Устройства за индустриална сигнализация

• Индустриалните сигнални устройства известяват персонала чрез визуална или звукова индикация за обичайни или извънредни събития, като стартиране, спиране или неизправна работа на съответната машина
  
  
• Навременното сработване може да осигури няколко критични минути или дори секунди на служителите, за да предприемат необходимите аварийни действия
  
  
• Навлизането на Industry 4.0 технологиите в сегмента на устройствата за промишлена сигнализация води до значителна трансформация на пазара на такова оборудване

Известяването на операторите за състоянието на машините и извеждането на незабавни предупреждения при грешки, повреди или аварии в технологичните линии е задължителна функция на съвременните автоматизирани системи в производството, логистиката, строителството, транспорта, ХВП, химическия и фармацевтичния отрасъл, енергийния сектор, нефтено-газовата, миннодобивната промишленост и други сфери на индустрията. За целта се използва богато разнообразие от сигнални устройства, които чрез визуална или звукова индикация известяват отговорните служители и персонала в близост при обичайни или извънредни събития, като стартиране, спиране или неизправна работа на наблюдаваното оборудване. Така тези системи гарантират сигурността на хората и нематериалните активи в обекта, както и безпроблемното протичане на технологичните процеси.

Функционални и конструктивни специфики

Внедряването на устройства и цялостни системи за сигнализация при различни рискове и инциденти в индустрията е залегнало в редица национални и международни нормативни актове и стандарти за трудова безопасност. Тези системи играят ключова роля за предпазване на работниците и предотвратяване на аварийни ситуации, които могат да доведат до сериозни злополуки, кризи и дори екологични катастрофи. Сред основните предизвикателства при внедряването на такива решения са високите изисквания за надеждност и отказоустойчивост, незабавна реакция и интеграция с други системи за управление на производствените и технологичните процеси. Колкото по-бързо реагира дадено устройство за сигнализация, толкова повече се увеличава вероятността за предотвратяване на инциденти и намаляване на рисковете за здравето и безопасността на работниците. Навременната реакция може да осигури няколко критични минути или дори секунди за осъществяване на необходимите аварийни действия, като евакуация или прекратяване на опасния процес/изключване на опасната машина, което да намали щетите върху оборудването, работната и околната среда. С цел гарантиране на максимално бърза реакция е необходимо системата да бъде проектирана с висока чувствителност и точност при оценка на опасността, минимален риск от фалшиво сработване и минимално забавяне на сигнала. Това е особено важно в индустрии с висока степен на опасност от трудови злополуки.

Системите за индустриална сигнализация трябва да бъдат проектирани с висока устойчивост към тежки и агресивни работни условия, включително към екстремни температури, висока влажност, прах, удари, вибрации, химикали, корозивни субстанции и експлозивни атмосфери. В хигиенни среди и приложения тези устройства трябва да издържат и на интензивно почистване и дезинфекция. Всичко това налага използването на специализирани материали за корпусите на устройствата, които да им осигурят достатъчна защита срещу външни влияния, както и проектирането им с висока степен на IP защита. Компонентите на тези системи трябва да бъдат подбрани така, че да осигуряват максимална надеждност и дълъг експлоатационен живот, дори при интензивна употреба и неблагоприятна експлоатационна среда.

Дизайнът трябва да предполага и лесна интеграция с други автоматизирани системи за мониторинг и управление, като същевременно гарантира бърза и ясна визуална или звукова сигнализация при възникване на опасност.

Конфигуриране и управление

Основната функция на решенията за индустриална сигнализация е свързана с предаване на прости и универсално разпознаваеми послания чрез оптични, светлинни или комбинирани сигнали, например призиви за внимание, опасност, необходимост от евакуация, повреда, превишаване на допустимите стойности на критични работни параметри, изтичане на газ или друга опасна субстанция и т. н Широко използвани в съвременното производство и промишленост са: аварийни (строб) и предупредителни лампи и светлини, маяци, сигнални кули (колонки), сирени, звънци, аларми, тонколони, говорители, рупори (хорни), комбинирани аудиовизуални сигнализатори и др. Към конвенционалните и използвани от десетилетия в практиката устройства през последните години се присъединяват и решения, базирани на различни иновации, като светодиодни, безжични технологии и т. н.

