi sterowania po ponownym nawiązaniu
łączności.
XTR wyróżnia także wydajność i efektywność procesowa:
zapewnia je energooszczędne 16-bitowe lub 32-bitowe
CPU (w zależności od typu), 1024 kB pamięci programowej
i danych oraz 32 kB pamięci nieulotnej. Maksymalną elastyczność i kreatywność przy tworzeniu układów zapewniają
(w wybranych wariantach) 2-portowy switch i gniazdo karty
SD. Dzięki niej można rozszerzyć pamięć danych do 32 GB
i zapewnić dostateczną rezerwę do realizacji kompleksowych
zadań telesterowania. Do dyspozycji jest także wbudowany
serwer WWW, pozwalający na konfigurację modułów XTR
oraz diagnostykę przez Internet lub Intranet.
direct przemysł 11
Złączka silnoprądowa do 185 mm2
Pierwsza taka złączka na świecie
Przy użyciu kolejnej sprężynowej złączki silnoprądowej (285-1185)
można wreszcie podłączać przewody o przekrojach od 50 mm2
do 185 mm2. Prąd nominalny nowej złączki POWER CAGE CLAMP
z serii 285 wynosi 353 A, a napięcie znamionowe do 1000 V AC/DC
i 1500 V DC. Dlatego może ona znaleźć zastosowanie przede
wszystkim w instalacjach silnoprądowych, np. przy budowie maszyn i urządzeń lub w sektorze energetycznym.
Boczne otwory na przewody w złączkach z serii 285 umożliwiają
wygodny montaż grubych, mało elastycznych przewodów. Zacisk
otwiera się przy pomocy narzędzia i utrzymuje w pozycji otwartej
dzięki pomarańczowej blokadzie. Nie jest wymagane zakończenie
przewodów końcówkami oczkowymi czy tulejkami przewodowymi.
Technika zacisku sprężynowego gwarantuje optymalną siłę docisku
przewodu o każdym przekroju, niezależnie od staranności montera.
Otwór na mostek po każdej stronie złączki pozwala zarówno na
powielanie potencjałów, jak i tworzenie odgałęzień. Dzięki takiemu
rozwiązaniu możliwe jest na przykład zasilanie obwodów oświetleniowych lub gniazd serwisowych bez zastosowania dodatkowych
złączek. Większą przejrzystość w szafie rozdzielczej zapewnią,
oprócz tabliczek WMB, także paski oznacznikowe przystosowane
do nowych wyrobów z serii 285.
„Pierwsza sprężynowa złączka silnoprądowa do 185 mm2 potwierdza pozycję WAGO jako lidera tej technologii. Zadanie nie było
łatwe: duży przekrój przewodu wymagał bardzo dużej siły docisku
rzędu 1000 N, co można było osiągnąć tylko poprzez zmodyfikowanie napięcia sprężyny. Dodatkowo należało uwzględnić występowanie wysokich prądów nominalnych rzędu 353 A oraz związanych z nimi prądów zwarciowych do 22.200 A“, mówi dr Karsten
Stoll, menedżer produktu ELECTRICAL INTERCONNECTIONS,
o wyzwaniach związanych z opracowaniem nowej złączki.
Seria 2007 do przekładników prądowych
Mniejsze wymiary – większe możliwości
Złączka rozłączalno-pomiarowa WAGO z serii 2007 łączy zalety
złączek TOPJOB® S z dodatkową funkcjonalnością – innowacyjną
techniką zwierania przekładnika prądowego. Jest to już czwarta
generacja złączek rozłączalno-pomiarowych WAGO.
Atutem wyrobów są ich małe gabaryty (szerokość 99,6 mm,
grubość 8 mm), przy zwiększeniu zakresu podłączanych przewodów do 10 mm². Zacisk CAGE CLAMP® S pozwala na wtykowy
montaż przewodów jednodrutowych i linkowych zakończonych tulejkami bez użycia narzędzi.
W serii 2007 wykorzystano intuicyjny sposób zwierania przekładnika prądowego poprzez przełączenie izolowanego łącznika
uchylnego, przy zamontowanym mostku zwierającym. Pozwala to
uniknąć niebezpieczeństwa rozwarcia obwodów wtórnych przekładników prądowych przy jednoczesnym zapewnieniu ochrony
przed dotykiem bezpośrednim elementów elektrycznie czynnych.
12
Dodatkowym atutem jest umieszczenie mostka zwierającego od
czoła złączki, dzięki czemu można jednoznacznie określić stan
pracy układu.
REWOLUCJA
W POMIARACH
Listwa Pomiarowa WAGO LPW
w zastosowaniach inteligentnych systemów pomiarowych AMI
Zapewnienie skutecznego zwarcia przekładników prądowych
w obwodach wtórnych jest zagadnieniem niezwykle istotnym
ze względu na bezpieczeństwo personelu i urządzeń pomiarowych. Stosowane przez wiele lat w układach rozliczeniowych
energii elektrycznej „czarne skrzynki” – listwy SKA – powoli
stają się rozwiązaniem mało funkcjonalnym. Doskonałą alternatywą dla tych urządzeń są Listwy Pomiarowe WAGO LPW.
