Control Engineering Česko, červen 2013
Control Engineering Česko, červen 2013
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/ISSN1896-5784
www.controlengcesko.com
Číslo 5 (60)
Ročník VIII.
ISSN1896-5784
Pokročilé metody řízení procesů v cloudu 12
Číslo 5 (60)
Ročník VIII.
ISSN1896-5784ISSN1896-5784
Nová tvář
CNC 14
Mezinárodní zdroj informací o řízení, přístrojovém vybavení a automatizaci ČERVEN 2013
Nové přístupy u instalací
vzdálených I/O 22
Chytřejší a bezpečnější
těžba starých a vzdálených
ložisek 28
Vytvořte si vlastní řízení
na bázi modelu 34
ZPĚT K ZÁKLADŮM
Postupné zavádění
pokročilého řízení 48
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/Emerson logo je ochranná obchodní a servisní známka firmy Emerson Electric Co. © 2013 Emerson Electric Co.
Elektronický marshalling eliminuje vícepráce, změny v projektu i stres. S DeltaV
elektronickým marshallingem od firmy Emerson můžete provádět změny vstupů a výstupů kdekoliv a kdykoliv
potřebujete bez nákladného re-inženýringu a zpoždění v projektu. Naše nové DeltaV CHARakterizační Moduly
(CHARM) zcela eliminují předávací svorky mezi I/O kartami a polní instrumentací – bez ohledu na typ signálu - už
nejste svázáni původní zapojovací specifikací. Všechny propojovací kabely jsou zbytečné. Všechen související čas
a re-inženýring jsou zbytečné. Podívejte se, jak to může být jednoduché oskenováním kódu níže nebo návštěvou
stránky www.IOonDemandCalculator.com nebo volejte 271 035 600.
MŮŽETETOUDĚLAT
Další změna v zapojení
vstupů a výstupů? Výborně.
Takže úprava harmonogramu projektu.
Další související změny propojení v rozvaděči.
Další dodatečný rozvaděč… Nechte to být!
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 1
Vážení čtenáři,
měsíc červen bude letos jistě spojován zejména s povodněmi, které
na jeho počátku zasáhly značnou část naší republiky. Dovolím si proto
začít trochu nestandardně a všem, kteří museli čelit tomuto zkázonos-
nému živlu, popřát, aby se rychle vzpamatovali ze škod, které postup-
ně odhaluje ustupující voda.
Pokud bych měl zůstat v oboru, je zřejmé, že tyto události mohou
mít vliv také na průmyslový trh. Optimistické hlasy sice tvrdí, že by
škody nemusely být v konečném součtu takové, aby výrazně zhoršily ekonomický výsledek
letošního roku, přičemž prognózy se opírají o čísla, jež vzešla z katastrofy obdobných roz-
měrů, která postihla naši zemi v roce 2002. Nicméně již dnes je zcela jasné, že například
zemědělství a stejně tak i potravinářský průmysl sčítají škody s podobným optimismem jen
stěží. Připočteme-li ztráty z prostojů uzavřených chemiček, zdá se mi, že příroda se rozhodla
zasadit průmyslu další „ránu z milosti“. A nejsem ani přesvědčen, že by včasnější rozhodnutí
o snížení hladin přehrad mohlo ohrozit hospodářské výsledky vodních elektráren, které jely
na úkor preventivních opatření… ale to jen tak na okraj. Pevně však věřím, že s houževna-
tostí našemu národu vlastní dojde k nápravě všech škod v co nejkratší době a průmysl bude
moci čelit ostatním výzvám, kterých má tak jako tak (i bez těch přírodních) poměrně dost.
Člověk se pak ani nediví prezidentům a ministrům, že z toho všeho dění kolem začínají
trpět těžkými virózami, a běžnému občanovi nezbývá, než se pousmát nad tělesnými projevy
„nemoci“, kterou v Česku sem tam onemocní nemalá část plnoletého obyvatelstva. Spíše by-
chom asi měli obdivovat obětavost, s jakou se snaží plnit své běžné povinnosti, a to za „kaž-
dých okolností“. Ne všichni si však mohou dovolit stonat, proto jsme navzdory virózám všeho
druhu a nehledě na stoupající hladiny řek pokračovali v běžné práci, jejíž výsledek tak nyní
máte před sebou.
Červnové vydání časopisu Control Engineering Česko je – jak jinak – naplněno řadou
poutavých témat. Možná trochu nezvykle věnujeme ústřední téma tohoto vydání číslicové-
mu řízení počítačem, více známému pod zkratkou CNC. Tyto stroje se stávají čím dál tím
vyspělejší díky různým doplňkům a sbližování ovládacích prvků, vyspělým funkcím a ko-
munikacím. Soubor několika příspěvků se společným jmenovatelem, kterým je právě CNC,
naleznete pod tradičním označením „téma z obálky“.
Mezi další stěžejní témata vydání patří možnosti nových přístupů u instalací vzdálených
I/0 nebo problematika pokročilých metod řízení procesů, jež je rozmělněna ve více příspěv-
cích. V aktuálním čísle ovšem najdete i několik článků, které co do obsahu časopisu Control
Engineering nelze označit jako tradiční. Na (modrý) zoubek se podíváme zejména možnostem
použití Bluetooth v průmyslových provozech. Exotický nádech má zcela nepochybně příspě-
vek o repasování starých a vzdálených ložisek. A jelikož toho dále v listu opravdu není málo,
nesoustředíme se tentokrát striktně na fyzické vybavení provozů, ale poodhalíme základní
principy aplikované pro zavádění štíhlé výroby. Snad Vás tedy výběr témat nechá alespoň
na okamžik odpočinout od likvidace následků vzniklých řáděním vodního živlu.
Přeji ničím nerušenou četbu a příznivější předpovědi meteorologů…
PS: Aktuálně jsme pro Vás v těchto dnech připravili malý letní dárek v podobě rozsáhlého
interaktivního katalogu firem a produktů pro průmyslový a stavební trh, který je dostupný
ze společné stránky www.almanachprodukce.cz. Neváhejte do něj nahlédnout již dnes!
Z REDAKCEEcontrol engineering
REDAKCE
Šéfredaktor
Lukáš Smelík
Sekretariát redakce
Monika Galbová
Redaktoři
Barbora Byrtusová, Jana Poncarová
Odborná spolupráce
Petr Moczek, Zdeněk Mrózek,
Martina Bojdová, Dušan Říha,
Petr Klus, Jaroslav Vlach, Pavla Rožníčková
REKLAMA
Account Manager
Miroslava Pyszková
Tel.: +420 777 793 392
E-mail: miroslava.pyszkova@trademedia.us
Grafické zpracování
Jiří Rataj
TISK
Printo
REDAKČNÍ RADA
Předseda
Branislav Lacko
Ústav automatizace a informatiky
Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně
Členové
Marek Babiuch
katedra automatizační techniky a řízení
VŠB – Technická univerzita Ostrava
Adam Brož
výrobně-technický ředitel
Budějovický Budvar, n. p.
Miroslav Kárný
Oddělení adaptivních systémů
Ústav teorie informace a automatizace
Akademie věd ČR
Michal Křena
produktový manažer
Schneider Electric CZ, s. r. o.
Naděžda Pavelková
produktová a marketingová manažerka
ABB, s. r. o.
Pavel Poucha
jednatel
Papouch, s. r. o.
Ludvík Strakoš
technický ředitel
Evraz Vítkovice Steel, a. s.
Zdeněk Švihálek
aplikační manažer
B+R automatizace, spol. s r. o.
VYDAVATEL
Trade Media International s. r. o.
Milan Katrušák
Mánesova 536/27
737 01 Český Těšín
Tel.: +420 558 711 016
www.trade-media.us/cs
www.controlengcesko.com
Periodicita: 10× ročně
Povoleno: MK ČR E 18990
Identifikační číslo vydavatele: 278 40 042
Redakce si vyhrazuje právo krátit texty
nebo měnit jejich nadpisy.
Nevyžádané texty nevracíme.
Redakce neodpovídá za obsah
reklamních materiálů.
Časopis je vydáván v licenci
CFE Media.
Lukáš Smelík
šéfredaktor
lukas.smelik@trademedia.us
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/2 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
Hlavní témata
14 Nová tvář CNC
Počítačové číslicové řízení (Computer Numerical
Controls – CNC) obráběcích strojů je čím dál tím
vyspělejší díky doplňkům a sbližování ovládacích
prvků, vyspělým funkcím a komunikacím
a diagnostice a službám pro zajištění maximálního
využití.
