Czy wiesz, dlaczego w automatyce przemysłowej projektuje się systemy sterowania z myślą o awariach? Jak ważna jest redundancja w systemach sterowania i dlaczego w przemyśle nie wystarczy unikanie awarii, ale trzeba się na nie przygotować? Odpowiedź znajdziesz w tym artykule.

Co to jest redundancja w automatyce przemysłowej?

Redundancja (nazwa również: nadmiarowość systemów sterowania) to zastosowanie dodatkowych, zapasowych elementów systemu, które zwiększają bezpieczeństwo, niezawodność i dostępność całej instalacji przemysłowej.

Dzięki redundancji minimalizujemy ryzyko awarii i przestojów, co jest kluczowe m.in. w energetyce, przemyśle spożywczym, chemicznym i morskim.

Dlaczego warto stosować redundancję w systemach sterowania?

• Zwiększenie bezpieczeństwa pracy i ochrony życia ludzkiego – szczególnie w misjach kosmicznych, medycynie, energetyce.
• Zapewnienie ciągłości produkcji – minimalizacja kosztów związanych z przestojami.
• Budowanie zaufania klientów – dostępność produktu przez cały czas ma ogromne znaczenie rynkowe.
• Wymogi prawne i branżowe – wiele sektorów wymaga stosowania systemów redundantnych.
• Odporność na katastrofy i awarie złożone – także cyberataki.

Przykład z życia: misja Apollo 13 i redundancja

Misja Apollo 13 to klasyczny przykład jak zadziałała redundancja w praktyce. Dzięki zapasowym komputerom, podwójnym zbiornikom tlenu i niezależnym systemom sterowania, załoga wróciła bezpiecznie na Ziemię, mimo poważnej awarii.

Typy redundancji w automatyce przemysłowej

Zimna redundancja (cold redundancy)

Elementy zapasowe są przechowywane w magazynie i montowane dopiero w przypadku awarii. Czas przełączenia może trwać kilkadziesiąt minut. Najtańsza forma nadmiarowości stosowana tam, gdzie przerwa w produkcji jest akceptowalna.

Ciepła redundancja (warm redundancy)

Przygotowana rezerwa synchronizuje się okresowo z systemem głównym. Rzadziej stosowana w automatyce, częściej w systemach IT.

Gorąca redundancja (hot redundancy)

Systemy sterowania działają równolegle, a przełączanie na system zapasowy jest błyskawiczne i niewidoczne dla procesu. Idealne rozwiązanie dla krytycznych aplikacji przemysłowych, choć droższe i bardziej skomplikowane.

Wady i wyzwania systemów redundantnych

• Wyższe koszty inwestycji i utrzymania – podwajanie urządzeń, czujników i zasilaczy.
• Możliwość wspólnej awarii (common mode failure) – np. pożar w jednej szafie sterowniczej może unieruchomić oba sterowniki.
• Konieczność rozproszenia urządzeń w przestrzeni i rozdzielenia zasilania, aby zwiększyć odporność.

Podsumowanie – projektowanie systemów sterowania odporne na awarie

Redundancja w automatyce przemysłowej to fundament bezpieczeństwa i niezawodności zakładów produkcyjnych i infrastruktury krytycznej. Zaprojektowanie systemów sterowania z myślą o awarii pozwala minimalizować przestoje, chronić zdrowie i życie oraz budować przewagę konkurencyjną na rynku.