{"id":8289,"date":"2025-07-17T08:11:00","date_gmt":"2025-07-17T06:11:00","guid":{"rendered":"https:\/\/foodplace.pl\/?p=8289"},"modified":"2025-07-16T13:21:18","modified_gmt":"2025-07-16T11:21:18","slug":"automatyzacja-malych-maszyn-czesc-1","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/automatyzacja-malych-maszyn-czesc-1\/","title":{"rendered":"Automatyzacja ma\u0142ych maszyn. Cz\u0119\u015b\u0107 1"},"content":{"rendered":"

Niemal ka\u017cdy dzie\u0144 w ostatnich latach przynosi zmiany technologiczne, jakie mo\u017cemy obserwowa\u0107 na ka\u017cdym kroku. Dotycz\u0105 one praktycznie ka\u017cdej dziedziny \u017cycia. Spotykamy je nabywaj\u0105c bilety w automacie zamiast w okienku kasowym czy korzystaj\u0105c z autonomicznej kasy sklepowej. Automatyczna myjnia samochodowa z  wbudowanym czytnikiem QR czy paczkomat wydaj\u0105cy przesy\u0142ki na podstawie aplikacji, sta\u0142y si\u0119 standardem dnia codziennego. Zastosowane tam rozwi\u0105zania oraz metody projektowania maj\u0105 swoje korzenie w aplikacjach przemys\u0142owych. Ich konstrukcje by\u0142y i s\u0105 poprzedzone d\u0142ugim procesem testowania i dopasowania do wymog\u00f3w bezpiecze\u0144stwa oraz potrzeb u\u017cytkownika. W wyniku tych prac, powsta\u0142y linie procesowe, z kt\u00f3rymi wiele os\u00f3b ma kontakt w swojej codziennej pracy. Maszyny te zosta\u0142y wyposa\u017cone w uk\u0142ady sterowania oraz panele operatorskie, zoptymalizowane pod k\u0105tem okre\u015blonej technologii, ale i ergonomii pracy operator\u00f3w.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Te wszystkie zadania, poza oczywi\u015bcie podstawowym rezultatem, daj\u0105 szereg bardzo wa\u017cnych obserwacji i do\u015bwiadcze\u0144. St\u0105d bierze si\u0119 wiedza jak poprawnie podchodzi\u0107 do automatyzacji jako takiej, jak przygotowa\u0107 za\u0142o\u017cenia i p\u00f3\u017aniej je realizowa\u0107 w prototypie, oraz wreszcie jak z sukcesem wdro\u017cy\u0107 rozwi\u0105zanie w seryjnej produkcji. I to nie tylko w przypadku du\u017cych linii, ale w\u0142a\u015bnie ma\u0142ych i \u015brednich maszyn, stosowanych cz\u0119sto w niewielkich zak\u0142adach.
W artykule tym, autor chcia\u0142by si\u0119 podzieli\u0107 obserwacjami oraz wnioskami powsta\u0142ymi podczas konstruowania kilku urz\u0105dze\u0144, wykorzystywanych przy przetwarzaniu i obr\u00f3bce mi\u0119sa. Celem tego artyku\u0142u jest nie tylko analiza rozwi\u0105za\u0144, ale tak\u017ce (a mo\u017ce przede wszystkim) u\u015bwiadomienie u\u017cytkownikowi jak wa\u017cny jest jego udzia\u0142 w procesie tworzenia. Jego do\u015bwiadczenie oraz wymagania powinny znacz\u0105co wp\u0142ywa\u0107 na konstrukcj\u0119, w szczeg\u00f3lno\u015bci na elementy zwi\u0105zane z prac\u0105 operatora oraz na realizacj\u0119 funkcjonaln\u0105 samego procesu technologicznego.<\/p>\n\n\n\n