22 Nové přístupy u instalací vzdálených I/O
Nové modulární technologie I/O rozšiřují vaše
možnosti pro komunikaci s provozní přístrojovou
technikou a zařízeními. Jsou zvláště užitečné
v případě větších vzdáleností.
28 Chytřejší a bezpečnější těžba starých
a vzdálených ložisek
Primární produkce ropy a plynu je stále složitější,
což souvisí s faktem, že stará pole se vyčerpávají
a nová ložiska se nacházejí ve vzdálených
lokalitách. Integrované provozy mohou přispět
k bezpečnějším a ziskovějším operacím v náročných
podmínkách.
34 Vytvořte si vlastní řízení na bázi modelu
Když regulační řízení na daný úkol nestačí
a nemůžete na trhu najít hotový balík pro pokročilé
řízení APC, vaší jedinou možností je vytvořit si svůj
vlastní model procesu. Není to jednoduché, ale
je možné to dokázat a dobré řešení může přinést
obrovský rozdíl.
38 Úspěšná implementace štíhlé výroby:
5 základních dílků mozaiky
Implementace štíhlé výroby vyžaduje, aby
zúčastněné strany vyhodnotily pracovní prostředí
a uspokojení z práce, motivovaly k účasti,
požadovaly odpovědnost vedoucích pracovníků,
vypracovaly nové vzorce chování a trvaly
na využívání štíhlých metod a nástrojů.
ČÍSLO 5 (60)
ROČNÍK VIII.
Mezinárodní zdroj informací o řízení, přístrojovém vybavení a automatizaci ČERVEN 2013
Téma z obálky: Nová tvář CNC; str. 14
Hlavní téma: Úspěšná implementace štíhlé výroby:
5 základních dílků mozaiky; str. 38
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 3
Rubriky
1 Z REDAKCE
8 TECHNOLOGICKÝ UPDATE
Průmyslová bezdrátová technika: Bluetooth
může být robustní a snadno použitelnou
technologií
12 IT&TECHNIKA
Pokročilé metody řízení procesů v cloudu
42 UDÁLOSTI
Výuka mladých odborníků pro automatizaci
v centru pozornosti
48 ZPĚT K ZÁKLADŮM
Postupné zavádění pokročilého řízení
Novinky
4 Společnost HMS dostala cenu za inovaci
4 Dassault Systèmes kupuje Apriso, tvůrce
softwaru pro řízení výroby
4 Za diplomku do technologického centra
v Německu
5 Podrobné sledování průmyslových sítí se
softwarem značky Siemens
Produkty
44 Cognex Corporation
Společnost Cognex modernizuje snímače
čárového kódu
44 Balluff CZ s. r. o.
Měřicí systém s IO-Link
45 Papouch s. r. o.
Nové převodníky rozhraní Wiegand,
proudová smyčka a M-Bus
46 Rockwell Automation s. r. o.
Procesní automatizační systém Rockwell
Automation PlantPax
47 ProSoft Technology
ProSoft Technology uvádí novou řadu
komunikačních bran pro převod
Ethernetu na sériovou linku
Události: Výuka mladých odborníků pro automatizaci v centru
pozornosti; str. 42
Případová studie: Průmyslové snímače čárového kódu zajišťují
účinný sběr dat pro systém Kanban; str. 26
Novinky: Za diplomku do technologického centra v Německu;
str. 4
Přeložené texty jsou v tomto časopise umístěny se souhlasem
redakce časopisu „Control Engineering USA“ vydavatelství
CFE Media. Všechna práva vyhrazena. Žádná část tohoto
časopisu nemůže být žádným způsobem a v žádné formě
rozmnožována a dále šířena bez písemného souhlasu CFE Media.
Control Engineering je registrovanou ochrannou známkou, jejímž
majitelem je vydavatelství CFE Media.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/4 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
NOVINKYNoborové
Za diplomku do technologického centra v Německu
S
polečnost ABB, patřící mezi přední světové dodava-
tele špičkových technologií pro energetiku a auto-
matizaci, oznámila výsledky druhého ročníku ABB
University Award, soutěže vědeckotechnických projektů
vysokoškolskýchstudentův akademickémroce2012/2013.
Cílem soutěže je ocenit zájem a práci studentů a především
je povzbudit v jejich dalším odborném rozvoji. Tématem
se staly disertační,
diplomové a baka-
lářské práce, kde
studenti mohli pro-
jevit svůj potenciál
v jedné ze zvolených
oblastí: Energetika,
Pohony, Robotika,
Automatizace výro-
by nebo Efektivní
využití energie.
„Jsme potěšeni
zájmem studentů
a nadšeni odbornou
kvalitou jejich pro-
jektů,“ říká ředitelka
pro PR a marketin-
govou komunikaci
společnosti ABB ČR,
Lucie Jandová a dodává: „Plně si uvědomujeme důleži-
tost kontinuální podpory a investice do vzdělání v České
republice, a proto pokračujeme v projektu ABB University
Award, který nabízí studentům technických vysokých škol
jedinečnou možnost propojení s praxí a prezentací svých
dovedností. I letos se pak všichni finalisté podívají do jed-
noho z našich nejlepších technologických center pro výrobu
motorů a řídících jednotek v německém Ladenburgu a ško-
lícího centra v Heidelbergu.“
Do finálového kola se celkem dostalo 11 studentů, kteří
své práce prezentovali před odbornou porotou v čele
s Doc. Ing. Josefem Rosenkranzem, CSc., z pražské Fakul-
ty elektrotechnické ČVUT.
Ing. Stanislav Medřický, CSc., předseda asociace AMA-
VET o spolupráci říká: „Druhý ročník soutěže vysokoško-
láků ABB University Award organizujeme společně s ABB.
Největší radost mám z toho, že se přihlásili tři účastníci,
kteří úspěšně prošli ve středoškolském věku naší soutěží
EXPO SCIENCE AMAVET. Zkušenosti ze soutěží jsou vel-
kou výhodou. Všichni postoupili na významné mezinárodní
soutěže a Marek Votroubek ze Strojní fakulty ČVUT v Praze
získal se svými dvěma kolegy v roce 2009 první místo
v kategorii Inženýrství na největší a nejprestižnější soutěži
pro středoškoláky na světě INTEL ISEF v USA. Potvrzuje se
náš předpoklad, že inovativní myšlení je nezbytné pěstovat
od nejútlejšího věku.“ MPR marketing and PR agentura
Dassault Systèmes kupuje Apriso, tvůrce softwaru pro řízení výroby
D
assault Systèmes oznámila převzetí společnosti Apri-
so, předního poskytovatele softwarových řešení pro ří-
zení výroby. Akvizice kalifornské firmy za cca 205 mi-
lionů dolarů obohatí platformu 3DEXPERIENCE v oblasti
řízení výrobních procesů a rozšíří portfolio aplikace DELMIA.
Společnost Apriso působí mimo jiné v leteckém a auto-
mobilovém průmyslu, high tech, spotřebním průmyslu nebo
strojírenství a mezi její klienty patří například společnosti
Alstom, General Motors, Hitachi nebo L’Oreal. Apriso umož-
ňuje synchronizovat globální výrobní sítě a v reálném čase
sledovat a řídit obchodní procesy výrobních závodů i doda-
vatelů. Obchodní transakce by měla být uzavřena v červenci
2013.
Dassault Systèmes – 3D Experience Company – poskytuje
firmám i jednotlivcům virtuální vizi projektů pro udržitelnou
inovaci. www.grayling.com
Společnost HMS dostala cenu za inovaci
S
polečnost Frost & Sullivan, která se zabývá nezávislý-
mi analýzami trhu, udělila společnosti HMS Industrial
Networks ocenění „Nový inovační evropský výrobek
roku 2013 v kategorii průmyslových komunikačních proce-
sorů“. Komunikační procesor Anybus NP40 od firmy HMS
cenu obdržel jako celosvětově nejlepší výrobek ve své
kategorii. Dlouhodobá funkčnost, flexibilita a snadná inte-
grace – to jsou některé ze základních charakteristik tohoto
procesoru, který ocenil tým společnosti Frost & Sullivan.
