Кнопки и переключатели сохраняют конкурентоспособность в качестве средств управления

кнопки и переключатели

В наши дни при словах „интерфейс оператора” в воображении возникают многочисленные сенсорные экраны, цветные графические устройства, диспетчерская с кондиционером, а также разветвленные технологические линии. Хотя программные системы управления, представляющие последние достижения в технологии HMI (человеко-машинного интерфейса), получают все большее применение как в новых установках, так и при модернизации старых систем, они еще не стали преобладающими в автоматизации и управлении производством.

Традиционные панели управления, имеющие простую исходную конструкцию электрического интерфейса оператора (кнопки, переключатели и контрольные индикаторы), до сих пор еще связывают оператора с процессом производства на многих, если не сказать на большинстве предприятий. Судя по ответам, полученным при опросе, проведенном в декабре 2004 года журналом Control Engineering и Reed Research Group, прогресс в технологии кнопок и переключателей все еще интересует опрошенных специалистов, занимающихся системами управления.

 

Факторы, влияющие на выбор решения о покупке кнопок и переключателей

В процессе опроса по электронной почте и через Интернет подписчикам задавались вопросы об их предпочтениях в отношении кнопок и переключателей, причем речь шла как о технологических аспектах, так и о структуре покупок. Результаты опроса получены на основе 201 ответа компетентных специалистов, занимающихся определением технических требований, рекомендациями или закупкой таких изделий.

 

Устройства для каждого

Поскольку кнопки и переключатели используются в самых разных областях, они превратились в устройства для каждого. Они выпускаются в разнообразной цветовой гамме, изготавливаются из разных материалов, имеют разные размеры и большой диапазон мощности. Такие устройства могут иметь или не иметь подсветку, выдерживать тяжелые условия окружающей среды и значительные воздействия радио- или электромагнитных помех (RFI/EMI), а также могут обеспечивать безопасность „лицевой панели” по классу I, Div. 1 и 2, и обладают заранее заданными характеристики безопасности. Помогут ли такие возможности предотвратить вторжение сенсорных экранов и других панелей интерфейса оператора в области, занятые сейчас кнопками управления? Поживем – увидим.

При опросе 65% респондентов сообщили о замене кнопок управления на сенсорные экраны и другие устройства интерфейса оператора (OI). 9% планируют сделать это в течение последующих 12 месяцев. Оставшиеся (25%) ответили, что не имеют планов замены кнопок или переключателей на устройства интерфейса оператора других типов. Предвещает ли это окончание эры кнопок в схемах управления в том виде, в котором мы их знаем?

„На этот вопрос можно уверенно дать отрицательный ответ и подобная замена заведомо не будет полной”, – так считает Майк Шулим, главный технический инспектор компании DST Controls (www.dstcontrols.com), системного интегратора, специализирующегося в производстве лекарственных препаратов, в системах критического уровня безопасности, мониторинге и управлении электрическими подстанциями. По его мнению, в устройствах с ручным управлением и небольшим числом входов и выходов в обозримом будущем будут применяться кнопки, переключатели и сигнальные индикаторы. Реальным вопросом для изготовителей кнопок мог бы стать вопрос о том, как долго еще устройства с одним входом и выходом будут иметь механические (а не полупроводниковые) внутренние рабочие органы?

Шулим отмечает, что база установленных кнопочных устройств управления размывается. „Даже сейчас в случае, когда системе управления требуется больше 5 – 6 входов или устройств индикации, системотехники могут определить технические требования для применения сенсорных экранов в большинстве, если не во всех случаях. Промышленные сенсорные экраны стали относительно дешевыми, надежными и компактными”.

При выборе типа входных устройств следует учитывать несколько факторов. „К таким факторам относятся предпочтения пользователей, стандарты и правила, эргономика, размер доступного пространства на панели, специфические требования эксплуатации (неблагоприятные условия окружающей среды предусматривают использование более крупных и надежных устройств, масштабируемость, вопросы обслуживания) и установленная стоимость”, – добавляет Шулим.

