Wpływ temperatury na stabilność PLC i sieci przemysłowych

Gdy urządzenia sterujące pracują bez przerwy, a linia produkcyjna rośnie pod względem wydajności, rośnie też obciążenie elektroniki. Wiele zakładów skupia się na dostępności maszyn, ale pomija warunki, w jakich funkcjonują moduły sterujące. Tymczasem temperatura potrafi zmienić zachowanie systemów PLC i komunikacji sieciowej w sposób, który trudno zauważyć na pierwszy rzut oka. Najpierw znikają pojedyncze pakiety, potem pojawiają się niejasne błędy, a finalnie dochodzi do zatrzymania procesu.

Temperatura a stabilność sterowników PLC

Sterowniki przemysłowe są projektowane do pracy w wymagającym środowisku, lecz każdy z nich ma określone granice termiczne. Gdy wartości wewnątrz szafy sterowniczej zaczynają rosnąć, urządzenia reagują w różny sposób: sygnalizują błędy komunikacji, przerywają cykl, wykonują nieplanowane restarty albo zapisują dane w sposób mniej stabilny. Im bardziej obciążony jest układ wejść i wyjść, tym szybciej temperatura wpływa na taktowanie procesora oraz zachowanie modułów komunikacyjnych.

W wielu obiektach wzrost temperatury nie wynika z samej pracy sterownika, lecz z nadmiernego zagęszczenia urządzeń, braku wymiany powietrza lub bliskości źródeł ciepła. Z tego powodu wprowadza się chłodzenie zamknięte, które utrzymuje warunki sprzyjające stabilnemu działaniu elektroniki. SMARTqube wykorzystuje rozwiązania zapewniające powtarzalność parametrów, co zmniejsza liczbę nieplanowanych zadań po stronie utrzymania ruchu.

Temperatura a stabilność sieci przemysłowych

Sieci przemysłowe, niezależnie od tego, czy opierają się na Ethernet, Profinet czy komunikacji szeregowej, są wrażliwe na zmiany termiczne. Podwyższona temperatura wpływa na działanie switchy, modułów optycznych, przewodów i złączy. W efekcie rośnie opóźnienie transmisji, a warstwa fizyczna zaczyna pracować mniej przewidywalnie. Wystarczy, że jeden moduł w szafie przekroczy swoją normę, aby cała linia komunikacyjna zachowała się niestabilnie.

Najczęściej obserwowane konsekwencje przegrzania to:

• spadek jakości sygnału w przewodach i złączach,
• przerwy w transmisji lub krótkotrwałe zaniki komunikacji.

W środowiskach o dużym zapyleniu czy obecności mgły olejowej dochodzi jeszcze ryzyko osadzania się zanieczyszczeń, które izolują ciepło i utrudniają pracę urządzeń. Dlatego przy projektowaniu nowych instalacji, a także przy modernizacji istniejących systemów, ustala się takie metody chłodzenia, które nie dopuszczają do gromadzenia zanieczyszczeń na wrażliwych podzespołach.

Znaczenie kontrolowanych warunków środowiskowych

Zarówno PLC, jak i urządzenia sieciowe, reagują na temperaturę w sposób skumulowany. Pierwszy tydzień pracy w zwiększonej temperaturze nie daje żadnych objawów, lecz po kilku miesiącach pojawiają się trudne do zdiagnozowania zdarzenia. Utrzymanie stabilnego środowiska wymaga chłodzenia pracującego w obiegu zamkniętym, które zabezpiecza elektronikę przed wpływem otoczenia. SMARTqube wdraża takie rozwiązania w miejscach, gdzie standardowa wentylacja przestaje wystarczać i potrzebna jest stała kontrola parametrów.