Po důkladném srovnání komunikačních procesorů
dostupných na trhu vybrala společnost Frost & Sullivan jako
nejlepší průmyslový komunikační procesor ve své kategorii
právě Anybus NP40. Hodnocenými kritérii bylo: inovač-
ní prvky produktu, využití předních technologií, přínosy
a technické parametry s přidanou hodnotou, zkrácení ROI
na straně zákazníka, akvizi-
ce zákazníka nebo potenciál
jeho infiltrace. Každé z pěti
kritérií bylo oceněno ve škále
1 až 10 a Anybus NP40 dosá-
hl průměrného hodnocení
9,4, zatímco jeho nejbližší
konkurent 6,6.
„Jsme na toto ocenění velmi pyšní,“ komentuje Christian
Bergdahl, Product Marketing Manager společnosti HMS
Industrial Networks. „Pracujeme už dlouhou dobu v oblasti
průmyslových komunikačních systémů a při konstrukci pro-
cesoru Anybus NP40 jsme využili všechny naše zkušenosti.
Ocenění dokazuje, že jsme na správné cestě k dalšímu vývoji
této techniky a že máme nejlepší produkt na trhu.“ Mepax
s
d
l
s
j
v
o
P
A
b
v
z
a
k
j
p
g
s
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 5
Podrobné sledování průmyslových sítí se softwarem značky Siemens
S
polečnost Siemens zdokonalila svůj softwarový
nástroj Sinema Server pro správu průmyslových
sítí. V nové verzi V12 může každá jednotlivá stanice
Sinema Server sledovat až 500 síťových komponent, což je
dvojnásobek maximální kapacity nabízené předchozí verzí
programu. Kromě toho může každá stanice Sinema Server
také indikovat stav dalších klientských zařízení Sinema
Server v síti až do celkového počtu 100 stanic. Nová verze
softwaru tak umožňuje sledovat síť
o celkovém počtu až 50000 klient-
ských zařízení.
Připojená zařízení jsou automa-
ticky identifikována pomocí pro-
tokolu SNMP (Simple Network
Management Protocol), nebo – jde-
-li o zařízení sítě Profinet – pomocí
protokolu DCP (Device Control Pro-
tocol). V softwaru Sinema Server
V12 může uživatel vkládat, editovat
a ukládat profily zařízení. Zdoko-
naleno bylo i uživatelské rozhraní
programu a jeho zobrazení pro-
střednictvím operátorských panelů (Human Machine Inter-
face – HMI). Snazší je také jeho integrace do dispečerského
(SCADA) systému Simatic WinCC či do systému Simatic
PCS 7 pro řízení spojitých technologických procesů.
Software Sinema Server je určen k nepřetržitému sledo-
vání sítí Ethernet a Profinet v prostředí průmyslové výroby
a infrastrukturních projektů. Nástroj zobrazuje všechna
fyzická spojení na úrovni jednotlivých portů i konfigurace
specifických sítí na strojích a výrobních celcích. Signalizuje
každou poruchu v činnosti sítě a pomáhá ji rychle lokali-
zovat a odstranit, což znamená kratší prostoje ve výrobě.
Software Sinema Server vytváří obraz topologie sítě, včetně
všech existujících virtuálních místních sítí VLAN (Virtual
LAN), což mu následně umožňuje nepřetržitě sledovat jak
změny ve struktuře sítě, tak dostupnost a stav zařízení
i vlastních fyzických spojení. Za předpokladu, že je povolen
přístup prostřednictvím softwaru
Sinema Server, lze takto sledovat
i segmenty sítě chráněné zabezpe-
čovacími (security) produkty.
Funkce pro diagnostiku zařízení
poskytují identifikační, konfigurační
a stavové údaje, například název,
typ a výrobní číslo zařízení nebo
hodnoty stavových veličin přísluš-
ných danému produktu. Software
Sinema Server V12 také uživa-
teli umožňuje stanovit u různých
parametrů určitého zařízení mezní
hodnoty pro vydání výstražného
hlášení. Software lze použít nejen pro účely sledování, ale
i k vedení dokumentace stavu sítě formou přehledových
seznamů zařízení a záznamů o dostupnosti a využití sítě.
Software Sinema Server V12 pracuje v prostředích Win-
dows XP, Windows 7 (verze 32 i 64 bitů) a Windows Server
2008 R2. Jeho uživatelé mají nyní na výběr čtyři jazykové
verze: anglickou, německou, francouzskou a čínskou.
www.siemens.cz
novinkynovinky
LG SYSTEM, spol. s r. o. je ryze česká soukromá společnost zaměřující své aktivity na oblast
energetiky, průmyslové a domácí automatizace.
Náš akční rádius pokrývá témeř celou oblast této problematiky. Jsme schopni zajistit, dle požadavku zákazníka od elek-
troprojektu, přes aplikační a PLC software, montáž rozváděčů, dodávku vlastního hardware, oživení, uvedení do provozu,
zaškolení personálu, zajištění servisu až po technickou podporu. Specializujeme se na využití bezdrátové technologie pro
automatizaci v domácnostech a v průmyslu.
Společnost zahájila 1. května 2013 realizaci projektu Odborný rozvoj zaměstnanců LG SYSTEM spol. s r. o.,
reg. č. CZ.1.04/1.1.02/94.00737
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR.
evropský
sociální
fond v ČR
PODPORUJEME
VAŠI BUDOUCNOST
www.esfcr.cz
p
S
i
č
p
a
t
h
n
S
t
p
h
Domácí automatizace
Průmyslová automatizace
Energetika
www.lgsystem.cz
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/6 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
Vývoj systémů metodou Model Based
Design v prostředí Simulink
Model Based Design
(MBD) je metoda rych-
lého a efektivního
navrhování dynamic-
kého systému. Pomo-
cí MBD lze navrhovat
řídicí systémy, systé-
my pro zpracování sig-
nálu a obrazu i komu-
nikační systémy.
Středem návrhového
procesu Model Based
Design je model systé-
mu v prostředí Simu-
link. Simulink je grafická
nadstavba výpočetního
a vývojového nástro-
je MATLAB určená pro
modelování a simulaci dynamických systémů.
Simulink je založen na intuitivním prostředí blo-
kových schémat a umožňuje simulovat a analy-
zovat široké spektrum inženýrských úloh.
Pomocí Simulinku a jeho grafického editoru
lze vytvářet modely lineárních, nelineárních,
v čase diskrétních nebo spojitých systémů pou-
hým přesouváním funkčních bloků z knihoven
a jejich propojováním myší. Simulink využívá
algoritmy MATLABu pro numerické řešení neli-
neárních diferenciálních rovnic, které simulač-
ní modely popisují. Samozřejmostí je otevřená
architektura, která dovoluje uživateli vytvářet
si vlastní funkční bloky a uživatelské knihovny
a rozšiřovat již tak bohatou knihovnu Simulinku.
Hierarchická struktura modelů umožňuje kon-
cipovat i složité systémy do přehledné soustavy
subsystémů a nástroje pro správu rozsáhlých
modelů podporují spolupráci většího kolektivu
řešitelů na různých úrovních. Vytvořená sché-
mata je možné přímo využít jako dokumentaci
při vývoji systému.
Metoda Model Based Design využívá model
v prostředí Simulink, od definice požadavků
na finální zařízení přes návrh dynamického sys-
tému, jeho implementaci na cílovou platformu
až po testování prototypu. Model systému je
během vývoje průběžně zpřesňován a jeho kva-
lita je testována při simulacích. Pakliže aplikace
vyžaduje implementaci na software/hardware
platformu, MBD nabízí automatické generování
kódu z modelu v Simulinku, a to včetně kódu
pro systémy pracující v pevné řádové čárce nebo
real-time systémy. Automatické generování kódu
nejen zásadně zkracuje vývojový cyklus, ale také
odstraňuje obvyklé a časté chyby vznikající při
manuálním psaní programů.
Výhody metody Model Based Design:
jedno vývojové prostředí pro všechny skupiny
vývojářů a všechny fáze vývoje aplikace či pro-
totypu;
rychlá reakce na změny požadavků na struk-
turu a parametry aplikace;
průběžné testování, opravy chyb a optimaliza-
ce modelu během celého vývojového cyklu;
automatické generování kódu pro cílovou plat-
formu;
snadný vývoj testovacích procedur;
automatické generování dokumentace;
možnost využití výsledků pro příští projekty.
Generování kódu
Jedním z hlavních pilířů návrhové metody Model
Based Design je rychlý a efektivní překlad algo-
ritmů v MATLABu a modelů navržených v Simu-
linku do zdrojového textu v jazyce C a C++.