LPW – pewne rozwiązanie
do układów z przekładnikiem
Bezpieczeństwo i wygoda obsługi – te fundamentalne zasady
filozofii WAGO znalazły swoje odzwierciedlenie również w listwach pomiarowych. Są one niezwykle proste w eksploatacji
– zwieranie strony wtórnej przekładnika prądowego odbywa
się przy pomocy jednego ruchu łączników, a jednocześnie
bardzo bezpieczne w obsłudze – nie wymagają jakichkolwiek manipulacji w obwodach czynnych przy pomocy śrubokręta czy innych narzędzi pomocniczych. Ich duża uniwersalność oraz wygodny i szybki sposób kontrolnego sprawdzania wskazań mierników zyskały uznanie służb serwisowych.
Z kolei wykonawcy układów pomiarowych docenią szybkość
i łatwość montażu oraz wymierne oszczędności: możliwość
rezygnacji ze skrzynki bezpiecznikowej w obwodach napięciowych oraz układu kontroli napięć fazowych.
Do współtwórców i prekursorów pierwszych aplikacji z wykorzystaniem listwy LPW należą pracownicy służb pomiarowych Łódzkiego Zakładu Energetycznego S.A. (dzisiaj PGE
Dystrybucja o/Łódź). W ŁZE listwa spodobała się, ale jednocześnie specjaliści zasugerowali pewne zmiany w konfiguracji
i budowie. „Pamiętam, że listwy pomiarowe LPW, zaprezentowane pod koniec lat dziewięćdziesiątych, od razu przypadły
nam do gustu i wiedzieliśmy, że kierunek wybrany przez
WAGO jest słuszny. Jednak ówczesny wyrób nie
był pozbawiony mankamentów i czekaliśmy na odzew w stosunku do naszych propozycji” – wspomina Sławomir Wiśnik,
kierownik Oddziału Eksploatacji Wydziału Pomiarów. Głównym problemem było dopracowanie modułów napięciowych.
Musiały być dostosowane do określonego poziomu napięć
pomiarowych i gwarantować prawidłowy próg działania w sytuacjach awaryjnych. Wspólnie wypracowaliśmy rozwiązanie,
satysfakcjonujące wszystkich zainteresowanych, choć z dzisiejszej perspektywy prototyp ówczesnych sygnalizatorów wydaje
się mocno archaiczny.
direct przemysł 13
Zaufanie buduje się powoli
Ważnym momentem w historii wdrożeń LPW stało się
nawiązanie współpracy ze spółkami Polskich Sieci Energetycznych S.A. Na początku nie było łatwo i większość
decydentów sceptycznie podchodziła do nowego rozwiązania, ale po latach udręki z dotychczasowymi listwami
postanowili spróbować. Z pracownikami PSE Północ i PSE
Południe wypracowaliśmy nowe, dostosowane do ich potrzeb rozwiązania. Największą zaletą rozwiązań WAGO,
jak podkreślają w rozmowach nasi partnerzy, jest ich wariantowość i możliwość zmian w konfiguracji. Dzięki tej
elastyczności zyskują pewność, że zmiana wprowadzona w układach rozliczeniowych szybko znajdzie swoje
odzwierciedlenie w budowie listwy. Taki model działania
oraz pozytywne oceny służb eksploatacyjnych spowodowały, że listwy WAGO szybko stały się obowiązującymi
standardami w układach pomiarowych.
Do Listew Pomiarowych WAGO LPW przekonaliśmy wszystkie spółki dystrybucyjne w kraju i dzisiaj nie ma zakładu,
w którym byłyby nieznane, a w wielu uznane są jako podstawowy element wyposażenia układu pomiarowego. Oczywiście różnorodność rozwiązań wynika ze specyfiki rynku
i wymagań użytkowników. Listwy różnią się nie tylko typami
stosowanych złączek w obwodach prądowych, używaniem
lub nie zabezpieczeń i sygnalizatorów napięć, ale również
Listwy Pomiarowe WAGO LPW
w szafach kablowych firmy EMITER
dodatkowym wyposażeniem. Moduły ochrony przeciwprzepięciowej, gniazda 1-fazowe czy wyłączniki różnicowo-prądowe w znaczący sposób podnoszą walory użytkowe listew
LPW, a ich stosowanie jest wynikiem rosnących wymagań
i potrzeb klientów.
AMI a Listwy Pomiarowe WAGO LPW
Projekt budowania infrastruktury inteligentnych pomiarów
(AMI) w zakładach energetycznych wkracza w coraz bardziej
14
zaawansowaną fazę. Na czoło wysunęły się trzy koncerny:
ENERGA, TAURON i STOEN. Każdy z nich realizuje budowę w trochę odmienny sposób, choć cel jest ten sam – wyposażenie układu pomiarowego w interfejs pozwalający na
bezpośredni odczyt i rejestrację zużycia energii oraz możliwość przyszłego optymalnego wykorzystania wybranej taryfy przez użytkownika.
Dotychczasowe, pilotażowe prace w koncernach ENERGA
i TAURON zakończyły się dla nas dużym sukcesem. W aplikacjach na terenie zakładów w Gdańsku, Koszalinie i Kaliszu zastosowano bowiem listwy WAGO z wykorzystaniem
nowych złączek do przekładników prądowych z serii 2007.
Użycie listew LPW w układach pomiarowych nie wynika już
dzisiaj tylko z wymogów zakładów energetycznych, ale
również ze standardów obowiązujących w przedsiębiorstwach startujących do przetargów w ramach projektu AMI.