Wczoraj a dzi\u015b<\/strong>
Cho\u0107 w ostatnich latach, szeroko poj\u0119te urz\u0105dzenia gastronomiczne, tak\u017ce zosta\u0142y \u201edotkni\u0119te\u201d dzia\u0142aniem zmian technologicznych, to przez wiele lat by\u0142y nieco na marginesie rozwoju. Obserwuj\u0105c urz\u0105dzenia powsta\u0142e przed 10 czy 20 laty mo\u017cna zobaczy\u0107 rozwi\u0105zania w kt\u00f3rych mechanika stanowi\u0142a g\u0142\u00f3wne rozwi\u0105zanie zadania. Wszelkie zmiany koncepcyjne by\u0142y zwi\u0105zane z jej wymian\u0105 lub przekonstruowaniem. Silniki elektryczne zazwyczaj sterowane bezpo\u015brednio lub przy wi\u0119kszych mocach przez uk\u0142ad gwiazda-tr\u00f3jk\u0105t. Operator mia\u0142 do dyspozycji jedynie przyciski w\u0142\u0105czenia i wy\u0142\u0105czenia. Regulacja pr\u0119dko\u015bci, o ile by\u0142a, to oparta o przek\u0142adnie mechaniczne, lub w najlepszym przypadku silnik dwubiegowy.
Dynamiczny rozw\u00f3j sterownik\u00f3w programowalnych PLC po\u0142\u0105czony z ewolucj\u0105 konstrukcji uk\u0142ad\u00f3w nap\u0119dowych, pozwoli\u0142 na wprowadzenie nowoczesnych rozwi\u0105za\u0144 tak\u017ce do urz\u0105dze\u0144 zwi\u0105zanych z szeroko poj\u0119tym masowym przetw\u00f3rstwem mi\u0119snym, nie tylko przemys\u0142owym, ale i lokalnym. Nowe mo\u017cliwo\u015bci da\u0142y szans\u0119 konstruktorom na takie przygotowanie maszyn by jak najbardziej odpowiada\u0142y potrzebom u\u017cytkownik\u00f3w.<\/p>\n\n\n\n

Koncepcje konstrukcyjne<\/strong>
Analiza wymaga\u0144 u\u017cytkownika nie musi dzisiaj by\u0107 ograniczona mo\u017cliwo\u015bciami sprz\u0119tu. Elastyczno\u015b\u0107 konfiguracji uk\u0142ad\u00f3w sterowania pozwala nie tylko na zrealizowanie za\u0142o\u017ce\u0144 procesowych ale tak\u017ce spe\u0142nienie potrzeb i wymaga\u0144 operator\u00f3w. Lista temat\u00f3w poruszanych w analizach mo\u017ce by\u0107 ca\u0142kiem d\u0142uga, jednak na potrzeby naszych urz\u0105dze\u0144 ograniczymy j\u0105 do najwa\u017cniejszych.
Ergonomia to jeden z najbardziej niedocenianych aspekt\u00f3w procesu tworzenia. Przez lata olbrzymi wp\u0142yw na jej brak mia\u0142y dost\u0119pno\u015b\u0107 i ograniczone funkcje automatyki. Rozmieszczenie przycisk\u00f3w czy wska\u017anik\u00f3w by\u0142o podyktowane ich rozmiarami oraz mo\u017cliwo\u015bciami zabudowy. Pojawienie si\u0119 p\u0142askich ekran\u00f3w HMI, w szczeg\u00f3lno\u015bci zintegrowanych ze sterownikiem PLC, uwolni\u0142o praktycznie wszystkie restrykcje. Na panelach mo\u017cna w dowolny spos\u00f3b definiowa\u0107 aparatur\u0119 pulpitow\u0105, wska\u017aniki, wykresy czy pola zadawania warto\u015bci. Kolorystyka, uk\u0142ad graficzny czy loga inwestora mog\u0105 by\u0107 w spos\u00f3b dowolny zmienianie. Warto tu tak\u017ce wspomnie\u0107 o mo\u017cliwo\u015bci wy\u015bwietlania dokument\u00f3w w formacie pdf, co jest ciekawym pomys\u0142em na udost\u0119pnianie instrukcji obs\u0142ugi.<\/p>\n\n\n\n