Zdrojový text je univerzální, přenositelný, bohatě
komentovaný, nezávislý na platformě a přede-
vším maximálně optimalizovaný, co se rychlosti
týče. To činí z generátoru kódu mocný nástroj pro
napojení výpočetního prostředí MATLAB/Simu-
link na veličiny reálného světa. Vygenerovaný
kód je možné následně přeložit do spustitelného
aplikace v praxi
M
(
l
n
k
c
ř
m
n
n
p
D
m
l
n
a
j
Schéma vývoje metodou
Model Based Design
Princip metody Model
Based Design
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 7
aplikace v praxi
tvaru pro různé hardwarové platformy, ať už pro
ladění prototypů běžících v reálném čase, nebo
k přímému vývoji kódu pro cílové mikroprocesory
a DSP.
Automatické generování kódu lze využít
i v oblasti návrhu programovatelných hradlo-
vých polí (FPGA) pomocí generátorů Verilog
a VHDL kódu. Generovaný HDL kód je univerzál-
ní a nezávislý na cílovém technickém vybavení.
Poslední variantou je generování strukturova-
ného textu dle normy IEC 61131-3 určeného pro
nasazení na programovatelné automaty.
Rapid Prototyping a HIL
Nástroje pro Rapid Prototyping a simulace typu
hardware-in-the-loop propojují Simulink s okol-
ním světem. Téměř bez znalosti hardwarové
problematiky umožňují okamžitý přístup k vněj-
ším analogovým a digitálním signálům. Uživa-
tel může experimentovat na vnějších signálech
přímo z modelu v Simulinku, který je spuštěn
v reálném čase. To je ideální pro zpracování sig-
nálu, návrh řídicích systémů a podobné úlohy.
Mezi podporované periferie patří měřicí karty
většiny světových i domácích výrobců. Modely
mohou být spouštěny přímo na PC v prostředí
Microsoft Windows, na samostatných počítačích
kompatibilních s PC nebo na real-time simulá-
torech jiných výrobců, např. systémy dSPACE.
Propojení s výukovým hardwarem
Novinkou prostředí Simulink je vestavěná pod-
pora pro návrh, spouštění a testování modelů
na výukovém hardwaru. Mezi podporované plat-
formy patří Arduino®
, LEGO®
MINDSTORMS®
NXT, Raspberry Pi, PandaBoard a BeagleBoard.
Verifikace, validace a testování
Nástroje pro verifikaci, validaci a testování pomá-
hají odhalit mezery v návrhu nebo identifikovat
nekompletní testy již v časných etapách vývo-
jového procesu. Také umožňují automatické
generování testů a kontroly dle modelovacích
standardů. Samostatnou kapitolou je možnost
ověření správnosti zdrojového kódu v jazycích C,
C++ nebo Ada formálními metodami.
Model Based Design v praxi
Společnost SAIC Motor vyvinula nový hybridní
pohon pro sedan Roewe 750, který kombinuje
přeplňovaný benzinový čtyřválec 1,8 l s elek-
tromotorem. Vůz dosáhl 20% snížení spotřeby
paliva a emisí oproti konvenční variantě se spa-
lovacím motorem. Mozkem hybridního pohonu,
zodpovědným za dosaženou efektivitu provozu, je
komplexní řídicí logika umístěná v jednotce HCU
(hybrid control unit), která koordinuje elektrický
i spalovací motor. Vývoj řídicí jednotky byl reali-
zován metodou Model Based Design v programo-
vém prostředí MATLAB a Simulink, kdy bylo 98%
kódu generovaného automaticky.
Distributor produktů společnosti MathWorks
v České republice a na Slovensku:
HUMUSOFT s. r. o.
www.humusoft.cz Hybridní sedan Roewe 750
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/8 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
T
echnologie Bluetooth je robustní, snad-
no použitelnou technologií pro aplika-
ce průmyslové bezdrátové techniky.
Pracuje ve stejném pásmu 2,4 GHz
ISM jako jiné standardní bezdrátové technologie
a nabízí optimální funkce pro naplnění poža-
davků průmyslu na robustnost, spolehlivost
a bezproblémovou spolupráci se sítěmi Wireless
LAN ve stejné lokalitě. Kromě nízké spotřeby
energie umožňuje technologie Bluetooth několik
bezdrátových spojení, nabízí rychlé spojení a má
snadnější konfiguraci a nastavení než mnoho
jiných bezdrátových technologií. K dispozici jsou
funkce na míru pro průmyslové aplikace, které
tyto potřeby hlouběji naplňují.
Technologie bezdrátové komunikace se vyu-
žívají v průmyslových aplikacích již déle než 30
let. Zavedení bezdrátové komunikace je obvykle
postupným procesem, kdy k počátečním poža-
davkům patří vytvoření ostrůvků bezdrátových
zařízení připojených ke stávající infrastruktuře
nebo kabelové síti.
Řešení průmyslové bezdrátové techniky nabí-
zejí následující hlavní výhody:
vyšší mobilitu a možnost přesouvat zařízení
a volně je připojovat k chytrým telefonům
a tabletům bez omezujících kabelů,
přemostění dlouhých vzdáleností a míst, kde
kabely fyzicky nelze použít,
rychlou a snadnou instalaci a zprovoznění,
vysokou flexibilitu v případě nutnosti modifi-
kovat instalaci,
zvýšenou bezpečnost osob, protože není nutno
být fyzicky blízko zařízení během konfigurace
nebo údržby,
snadnou integraci zařízení do sítě.
K průmyslovým požadavkům na bezdrátové
technologie patří:
spolehlivá a robustní komunikace,
vyspělé funkce zabezpečení,
podobná konfigurace a provoz jako u tradičně
používaných automatizačních nástrojů,
práce v reálném čase a deterministické chová-
ní,
zvýšený teplotní rozsah,
koexistence se stávajícími bezdrátovými tech-
nologiemi (bez rušení).
Co je to Bluetooth?
Technologie Bluetooth vyrostla v jednu z nejčet-
něji implementovaných bezdrátových technologií
a v roce 2012 se prodalo více než 9 miliard zaří-
zení Bluetooth. Většina z nich jsou spotřebitelské
produkty, avšak díky svým jedinečným vlastnos-
tem se technologie Bluetooth stala standardem
pro průmyslové aplikace s vysokými nároky
na spolehlivost a robustnost.
Technologie Bluetooth byla na trh uvedena
v roce 1998 se záměrem nahradit propojovací
kabely cenově výhodnou bezdrátovou komuni-
kační metodou. Mnoho z techniků, kteří vyvíjeli
Bluetooth, přišlo z oblasti průmyslové automati-
zace a vědělo, že je důležité, aby byla technologie
Bluetooth robustní a spolehlivá pro použití v prů-
myslových aplikacích. O technologii Bluetooth se
nyní stará organizace Bluetooth SIG, která má
více než 17000 členských firem, jež společně pra-
cují na vývoji této technologie. Aby mohl výrobce
uvést zařízení Bluetooth na trh, musí být členem
SIG a jeho produkty musí úspěšně absolvovat
kvalifikační program (Bluetooth Qualification
Program).
Verze technologie Bluetooth
Bluetooth pracuje v globálně bezlicenčním rádi-
ovém pásmu 2,4 GHz určeném pro průmyslové,
vědecké a lékařské účely (Industrial, Scientific
and Medical – ISM). Nyní většina produktů spl-
ňuje specifikaci Bluetooth v2.1+EDR, kterou
organizace Bluetooth SIG přijala v roce 2007.
Zkratka EDR znamená „Enhanced Data Rate“,
tj. přenos vyššími rychlostmi, a umožňuje zvýše-
nou propustnost dat. Specifikace Bluetooth v4.0
byla organizací SIG přijata v roce 2010. Hlavním
rysem specifikace v4.0 je nízká spotřeba energie,
která nabízí zcela novou protokolovou sesta-
vu pro rychlé vytváření jednoduchých spojení
a dlouhý provoz na baterii.
V poslední době se diskuse točí kolem toho,
zda je lepší používat tradiční technologii Blue-
tooth (Classic) nebo technologii Bluetooth s níz-
kou spotřebou energie (Low Energy). Je nutno
připomenout, že ačkoli technologie Bluetooth
s nízkou spotřebou zdědila několik prvků z tra-
diční verze, z hlediska technologie a implementa-
Technologie Bluetooth nabízí optimální funkce pro naplnění požadavků průmyslu
na robustnost, spolehlivost a bezproblémovou spolupráci se sítěmi Wireless LAN. Kromě nízké
spotřeby energie umožňuje technologie Bluetooth několik bezdrátových spojení, nabízí rychlé
spojení a má snadnější konfiguraci a nastavení než mnoho jiných bezdrátových technologií.