Франк Грэнинжер, главный инженер Rockwell Automation также предвидит замену механических внутренних рабочих частей в изделиях А1len-Bradley на полупроводниковые технологии с прямой изоляцией. „При использовании кнопочных переключателей во многих, если не в большинстве случаев, требуется механическая изоляция. Решением здесь мог бы стать какой-то из видов распознавания голоса, но такая замена стандартной кнопки маловероятна. Распознавание голоса может только дополнять традиционные технологии, – считает Грэнинжер, – Любая замена должна соответствовать стоимости и рабочим характеристикам стандартной кнопки, что очень трудно сделать. Контакт переключения, который уже по своей сути обеспечивает прямую изоляцию, будет иметь широкое применение еще долгое время”.

Желательные качества кнопок/переключателей — 2005 и 2001 г

кнопки и переключатели

Конец еще вряд ли близок. „За последние 30 лет, в течение которых я работаю в данной области, было множество альтернативных решений замены стандартной кнопки, но все эти решения только дополняют стандартную кнопку, а не заменяют ее”, – продолжает Грэнинжер.

 

Выбор наилучших вариантов

Для тех, кто все еще планирует использовать кнопки и переключатели в своих проектах автоматизации, опрос освещает причины, которые лежат в основе выбора той или иной марки. К наиболее важным факторам респонденты отнесли следующие пять: качество (84%), доступность (68%), простота установки (51%), тип оконечного устройства (40%), а также выбор типа освещения и/или цвета (40%). Эти факторы зеркально отражают результат предыдущего опроса, который был проведен в 2001 году.

Находясь на „линии фронта”, эти устройства эксплуатируются в промышленных условиях постоянно и не всегда аккуратно. А, учитывая истинные масштабы их применения, любому инженеру, который занимается системами управления, трудно пренебречь затратами на их замену или установку. На прилагаемой диаграмме показаны и другие факторы, которые респонденты посчитали важными при принятия решения.

 

Пересмотр списка пожеланий

Респондентов опроса, проведенного в 2005 году, попросили предсказать, какие функциональные характеристики кнопок/переключателей будут „самыми важными” для них в последующие три года. Из перечисленных характеристик наиболее полезной посчитали возможность работать в сети (28%). Встроенные интеллектуальные возможности заняли второе место (21%), а третьей по значимости оказалась беспроводная связь. Кроме того, высокую оценку получили клеммы с пружинными зажимами (12%), интенсивное применение пластика в конструкциях (9%), датчики Холла (9%) и бесконтактный метод работы (8%).

По сравнению с теми тремя характеристиками, которые были названы самыми важными в 2001 г., встроенные интеллектуальные возможности, кажется, стали фаворитом списка пожеланий. С другой стороны беспроводная связь на уровне кнопок/переключателей привлекла внимание сообщества разработчиков систем управления. Принимая во внимание то широчайшее распространение, которое получила промышленная беспроводная связь, в общем, кажется вполне логичным, что принятие этой технологии для локальных цепей управления должно иметь свои преимущества.

Ричард Чанг, главный менеджер по продукции промышленных регулирующих устройств в подразделении Cutler Hammer компании Eaton, также предсказывает дальнейшее распространение беспроводной связи. „Кажется, что популярность беспроводных кнопок управления растет, если принять во внимание их удобство, возможности технической реализации, а также избыточную надежность их установки и применения”.