Diagnostyka pracy sta\u0142a si\u0119 znacznie prostsza dzi\u0119ki dost\u0119pno\u015bci czujnik\u00f3w i dodatkowych dedykowanych wyj\u015b\u0107 z urz\u0105dze\u0144 sk\u0142adowych jak zawory czy pompy. Mo\u017cliwo\u015b\u0107 elastycznego zwi\u0119kszania wej\u015b\u0107 sterownik\u00f3w, da\u0142a szans\u0119 na wprowadzenie tych informacji do uk\u0142adu sterowania i informowania operatora o stanie maszyny. Dzi\u0119ki temu w sytuacjach awaryjnych mo\u017cna zdecydowanie szybciej podj\u0105\u0107 w\u0142a\u015bciwe decyzje i automatycznie przywr\u00f3ci\u0107 maszyn\u0119 do pracy. Zastosowanie dedykowanych stycznik\u00f3w sprz\u0119\u017conych ze sterownikiem pozwala na przeprowadzenie procesu przywracania wszystkich funkcji oraz w przypadkach z\u0142o\u017conych awarii, wprowadzenie funkcjonalnych obej\u015b\u0107.
Konsekwencj\u0105 detekcji problem\u00f3w jest predykcja uszkodze\u0144. Kiedy\u015b wymaga\u0142a zastosowania zaawansowanego oprogramowania, dzisiaj mo\u017cliwa jest przez dodanie licznik\u00f3w czasu pracy, licznik\u00f3w operacji czy monitor\u00f3w temperatury. Stosunkowo niewielkim kosztem mo\u017cna wyposa\u017cy\u0107 uk\u0142ad sterowania w modu\u0142 zdalnego dost\u0119pu i powiadamiania serwisu o statusie urz\u0105dzenia. W razie wyst\u0105pienia problem\u00f3w, t\u0105 drog\u0105 mo\u017cna oceni\u0107 przyczyny i przygotowa\u0107 interwencj\u0119 techniczn\u0105.
Zbieranie informacji o przebiegu pracy, zar\u00f3wno typowego urz\u0105dzenia jak i prototypowego, jest podstaw\u0105 do powstania konstrukcji odpornej na b\u0142\u0119dy. Mo\u017cemy tu powiedzie\u0107 o dw\u00f3ch kategoriach takich sytuacji. Pierwsza jest zwi\u0105zana z otoczeniem. To przede wszystkim zak\u0142\u00f3cenia elektromagnetyczne. Mog\u0105 one by\u0107 wynikiem pracy element\u00f3w samego urz\u0105dzenia takich jak silniki, falowniki, styczniki, grza\u0142ki itp. Dost\u0119pno\u015b\u0107 urz\u0105dze\u0144 pomiarowych pozwala na ocen\u0119 wielko\u015bci szkodliwego wp\u0142ywu i zastosowania adekwatnych rozwi\u0105za\u0144. Dodanie filtr\u00f3w, d\u0142awik\u00f3w czy cho\u0107by ekran\u00f3w przewod\u00f3w nie stanowi dzisiaj problemu, a idealnie ogranicza szkodliwy wp\u0142yw na sterowanie. Zak\u0142\u00f3cenia tego typu mog\u0105 tak\u017ce pochodzi\u0107 od wsp\u00f3lnego zasilania sieciowego. Tu metodologia zabezpieczania i pomiaru jest w zasadzie identyczna, cho\u0107 wymaga cz\u0119sto wi\u0119kszych zabezpiecze\u0144 instalowanych poza urz\u0105dzeniem. Druga kategoria to b\u0142\u0119dy u\u017cytkownika. Mo\u017cna powiedzie\u0107, ze to jest temat rzeka, cz\u0119sto trudno jest przewidzie\u0107 co mo\u017ce zrobi\u0107 operator. Dlatego te\u017c elastyczno\u015b\u0107 konfiguracji ca\u0142ego systemu sterowania pozwala nie tylko na ograniczenie b\u0142\u0119d\u00f3w w pocz\u0105tkowym okresie u\u017cytkowania, ale tak\u017ce – i chyba co najwa\u017cniejsze \u2013 na modyfikacj\u0119 urz\u0105dzenia w oparciu o obserwacj\u0119 zachowania operator\u00f3w i w ich konsekwencji samej maszyny. Wspomniana wcze\u015bniej obserwacja stanu daje w\u0142a\u015bnie takie mo\u017cliwo\u015bci, a zdalny dost\u0119p na aktualizacj\u0119 program\u00f3w \u201ew locie\u201d.
Powy\u017csze tematy s\u0105 bardzo istotne dla konstruktor\u00f3w, ale przede wszystkim warto by o nich pami\u0119tali tak\u017ce potencjalni u\u017cytkownicy. Wyartyku\u0142owanie swoich potrzeb i za\u0142o\u017ce\u0144 projektantom i dostawcom, u\u0142atwi p\u00f3\u017aniejsz\u0105 eksploatacj\u0119 i wp\u0142ynie na szybko\u015b\u0107 reakcji w sytuacjach awaryjnych.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Marynator \u2013 studium przypadku.<\/strong>
Popatrzmy na powy\u017csze tematy w kontek\u015bcie marynatora, urz\u0105dzenia stosowanego w wielu miejscach do pr\u00f3\u017cniowego mieszania mi\u0119sa i marynaty. Zdecydowana wi\u0119kszo\u015b\u0107 Czytelnik\u00f3w zapewne wie jak to dzia\u0142a i do czego si\u0119 stosuje. Dla autora \u2013 automatyka \u2013 by\u0142 to przyk\u0142ad urz\u0105dzenia z jakim nale\u017cy si\u0119 zmierzy\u0107. Rozmowy z potencjalnymi u\u017cytkownikami oraz konstruktorami strony mechanicznej, da\u0142y obraz wyj\u015bciowy wymaga\u0144. Po za\u0142adowaniu produkt\u00f3w (czyli mi\u0119sa i marynaty) konieczne jest stworzenie pr\u00f3\u017cni przez wypompowanie cz\u0119\u015bci powietrza. Przy znanej wydajno\u015bci pompy, czas jej pracy by\u0142 wystarczaj\u0105cym parametrem okre\u015blaj\u0105cym ten etap procesu. Po jego zako\u0144czeniu i weryfikacji podci\u015bnienia przez operatora, mo\u017cliwe by\u0142o zamkni\u0119cie zaworu pompy oraz od\u0142\u0105czenie w\u0119\u017ca i przej\u015bcie do mieszania ca\u0142o\u015bci. Tu r\u00f3wnie\u017c czas, jako parametr obracania b\u0119bnem, by\u0142 jedyn\u0105 zadan\u0105 warto\u015bci\u0105 procesow\u0105. Jego up\u0142yw oznacza\u0142 ca\u0142kowite zako\u0144czenie wymaganych operacji.<\/p>\n\n\n\n