Всички тези системи обаче са ефективни, само ако са достатъчно ярки и лесно забележими, достатъчно силни, за да бъдат чути (без обаче да представляват опасност за слуха) или достатъчно близо, за да бъдат регистрирани от персонала. В шумните, често задимени, запрашени или замърсени промишлени среди това нерядко може да бъде предизвикателство. Ето защо действието на устройствата за индустриална сигнализация обикновено е ограничено до зоната на непосредствена потенциална опасност вследствие на дадено прогнозируемо рисково събитие или инцидент, като при необходимост броят им се увеличава според площта/обема на зоната, която трябва да бъде обезопасена. Настройката им, например за ниво на силата на звука или светлината, интензитет на мигане или честота на звуковите предупреждения, обикновено се прави индивидуално – според типичните стойности на шума и светлинния поток и максимално допустимите безопасни нива (най-често в децибели/лумени). За максимална ефективност е препоръчително да се вземат предвид следните фактори: обичайни местоположения (работни места) на застрашените от потенциален инцидент служители; големина (по площ и обем) на зоната, в която типично се придвижват; възможност работниците в този момент да носят лични предпазни средства, като антифони или затъмнени маски и очила; покритие на сигнала при дадено ниво на сила и др.

Аналоговото управление при индустриалните устройства за сигнализация залага на променливи електрически стойности, като напрежение или съпротивление, за активиране. Промяната в стойностите на тези параметри над даден праг задейства съответния светлинен или звуков сигнал, индикиращ опасно състояние на системата. Аналоговият контрол е традиционен метод, широко използван при по-старите индустриални решения.

Цифровото управление, което все повече се налага през последните години в индустриалната автоматизация и електроника, използва нискотокови сигнали, най-често с две логически нива (за високо и ниско напрежение), за да активира основните функции на устройството. Този метод е по-съвременен и предлага по-висока точност и надеждност. Дигитално управляемите сигнални устройства са по-лесни за интегриране в цялостни решения за автоматизация, тъй като предлагат широка оперативна съвместимост, включително с популярните индустриални контролери, както и с IoT платформи. Това ги прави предпочитан избор за нови обекти и инсталации, в които се изискват безкомпромисна надеждност и възможности за отдалечено управление.

Основни типове сигнални устройства

Системите за звукова сигнализация се използват в индустриални приложения, в които оптични или визуални индикатори за опасност биха били непрактични или недостатъчни. Те могат да включват едно или повече устройства за звуково известяване, разположени в ключови точки на опасната зона или обект. Предлагат се с различни размери, мощност и монтажни опции, като някои модели позволяват и настройка на различни звукови сигнали (със съответния интензитет, сила и модулация) в случай на различни събития. Сигналът може да бъде прекъснат или непрекъснат, звуково наподобяващ сирена, звънец и т. н. Обикновено звукът при устройствата за обща употреба е със сила до около 90 dB, докато в индустриални халета и други големи промишлени обекти може да достига 130 dB.

При избор на система за аудиосигнализация се вземат предвид не само използваният метод, силата и интензитетът на звука, но и IP рейтингът на устройството и издръжливостта му на агресивни експлоатационни условия, като екстремни температури или експлозивни/корозивни атмосфери. Други важни параметри са захранващото напрежение и консумацията на електроенергия.

Оптичните или визуални сигнални устройства могат да се използват самостоятелно или в комбинация със звукови системи. Основната им задача е да произведат лесно забележима предупредителна индикация за потенциален или настъпил проблем. Най-популярни в сегмента са аварийните лампи и сигналните колонки/кули.