T h l i Bl t th bí í ti ál í f k l ě í ž d ků ů l
Průmyslová bezdrátová technika: Bluetooth může
být robustní a snadno použitelnou technologií
UPDATEUtechnologický
Rolf Nilsson
connectBlue
z
t
Technologie Bluetooth
může být robustní, snadno
použitelnou technologií
pro průmyslové aplikace,
jako je robotika. Obrázek
poskytla společnost
connectBlue.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 9
Technologie Wireless LAN, Bluetooth a IEEE 802.15.4 pracují ve stejném
frekvenčním pásmu 2,4 GHz. Na obrázku je zobrazena technologie Bluetooth,
IEEE 802.15.4 a tři nejčastěji používané kanály Wireless LAN. Obrázek poskytla
společnost connectBlue.
Použitím frekvenčního
plánování lze zajistit
koexistenci bezdrátových
technologií. Na obrázku je
kombinováno 40 kanálů
technologie Bluetooth
s nízkou spotřebou se
třemi nepřekrývajícími
se kanály technologie
Wireless LAN. Kanály
používané pro nastavení
spojení (oranžová barva)
jsou zvoleny tak, aby
nekolidovaly s kanály
Wireless LAN. Obrázek
poskytla společnost
connectBlue.
ce je odlišná. Existují proto následující možnosti
implementace:
Jednoduchý režim (Single): Implementace
tradiční technologie Bluetooth jsou v jednodu-
chém režimu. Avšak s nástupem technologie
Bluetooth s nízkou spotřebou existují rovněž
zařízení Bluetooth s nízkou spotřebou pro
jednoduchý režim, označovaná jako zařízení
Bluetooth Smart. K příkladům zařízení Blue-
tooth s nízkou spotřebou pro jednoduchý
režim patří akcelerometry a teplotní a tlakové
senzory.
Duální režim (Dual): Tato zařízení pro duální
režim, označovaná také jako Bluetooth Smart
Ready, obsahují obě technologie Bluetooth
s nízkou spotřebou a tradiční Bluetooth. K pří-
kladům patří chytré telefony, počítače a prů-
myslové platformy.
Technologie Bluetooth má sadu profilů před-
stavujících definované chování aplikací, které
zařízení Bluetooth používají pro vzájemnou
komunikaci.
K důležitým profilům používaným v průmys-
lových aplikacích tradiční technologie Bluetooth
patří:
Profil sériového portu (Serial Port Profile – SPP)
emulující úplné sériové rozhraní s hardwaro-
vou výměnou informací (handshaking) pro-
tokolem Bluetooth. Tradiční sériová rozhraní
(UART, RS232, RS422 nebo RS485) lze nahra-
dit bezdrátovým spojením typu point-to-point,
point-to-multipoint nebo multi-drop. SPP se
využívá během výměny dat mezi počítači, řídi-
cími systémy a dalšími zařízeními se sériovým
rozhraním.
Profil osobní sítě (Personal Area Network – PAN)
lze používat pro transparentní přenos protoko-
lů IPv4 a IPv6. Podporovány jsou operace typu
ad-hoc i typu access point. Profil PAN je ide-
ální pro zařízení kompatibilní se sítí Ethernet
s malými objemy dat. Profil PAN může navíc
poskytovat lokální přístup ke stroji a systémo-
vé síti během konfigurace a údržby.
Profily zařízení Bluetooth s nízkou spotřebou
se liší od profilů u tradičních zařízení Bluetooth
a jsou založeny na profilu s obecnými atributy
(Generic Attribute Profile – GATT). Profil GATT
se používá pro hledání zařízení a pro čtení/zápis
hodnot v zařízení.
Na rozdíl od tradičních zařízení Bluetooth
mohou vývojáři produktů vyvíjet své vlastní pro-
fily a služby, které mohou přidávat k profilům
a službám od organizace Bluetooth SIG. Napří-
klad společnost connectBlue vyvinula následu-
jící službu pro náhradu kabelů, jež vyhovuje
potřebám průmyslových aplikací:
Služba „Low-Energy Serial Port Service“
je službou na bázi profilu GATT nabízející
transparentní sériovou komunikaci, což je
důležité pro průmyslové aplikace, kde se pou-
žívá technologie Bluetooth s nízkou spotřebou.
Metoda bezdrátového přenosu používaná
u kriticky významných průmyslových aplikací
musí být odolná a spolehlivá. Může se vysky-
tovat rušení pocházející od vysokonapěťových
přenosů, svařovacích strojů, magnetických polí
elektromotorů apod. K rušení může docházet
také mezi bezdrátovými technologiemi pracující-
mi ve stejném rádiovém pásmu. Dojde-li k ruše-
ní, může to ovlivnit robustnost spojení. Protože
v pásmu 2,4 GHz ISM pracuje několik bezdráto-
vých technologií, bylo do technologie Bluetooth
zavedeno několik robustních prvků.
Další informace v internetové verzi
článku – ponořte se hlouběji:
Přečtěte si tento článek v internetové verzi časo-
pisu a zjistěte více informací o spojení a rozhraní
s technologií Bluetooth, rozprostírání spektra
s přeskakováním kmitočtů (FH-CDMA), o funkci
adaptivního přeskakování mezi kmitočty (AFH),
která detekuje potenciální rušení v kanálu, o koe-
xistenci bezdrátových technologií, dopředné opra-
vě chyb (FEC) a opětovném přenosu paketů,
provozních režimech, řízení spotřeby na bázi uka-
zatele síly přijatého signálu (RSSI), výkonových
rozsazích a třídách, zabezpečení dat a nabídce pro
průmyslovou bezdrátovou techniku. ce
Rolf Nilsson je CEO společnosti connectBlue.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/10 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
software
Uživatelé produktů z oblasti řídicích sys-
témů a průmyslové automatizace u nich
obvykle hodnotí dva aspekty. Prvním jsou
hardwarové parametry představované
typicky rychlostí, kapacitou, možnostmi
komunikací, elektrickými parametry atd.
Druhý aspekt pak zastupuje uživatelská
přívětivost a komfort inženýrských nástro-
jů. Tvorba aplikace levného systému s těž-
kopádným softwarem může ve výsledku
nejen významně prodražit celkovou zakáz-
ku, ale i způsobit problémy při následném
servisu a údržbě. Vzhledem k tomu, že ceny
PLC i PAC klíčových hráčů na trhu mají
srovnatelnou úroveň a klesající trend, zále-
ží na kvalitách softwaru stále více.
Schneider Electric poskytuje odstupňovanou
řadu systémů pro řízení procesů i strojů – vždy
doplněnou vhodným inženýrským softwarem.
Pro snadnější posouzení vlastností a výhod
zmiňovaných produktů byl vytvořen speciální
portál, kde si mohou zájemci stáhnout volně
dostupné softwarové nástroje nebo aktuální
verze licencovaných produktů s časově omeze-
nou platností.
V současné jsou dostupné tyto
softwary:
Vijeo Designer pro HMI
Vijeo Designer představuje unikátní konfigurač-
ní nástroj určený pro kompletní řadu operátor-
ských panelů a iPC Magelis. Využívá pokročilé
technologie a rozšířené standardy, například
HTML/JAVA pro webové aplikace, JPEG pro
zpracování grafiky a fotografií, MPEG4 pro video
nebo paměťové karty SD, CF a USB flash disk
k archivaci. Pro tisk reportů a grafiky nabízí
standardní HP PCL. Ladění aplikace je – díky
objektové orientaci – intuitivní. Vijeo Designer
zvyšuje uživatelský komfort a minimalizuje cel-
kový čas potřebný na tvorbu aplikačního pro-
gramu. Aktuální verze 6.1SP2.1 je plně funkční
pro mikropanely Magelis HMI STO a Magelis
HMI STU a umožňuje vzdálený přístup pro
Smart telefony a tablety přes Vijeo Design´Air.
Unity Pro pro PAC Modicon
Unity Pro reprezentuje jednotný inženýrský
software vhodný pro celý životní cyklus řídicích
systémů Modicon. Tento nástroj slouží pro kom-
pletní řadu PAC Schneider Electric – Modicon
Stáhněte si bezplatně nový
software od Schneider Electric!