Analiza ergonomiczna sugerowa\u0142a jeden pod\u015bwietlany przycisk do podstawowego sterowania. Ustalone zosta\u0142y nast\u0119puj\u0105ce stany :
zgaszony > oczekiwanie na prac\u0119
aktywny >proces pr\u00f3\u017cni lub mieszania w toku
migaj\u0105cy > zako\u0144czenie usuwania powietrza lub mieszania<\/p>\n\n\n\n

Zadawanie czasu pracy pompy oraz czasu mieszania zosta\u0142o zrealizowane za pomoc\u0105 prostego dwulinijkowego wy\u015bwietlacza zintegrowanego ze sterownikiem PLC. Uk\u0142ad tekstu oraz jednostki czasu zosta\u0142y dobrane tak, by intuicyjnie nawi\u0105zywa\u0142y do procesu technologicznego. Sam sterownik mia\u0142 za zadanie nadzorowa\u0107 poszczeg\u00f3lne etapy oraz monitorowa\u0107 stan komponent\u00f3w. Warto zwr\u00f3ci\u0107 uwag\u0119 na obecno\u015b\u0107 niezale\u017cnego od PLC wska\u017anika podci\u015bnienia. Z punktu widzenia operatora, taka prezentacja daje wi\u0119cej informacji ni\u017c liczba wy\u015bwietlana, a zastosowanie wi\u0119kszego wy\u015bwietlacza oraz analogowego czujnika pr\u00f3\u017cni by\u0142o nieuzasadnione kosztowo. Ta droga wpisuje si\u0119 w optymalizacj\u0119 ca\u0142ego rozwi\u0105zania, kt\u00f3rej g\u0142\u00f3wnym celem jest oczywi\u015bcie prawid\u0142owa i ergonomiczna praca.
Umiejscowienie wszystkich element\u00f3w wewn\u0105trz urz\u0105dzenia zosta\u0142o tak pomy\u015blane, by w razie awarii lub konieczno\u015bci wykonania przegl\u0105d\u00f3w \u0142atwo by\u0142o to wykona\u0107. Z uwagi na charakter miejsca w kt\u00f3rym pracuje marynator oraz brak szczeg\u00f3lnego przygotowania operator\u00f3w do prac elektromechanicznych, dob\u00f3r komponent\u00f3w by\u0142 ukierunkowany na maksymalnie d\u0142ugi czas bezawaryjnej pracy, cz\u0119sto w warunkach ma\u0142o sprzyjaj\u0105cych elektronice. Zastosowane zosta\u0142y uk\u0142ady o wy\u017cszej wytrzyma\u0142o\u015bci termicznej, wymaganej z uwagi na u\u017cycie obudowy ze stali kwasoodpornej, pozbawionej w zasadzie wentylacji wn\u0119trza.<\/p>\n\n\n\n