Принципът им на работа е относително прост, като за изпълнение на основната им функция е необходим единствено достатъчно мощен светлоизточник. Използваните масово в миналото халогенни, ксенонови лампи или такива с нажежаема жичка в съвременните приложения все по-често биват заменяни от LED индикатори. Пазарът предлага богато разнообразие от цветове, диаметри, монтажни технологии, функции и светлинни ефекти – например режими с непрекъсната или примигваща светлина, лампи с въртяща се конзола и т. н.

При сигналните колони се срещат както предварително конфигурирани моноблок варианти с дефиниран брой и цвят на отделните оптични елементи, така и модулни системи, които могат да бъдат персонализирани според изискванията на приложението. Сигналните кули могат да бъдат монтирани в различни точки на автоматизираната машина или линия, като основно изискване е да бъдат лесно видими от работните места на всички служители в опасната зона. При избор на решение е добре отново да се отчетат степента на IP защита, диапазонът на работната температура, електротехническите параметри и опциите за монтаж.

Комбинирането на звукови и светлинни устройства в хибридни аудиовизуални системи за индустриална сигнализация значително увеличава шансовете предупредителният сигнал да бъде чут или забелязан и да достигне до персонала. Тези решения подлежат на детайлно персонализиране на типа, броя и параметрите на интегрираните устройства, за да се гарантира максимална ефективност. Комбинираните системи традиционно са оборудвани с отделни преобразуватели (обикновено пиезокерамични), които позволяват независимо предаване на звуковите и визуални сигнали.

Тенденции и иновации

Навлизането на Industry 4.0 технологиите в сегмента на устройствата за промишлена сигнализация води до значителна трансформация на пазара на такова оборудване. Основните тенденции са свързани с интеграцията на иновации, като IoT, инструменти за събиране, обработка и анализ на големи обеми от данни, облачни изчисления, средства за повишаване на степента на автоматизация и умна функционалност. Днес устройствата за сигнализация все по-често се разглеждат като елементи от цялостни, високоавтоматизирани и интелигентни производствени системи.

С развитието в сегмента средствата за индустриална сигнализация стават все по-свързани и адаптивни, с възможности да обменят данни с други промишлени устройства и системи за управление в реално време. Това позволява по-задълбочен мониторинг на производствените и технологичните процеси и дори прогнозиране на потенциални аварии и инциденти. Въз основа на моделите в поведението на наблюдаваната машина или оборудване при различни условия, които чрез усъвършенстван софтуер платформата за мониторинг идентифицира, тя може да предвиди развоя на събитията в даден сценарий и предварително да извести персонала за предстояща опасност. С помощта на изкуствен интелект и алгоритми за прогнозно наблюдение най-усъвършенстваните решения за индустриална сигнализация в наши дни могат да се самообучават и адаптират към производствената динамика и дори да предотвратяват събития, чието настъпване в миналото е било възможно единствено да известяват пост фактум.

Чрез интеграция с платформи за управление и анализ на данни модерните устройства за индустриална сигнализация са способни да предоставят по-детайлна информация за състоянието на машините и процесите, което позволява вземане на по-бързи и информирани решения. Устройствата могат да бъдат управлявани дистанционно – чрез облачни платформи, което увеличава гъвкавостта и намалява необходимостта от физическо присъствие на място.

Превес при системите от ново поколение вземат лесните за интегриране в цялостни решения устройства, с универсални интерфейси и съвместими с най-популярните комуникационни стандарти, които могат на модулен принцип да бъдат подменяни, а системите – мащабирани. Безжичните устройства решават традиционен проблем в индустриалните обекти, свързан с окабеляването при инсталация и необходимостта от защита на проводниците и кабелните връзки с цел гарантиране на максимална експлоатационна готовност и отказоустойчивост. На пазара на аварийни и предупредителни лампи доминират светодиодните технологии, които осигуряват комбинация от много по-дълъг сервизен живот, по-висока енергийна ефективност и по-ниски изисквания за поддръжка в сравнение с конвенционалните варианти.