Ukázka grafického rozhraní
Vijeo Designer a web gate
(vzdálený displej)
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 11
software
M340, Modicon Premium, Modicon Quantum
(včetně SIL 3) – a představuje tak základ kon-
ceptu procesního řízení PlantStruxure. Tvorba
aplikace je v souladu s IEC61131-3 a podporu-
je všech 5 programovacích jazyků (IL, ST, LD,
FBD, SFC a Grafcet). Pro kritické aplikace lze
nahrávat změny v režimu on-line (za běhu pro-
gramu). Unity Pro má široké možnosti v oblasti
ladění a diagnostiky – například nastavení stavů
v/v, krokování, verifikaci programu, animační
tabulky, vyhledávání proměnných v progra-
mu včetně křížových referencí nebo nastavení
priorit jednotlivých úloh. Unity Pro obsahuje
výkonný simulátor. Aktuální verze 7.0 je plně
funkční 21 dnů od instalace a podporuje zpět-
nou kompatibilitu na starší verze.
Advantys Configuration Software
pro vstupy/výstupy
Advantys Configuration Software představuje
konfigurační software pro vzdálené v/v Advan-
tys OTB a Advantys STB. Univerzální konfi-
gurační prostředí slouží pro připojení v/v jak
k PAC Modicon, tak k řídicím systémům třetích
stran. Současná verze 7.0 je plně funkční pro
Advantys OTB, pro Advantys STB je nutná licen-
ce (testování možné v demo režimu).
Vijeo Citect
Na webovém portálu lze nalézt také novou verzi
SCADA systému Vijeo Citect 7.30SP1, která
představuje univerzální, inovovanou platformu
pro výkonné operátorské prostředí. Vijeo Citect
má objektově orientovaný přístup, knihovny
pro monitorování energií a připojení na systém
řízení budov KNX. Pro začínající uživatele je
k dispozici také typický postup tvorby nového
projektu a příklad aplikace.
SoMove
Software SoMove slouží ke konfiguraci a nastavo-
vání parametrů elektrických pohonů Schnneider
Electric. Konkrétně se jedná o frekvenční měniče
řady Altivar (ATV 12, ATV 312, ATV 31, ATV 32,
ATV 61, ATV 71), softstartéry Altistart (ATS 22,
ATS 48), servopohony Lexium (LXM 32), motorové
spouštěče TeSys U a multifunkčních relé TeSys T.
SoMove má unikátní off-line režim, který umož-
ňuje přístup ke všem parametrům nastavované-
ho zařízení (ještě před připojením k nadřazenému
systému). Jeho výstupem je konfigurační soubor,
jenž lze archivovat, tisknout nebo exportovat
do Excelu a následně odeslat e-mailem. Software
zároveň kontroluje vzájemnou slučitelnost takto
vytvořených nastavení. Varianta SoMove Mobile
umožňuje obsluhovat zmíněné pohony z mobil-
ních zařízení (z mobilu či Blackberry).
Na webovém portálu (www.schneider-electric.
cz → Důležité odkazy → Software k bezplatnému
stažení) si lze kromě výše popsaných softwarů
stáhnout i konfigurátor/wizard, jehož prostřed-
nictvím uživatel vytvoří specifikaci PAC systému
Modicon M340, demo verzi softwaru pro řízení
strojů SoMachine a aplikaci ECO 2 pro výpočet
úspor energie a návratnosti vložených investic při
použití regulovaných pohonů.
Na všechny uvedené softwary nabízí Schnei-
der Electric pravidelná školení.
Michal Křena
Schneider Electric
Úvodní obrazovka webového portálu s volně dostupnými softwarovými nástroji.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/12 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
P
oužití cloudu není tím, o čem byste
normálně uvažovali pro procesní říze-
ní, avšak situace je poněkud jiná,
využíváte-li pokročilé metody řízení
procesů (APC). APC využívá prediktivní modely
procesu pro generování řídicích zásahů, které
jsou lepší než zásahy generované typickými
algoritmy PID. Metoda APC se obvykle využí-
vá, když jsou odezvy nelineární, nebo dokonce
nespojité a když může být pro správný řídicí
zásah požadováno několik regulovaných veličin.
Implementace řízení APC obvykle zahrnuje tři
kroky: vytvoření modelu APC, validaci modelu
APC a provádění modelu.
Provádění modelu probíhá ve vašem řídicím
systému reálného času a není vhodné je převá-
dět do cloudu. Doby odezvy cloudu jsou proměn-
livé a dostupnost je problematická, takže to není
vhodné prostředí pro jakékoli řízení v reálném
čase. Provádění modelu se často realizuje v rámci
distribuovaného řídicího systému (DCS), progra-
movatelného automatu (PLC) nebo v připojeném
PC. Většina dodavatelů DSC poskytuje ve svých
systémech prvky APC, ale těmi jsou obvykle jen
bloky pro provádění modelu s předpokladem, že
jste model APC již vytvořili a validovali.
Vytváření modelu APC je však něco jiného.
Pokud máte štěstí a máte velmi chytré tech-
niky, můžete být schopni vytvořit model APC
ze základních zákonů. Základní zákony vám
umožňují využít znalost vašich procesů k vybu-
dování matematických modelů, při zohledně-
ní všech požadovaných kvalitativních atributů
produktu a všech možných parametrů procesu.
I něco tak jednoduchého, jako je operace míše-
ní, může vyžadovat tolik fyzického modelování,
že pro obecné použití to může být nepraktické.
V takových případech můžete použít nástroje
pro analýzu vzorů k objevení matematických
vztahů mezi procesními parametry a kvalitativ-
ními atributy a vyvinout empirický model.
Nástroje pro analýzu vzorů potřebují mnoho
dat a hodně výpočetního času, ale jsou zapo-
třebí jen občas, obvykle když se změní proces
nebo zařízení. Spousta dat, obrovský výpočetní
výkon a pouze občasná potřeba – to je ideální
kombinace požadavků pro řešení na bázi clou-
du. Zakoupený systém pro analýzu vzorů by
vyžadoval servery a databáze, které by jinak
ležely ladem a vázaly by investiční prostředky
a spotřebovávaly zdroje na podporu IT. Systém
na bázi cloudu by poskytl levnější řešení než
lokální hostování a udržování aplikace, která
se používá jen vzácně. Vytváření modelu pro
pokročilé řízení procesu, jehož výsledkem má být
empiricky odvozený model, je dobrým kandidá-
tem na řešení na bázi cloudu.
Mnoho projektů APC selže, protože modely se
neudržují a v průběhu času přestanou přesně
odrážet skutečné chování systému. Měl by exis-
tovat, a často tomu tak není, rozvrh pravidelné
validace modelu. Při validaci modelu se porovná-
vají očekávané výsledky z modelu se skutečnými
výsledky ze systému. Když se validace neprovádí,
malé změny vlastností materiálu nebo zařízení
nakonec povedou k neplatnosti modelu a budou
generovat neoptimální řídicí zásahy do procesu.
Validaci lze provádět při každém výrobním běhu,
avšak pokud byl model vytvořen ze statistických
dat, pak by se měla validace provádět, jen když
je k dispozici dostatek dat pro vyhlazení náhod-
ných variací. Také validace modelu je procesem,
který vyžaduje spoustu dat a velký výpočetní
výkon, a přesto je možné jej spouštět jen občas.
Validace modelu APC je proto také dobrým kan-
didátem na řešení na bázi cloudu.
Když zvažujete, které řešení můžete přesunout
do cloudu, abyste snížili své náklady na investice
a podporu, zvažte přesunutí vašich nástrojů pro
vytváření a validaci modelu APC. Tyto nástroje
se obvykle využívají jen zřídka a obvykle nejsou
kriticky významnými aplikacemi. ce
Dennis Brandl je prezident společnosti BR&L
Consulting, která sídlí v Cary v Severní Karolíně.
Webová stránka společnosti je www.brlconsul-
ting.com. Tato společnost je zaměřena na infor-
mační technologie ve výrobě. Dennise Brandla
můžete kontaktovat na e-mailové adrese dbran-
dl@brlconsulting.com.
Pohled na technickou praxi a IT: Které aplikace by se měly přesunout do cloudu? Zvažte
přesunutí nástroje pro vytváření modelu pokročilého řízení procesů (Advanced Process
Control – APC) a nástroje pro validaci modelu – obvykle se nevyužívají příliš často a nejsou
kriticky významnými aplikacemi.