Podsumowuj\u0105c<\/strong>
Pokazany na przyk\u0142adzie marynatora proces decyzyjno-konstrukcyjny mo\u017cna uzna\u0107 za modelowe podej\u015bcie do realizacji niewielkich urz\u0105dze\u0144 przemys\u0142owo-gastronomicznych. Wykorzystanie dost\u0119pnych dzisiaj technologii otwiera szereg nowych opcji konfiguracyjnych by spe\u0142ni\u0107 wszystkie wymagania stawiane przez u\u017cytkownik\u00f3w. Nie zawsze jednak udaje si\u0119 je zrealizowa\u0107 przy pierwszym podej\u015bciu. Autor podczas prac, korzysta\u0142 z symulatora ca\u0142ego procesu, dzi\u0119ki czemu mo\u017cliwe by\u0142o wprowadzane i testowanie zmian, zanim zostan\u0105 zaimplementowane w produkcji seryjnej. To bardzo dobre podej\u015bcie i warto tworzy\u0107 takie testowe stanowiska. Nie tylko do weryfikacji ale tak\u017ce do prezentowania u\u017cytkownikom mo\u017cliwo\u015bci interfejsu operatora. Na ich bazie mo\u017cna pokusi\u0107 si\u0119 r\u00f3wnie\u017c o przygotowanie szkole\u0144, a zw\u0142aszcza z radzenia sobie w sytuacjach awaryjnych.<\/p>\n\n\n\n

Rafa\u0142 Tutaj<\/strong><\/em>
www.sterowniki.pl<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Informacje o autorze:
Rafa\u0142 Tutaj<\/strong><\/em>
In\u017cynier, Trener, Projektant, Konstruktor<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

Z automatyk\u0105 i robotyk\u0105 zwi\u0105zany od ponad 35 lat. Wsp\u00f3\u0142za\u0142o\u017cyciel Elmark Automatyka i Sterowniki.pl. W tej ostatniej realizuje szereg projekt\u00f3w koncepcyjnych i badawczych dla r\u00f3\u017cnych bran\u017c przemys\u0142u.<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Niemal ka\u017cdy dzie\u0144 w ostatnich latach przynosi zmiany technologiczne, jakie mo\u017cemy obserwowa\u0107 na ka\u017cdym kroku. Dotycz\u0105 one praktycznie ka\u017cdej dziedziny \u017cycia. Spotykamy je nabywaj\u0105c bilety w automacie zamiast w okienku kasowym czy korzystaj\u0105c z autonomicznej kasy sklepowej. Automatyczna myjnia samochodowa z  wbudowanym czytnikiem QR czy paczkomat wydaj\u0105cy przesy\u0142ki na podstawie aplikacji, sta\u0142y si\u0119 standardem dnia […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":8290,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_eb_attr":"","footnotes":""},"categories":[32,79,35],"tags":[],"class_list":["post-8289","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-aktualnosci","category-mieso","category-technologia"],"blocksy_meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8289","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8289"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8289\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":8291,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8289\/revisions\/8291"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8290"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8289"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8289"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8289"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}