E-materiały do kształcenia zawodowego

Zakres uszkodzeń w układach automatyki przemysłowej

ELM.04. Eksploatacja układów automatyki przemysłowej – Technik automatyk 311909

bg‑orange

Skutki uszkodzeń w układach automatyki przemysłowej

GALERIA ZDJĘĆ

1
R1GpAFMcDAWuR

Manometr to urządzenie służące do pomiaru ciśnienia cieczy lub gazu w obwodzie układu hydraulicznego lub pneumatycznego. Awarie najczęściej występują z powodu drgań mechanicznych, pulsacji, bardzo wysokiej temperatury, nagłego wzrostu ciśnienia, korozji czy zatoru. Uszkodzeniu ulegają sprężyny, przekładnie, powstają nieszczelności.

Na zamieszczonym zdjęciu przedstawiony jest manometr w formie zegara, składający się z okrągłej tarczy z oznaczeniami jednostek oraz liczbami. W centrum tarczy znajduje się wskazówka wskazująca wartości na tarczy. Całość zamknięta jest w cylindrycznej obudowie. Niestety, na powierzchni szklanej widoczne jest uszkodzenie, które negatywnie wpływa na odczytywanie wartości na tarczy.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej

Multimetr cyfrowy to urządzenie elektroniczne przeznaczone do pomiaru różnych wartości fizycznych - głównie prądu, napięcia, częstotliwości, rezystancji, pojemności kondensatora, a także temperatury.  Najczęstszymi przyczynami uszkodzenia multimetru jest nieodpowiednia metoda pomiaru. Równoległe podłączenie miernika do obwodu przy pomiarze prądu, podłączenie szeregowo przy pomiarze napięcia oraz pomiar zbyt dużych wartości, powoduje uszkodzenie bezpiecznika, rezystora bocznikowego oraz elektroniki multimetru.

Zdjęcie przedstawia urządzenie pomiarowe. Jest to multimetr. Ergonomiczny koprus kształtem przypomina prostokąt. W części górnej wbudowany jest wyświetlacz cyfrowy, na którym można odczytywać wyniki dokonanych pomiarów. Pod ekranem widoczne są ułożone szeregowo przyciski funkcyjne, a poniżej pokrętło wyboru, wokół którego znajdują się rysunki symboli pomiarowych. W dolnej części obudowy znajdują się otwory na podłączenie sond pomiaru napięcia prądu lub oporu. W otworach znajdują się dwie sondy. Jedna w kolorze czarnym druga czerwonym. Obydwie zakończone są wąskimi, ostrymi końcówkami.

Enkoder inkrementalny optyczny

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Enkoder inkrementalny optyczny to czujnik służący do pomiaru prędkości kątowej, pozycji, kierunku i liczby obrotów silnika. Podczas obrotu wału o określony kąt, generuje cyfrowy sygnał wyjściowy. Głównym elementem budowy tego enkodera jest tarcza kodowa zamocowana do wału, na której znajdują się przezroczyste i nieprzezroczyste pola. Dioda LED oświetla tarczę, przez co zamontowany z tyłu tarczy odbiornik przekształca odbierane światło na sygnał elektryczny. Enkodery optyczne są bardzo wrażliwe na zabrudzenia, zakłócenia elektromagnetyczne, co może prowadzić do błędów w odczycie. Uszkodzenie tarczy, łożysk, zwarcia połączeń kablowych są najczęstszymi usterkami tego urządzenia.

Zamieszczone zdjęcie przedstawia tarczę enkodera inkrementalnego optycznego wykonaną z metalu. Tarcza ta jest okrągła i posiada pierścień z nacięciami ułożonymi szeregowo w jej wnętrzu. Wewnątrz tarczy widoczny jest wał, a wokół niego znajduje się sześć śrub ułożonych promieniście. Na boku tarczy widoczna jest wtyczka oraz dioda optyczna. Do wtyczki są podłączone cienkie i kolorowe kable, które są połączone w jedną wiązkę za pomocą taśmy izolacyjnej.

Czujnik zbliżeniowy indukcyjny

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Czujnik zbliżeniowy indukcyjny to urządzenie służące do wykrywania metalowych obiektów, tam gdzie potrzebna jest bezdotykowa detekcja. Zasada działania czujnika polega na generowaniu pola elektromagnetycznego, które reaguje na metalowe elementy w jego pobliżu. Stosowane są do położenia obiektów w linii produkcyjnej, do wykrywania obecności elementów w maszynach. Czujnik może przestać działać poprawnie lub w ogóle przestać działać, poprzez uszkodzenie połączeń elektrycznych lub uszkodzenie sondy, które może być spowodowane mechanicznymi uszkodzeniami lub korozją. Zakłócenia elektromagnetyczne urządzeń znajdujących się w pobliżu może zakłócić odczyt z czujnika.