Doskonałym przykładem jest współpraca WAGO z firmą
EMITER, dostarczającą szafki pomiarowe wyposażone
w listwy LPW dla dużych firm energetycznych, takich jak
ENERGA, TAURON, a ostatnio także RWE STOEN. Andrzej
Burnagiel, dyrektor ds. marketingu EMITER wysoko ocenia
współpracę z nami: „WAGO jest otwarte na konieczność
szybkiego reagowania zarówno pod względem sposobu
dopasowania rozwiązań, jak i oferty. A dla nas wsparcie ze
strony dostawcy jest czasem ważniejsze niż tylko cena wyrobu.
Chociaż ta jest także skrojona na miarę realizowanego tematu”.
Szafki pomiarowe do układów bilansujących
dla koncernu ENERGA
Również inni wykonawcy (EOP, ZPUE, INCOBEX, LAMEL,
BIEL) docenili zalety naszych rozwiązań i wyposażyli szafki
pomiarowe w listwy WAGO. To pozwoliło na skrócenie czasu montażu i spełnienie wymagań technicznych, stawianych
przez inwestorów.
Dzisiaj śmiało możemy stwierdzić, że osiągnęliśmy pozycję
lidera w dostawach listew na potrzeby projektu AMI!
Tekst: Jacek Woźniak, WAGO ELWAG
EX-TRA OFERTA
DLA OBSZARÓW Ex
Nowe moduły iskrobezpieczne
WAGO-I/O-SYSTEM
■ Paleta wyrobów Ex w ramach WAGO-I/O-SYSTEM stale się
poszerza. Oprócz modułu Ex, łączącego funkcjonalność safety
z iskrobezpieczeństwem, dostępny jest 8-kanałowy moduł wejść
dwustanowych NAMUR oraz 2-kanałowy moduł przekaźnikowy
do załączania iskrobezpiecznych obwodów prądowych.
■S
afety meets Ex i – 4-kanałowy
moduł wejść dwustanowych 750-663
To gwarantowane bezpieczeństwo na szerokości 24 mm: moduł
750-663 PROFIsafe można stosować wszędzie tam, gdzie wymagane jest zapewnienie bezpieczeństwa osób w strefie 0 i 1 obszaru
zagrożonego wybuchem. Cztery iskrobezpieczne wejścia z funkcjonalnością safety można stosować w aplikacjach bezpieczeństwa
do kategorii „SIL 3“ i „Kat 4 PLe“. Mimo połączonych właściwości
wymagania dotyczące konfigurowania nie uległy zmianie: interfejs
safety nowego 4-kanałowego modułu wejść dwustanowych jest
identyczny z typowym modułem I/O safety WAGO.
■ Duża gęstość upakowania – 8-kanałowy
moduł wejść dwustanowych 750-439
Moduł ten o szerokości 24 mm odczytuje binarne sygnały NAMUR
z czujników umieszczonych w obszarach zagrożonych wybuchem.
Oprócz czujników NAMUR i optoseparatorów można do niego
podłączać styki mechaniczne oraz inne urządzenia spełniające
niezbędne wymogi iskrobezpieczeństwa. Zwarcie i przerwanie
przewodu sygnalizowane są niezależnie od siebie – optycznie
(przez LED) i przez informację systemową (w obrazie procesu).
W przypadku monitorowania styków można wyłączyć lampki LED
sygnalizujące błąd „bajtem kontrolnym“. Do zasilania czujników
służy odporne na zwarcie wyjście napięciowe 8,2 V.
■Z
ałączanie iskrobezpiecznych obwodów prądowych
– 2-kanałowy moduł przekaźnikowy 750-538
Do załączania iskrobezpiecznych obwodów prądowych, na
przykład przekaźników, zaworów elektromagnetycznych, styczników lub nadajników sygnałów optycznych i akustycznych służy
2-kanałowy moduł przekaźnikowy 750-538 z dwoma zestykami
przełącznymi. Dopuszcza on napięcie łączeniowe lub prąd łączeniowy o wartości 125 V/0,5 A AC i 30 V/1 A DC, przy czym
maksymalne dopuszczalne wartości graniczne są uzależnione od
miejsca zastosowania i grupy urządzeń (I, IIA, IIB lub IIC). Stan
wysterowania sygnalizowany jest przez LED.
■ WAGO-I/O-SYSTEM
– automatyzacja w strefie Ex
WAGO-I/O-SYSTEM jest przeznaczony do zabudowy na obszarach niezagrożonych wybuchem lub w strefie Ex 2/22. Czujniki
i elementy wykonawcze umieszczone w strefach 0/20 i 1/21 są
za pośrednictwem iskrobezpiecznych modułów Ex podłączane do
systemu I/O bez dodatkowych urządzeń, tj. bariery Zenera czy
przetworników separacyjnych. Pozwala to łączyć zastosowania Ex
z klasycznymi urządzeniami dla automatyki w sposób bezpieczny
i ekonomiczny.
direct przemysł 15
Sterowniki PFC200
Nowa klasa wydajności
PFC200 to kolejna platforma automatyki, bazująca na systemie
operacyjnym Linux® i wyróżniająca się w równym stopniu kompaktową konstrukcją, dużą wydajnością i uniwersalnym zastosowaniem.