 

Кнопки и переключатели от различных производителей

Надежные кнопки

Rockwell AutomatonКнопки 800F под маркой Allen-Bradley разработаны и производятся в соответствии с высокими требованиями, предъявляемыми к рабочим характеристикам. Эти кнопки легко устанавливаются одним человеком. Более низкий профиль панели улучшает внешний вид оборудования. Кнопки 800F выполнены в разных цветах, формах и размерах, поэтому они удовлетворяют требованиям большинства коммерческих и промышленных применений. Современные и надежные методы герметизации усиливают защиту и устойчивость к коррозии в условиях IP65/66 и Type 4/4X/13. Эти устройства входят в каталог лаборатории по технике безопасности UL, прошли классификацию CSA, имеют отметку СЕ, одобрены независимыми организациями и соответствуют директивам КЕМА и RоHS.

Rockwell Automaton

www.ab.com

Надежная работа E-stop

Eaton Cutler-HammerПо данным изготовителя, контактный блок Е22СВ1М с цепью самоконтроля улучшает надежность стандартной цепи аварийного отключения (e-stop). При нормальных условиях срабатывание E-stop (аварийного выключателя) открывает нормально замкнутый контакт, что размыкает цепь управления и выключает станок. В случае если нормально замкнутый контакт оказался бы отделен от привода E-stop, цепь оставалась бы неразомкнутой, привод E-stop не открывал бы нормально замкнутый контакт, и защитная схема оборудования не срабатывала бы, что могло бы привести к самым серьезным последствиям. Устройство Е22СВ1М имеет дополнительную цепь, включенную последовательно с нормально замкнутым контактом. Если бы контактный блок оказался отделен от оператора E-stop, эта цепь разомкнулась бы и выключила оборудование.

Eaton Cutler-Hammer

www.eaton.com

Клавишные аварийные блокировочные выключатели

HoneywellБлокировочные выключатели GKN Series обеспечивают характеристики, необходимые изготовителям промышленного оборудования для определения безопасного положения защитных ограждений или дверей. Выключатели поставляются в надежном недорогом корпусе, соответствующем промышленным стандартам. Они имеют надежные контакты безопасности с двойной изоляцией. Имеется пять разных конфигураций контактных блоков, включая две с тремя контактами. Конфигурации с тремя контактами обеспечивают недорогой контроль безопасности при использовании с защитным модулем. Выключатели GKN Series также имеют вращающуюся головку, обеспечивающую соединение с приводом из переднего, заднего или любого из двух верхних положений.

Honeywell Sensing and Control

www.honeywell.com

Компактные кнопки с облегченной установкой на панель

OmronСемейство кнопок A22 предлагает 22-мм кнопки с подсветкой и без неё, кнопочные многопозиционные переключатели, клавишные селекторные переключатели, аварийные выключатели Е-stops и контрольные индикаторы. Устройства серии A22 позволяют уменьшить глубину панели благодаря тому, что блоки переключателей расположены в три ряда, и к ним можно подключить до шести контактных цепей (для предохранительных цепей обычно используются нормально замкнутые контакты). Контактные блоки монтируются рядом друг с другом, но не наращиваются. Они имеют конструкцию из двух частей, состыкованных с фиксирующей рукояткой для облегченной установки и упрощенную компоновку расположения клемм для более эффективного монтажа. Эти устройства прошли классификацию IP65, получили одобрение UL и имеют маркировку СЕ.

Omron Electronics LLC

www.omron.ru

Гибкие командные/сигнальные устройства быстрой установки

SiemensРаспределенные операторские пульты Sirius отличаются интегрированными соединениями АS-интерфейса (асинхронный последовательный интерфейс), сокращенным временем установки и расширенной гибкостью модификаций. Они поставляются вместе с командными и сигнальными устройствами и технологией AS-интерфейса, что позволяет ускорить ввод в промышленную эксплуатацию и сократить время замены. Ведомое устройство AS-интерфейса легко вставляется в базовую панель пульта и соединяется проводниками с различными элементами и гнездами индикаторов. К одному главному устройству можно присоединить до 62 ведомых устройств. Корпус устройства может быть выполнен из пластика или в виде сверхпрочной отливки из металла. Ведомые устройства, которые представляют собой аварийные выключатели (E-stop), соответствуют новым директивам NEPA 79-2002 по безопасности сетей.