Zdjęcie przedstawia czujnik indukcyjny. W części górnej ma kształt wyglądem przypominający śrubę z nakrętkami. W dolnej części widoczny jest element w kształcie walca, na którym znajduje się tabliczka znamionowa z informacjami o zakresie pomiarowym. Poniżej widoczny jest kabel.

Przetwornik

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Przetwornik to urządzenie, które przekształca daną  wielkość fizyczną na inną, stosowane jako czujniki do pomiaru i przetwarzania wartości nieelektrycznych. Najczęściej usterki spowodowane są przez powstawanie przepięć, które uszkadzają półprzewodniki; przetwornik o źle dobranych parametrach również ulegnie uszkodzeniu.

Zdjęcie przedstawia dwie płytki drukowane. Na ich powierzchni widoczne są różnych kształtów i wielkości elementy. Są tu między innymi dwa kondensatory o cylindrycznym kształcie oraz pierścień owinięty drutem miedzianym, złącza w kształcie prostokątów. Wszystkie elementy umieszczone są blisko siebie i różnią się w zależności od funkcji i zastosowania.

Regulator temperatury

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Regulator temperatury to urządzenie służące do automatycznego utrzymywania zadanej temperatury. Składa się z czujnika temperatury, który mierzy aktualną temperaturę oraz z urządzenia regulacyjnego, które na podstawie odczytu czujnika steruje urządzeniem grzewczym lub chłodzącym, np. piecem lub wentylatorem. Dzięki temu temperatura utrzymywana jest o stałej wartości. Nieprawidłowy odczyt z czujnika może być spowodowane uszkodzeniem czujnika lub źle umieszczoną sondą pomiarową. Moduł regulacji przez zepsute tranzystory lub elementy scalone uniemożliwiają poprawne działanie regulatora temperatury. Przepływ zbyt dużego prądu doprowadzi do uszkodzenia przekaźnika urządzenia.

Zdjęcie przedstawia regulator temperatury. Jest to urządzenie w kształcie prostokątnej kostki.   W przedniej części znajduje się ekran z wyświetlaczem, a poniżej cztery przyciski funkcyjne. Po lewej stronie regulatora widoczny jest kabel zasilający. Po prawej stronie widoczna jest kostka, a w niej dwa kable w kolorach żółtym i niebieskim połączone z regulatorem. Obudowa regulatora temperatury wykonana jest z tworzywa sztucznego. Stoi na opakowaniu kartonowym, na którym widnieje naklejka z nazwą modelu i kodem QR.

Regulator PID

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Regulator PID to najczęściej stosowany regulator, który wykorzystuje trzy składowe: proporcjonalną (P), całkującą (I) i różniczkującą (D). Stosowany w automatyce przemysłowej w procesach regulacji ciśnienia, przepływu i temperatury. Najczęstszą usterką regulatora PID jest uszkodzenie elementów elektroniki takich jak: tranzystory, kondensatory i diody. Skutkami awarii urządzenia są: nadmierne oscylacje, zbyt długi czas regulacji, niemożność osiągnięcia punktu zadanej wartości oraz jest utrzymania na stałym poziomie.

Na zdjęciu widoczne jest urządzenie zwane regulatorem PID. Regulator ten składa się z trzech paneli, z których każdy jest wyposażony w podziałkę ze skalą oraz diody w kolorach czerwonym, żółtym i zielonym oznaczających różne stany. Pierwszy panel posiada skalę procentową w zakresie od zera do stu. Na drugim panelu znajduje się skala w procentach oraz metrach sześciennych na godzinę, natomiast na trzecim panelu skala wyraża temperaturę i czas. Każdy z paneli wyposażony jest w przyciski w kształcie prostokątnych klawiszy z oznaczeniami literowymi i strzałkami kierunkowymi, co umożliwia regulację oraz diody w kolorach żółtym zielonym i czerwonym. Regulator PID służy do stabilizowania procesów kontrolowanych, takich jak temperatura, przepływ, ciśnienie.

Silnik prądu przemiennego

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Silnik prądu przemiennego to urządzenie elektryczne, które zamienia energię elektryczną na energię mechaniczną, stosowany np. do napędzania maszyn gospodarstwa domowego, maszyn biurowych oraz przemysłowych. Najczęstszymi usterkami silników są: uszkodzenie łożysk, szczotek, komutatora.

Na zdjęciu widoczne jest uszkodzenie wału komutatora silnika. Komutator to część silnika, która zapewnia przepływ prądu do wirnika poprzez szczotki. Uszkodzenie widoczne na zdjęciu to braki w kilku miejscach, gdzie powinny znajdować się miedziane blaszki.

Siłownik

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Siłownik to urządzenie wykonawcze, którego energia czynnika roboczego jest zamieniana na energię mechaniczną o danym skoku, stosowany np. w prasach, liniach produkcyjnych. Najczęstszymi usterkami są: uszkodzenie uszczelnień, tłoczyska oraz tłoka.