Nowa seria sterowników wychodzi naprzeciw zapotrzebowaniu na
kompaktowe urządzenia sterujące, spełniające oprócz klasycznych
funkcji PLC również zadania komunikacji z systemami podrzędnymi
i nadrzędnymi. PFC200 z procesorem Cortex A8 jest kompatybilny
z wszystkimi sterownikami i modułami WAGO-I/O-SYSTEM 750.
Brak wentylatora i baterii oraz zastosowanie pamięci SDHC czynią
z niego urządzenie wytrzymałe w eksploatacji i niewymagające
serwisowania.
PFC200 konfiguruje się przez zintegrowany serwer www, środowisko programistyczne CODESYS zgodnie z IEC 61131-3
lub w oknie konfiguracyjnym, bezpośrednio z konsoli Linux®. Nie
jest do tego potrzebna specjalistyczna wiedza o systemie operacyjnym. Nowe sterowniki wyposażone są w dwa złącza do sieci
ETHERNET oraz inne interfejsy komunikacyjne (w zależności od
wykonania): RS-232/RS-485, CAN, CANopen lub slave Profibus
DP. W komunikacji z systemami nadrzędnymi PFC200 wspierają
protokoły DHCP, DNS, SNTP, FTP, TELNET, HTTP i Modbus TCP/
UDP. Dla bezpiecznego połączenia poprzez HTTPS lub FTPS, urządzenia standardowo wspierają SSH i SSL/TLS.
Sterownik ECO
do sieci ETHERNET
Telesterowanie do prostych zastosowań
Sterownik ECO 750-880/025-002 oferuje nieograniczone możliwości przy ograniczonej liczbie podłączanych modułów. Różnica w stosunku do standardowego urządzenia do telesterowania
750-880/025-001polega na tym, że nowy wariant ECO 750880/025-002 pozwala wykorzystać maksymalnie cztery moduły
(poza modułem końcowym), a przez to jest ponad jedną trzecią
tańszy. To atrakcyjna cenowo alternatywa dla klientów tworzących
niewielkie aplikacje, np. do monitorowania stacji transformatorowych czy lokalnych sieci, redukcji mocy układów wykorzystujących
odnawialne źródła energii lub sterowania wirtualnymi elektrowniami. Sterownik ECO do telesterowania pozwala wykorzystać każdy
z ponad 400 modułów WAGO-I/O-SYSTEM 750.
Sterownik 750-880/025-002 programuje się przy pomocy środowiska CODESYS zgodnie z IEC 61131. Konfiguracja i diagnostyka
mogą być przeprowadzane za pośrednictwem Internetu i Intranetu, dzięki bezpośredniemu dostępowi do zintegrowanego serwera
WWW. W celu zapewnienia bezprzewodowej (GPRS) lub prze-
16
wodowej (ETHERNET, ISDN, analogowo) komunikacji z systemem
sterowania, sterownik wspiera protokoły IEC 60870-5-101/-104,
IEC 61850 i IEC 61400-25. W przypadku zerwania połączenia
wszystkie istotne dane zostają zapisane i udostępnione systemowi
sterowania po ponownym nawiązaniu łączności.
BEZPIECZNIE DO PRZODU
Moduły PROFIsafe WAGO-I/O-SYSTEM 750
w maszynach do drążenia tuneli firmy Herrenknecht
Maszyny Herrenknecht wytyczają – dosłownie i w przenośni
– nowe ścieżki dla podziemnych systemów komunikacyjnych
i instalacyjnych. Jako lider w tej dziedzinie firma od trzech
lata stawia w maszynach typu „Utility Tunnelling“ (do drążenia tuneli dla systemów zasilających) na moduły PROFIsafe
WAGO-I/O-SYSTEM 750. Jedna z nich – „Sissi“ – miała nawet
swoje medialne „pięć minut”.
15 października 2010 miliony telewidzów mogły na własne oczy śledzić doniosły moment przebicia ostatniego odcinka tunelu Gottharda – najdłuższego tunelu kolejowego
na świecie i zarazem szwajcarskiego projektu stulecia. Dla
firmy Herrenknecht był to kolejny kamień milowy w rozwoju
technologii oraz bogatej historii przedsiębiorstwa, obfitującej w wiele innowacji. W grudniu tego samego roku koncern przekazał włoskiemu klientowi największą na świecie
maszynę do drążenia tuneli, o średnicy 15,62 m i łącznej
długości 130 m. A w kolejce czeka już następny rekord
– maszyna TBM o średnicy 19,25 m do prac przy tunelu
Orlovskij w rosyjskim Sankt Petersburgu.
• WAGO-I/O-SYSTEM 750 umożliwia
zastosowanie obok siebie modułów
standardowych i bezpieczeństwa.
• Bezpieczna transmisja danych PROFIsafe
pozwala na zastąpienie stałego, kosztownego
oprzewodowania elastycznie programowalnymi
funkcjami bezpieczeństwa.
• Moduły safety WAGO wspierają usługi TCI,
serwer iPar oraz umożliwiają diagnostykę
przez sieć obiektową, ułatwiając integrację
w aplikacjach PROFIsafe.
direct przemysł 17
WAGO-I/O-SYSTEM 750 z techniką zacisku sprężynowego CAGE CLAMP® są stosowane w trudnych warunkach eksploatacji,
a takie występują przy drążeniu tuneli, gdzie wszystkie komponenty są narażone na bardzo wysokie obciążenia.