Siemens Energy & Automation

www.sea.siemens.com

Серия взрывозащищенных устройств управления с контрольными светодиодными индикаторами

Adaleta Scott FetzerВ серии современных взрывозащищенных устройств управления используются АТЕХ-сертифицированные контрольные индикаторы на светодиодах. Новые контрольные индикаторы на светодиодах завершают серию контрольных устройств NEMA 7 и 9, которые включают кнопки управления, селекторные переключатели и потенциометры. Все изделия, которые продаются или вводятся в эксплуатацию в любой из стран-членов ЕС, должны получить сертификацию АТЕХ. Если взрывобезопасные контрольные устройства, получившие сертификацию АТЕХ, устанавливаются во взрывозащищенном корпусе, сертифицированном АТЕХ, они должны получить одобрение UL и CSA и соответствовать Директиве АТЕХ для применения на территории Европы. Такие устройства предназначены для использования в схемах управления, которые действуют в условиях высокого содержания опасных газов, паров, волокон, пыли, а также для работы в неблагоприятных погодных условиях по классификации NEMA 4.

Adaleta Scott Fetzer Co

www.adalet.com

Кнопки со светодиодами, регулируемыми напряжением

StacoSwitchУстройства Series 90 содержат светодиоды белого света (LED), регулируемые напряжением, и являются источниками света, которые заменяют лампы накаливания. Как утверждают в компании, регулировка освещенности выполняется микросхемой, что позволяет блокам LED без какого-либо дополнительного оборудования заменить лампы накаливания в системах, регулируемых напряжением. Благодаря таким LED можно избежать применения сложных схем, которые обычно ассоциируются с устройствами, регулируемыми напряжением. Сокращается также потребление энергии, снижается нагревание приборов и пояснительные надписи становятся ярче.

StacoSwitch

www.stacoswitch.com

Долговечное, экономичное решение для одиночного переключателя

DuraswitchPeel-and-Place PushGate Island предлагает значительную экономию средств в тех случаях, когда используются индивидуальные кнопочные переключатели под твердым колпачком или плунжером. В PushGate Island модули переключающих элементов можно помещать индивидуально на гибкой схеме или на печатной плате без дополнительного проводного монтажа или пайки, которые обычно используются для альтернативных одноклавишных переключателей. Таким образом, данное решение представляет собой более выгодную по стоимости альтернативу переключателям мгновенного действия или механическим переключателям. На нижней части стандартного Duraswitch Island имеется связующее вещество, которое позволяет соединить его со схемами. Герметик Tedlar на верхней части защищает переключатель от таких загрязнений, как пыль и влага.

www.duraswitch.com

Duraswitch

Расширена линия кнопок

AutomationDirectПоявилось несколько новых 22-мм и 30-мм моделей кнопок с подсветкой и без нее. У 22-мм пластиковых моделей есть несколько вариантов, отличающихся конфигурациями нажатия и отжатия. Имеются также металлические модели кнопок со светодиодной индикацией, которые используются в расширенных конструкциях устройств управления или в конструкциях грибовидной формы, с параметрами 24 В постоянного/переменного тока или 120 В постоянного/переменного тока. В серии металлических 22-мм устройств предлагаются потенциометры и зуммеры со светодиодной индикацией. Более крупные 30-мм модели имеют металлические корпуса, соответствующие требованиям NEMA, здесь есть конфигурации устройств управления мгновенного действия и двухтактные устройства грибовидной формы. В каждой серии есть несколько моделей в специальных корпусах для защиты от случайного включения.