Pokročilé metody řízení procesů
v cloudu
TECHNOLOGIETIT & technika
Dennis Brandl
BR&L Consulting
„Mnoho
projektů APC
selže, protože
modely se
neudržují
a v průběhu
času přestanou
přesně odrážet
skutečné
chování
systému.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/placená inzerce
DISTRELEC – bezplatná
telefonní linka i faxové
spojení pro české zákazníky
Společnost DISTRELEC, distributor elektroniky
a počítačového příslušenství, poskytuje českým
zákazníkům informace o svých službách na bez-
platné telefonní lince a rovněž formou faxového
spojení; zároveň svým klientům nabízí nový, roz-
šířený katalog 2012 s velmi zajímavými produkty.
Společně s širokou nabídkou vysoce kvalitních
produktů od tisíce renomovaných výrobců vám
DISTRELEC předkládá pestrou škálu produktů
z oborů, jako je elektronika, elektrotechnika, měři-
cí technika, automatizace, tlakovzdušné zařízení,
nářadí a příslušenství.
Nabídka v jednotlivých výrobních oblastech
se průběžně rozšiřuje a prohlubuje a osvědčený
sortiment tvoří základ pro doplňkové skupiny
výrobků.
Standardní dodací lhůta je 24 hodin. Cena
za dopravu zásilky činí 5,50 EUR plus DPH. Tato
cena je nezávislá na množství zboží v zásilce.
Mimo DISTRELEC on-line obchod (www.distre-
lec.cz) a různé formy e-commerce se celkový
program nachází také v tištěném katalogu pro
elektroniku a počítačové příslušenství.
Distrelec Gesellschaft m.b.H
Tel.: 800 14 25 25
Fax: 800 14 25 26
e-mail: info-cz@distrelec.com
www.distrelec.cz
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/14 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
CNCNová tvář
Počítačové číslicové řízení (Computer Numerical Controls – CNC) obráběcích strojů
je čím dál tím vyspělejší díky doplňkům a sbližování ovládacích prvků, vyspělým
funkcím a komunikacím a diagnostice a službám pro zajištění maximálního využití.
Řešení CNC už nejsou jen opakováním ověřeného. Koncepce
CNC, ve svém jádru standardizované, se mohou lišit z důvodu vysoce
přizpůsobitelných doplňků. Sbližování technologií řízení může v tomto
pomoci. Na příkladu navrhování stroje je vidět integrace efektivních
a bezchybových obráběcích procesů s integrovanou automatizací pro
podporu rostoucího automobilového průmyslu. Ve vývoji produktů CNC
se projevuje souběžný pokrok v oblasti komerčně dostupných
výpočetních technologií pro prvky a funkce CNC, jako je vyšší
výpočetní výkon, větší, dotykové obrazovky, diagnostika
a rozšířené komunikační možnosti, včetně tabletů. Technolo-
gie CNC nadále nabízí vyšší přesnost a rychlost při nižších
nákladech pro široký rozsah trhů. Technické služby CNC
navíc mohou maximalizovat dobu pohotovosti, zvyšovat
ziskovost a snižovat náklady na údržbu. Některé obrázky
z níže uvedeného článku vidíte i na titulní straně tohoto čísla
v koláži, kterou vytvořil ředitel pro grafickou úpravu Michael Smith.
Upravil Mark T. Hoske, obsahový ředitel časopisu Control Enginee-
ring, mhoske@cfemedia.com.
Vícejádrové optimalizované
platformy, jako je
Beckhoff TwinCAT 3,
usnadňují přiřazování
různých jader ve vícejádrovém procesoru různým
úkonům. Na obrázku je software pro CNC TwinCAT
společnosti Beckhoff. Obrázek poskytla společnost
Beckhoff Automation.
Doplňky CNC a sbližování technologií
Mnoho dodavatelů má podobný přístup k tech-
nologii CNC, od typických panelových ovladačů
až po software poskytující očekávaný rozsah
standardních funkcí. Většina vyhrazených řídi-
cích prvků pro stroje CNC má specifickou sadu
funkcí a v důsledku toho i aplikační omezení.
Implementací systému CNC jako jedné ze
součástí standardní integrované automatizační
platformy je možno přidat mnohem více funkč-
nosti šité na míru každé jedinečné aplikaci. Při
použití systému „vše v jednom“, který se stará
o CNC a další požadavky na automatizaci stroje,
je mnohem snadnější přidávat další prvky stro-
je, jako je například přísun a odebírání materi-
álu, dopravníkové systémy a měniče nástrojů.
Nejvíce konkurenceschopné CNC systémy
jsou jen jednou součástí celkového automati-
začního rámce. Tento automatizační přístup
slučuje do jedné harmonizované platformy
následující základní prvky: řídicí prvek, soft-
ware a síť. Mnoho podpůrných technologií
napomáhá tomuto sbližování. Například řídi-
cí prvky na bázi PC mají k dispozici volitel-
nou technologii vícejádrového procesoru, která
poskytuje více než dostatek výkonu pro řízení
funkčnosti CNC společně s většinou dalších
funkcí stroje na jednom hardwarovém řídicím
prvku. A naopak tradiční řídicí prvky pro stroje
CNC mohou být omezeny pamětí a výpočetním
výkonem.
U řízení na bázi PC v těchto oblastech v pod-
statě neexistuje žádné omezení. Je snadné
provozovat složité aplikace CNC a mít dostatek
prostoru pro funkce programovatelného auto-
matu PLC, jiné formy víceosového polohování
a další funkce. V softwarové oblasti pak více-
jádrové optimalizované platformy usnadňují
přiřazování různých jader ve vícejádrovém pro-
téma z obálkytéma z obálkytéma z obálky
Pokračování na další straně
Matt Lecheler
Beckhoff Automation
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 15
cesoru různým úkonům. Program CNC může
běžet na jádru 0, zatímco projekt PLC běží
na jádru 1, program HMI běží na jádru 2 apod.
Integrace robotiky nebo systému počítačového
vidění na stejném řídicím prvku na bázi PC jako
systém CNC je možná u mnoha aplikací.
Nejdůležitější pokrok v oblasti CNC pohání
měnící se požadavky na implementaci CNC
v provozu a schopnost dodavatelů technologií
poskytovat zakázkové řešení pro každou potře-
bu. Dodavatelé CNC mohou poskytovat základní
standardní funkčnost CNC a zároveň dodávat
vysoce přizpůsobitelné doplňky, které zajišťují
odlišnost a hodnotu pro stroj a podnik. ce
Matt Lecheler je specialista na polohování
společnosti Beckhoff Automation.
Pokračování z předchozí strany
Malé brousicí centrum nabízí velký nárůst výkonu
Nové prvky a funkce CNC
Při vývoji vertikálního brousicího centra EMAG
VLC 100G specialisté na broušení zajistili, aby
provedení stroje poskytovalo účinné, bezchybové
obráběcí procesy s integrovanou automatizací
pro výrobu malých komponent pro podporu a roz-
voj automobilového průmyslu. Výrobci automobilů
po celém světě se v loňském roce těšili z nárůstu
prodeje. Nejvyššího růstu bylo dosaženo v USA,
Číně, Indii a Rusku. Nicméně rychlý nárůst
prodeje vozů s sebou přinesl také nové výzvy pro
výrobu – např. subdodavatelé se musejí vypořádat
s vyšším výrobním objemem a zajistit zacho-
vání procesní bezpečnosti i kvality komponent.
I ty nejmenší díly se složitou geometrií je nutno
vyrábět se stále vyšší přesností. Stroje využívající
vyspělé řízení CNC zde mohou pomoci.
Poptávka po dílech typu ozubených kol,
planetových ozubených kol, řetězových kol
a přírubových dílů pro automobily jde například
obvykle do milionů, takže krátké časy cyklů
ve výrobě těchto dílů se staly nutností.
Pro zavádění dílů do stroje systém využívá
zabudované vyzvedávací soustavy. Zatímco se
jeden díl obrábí, operátor nebo automatizační
systém nakládá neobrobené díly na dopravní
pás. Tím se zkracuje doba nečinnosti
a zvyšuje se objem výroby. Koncepce vertikál-
ního obrábění zaručuje, že brusný kal volně
odpadává do spodní části stroje, odkud je trans-
portován pryč ze stroje.
Do stroje je možné také začlenit měřicí pro-
cesy a učinit tak měření jakosti integrální
součástí celého procesu. Měřicí sonda
je umístěna mezi obráběcím prostorem
a vyzvedávací stanicí, kde je chráněna před
znečištěním. Stroj může využívat dvě brusná
vřetena pro různé brousicí operace nebo pro
zajištění hrubovacího broušení a dokončovacího
broušení.