Szeroka paleta urządzeń i wyrobów oferowanych przez
firmę obejmuje zarówno wiertła poziome i pionowe, jak
i maszyny do drążenia tuneli dla systemów zasilających i
odprowadzających (utility tunnelling) oraz drogowych (traffic tunnelling), wykonywane pod konkretne zlecenia. Innym
przedmiotem produkcji są maszyny do eksploatacji złóż surowców naturalnych i energetycznych.
Wysokie wymagania
względem komponentów safety
Maszyny do drążenia tuneli muszą spełniać najwyższe wymagania w zakresie efektywności oraz systemów bezpieczeństwa. Ze względu na szczególnie duże zagrożenia dla ludzi
i urządzeń wymaga się tu stosowania komponentów safety.
Z tego względu w zakresie maszyn „utility tunnelling“, bezwykopowego przewiertu rurociągów, Herrenknecht od przeszło
trzech lat stawia na moduły safety z programu WAGO-I/OSYSTEM 750.
Maszyny do bezwykopowego przewiertu „utility tunnelling“
sterowane przez operatora lub zdalnie, o mocy napędowej
między 75 kW a 1,2 MW na całym świecie drążą tunele
pod systemy zasilające i odprowadzające - do prowadzenia
wody, oleju, gazu, prądu, sieci komunikacyjnych i ścieków komunalnych. Urządzenia Herrenknecht pracują m.in. przy budowie wodociągów miejskich w Bangkoku i nowoczesnego
systemu kanalizacji w Bombaju. Sercem maszyny jest głowica
tunelowa z tarczą skrawającą, komora urobku oraz tzw. urządzenia postępujące do usuwania gleby oraz przedłużania
przewodów zasilających.
Kwestie bezpieczeństwa w przypadku tych maszyn dotyczą
przede wszystkim konserwacji i wyłączania awaryjnego (wyłącznika konserwacyjnego pozwalającego na wyeliminowanie
przypadkowego uruchomienia w trakcie konserwacji) oraz wyłącznika awaryjnego (na przykład do bezpiecznego zatrzymy-
18
wania agregatu hydraulicznego w razie pęknięcia przewodu).
W ramach systemu bezpieczeństwa kontrolowane są czujniki
dopuszczalnych naprężeń (w przypadku urządzenia przesuwającego się za głowicą), krańcowe wyłączniki bezpieczeństwa
do siłowników hydraulicznych lub urządzeń monitorujących zachowanie bębna z przewodami średniego napięcia.
Elastyczność w aplikacjach bezpieczeństwa
Modularny i niezależny od typu sieci WAGO-I/O-SYSTEM
750 spełnia wszystkie wymogi stawiane obecnie systemom rozproszonego sterowania. Dostępne w ofercie moduły PROFIsafe
mogą być stosowane w jednym węźle wraz ze standardowymi
modułami. Są wśród nich dwustanowe moduły wejść i wyjść do
systemów bezpieczeństwa zgodnie z normą EN ISO 13849,
EN IEC 62061 i IEC 61508 oraz obsługujące protokół PROFIsafe w sieciach PROFIBUS i PROFINET. Bezpieczna transmisja
danych PROFIsafe przez istniejącą sieć obiektową – w przypadku firmy Herrenknecht jest to przeważnie PROFIBUS – pozwala na zastąpienie stałego, kosztownego oprzewodowania
elastycznie programowalnymi funkcjami bezpieczeństwa. Moduły PROFIsafe można w ten sposób optymalnie dostosować
do potrzeb konkretnej aplikacji.
Jak twierdzi Harald Jäck z firmy Herrenknecht, cała koncepcja
bezpieczeństwa maszyn wietniczych bazuje u nich na PROFIsafe.
Zastępca kierownika działu elektrotechniki procesowej i kierownik zespołu automatyzacji w obszarze „Utility tunnelling“
ceni sobie modułową budowę PROFIsafe WAGO: „Po co używać wielokanałowe moduły wejściowe, jeżeli potrzeba tylko
trzy lub pięć wejść. Poza tym podczas rozruchu wiele rzeczy
może się zmieniać. Wtedy wystarczy wymienić i przeprogramować jeden tylko moduł.“
Integrację w aplikacjach PROFIsafe ułatwia fakt, że moduły
safety WAGO-I/O-SYSTEM wspierają usługi TCI (Tool Calling
Interface) dla PROFIBUS i PROFINET oraz serwer iPar (Individu-
al Parameter Server), a także umożliwiają diagnostykę przez
sieć obiektową. TCI udostępnia w nadrzędnym systemie inżynierskim bezpieczne narzędzie konfiguracyjne do parametryzowania modułów bezpieczeństwa zgodnie z wymaganiami
obiektowymi. Dzięki temu można zlokalizować moduły bezpośrednio z poziomu konfiguracji osprzętu oraz łatwo zaktualizować parametry przez sieć obiektową. To znacząco ułatwia
pracę podczas uruchamiania czy przebudowy urządzeń.
Następnie parametry są automatycznie przesyłane do serwera iPar systemu sterowania. Serwer iPar został specjalnie
zdefiniowany pod kątem standardowej wymiany urządzeń
w ramach konserwacji parametryzowalnych komponentów.