AutomationDirect

www.automationdirect.com

Высококачественные, недорогие кнопки и переключатели

c3controlsКулачковые поворотные переключатели, предназначенные для включения/выключения, переключения, многоступенчатого переключения, амперметров, вольтметров, управления реверсированием двигателя и отключения при превышении нагрузки. Они имеют до 10 полюсов и до 6 положений, номинальный ток до 32 А и легко устанавливаются в стандартные 22,5-мм монтажные отверстия. Все они сертифицированы в соответствии со стандартами UL и CSA и имеют отметку СЕ. Они соответствуют Туре 1, 3, 3R, 12 и IP65 и дополняют промышленные устройства управления с размерами 30 мм, 22 мм, 16 мм и 13 мм: кнопки управления, контрольные лампы, селекторные переключатели, потенциометры, кабельные устройства управления, специальные устройства управления и различные аксессуары.

c3controls

www.c3controls.com

Морозостойкие кнопочные переключатели

Кнопочные переключатели мгновенного действия IF Series предназначены для работы в условиях низких температур и обледенения, они соответствуют требованиям эргономики и современным косметическим требованиям. Модели IF имеют следующие характеристики: диаметр 30 мм, черное или красное гнездо, монтируемое на панели, с гибким активатором, который обеспечивает 500000 рабочих циклов при полной нагрузке в диапазоне температур от –20 до 85 оС. Расчетные электрические характеристики для однополюсных нормально разомкнутых моделей следующие: 400 мА при 32 В или 100 мА при 50 В постоянного тока. Устройство выдерживает более миллиона циклов переключения. Рукоятки могут быть одного из семи цветов: синего, черного, зеленого, желтого, красного, белого и оранжевого. Области применения включаю подвижные и стационарные пульты дистанционного управления в топливной и химической отраслях, пневматическую почту, оборудование, работающее на открытом воздухе и панели управления.

APEM Components Inc.

www.apem.com

Доступность на российском рынке

AutomationDirectАмериканская компания AutomationDirect производит кнопки и переключатели в промышленном исполнении.

Наиболее распространены 22-х миллиметровые модели кнопок с металлическим основанием. Их хромированное основание, изготовленное из сплава цинка, алюминия и меди, имеет не только приятный внешний вид, но и надежно защищено от коррозии. Контакты изготовлены из позолоченного серебра. Поверхность кнопки может быть одного из шести цветов (черная, белая, красная, желтая, зеленая и синяя). Возможны различные конфигурации установки контактных блоков общим числом до шести штук на кнопку (2 х 3). Устройства имеют защиту IP65 и могут работать при температуре от -25 до +70?С, выдерживая миллион операций (за исключением грибовидных кнопок, рассчитанных на 300000 нажатий).

По конструктивным особенностям и функциональности кнопки делятся на несколько категорий.

  • Потайные кнопки с 30 или 40 миллиметровой головкой.
  • Выступающие кнопки с 30 миллиметровым активатором.
  • Двойные кнопки для операций „пуск/стоп”.
  • Кнопки с подсветкой типа „нажал – включил, нажал — отключил” или с автоматическим возвратом, потайные или выступающие.
  • Грибовидные кнопки с автоматическим возвратом, нажатием для возврата или поворотом ключа для возврата.
  • Селекторные переключатели 2-х или 3-х позиционные, с возвратом или фиксирующиеся, с подсветкой или без нее.
  • Переключатели с ключом 2-х или 3-х позиционные.
  • Джойстики 2-х или 4-х позиционные, с возвратом или фиксированные.
  • Индикаторы с лампой накаливания или светодиодные.
  • Звуковые сигнализирующие индикаторы с подсветкой или без нее.

Для изготовления пультов управления компанией AutomationDirect производятся термопластиковые короба глубиной 51 или 74 мм. Выбор глубины короба диктуется типом используемых кнопок. Короб 51 мм рассчитан на установку моделей с одним контактным блоком в глубину, 74 мм – с двумя. Как и кнопки, короба имеют степень защиты IP65.

На территории Российской Федерации официальным дистрибьютором AutomationDirect является компания „ПЛКСистемы”.

www.plcsystems.ru

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *