Przedsiębiorcy, którzy chcą, aby ich zakłady przemysłowe funkcjonowały skutecznie, muszą zainwestować w automatykę i łączność. Przyczyni się to do zwiększenia produktywności i bezpieczeństwa, zminimalizowania kosztów oraz zoptymalizowania logistyki i podejmowania trafnych decyzji w czasie rzeczywistym w oparciu o zgromadzone dane.
Przemysłu 4.0 nie sposób uniknąć
Choć produkcja zmierzała w tym kierunku już przed rokiem 2020, pandemia COVID-19 znacznie przyspieszyła ten proces. Jednocześnie okazało się, jak bardzo osłabione mogą być zakłady, które nie są gotowe do skalowania i cyfryzacji pozwalającej na utrzymanie działalności i radzenie sobie z nagłymi zmianami.
Dla firm, które już rozpoczęły proces transformacji cyfrowej, nagłe dostosowanie się do zmian spowodowanych pandemią nie było tak trudne, a zmiana tylko potwierdziła, że znajdują się one na właściwej drodze ku przyszłości.
Dla zakładów przemysłowych, które nie korzystały jeszcze z automatyzacji, był to znak, że zmiany już nastąpiły i na pewno pozostaną.
Rozwój automatyki, Przemysłu 4.0 i IIoT powoduje również wzrost zapotrzebowania na kable przemysłowej sieci Ethernet, które są odporne na trudne warunki środowiskowe, takie jak hałas, wibracje, ścieranie, ciągły ruch i warunki otoczenia.
Rozważając całkowity koszt eksploatacji kabli klasy przemysłowej, należy wziąć pod uwagę cztery kluczowe czynniki.
1. Początkowy koszt instalacji systemu
Wszystkie przedsiębiorstwa dążą do redukcji kosztów i oszczędności tam, gdzie jest to możliwe. Zdarza się jednak, że niektóre techniki obniżania kosztów są stosowane w niewłaściwych miejscach i mają szkodliwy wpływ. Jednym z przykładów są wydatki związane z wdrożeniem szafy sterowniczej (bloki We/Wy, przełączniki, sterowniki PLC i czujniki). Koszty okablowania stanowią zwykle mniej niż 2% ceny całego systemu.
Starając się ograniczyć wydatki poprzez zakup kabli po niskich kosztach, stwarza się bardzo wysokie ryzyko awarii sprzętu, co prowadzi do przestoju maszyny.
Kable stosowane w środowisku przemysłowym są narażone na działanie wielu czynników, od oleju i wibracji po pył i wysokie temperatury. Okablowanie musi być w stanie wytrzymać te warunki i działać nieprzerwanie przez 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. Początkowa inwestycja w solidną, przemysłową linię jest jedynym sposobem na zapewnienie długoterminowej niezawodności i zmniejszenie przestojów, co przekłada się na ogólną oszczędność kosztów.
Kable Belden są zgodne z normą IEC 60811-2-1 (dotyczącą odporności na olej) i mogą być stosowane w temperaturach od -40 do 80°C; oferują również ochronę przed ogniem zgodnie z normą UL AWM 21292.
Pewien zakład oczyszczania ścieków w USA zmagał się ostatnio z problemami z kamerami zewnętrznymi do monitorowania procesu oczyszczania. Przy zastosowaniu zwykłego kabla Ethernet pomiędzy kamerami a jednostką sterującą, obrazy były przerywane. Zastosowanie przemysłowego kabla Ethernet firmy Belden, o konstrukcji Bonded-Pair-Cable, szybko rozwiązało problem bez konieczności wymiany drogiego sprzętu.
Oszczędności w zakresie kabli nie są sposobem na zmniejszenie całkowitych kosztów systemu. Aby maksymalnie wykorzystać początkową inwestycję w okablowanie, należy wybrać kable z odpowiednim zapasem mocy, co umożliwi spełnienie przyszłych wymagań w zakresie wydajności. Jeśli na przykład obecne zastosowanie wymaga kabla kategorii 6, należy wybrać rozwiązanie kategorii 6A, aby umożliwić dodawanie urządzeń w przyszłości bez ograniczeń przepustowości lub, co gorsza, bez konieczności wymiany całego systemu kablowego pod kątem obsługi nowych elementów.
