Sygnalizatory przemysłowe

Pełnią ważne funkcje związane z bezpieczeństwem procesów produkcyjnych, a ich stosowanie w maszynach i instalacjach, zgodnie z tzw. dyrektywą maszynową, jest obowiązkowe. Sygnalizatory w przemyśle są wykorzystywane m.in. w urządzeniach przeznaczonych do produkcji, obróbki, a także transportu materiałów. Służą do ostrzegania operatorów maszyn przed nieprawidłowościami na linii produkcyjnej. Przedstawiamy wybrane rozwiązania dostępne na rynku.

Urządzenia sygnalizacyjne, do których zaliczają się m.in. wieże sygnalizacyjne i sygnalizatory ostrzegawcze, są w przemyśle stosowane powszechnie. Sygnalizatory optyczne i akustyczne to podstawa bezpieczeństwa współczesnych procesów produkcyjnych. Służą do sygnalizacji statusu pracy maszyny oraz do informowania o pojawieniu się jakiegoś zagrożenia. Są bardzo proste zarówno w instalacji, jak i w podłączeniu i sterowaniu. 

W ostatnich latach do dziedziny sygnalizacji, podobnie jak w całej rzeczywistości produkcyjnej, coraz częściej wkraczają nowe technologie, które mają odpowiadać na zapotrzebowanie związane z koncepcją Przemysłu 4.0. Producenci tworzą więc coraz to nowocześniejsze konstrukcje sygnalizatorów, proponując nowe kształty obudów oraz nowe funkcjonalności.

W przemyśle sygnalizatory znajdują różnorodne zastosowanie. – Wykorzystywane są do informowania o stanie pracy, awarii maszyn, podczas startu suwnic, przenośników taśmowych, wind towarowych, poruszania się pojazdów, w alarmach przeciwpożarowych, morskich itp. – stwierdza Mariusz Szablowski, Product Manager w firmie OEM Automatic. – Sygnalizatory, ewoluujące od prostego wskazania o zatrzymaniu/pracy maszyny, coraz częściej stają się ważnym elementem konstrukcji maszyny, zwiększającym bezpieczeństwo i wydajność pracy.

Informują, ostrzegają i alarmują

Sygnalizatory można podzielić na optyczne, akustyczne i optyczno-akustyczne. W przemyśle urządzenia te mogą pełnić funkcje: wskazywania (informowania), ostrzegania lub alarmowania. 

Jak wyjaśnia Michał Gawęcki, Product Manager w firmie ASTAT, funkcja wskazywania polega na informowaniu operatora maszyny oraz osób znajdujących się w pobliżu o statusie maszyny lub procesu produkcyjnego. Do tej funkcji najczęściej używane są wieże sygnalizacyjne (zwane też kolumnami sygnalizacyjnymi), które mogą się składać z jednego lub kilku modułów świetlnych (może też dodatkowo występować moduł akustyczny). Moduły świetlne dostępne są w różnych kolorach i można im przypisać różne znaczenia, w zależności od potrzeb. Dość często używane są też większe, wolno stojące, tzw. koguty sygnalizacyjne. 

Funkcja ostrzegawcza sygnalizatorów realizowana jest wtedy, gdy określone parametry procesu produkcyjnego znajdują się poza ustalonym, normalnym zakresem, ale pozostają jeszcze w akceptowalnym zakresie błędu. W takim wypadku, jeżeli nie zostaną podjęte odpowiednie działania, mogą wystąpić sytuacje niebezpieczne. Gdy sygnalizatory działają w tym trybie, należy zachować ostrożność. Do realizacji takich funkcji ostrzegawczych najczęściej używane są lampy ze światłem błyskowym (palnik Xenon) lub migającym (światło LED). W celu wzmocnienia funkcji ostrzegania dodatkowo stosuje się je razem z sygnalizatorami akustycznymi. 

Gdy istnieje zagrożenie dla zdrowia i życia ludzkiego, zagrożenie dla środowiska lub zostały przekroczone wartości graniczne w zakładzie produkcyjnym, sygnalizatory pełnią funkcję alarmową. Ze względu na tak istotną funkcję muszą się one wyróżniać, dlatego też najczęściej stosuje się lampy ze światłem błyskowym (palnik Xenon) lub światło obrotowe. W odróżnieniu od sygnalizatorów ostrzegawczych zawsze używa się ich wraz z sygnalizacją akustyczną.

Co należy brać pod uwagę, wybierając sygnalizatory przemysłowe?

Wybierając sygnalizatory, należy dokładnie przeanalizować wymagania własnej aplikacji. Dobór sygnalizatora do konkretnego zastosowania zwykle zależy bowiem od kilku czynników: wielkości obszaru, w którym ma być słyszany, natężenia hałasu występującego w danym otoczeniu, typu i natężenia dźwięku oraz czasu trwania sygnału w przypadku sygnalizatorów dźwiękowych, natężenia, rodzaju i koloru światła w przypadku sygnalizatorów świetlnych. Należy również zwrócić uwagę na stopień ochrony urządzeń, występowanie w aplikacji takich czynników, jak wibracje czy strefa zagrożenia wybuchem, oraz na wymagane certyfikaty.

Przed ostatecznym wyborem sygnalizatora należy również upewnić się, że taki sam lub podobny typ sygnalizacji nie jest używany w danym otoczeniu do innych zastosowań.

Przegląd oferty rynkowej

Co oferują w zakresie sygnalizatorów przemysłowych firmy działające na polskim rynku?

Firma ASTAT ma w swojej ofercie urządzenia sygnalizacyjne różnych producentów. Są to m.in. kolumny sygnalizacyjne stosowane głównie przy maszynach i liniach produkcyjnych, gdzie panują warunki przemysłowe, także do stref zagrożenia wybuchem Ex lub do stosowania w pomieszczeniach tzw. czystych, z certyfikatem EHEDG. Lampy sygnalizacyjne, zwane kogutami sygnalizacyjnymi, dostępne są ze światłami stałymi, migającymi, obrotowymi LED, ze zwierciadłami oraz ze światłami błyskowymi Xenon. W zależności od wymagań, od aplikacji lub obszaru montażu w zakładach produkcyjnych, w ofercie dostępne są sygnalizatory z różnymi certyfikatami, jak CNBOP, SIL, VDS, Ex, GL, MED. Sygnalizatory akustyczne mają różny stopień natężenia dźwięku – od 67 dB do 130 dB, jak również ilość generowanych dźwięków: od jednotonowych buczków po 80-tonowe syreny z różnymi wymaganymi certyfikatami. Bogata jest również oferta sygnalizatorów optyczno-akustycznych, czyli połączenia lamp sygnalizacyjnych (z różnymi trybami światła) z sygnalizatorami akustycznymi.

– W ofercie Automatechu najbardziej popularne sygnalizatory to te firmy Pfannenberg, z którą współpracujemy od wielu lat, oraz sygnalizatory firmy Siemens – mówi Katarzyna Czyżewska, kierownik projektu w firmie Automatech. – Są to produkty zazwyczaj dostępne w naszym magazynie od ręki. Jesteśmy w stanie również sprowadzić na specjalne zamówienie produkty takich firm, jak WERMA, Eaton, OMRON. W naszych aplikacjach często używamy produktów firmy Pfannenberg, np. sygnalizacji dźwiękowej serii DS10/DS5, która sprawdza się w dużych zakładach produkcyjnych, gdzie zatrzymanie maszyny wymaga natychmiastowej reakcji. 

Sygnalizator, który osiąga maksymalny poziom głośności 114 dB (DS10) i 104 dB (DS5), pozwala operatorowi szybko zareagować na złą pracę na linii produkcyjnej. W najbardziej wymagających warunkach, gdy głośność maszyny przewyższa głośność sygnalizatora, stosowane są serie sygnalizacji dźwiękowo-świetlnych SON4 lub PAX 5-05/PAX 5-10. Sygnalizatory te mogą zarówno używać wbudowanych dźwięków, jak i światła, które ma 5 J/10 J energii błysku. 

Do najczęściej używanych sygnalizatorów należą: seria BR50 firmy Pfannenberg oraz 8WD4 marki Siemens – jest to wieża świetlna, którą klient może rozbudowywać według własnej potrzeby, łącząc ją w kilka kolorów odpowiadających różnym funkcjom. Każdy z tych kolorów jest zaprogramowany na życzenie klienta i monitoruje pracę maszyny według jego specyfikacji. Zaletą wież świetlnych jest to, że zajmują mało miejsca i mogą być zamontowane np. przy pulpicie operatora. Można je również rozbudować o moduł dźwiękowy, który osiąga głośność nawet 80 dB.

Firma Dacpol dystrybuuje m.in. produkty japońskiej marki Patlite. W ramach koncepcji Przemysłu 4.0 Patlite wprowadziło kilka nowych produktów sygnalizacyjnych. Pierwszą nowością jest wieża sygnalizacyjna z interfejsem USB. Może być stosowana przy stanowiskach operatorskich z dostępem do komputera PC lub panelu HMI. Dzięki połączeniu wieży sygnalizacyjnej z komputerem poprzez złącze USB nie wymaga dodatkowego zasilania zewnętrznego. Wieża serii LR6-
-USB jest kompatybilna z systemami Windows i Linux, oprogramowanie jest bezpłatne, a interfejs USB umożliwia wysyłanie informacji o błędzie bez użycia sterownika USB. 

Kolejnym wartym uwagi rozwiązaniem zaprezentowanym ostatnio przez firmę Patlite jest system bezprzewodowej transmisji danych – system WD. Jest to dodatek oferowany w ramach technologii Przemysłowego Internetu Rzeczy (Industrial Internet of Things – IIoT) do standardowych wież sygnalizacyjnych serii LR5 (średnica 50 mm) i LR6 (średnica 60 mm), składający się z nadajnika (WDT, montowany jest na wieży sygnalizacyjnej) i odbiornika (WDR, który podłącza się do komputera). Pozwala on wieży sygnalizacyjnej na bezprzewodowe przesyłanie i odbieranie zmian statusu maszyny, na której jest ona zamontowana, do komputera w czasie rzeczywistym w celu monitorowania i pogłębionej analizy pracy maszyny, długości przestojów i awarii. Rozwiązanie to pozwala na identyfikowanie tzw. wąskich gardeł w produkcji, zwiększenie kontroli i optymalizowanie wydajności, a tym samym poprawę ogólnej efektywności urządzeń zainstalowanych w zakładzie produkcyjnym. 