W razie wymiany komponentów dla automatyki parametry
przywracane są automatycznie. Unikamy w ten sposób czasochłonnego sprawdzania, czy parametry zostały prawidłowo zapisane w module, a także, czy moduł ma prawidłową
wersję oprogramowania oraz konfigurację. Herrenknecht nie
korzysta na razie z funkcjonalności serwera iPar udostępnianego przez moduły safety WAGO, ponieważ parametry fabryczne są wystarczające dla jego zastosowań, ale ceni sobie
fakt, że w razie potrzeby taka infrastruktura jest do dyspozycji.
„W pierwszym etapie należy wdrożyć funkcje podstawowe.
To zostało przeprowadzone wzorowo. Jeżeli w trakcie użytkowania zaistnieje potrzeba modyfikacji, możliwe, że wykorzystamy funkcjonalność serwera iPar“, twierdzi Harald Jäck.
Koncepcja bezpieczeństwa maszyn do tunelowania firmy
Herrenknecht bazuje na PROFIsafe. Odpowiednie moduły
PROFIsafe WAGO można optymalnie dostosować
do potrzeb konkretnej aplikacji.
Kolejnym decydującym argumentem są bogate możliwości diagnostyczne modułów PROFIsafe WAGO. Są one udostępniane
bezpośrednio do sieci PROFIBUS i PROFINET oraz występują
w formie tekstowej w pliku GSD. Stanowią ważny element pakietu usług zarówno na etapie pierwszego uruchomienia, jak
i eksploatacji. „Do diagnostyki wykorzystujemy wszystkie możliwości, jakie dają moduł I/O. Komunikaty błędu są odczytywane i pokazywane w wizualizacji“, mówi Harald Jäck.
Bezpieczne styki
dzięki zaciskom sprężynowym
Kolejnym atutem WAGO-I/O-SYSTEM 750 jest technika łączeniowa wykorzystująca zacisk CAGE CLAMP®. Połączenia
odporne na wstrząsy i wibracje predystynowane są do zastosowania w trudnych warunkach eksploatacji, a takie występują
przy drążeniu tuneli, gdzie wszystkie komponenty są narażone
na bardzo wysokie obciążenia. „W naszej koronnej dyscyplinie – maszynach do drążenia w kamieniu – niezawodne styki
są sprawą priorytetową. Skrzynki z modułami umieszczone są
w przedniej części głowicy tunelowej – a pomimo to bez zarzutu wytrzymują intensywne wibracje.“ Od około trzech lat Herrenknecht stawia na moduły safety od WAGO. Współpraca ze
specjalistą z Minden w zakresie „utility tunnelling“ trwa już od
2003 roku. Harald Jäck wspomina: „Zaczęło się od separacji
galwanicznej wejść analogowych. Następnym tematem był pomiar drogi przy użyciu specjalnego modułu. W końcu zdecydowaliśmy się w całości postawić na WAGO.“
Tekst: Helmut Börjes, WAGO
Zdjęcia: Herrenknecht
Kwestie bezpieczeństwa dotyczą przede wszystkim konserwacji
i wyłączania awaryjnego: wyłącznika konserwacyjnego
pozwalającego na wyeliminowanie przypadkowego uruchomienia
w trakcie konserwacji oraz wyłącznika awaryjnego, na przykład
do bezpiecznego zatrzymywania agregatu hydraulicznego.
WAGO-I/O-SYSTEM 750 umożliwia zastosowanie obok siebie
modułów standardowych i bezpieczeństwa.
direct przemysł 19
KOPALNIA
POD SPECJALNYM NADZOREM
WAGO-I/O-SYSTEM steruje
ogrzewaniem szybów w kopalni Krupiński
Kopalnia Węgla Kamiennego Krupiński, należąca do
Jastrzębskiej Spółki Węglowej S.A., działa już od ponad
30 lat. O wielkości i możliwościach wydobywczych zakładu świadczą liczby: ponad 420 km wydrążonych wyrobisk korytarzowych, około 2,1 mln ton wydobytego węgla
rocznie i załoga licząca aktualnie ok. 2700 pracowników.
Produkowany tu surowiec to zarówno węgiel energetyczny, jak i tak zwany węgiel gazowo-koksowy.
Aby zwiększyć efektywność wydobycia oraz bezpieczeństwo pracy i ochronę środowiska, podjęto szereg inwestycji
w unowocześnienie sprzętu, technologii i procesów produkcyjnych. Jedną z takich inicjatyw była modernizacja układu
kontroli i sterowania ogrzewania szybów z zastosowaniem
sterowników programowalnych WAGO 750-880.
Odpowiednia temperatura
Szyb kopalniany to jeden z najważniejszych obiektów
w każdej kopalni. Tędy prowadzi droga transportu ludzi,
maszyn, materiałów i urobku. Jest to również trasa magistrali
energetycznych i telekomunikacyjnych oraz kanał wentylacyjny doprowadzający i odprowadzający powietrze do
podziemnych korytarzy. Powietrze wdechowe dostające się
do kopalni poprzez szyby w okresie zimowym musi być podgrzewane tak, aby temperatura wewnątrz była dodatnia, nie
niższa niż 1˚C. Pozwala to uniknąć zagrożenia oblodzeniem elementów i urządzeń szybu. Proces nagrzewania wlotowego powietrza w KWK Krupiński odbywa się poprzez
20 nagrzewnic, wyposażonych w dmuchawy napędzane
silnikami elektrycznymi o mocy kilkunastu kW każdy.