Przykładowe uszkodzenie

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Zdjęcie przedstawia ułamany siłownik. Jest to urządzenie składające się z długiego, walcowatego tłoka. Wykonane jest z metalu. Przesuwa się wzdłuż cylindrycznego korpusu.

Kulowy zawór regulacyjny

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Kulowy zawór regulacyjny to urządzenie służące do regulowania przepływu czynnika roboczego w systemach przemysłowych. Umożliwia kontrolowanie przepływu i ciśnienia płynów lub gazów w układach hydraulicznych lub pneumatycznych. Zanieczyszczony czynnik roboczy może zablokować kulę zaworu, uniemożliwiając płynną regulację przepływu. Zbyt duże ciśnienie w układzie spowoduje uszkodzenie uszczelki, przez co nastąpi wyciek czynnika roboczego.

Zdjęcie przedstawia stół roboczy a na nim rozłożony na elementy zawór kulowy. Obudowa wykonana jest z trwałego żeliwa. Jest masywna i ma kształt trójramienny, zakończony kołnierzami. W części środkowej zawór jest szerszy. Wyeksponowany na zdjęciu kołnierz dolnego ramienia posiada otwory montażowe, które służą do przykręcenia zaworu do rurociągu lub innej powierzchni. Wewnątrz obudowy znajduje się kulowa klapa, którą można obracać w celu otwarcia lub zamknięcia przepływu płynów lub gazów. Obok na zdjęciu widoczne są pozostałe elementy takie jak śruby różnej grubości, nakrętki i metalowe  tarcze.

Zawór dławiący

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Zawór dławiący to urządzenie służące do regulacji przepływu czynnika roboczego - sprężonego powietrza lub płynu hydraulicznego. Nieregularna konserwacja, zbyt duże ciśnienie może doprowadzić do uszkodzenia zaworu poprzez wystąpienie korozji oraz jego rozszczelnienia.

Na zamieszczonym zdjęciu przedstawione są dwa zawory dławiące o kształcie prostopadłościanów z cylindrycznymi elementami w górnej części korpusu. Jeden z tych elementów posiada przezroczystą obudowę, przez którą widoczne są wewnętrzne mechanizmy. Jest to tłok i sprężyna. Na powierzchni drugiego prostopadłościaniu widoczne są napisy z informacjami o parametrach technicznych.

Robot do montażu

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Robot do montażu to zautomatyzowane urządzenie, które wykonuje powtarzalne czynności związane z montażem różnych elementów. Proces ten polega na pobraniu części przez robota i zamontowaniu do odpowiedniego urządzenia, jednocześnie kontrolując jakość pracy oraz wykonując pomiary. Najczęstszymi usterkami są: uszkodzenie chwytaka, czujników, napędów, a także błędy w programowaniu robota mogą doprowadzić do niebezpiecznych sytuacji doprowadzając do wypadków i zniszczenia całej linii montażowej.

Na zdjęciu przedstawiona jest sala robotyczna, gdzie prezentowane są roboty o kształcie przypominającym postać ludzką, czyli humanoidy. Roboty są zbudowane z metalowych elementów i wyposażone w wiele silników i czujników. Obok humanoidów znajdują się także dwa ramiona robota manualnego. Każde z nich stoi na postumencie. Składa się z dwóch segmentów ramienia, które połączone są przegubami. Widoczne są także elastyczne kable zasilające o grubej średnicy.

Linia montażowa

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Linia montażowa to zespół stanowisk roboczych, sekwencji operacji lub etapów produkcji, które prowadzą do złożenia i wyprodukowania gotowego produktu. Stosowane są głównie w przemyśle do produkcji masowej w określonej kolejności, aby uzyskać jak najlepszą efektywność wytworzenia produktu. Usterki mechaniczne to: uszkodzenia taśmociągów, silników, łożysk, mocowań. Usterki elektryczne to: awarie urządzeń pomiarowych, czujników, sterowników, zasilania. Usterki procesowe to: nieprawidłowe ustawienie parametrów linii, niedostateczna wydajność, niska jakość wyprodukowanych produktów. Wymienione usterki mogą doprowadzić do awarii lub przerwania pracy linii montażowej, dlatego należy regularnie przeprowadzać przeglądy oraz konserwację.

Zdjęcie przedstawia nowoczesną halę produkcyjną z zainstalowaną linią montażową, która charakteryzuje się przestronnym i funkcjonalnym rozkładem stanowisk pracy. Na stanowiskach znajdują się ramiona robotów wyposażone w systemy urządzeń, które umożliwiają precyzyjne wykonywanie zadań. W celu zapewnienia bezpieczeństwa pracy, stanowiska są oddzielone od siebie przezroczystymi ściankami. Masywne ramiona robotów umieszczone są na postumentach, co gwarantuje ich stabilność. Widoczne na zdjęciu kolorowe kable umożliwiają przesyłania sygnałów między urządzeniami oraz zasilania poszczególnych elementów linii produkcyjnej.

Przenośnik taśmowy

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Urządzenie do transportu bliskiego to przenośnik taśmowy stosowany w przemyśle do transportu elementów o zróżnicowanym kształcie. Nieodpowiedni załadunek często uszkadza pas, powodując jego rozwarstwienie czy pęknięcie. Zdarza się, że uszkodzeniu może ulec silnik, który odpowiada za ruch przenośnika.

Zdjęcie przedstawia przenośnik taśmowy, który składa się z wąskiego koryta umieszczonego na stalowych podporach. Urządzenie umożliwia transportowanie różnego rodzaju materiałów. Po przebyciu prostego odcinka przenośnik taśmowy skręca i zmienia kierunek transportu, co pozwala na dostosowanie urządzenia do potrzeb produkcji. Koryto przenośnika taśmowego wykonane jest z metalu oraz tworzywa sztucznego, co zapewnia trwałość i odporność na uszkodzenia.

System paletyzujący

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

System paletyzujący to automatyczny system służący do układania produktów na palety w sposób zautomatyzowany. Składa się z urządzeń, takich jak taśmociągi, stacje robocze, roboty paletyzujące oraz systemy wizyjne, umożliwiając precyzyjne umieszczenie produktów na paletach. Najczęstszymi awariami systemu paletyzującego jest uszkodzenie czujników odpowiadających za detekcję przedmiotów oraz uszkodzenie chwytaka robota, uniemożliwiając przenoszenie obiektów.

Zdjęcie przedstawia ramię robota przemysłowego wykorzystywanego do chwytania i przenoszenia produktów. Urządzenie składa się z wieloczłonowego ramienia, które jest przymocowane do ruchomej podstawy, umożliwiającej wykonywanie różnych ruchów. Narzędzia chwytające zamontowane są na końcu ramienia. Robot przemysłowy paletyzujący to maszyna, która wykorzystuje najnowsze technologie w celu zwiększenia wydajności  paletyzacji.

Prasa hydrauliczna

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Prasa hydrauliczna to urządzenie służące do zgniatania, formowania, tłoczenia i cięcia blach. Nieprawidłowe wykorzystanie maszyny, zbyt wysoka siła gięcia w stosunku do rozmiarów obrabianego elementu może doprowadzić do uszkodzenia matrycy, stempla oraz trwałego odkształcenia ramy prasy, zaś nieregularna konserwacja może doprowadzić do uszkodzenia podzespołów takich jak pompa czy siłownik.

Zdjęcie przedstawia prasę hydrauliczną Ormic. Jest to urządzenie przystosowane do pracy na otwartym terenie. Posiada solidną stalową konstrukcję. W części przedniej zamontowana jest skrzynka do podłączania zasilania. Na dachu umieszczono silnik. Na obudowie widoczny jest także czujnik pomiarowy w kształcie zegara, pozwalający na kontrolę prawidłowości pracy urządzenia.

Uszkodzenia elektroniczne

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Uszkodzenia elektroniczne powstałe wskutek występowania zwarć i przepięć, mikropęknięć połączeń lutowanych tzw. zimne luty, powodując awarię urządzenia. Przykładami są: uszkodzenie procesora, układów scalonych, pamięci.

Na zdjęciu przedstawiono płytkę drukowaną. Jest ona podstawą do montowania elementów elektronicznych. Na powierzchni jednego z prostokątnych elementów widoczne jest uszkodzenie w postaci dziury.

Uszkodzenia elektryczne

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Uszkodzenia elektryczne powstałe wskutek występowania zwarć i przepięć, powodując awarię zabezpieczeń oraz urządzeń automatyki przemysłowej. Przykładami uszkodzeń są: przewody, wyłącznik nadprądowy, a także uzwojenia silnika.

Na zdjęciu widoczne jest uszkodzone urządzenie, które jest bezpiecznikiem elektrycznym. Urządzenie to ma kształt przypominający prostopadłościan, a jego powierzchnia uległa nadpaleniu.

Uszkodzenia mechaniczne

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

Uszkodzenia mechaniczne występują na skutek wstrząsów i przeciążeń, a także przez zużycie elementów mechanicznych. Przykładami uszkodzeń są: wał i łożyska silnika, tłok siłownika, pas przenośnika taśmowego.

Na przedstawionym zdjęciu przedstawiono powierzchnię pierścienia łożyska silnika, na którym znajduje się wał. Widoczne są  wyraźne ślady zużycia na gnieździe łożyska, co może wpłynąć na nieprawidłowe funkcjonowanie silnika.

Powiązane ćwiczenia