Najnowszym produktem firmy Patlite jest wieża sygnalizacyjna LR6-IL z komunikacją w standardzie IO-Link, która wizualizuje informację z czujnika poprzez komunikację z czujnikami i urządzeniami wykonawczymi. Sygnalizację optyczną można skonfigurować, wybierając moduły optyczne LED do pięciu kolorów lub jeden moduł wielokolorowy Multi-Color LED. Do wieży można dodać moduł dźwiękowy o natężeniu dźwięku do 84 dB, z możliwością wyboru jednego z czterech dźwięków o różnych częstotliwościach.

Podobnym urządzeniem jest sygnalizator ostrzegawczy z komunikacją IO-Link serii NE-IL. Występuje on w wersji multikolorowej, co oznacza, że może generować sygnał świetlny w siedmiu różnych kolorach (czerwonym, pomarańczowym, zielonym, niebieskim, przeźroczystym, fioletowym i błękitnym). Klosz sygnalizatora jest matowy, dzięki czemu światło jest równomiernie emitowane, występuje w wersji z sygnalizacją dźwiękową (NE-ILNB), z sygnalizacją dźwiękową i czujnikiem dotykowym – przyciskiem (NE-ILTB) oraz z sygnalizacją dźwiękową, czujnikiem dotykowym i dodatkowym wejściem analogowo-cyfrowym (NE-ILXB), służącym do połączenia z urządzeniami, które nie są kompatybilne z protokołem IO-Link. Pojemnościowy czujnik dotykowy umożliwia potwierdzenie w czasie rzeczywistym nieprawidłowości w sprzęcie, co ułatwia operatorom natychmiastową naprawę lub wykonanie określonej czynności przy maszynie, a tym samym ogranicza powstawanie „wąskich gardeł” i przestojów. Natężenie generowanego dźwięku jest na poziomie 88 dB, natomiast stopień szczelności to IP65, przycisk dotykowy jest wodoodporny i można go naciskać mokrą dłonią lub w mokrej rękawicy. Wszystko to pozwala na zastosowanie sygnalizatora w trudnych warunkach środowiskowych. 

Firma OEM Automatic wśród produktów sygnalizacyjnych oferuje kolumny sygnalizacyjne, lampy ostrzegawcze, sygnalizatory dźwiękowe (buczki, syreny, elektroniczne generatory dźwięku), sygnalizatory świetlno-dźwiękowe oraz sygnalizatory do stref zagrożenia wybuchem. – Na szczególną uwagę zasługują kolumny PC7 firmy Auera, które charakteryzują się do sześciu razy większym poziomem jasności niż porównywalne kolumny dostępne na rynku – wyjaśnia Mariusz Szablowski, Product Manager w firmie OEM Automatic.  

Firma Schneider Electric ma w swojej ofercie kolumny świetlne, syreny obrotowe i sygnalizatory dźwiękowe. Nowością są produkty z rodziny Harmony XVR3 o średnicy 100 mm z wstępnie okablowanymi sygnalizatorami obrotowymi/migającymi, mające wiele wzorów oświetlenia w unikalnym stylu. Rozwiązania te są zgodne z normą IEC oraz oznakowaniem CE i CCC. Za pomocą jednego przełącznika można wybrać spośród 4 kolorów z 10 wzorami światła. Produkty są wyposażone w bezsilnikową diodę LED z widocznością 360°. Ich głośność jest regulowana. Istnieje możliwość ich montażu w różnych pozycjach: stojącej, bocznej i odwróconej, a także możliwość okablowania prostego i kątowego. Jak zapewnia producent, zaletami Harmony XVR3 są m.in.: prosta integracja z aplikacjami klienta, uniwersalny rozmiar, uproszczona instalacja (produkty są wstępnie okablowane i zmontowane) i łatwa konserwacja.

Podsumowanie

Sądząc po tym, jak często na rynku pojawiają się nowości w zakresie sygnalizacji przemysłowej, śmiało można stwierdzić, że producenci nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa. Nowoczesne sygnalizatory są przede wszystkim energooszczędne i potrafią pełnić kilka funkcji jednocześnie. Najważniejsze jednak, że urządzenia te, obok realizacji funkcji związanych z bezpieczeństwem użytkowania maszyn i urządzeń, pomagają również w walce ze wspomnianymi tzw. wąskimi gardłami, awariami i przestojami na liniach produkcyjnych, co sprawia, że są bardzo ważnym elementem wsparcia diagnostyki dla działów utrzymania ruchu. 

Anna Strożek – dziennikarka i redaktorka od wielu lat współpracująca z prasą branżową. Interesuje się nowymi technologiami i praktyczną realizacją koncepcji Przemysłu 4.0.