„Do ogrzewania szybów potrzebna jest duża ilość energii
zarówno cieplnej, jak i elektrycznej, a to oczywiście wiążę
się z wysokimi kosztami”, mówi Zdzisław Jaśniewski, sztygar
ds. elektrycznych z oddziału ESz KWK Krupiński. „Dotychczasowy sposób lokalnego sterowania pracą nagrzewnic był na
20
tyle nieekonomiczny i niewygodny w eksploatacji, że zdecydowaliśmy się na automatyzację cyfrową tego procesu”.
„Zanim zaczęły się prace modernizacyjne systemu ogrzewania szybów, wzięliśmy udział w prezentacji produktowej
WAGO”, wspomina Mariusz Rutkowski, pracownik dozoru
elektrycznego z oddziału ESz. „Możliwości sterowników wydały się nam odpowiednie do naszych potrzeb, ale ponieważ
nikt z nas nie miał z nimi doświadczenia, WAGO wypożyczyło nam zestaw testowy: sterownik ethernetowy wraz z osprzętem”. Testy wypadły pozytywnie i prace nad wdrożeniem
ruszyły pełna parą. „Ważne dla nas było to, że na każdym
etapie realizacji mieliśmy pełne wsparcie ze strony WAGO –
szkolenia, konsultacje, doradztwo w zakresie obsługi i programowania, materiały”, dodaje Zdzisław Jaśniewski.
Nagrzewnice pod kontrolą
Sterownikowi WAGO 750-880 przydzielono zadanie sekwencyjnego, automatycznego włączania i wyłączania
Schemat sterowania nagrzewnicami szybu w KWK Krupiński
Sterownikowi WAGO przydzielono zadanie sekwencyjnego,
automatycznego włączania i wyłączania silników napędzających dmuchawy.
(stan równowagi temperatury w szybie i temperatury zadanej). Regulacja ta jest powiązana z temperaturą zewnętrzną,
panującą na powierzchni”, wyjaśnia Zdzisław Jaśniewski.
Sterownik WAGO zabezpiecza również układ przed obniżeniem się temperatury medium zespołów grzewczych (woda
powrotna) poniżej ustalonej temperatury minimalnej, włączając poszczególne dmuchawy oraz zabezpiecza przed
jednoczesnym załączeniem napędów przy powrocie (po zaniku) napięcia zasilającego lub sterowniczego. Po otrzymaniu sygnału sterownik wyłącza wszystkie napędy i realizuje
ponownie sekwencyjny, bezpieczny rozruch.
„Zaprogramowaliśmy dodatkowe funkcje sterowania, które były
niemożliwe przy sterowaniu analogowym”, mówi Zdzisław
Jaśniewski. „Ogrzewanie szybów przebiega teraz w sposób
kontrolowany, zapewniając bezpieczeństwo pracy i jednocześnie zmniejszając koszty eksploatacji”.
Zdalny nadzór i wizualizacja online
Proces nagrzewania wlotowego powietrza w KWK Krupiński
odbywa sie poprzez 20 nagrzewnic.
silników napędzających dmuchawy w zależności od panujących warunków zewnętrznych i parametrów medium
zasilającego. „Pomiaru temperatury w szybie dokonuje się
za pomocą czujnika temperatury zabudowanego na głębokości minimum 50 m poniżej zrębu. W zależności od temperatury powietrza w szybie sygnał wyjściowy z czujnika
temperatury ustawia sterownik WAGO w odpowiedni tryb
pracy: dodawanie silników nagrzewnic szybowych, wycofywanie silników nagrzewnic szybowych lub praca ustalona
Swobodnie programowalne sterowniki WAGO 750 wraz
z modułami I/O zostały zintegrowane ze strukturami informatycznymi i służą jako łączniki między danymi procesowymi
w czasie rzeczywistym a aplikacjami IT. Dzięki temu służby
techniczne mają stały dozór nad pracą silników nagrzewnic.
Dodatkowo zaprojektowano zdalną kontrolę pracy systemu
sterowania nagrzewnicami, dostępną poprzez przeglądarkę internetową dzięki wewnętrznym serwerom WWW znajdującym się w sterownikach WAGO. Program sterowników
archiwizuje wybrane parametry pracy nagrzewnic w pamięci nieulotnej – karta SD (sterowniki posiadają plombowane
gniazdo) oraz umożliwia zdalny dostęp do danych przy pomocy ftp klienta.
Tekst: Zbigniew Dreja, WAGO ELWAG
direct przemysł 21
SYSTEM KLASY MES
WSPIERA PRODUKCJĘ W WAGO
Opracowany przez WAGO system odczytywania danych o stanie pracy
urządzeń umożliwia dostęp do globalnej sieci maszyn produkcyjnych.
Zagadnienia związane z zarządzaniem produkcją są dla
WAGO istotne z co najmniej dwóch powodów. Po pierwsze:
od lat w naszej ofercie znajdują się niezwykle efektywne
sterowniki i moduły I/O doskonale nadające się do monitorowania stanu urządzeń. Po drugie: jesteśmy przecież
wielkoseryjnym producentem komponentów wysokiej jakości. Dążąc do stałego usprawnienia własnych procesów
produkcyjnych możemy dzielić się z naszymi klientami zdobytym doświadczeniem w zakresie wdrażania systemu zarządzania produkcją (MES).
„If you can’t measure it, you can’t manage it”, mawiał Peter
Drucker, amerykański autorytet w dziedzinie zarządzania.