2. Koszty utrzymania sprzętu
Gdy dochodzi do awarii sieci przewodowej, przyczyną jest najczęściej jej zły stan fizyczny – luźne połączenie, uszkodzony kabel lub złącze niskiej jakości.
Nawet jeśli zwykły kabel Ethernet jest dostosowany do działania w środowisku produkcyjnym lub przemysłowym, z czasem najprawdopodobniej ulegnie awarii. W przeciwieństwie do kabli przemysłowych komercyjne kable Ethernet nie są wystawiane na działanie trudnych warunków, takich jak gięcie na zimno, ścieranie, wysoka temperatura, olej lub zakłócenia EMI/RF podczas testowania ich wydajności. Kable tego typu są przeznaczone tylko do zastosowań biurowych.
Zwykłe kable Ethernet wymagają wymiany po pewnym czasie eksploatacji. Z czasem nie przyniesie to żadnych oszczędności.
Im więcej czasu trzeba poświęcić na naprawę usterek powstałych po wymianie kabli, tym większe koszty poniesie się w dłuższej perspektywie.
3. Nieplanowane przestoje mogą być bardzo kosztowne
Przestoje w zakładach produkcyjnych mogą mieć poważny wpływ na działalność firmy. Każda sekunda przestoju oznacza stratę przychodów i uniemożliwia realizowanie zobowiązań wobec kluczowych klientów.
Badanie dotyczące przestojów w 2020 roku przeprowadzone przez ITIC wykazało, że 40% przedsiębiorstw traci od 1 do 5 milionów dolarów na godzinę. Może to oznaczać, że każda z firm traci nawet 500 tys. dolarów co godzinę, w zależności od rodzaju działalności.
W obliczu strat właściciele wpadają zwykle w panikę i starają się rozwiązać problem, korzystając z kosztownych usług konsultantów lub zatrudniając inżyniera.
W zależności od rodzaju problemu okres naprawy i dostępność części może trwać od kilku minut do kilku dni.
W niektórych przypadkach ponowne uruchomienie linii produkcyjnych w przypadku ich nagłego wyłączenia jest nieopłacalne. Konieczne jest wtedy przebudowanie linii, co prowadzi do sporych strat.
Niektórzy zdążyli się o tym przekonać na własnej skórze. Jeden z klientów firmy Belden został niespodziewanie zmuszony do zatrzymania pracy fabryki na sześć godzin.
Przyczyną problemu było źle zakończone złącze RJ45. Aby uniknąć nieplanowanych przestojów, należy podjąć wszelkie środki, którym można zapobiec w fazie planowania, w tym zainwestować w wysokiej jakości rozwiązania okablowania, które z czasem się zwrócą.
4. Ukryty koszt nieprzestrzegania przepisów
Normy są często pomijane lub nie zwraca się na nie uwagi. Obowiązujące standardy istnieją z wielu powodów; między innymi zapewniają zachowanie wymogów bezpieczeństwa w miejscu pracy.
W normach określa się typy okablowania, zalecane warunki pracy, wzajemne połączenia, parametry wydajności, wymagania dotyczące testowania i inne parametry. Normy stanowią wspólny język, zapewniający spełnienie kryteriów jakości i bezpieczeństwa, które gwarantują minimalny poziom wydajności podczas użytkowania.
Najlepszym tego przykładem są normy, które nakazują stosowanie kabli zewnętrznych o odpowiedniej wytrzymałości. Nie jest to bezwzględnie konieczne, ale nie można uzyskać oczekiwanych rezultatów, stosując przewód o niższej wartości znamionowej. Pogorszyłoby to ogólną wydajność.
Podsumowanie
Złe planowanie i stosowanie niskiej jakości okablowania może w dłuższej perspektywie przyczynić się do wysokich kosztów w większości zastosowań przemysłowych. W początkowej fazie inwestycji w projekty należy zadbać o to, aby wszystkie aspekty rozwiązań automatyki były realizowane z myślą o zapewnieniu jak najrzadszych przestojów maszyn i uniknięciu nieplanowanej konserwacji. Kable Belden to produkty, na których klienci mogą polegać przez wiele lat.