Dla wielu producentów jest to zazwyczaj punkt wyjścia do
rozważań nad instalacją systemów MES. Brak przejrzystej
informacji o stanie maszyn, niejasne przyczyny zakłóceń,
niewystarczające dane do decyzji o koniecznych inwestycjach, ręcznie rejestrowane informacje, spóźnione raporty
składające się na reaktywne, a nie zaplanowane i przejrzyste działania, były przyczyną rozpoczęcia prac nad wdrożeniem systemu MES w zakładach WAGO w 2005 roku.
Od tego czasu rozwinęliśmy własny system zainstalowany
w pięciu zakładach produkcyjnych, w różnych krajach, obejmujący online ponad 1000 maszyn, takich jak wtryskarki,
wykrawarki, wytłaczarki, automaty montażowe, obrabiarki
i drukarki przemysłowe.
WAGO wdrożyło system MES w pięciu zakładach produkcyjnych.
22
Proces produkcyjny bez tajemnic
Dane zbierane są przez wystandaryzowane węzły ze sterownikami ethernetowym 750-880, modułami WAGOI/O-SYSTEM i specjalnie do tego przygotowanym oprogramowaniem. Każda maszyna podłączana jest poprzez
specjalny kabel do dwóch modułów: dwukanałowego modułu wejść dwustanowych 750-400 i modułu licznikowego
750-404/000-005. Praktycznie każda maszyna pozwala
na wyselekcjonowanie w systemie sterowania sygnałów,
które po podłączeniu do wspomnianych modułów pozwalają zidentyfikować aktualny tryb pracy oraz liczbę detali
(produktów) uznawanych za prawidłowe lub błędne. Dekretowania stanu maszyny dokonuje operatorka na własnym
terminalu. Dzięki temu, na różnych stopniach zarządzania
pracą maszyn i przebiegiem procesu, obserwujemy czasy
cyklu, zakłóceń, postojów przezbrojeń. Zbieramy informacje
o ilościach wyprodukowanych i brakach, obserwujemy zużycie materiałów i energii oraz przebiegi do kolejnych konserwacji. Ponad sto węzłów dostarcza dane z ponad 1000
maszyn do naszego systemu planowania produkcji, dziennych i tygodniowych raportów. Pozwala to na świadome
podejmowanie decyzji inwestycyjnych oraz optymalizację,
dotyczącą modyfikacji form i narzędzi. Dzięki pracy w sieci ethernetowej sterowników WAGO integracja z istniejącą
siecią biurową czy fabryczną nie stanowi problemu, a zapis
danych w bazie MS-SQL Express i MySQL jest punktem wyjścia do stworzenia wygodnych wizualizacji, co sprawia, że
dostęp do współczynników, takich jak stopień wykorzystania maszyn, wydajność maszyn, jakość produkcji czy OEE
(overall equipment effectiveness) jest szybki i prosty.
WAGO na własne potrzeby rozwinęło swój software, pozwalający przekształcić zbierane z maszyn dane w przyjazną informację zarządczą. Jednocześnie rozwiązania
sprzętowe WAGO w postaci wystandaryzowanych węzłów
I/O doskonale wspierają software wielu dostawców specjalizujących się w oprogramowaniu MES. Zamiast sterownika
ethernetowego można zastosować sterownik do sieci Profibus, Profinet, CAN czy DeviceNet bez konieczności modyfikacji samego węzła, co czyni z systemu WAGO jeszcze
bardziej elastyczne narzędzie.
Zdalna parametryzacja maszyn
Sterowniki ethernetowe WAGO pozwalają wejść w świat
MES przy minimalnych nakładach – rolę panelu operatora
może pełnić strona WWW sterownika. W ten sam sposób
można udostępniać parametry opisujące proces produkcyjny. Sam sterownik pozwala na zgromadzenie znacznej ilości
danych w plikach na karcie SD, które mogą być importowane przez sieć, np. do arkuszy kalkulacyjnych.
Ponieważ możliwości sterowników znacznie wykraczają
poza czyste zbieranie danych, postanowiliśmy w swoich
Sterowniki ethernetowe wraz z modułami I/O zbierają dane
i zarządzają pracą maszyn.
zakładach dodać możliwość zdalnej parametryzacji maszyn. Dzięki możliwościom identyfikacji operatora i ustaleniu poziomów dostępu do regulacji parametrów urządzeń
jesteśmy pewni, że poszczególne nastawy wykonuje uprawniony personel. Integracja funkcji monitorowania z funkcjami
parametryzowania to duży krok w kierunku automatyzacji
procesów, która oznacza oszczędność czasu i zwiększenie
konkurencyjności.
Controlling w obszarze produkcji
Tekst: Michał Kownacki, WAGO ELWAG
direct przemysł 23
WAGO ELWAG sp. z o.o.
ul. Piękna 58a
50-506 Wrocław
telefon: 71 360 29 70
fax: 71 360 29 99
e-mail: [email protected]
www.wago.com
WAGOdirect przemysł 1/2014
Odpowiedzialny za treść:
Jacek Woźniak
Wykorzystanie zawartych w biuletynie
informacji technicznych jest możliwe
bezpłatnie, z powołaniem na źródło.
0888-0814/0000-0439 • WAGOdirect przemysł • PL • 1/2014
Biuro handlowe
ul. Powązkowska 15
01-797 Warszawa
telefon: 22 331 88 00
fax: 22 331 88 01