„Díky pokroku v oblasti softwaru je pro-
gramování jednoduché a intuitivní a šetří
cenný čas při seřizování. V mnoha výrobních
prostředích je to výhodou, která by se neměla
podceňovat,“ uvedl Dr. Guido Hegener, výkonný
ředitel společnosti EMAG Salach Maschinenfab-
rik v Německu. ce
U prvků a funkcí CNC se projevuje souběžný
pokrok s oblastí komerčně dostupných
výpočetních technologií, jako je vyšší výpočetní
výkon a větší, dotykové obrazovky. Technologie
CNC nadále nabízí vyšší přesnost a rychlost při
nižších nákladech pro široký rozsah trhů. Uvádí
to produktové informace společností Fanuc FA
North America a Siemens.
Špičkové CNC nabízejí provádění společných
instrukcí více než 2,5krát rychleji než předchozí
generace – vysokorychlostní modul dokáže
vykonat instrukci každou 1 ms. Monitoru-
jte zařízení CNC bezdrátově pomocí tabletů
s využitím možnosti dovolující monitorování
po internetu, tj. prostřednictvím tabletových
zařízení. CNC funguje jako webový server
a umožňuje pracovníkům údržby nebo výro-
by na základní výrobní úrovni monitorovat
veškeré CNC zařízení v provozu, a to v jedné
lokalitě a na jednom zařízení s odpovídajícími
oprávněními a zabezpečením.
Průmyslové PC v 19palcovém stojanu
s dotykovým panelem poskytuje rychlé, bezpečné
a zabezpečené rozhraní a ovládání
pro výrobu. Barevný LCD displej,
polovodičové disky a operační sys-
tém Microsoft Windows Embedded
zvyšují spolehlivost operačního
systému tím, že dovolují jeho
uzamčení; je tedy mnohem lépe
zabezpečený proti virům než
operační systém stolního počítače.
Větší dotykový panel operátorovi
usnadňuje ovládání displeje s větší
plochou pro provádění 3D mod-
elování u programů pro díly a pro
zobrazení operací CNC.
Univerzální polohovací regulátor
může zkrátit dobu cyklu s funkcí
velmi rychlé odezvy pro rychlé
rozběhnutí/zastavení osy a vysoko-
rychlostním cyklem provádění.
Nástroje pro prediktivní a pre-
ventivní údržbu pro motory a ven-
tilátory umožňují pracovníkům
údržby předem plánovat servis
Společnost EMAG nabízí
vertikální vyzvedávací
brusku VLC 100G se
třemi osami (X, Z, C). Stroj
využívá horní vyzvedávací
vřeteno pro zavádění
dílů. Obrázek poskytla
společnost EMAG.
Obráběcí stroj CNC Stroj Fanuc 30i/31i/32i-
Model B nabízí nástroje pro prediktivní
a preventivní údržbu CNC pro motory
a ventilátory. Obrázek poskytla společnost
Fanuc FA America.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/16 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
Společnost Fanuc představuje novou volitelnou možnost dovolující
vzdálené monitorování zařízení CNC Series 30i/31i/32i-Model B
pomocí tabletů. Obrázek poskytla společnost Fanuc FA America.
Zařízení Siemens Sinumerik 808D CNC je určeno pro základní frézy a soustruhy.
Obrázek poskytla společnost Siemens.
Operátorský panel Siemens Sinumerik o úhlopříčce
19 palců pro CNC je významným pomocníkem
ve vyspělých obráběcích aplikacích. Obrázek
poskytla společnost Siemens.
téma z obálky
stroje během plánovaných odstávek, a nikoli až
tehdy, když stroj selže. Odpor ve vinutí kontrolují
zesilovače. Nejčastějším důvodem selhání ser-
vomotoru je průnik chladiva do motoru. Chladicí
médium z obrábění narušuje vinutí motoru, až
dojde ke zkratu. Měření odporu vinutí předvídá
okamžik, kdy motor selže, takže pracovníci
údržby mohou vyměnit motor během plánované
odstávky, a proto nedojde k náhlému výpadku.
Monitorováním rychlosti ventilátoru v zesilovači
a zařízení CNC je možno předcházet selhání;
teplo je nejčastější příčinou selhání zařízení CNC
a zesilovačů.
V oblasti dílenských provozů cílí zařízení
CNC na základní frézy a soustruhy – vysoce
konkurenční trh s velkým objemem prodeje strojů
napájených 230 V, strojů napájených třífázovým
proudem a cenově dostupných strojů. Produk-
tový balík zahrnující pohony a motor může
nabídnout schopnost řízení až 3 os a ovládání
vřetene v aplikacích frézování a soustružení pro
výrobce obráběcích strojů OEM a v provozních
modernizačních instalacích od dodavatel-
ských partnerů. Modulární provedení umožňuje
přizpůsobení podle modelu stroje nebo soulad
s provozem přímo po dodání. Ovládací panel
stroje je připojen pomocí technologie plug-and-
play přes jednoduché rozhraní USB. Zabudovaný
konturovací počítač umožňuje vytvářet a upravo-
vat složité programy na stroji CNC bez nutnosti
systému CAD/CAM.
Nabídka produktů střední třídy pro dílenské
provozy kombinuje CNC, PLC, panel obsluhy
a řízení osy pro pět os/vřeten, včetně použití
nástrojů typu „live tooling“. Ventilátory, pevné
disky a baterie minulých generací zařízení CNC
se zde již nepoužívají. Jsou vybaveny barevným
displejem o úhlopříčce 8,4 palce pro snadnou
čitelnost a jednoduchou klávesnicí QWERTY.
Pro obráběcí stroje střední třídy jsou k dis-
pozici moderní technologie PC a mobilních
telefonů nabízející monitorování stavu výroby
pomocí textových zpráv SMS. Obráběcí stroj
může přenášet informace o stavu obrábění dílů,
informovat o stavu právě používaného nástroje
a zasílat na mobilní telefon údržbové souhrny
o stroji kdykoli a kamkoli, aby se minimalizovaly
odstávky.
Jiný operátorský panel CNC může nabízet
plynulé začlenění do grafického rozhraní GUI
pro použití u špičkového frézování, soustružení,
broušení, laserového řezání a dalších obráběcích
nástrojů. Obsluha pomocí dotykové obrazovky
umožňuje rychlé aktivování kláves na velké
obrazovce o úhlopříčce 19 palců se skleněným
povrchem s krytím IP66, a to i s rukavicemi. ce
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 17wwwwwwwwww...ccooooontroleolengcngcngceskskkeskesko.cco.co.co.commmomomom COCONCONCONTNTNTRROLLL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 17
www.udrzbapodniku.cz
Přední technický časopis
věnovaný otázkám řízení
a údržby průmyslových závodů
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/18 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
téma z obálky
Služby a podpora pro zařízení CNC mohou snižovat náklady na životní cyklus
I když jsou mechanická selhání nevyhnutelná, udržování
obráběcích strojů ve výrobě a v dobrém funkčním stavu je pro
konečné uživatele nezbytné, aby dosáhli maximální doby poho-
tovosti a efektivity ve výrobních operacích. Když fréza, sous-
truh nebo jiný stroj CNC ve výrobě selže, způsobí tím značné
náklady a problémy pro konečné uživatele. Ušlé tržby a zvýšené
pracovní náklady společně s obavami o plnění klíčových výkon-
nostních ukazatelů (KPI) rychle zvýší napětí v provozu.
Oprava nefunkčního stroje či zařízení a jejich vrácení
do výroby nabývá na mimořádném významu. A právě
v takových chvílích se konečný uživatel začne zajímat nebo
si naplno uvědomí kvalitu služeb,
údržby a schopnost disfunkční
zařízení opravit, což mu poskytuje
výrobce zařízení CNC (nebo jiný
dodavatel řídicí techniky).
Taková podpora by měla obsaho-
vat tyto základní prvky: školicí kurzy
CNC, kontrakty na údržbu a podporu
produktů, vylepšování produktů,
technickou podporu po telefonu,
podporu on-line, díly, opravy a pod-
poru v provozu. Neméně důležité je
to, aby konečný uživatel zjistil, jaká
bude podpora životního cyklu ze
strany výrobce stroje CNC pro jeho
řídicí techniku CNC – za 2 roky, 5 let
a 20 let.
Když se konečný uživatel setká
s problémem na svém zařízení CNC,
existují určité ukazatele pro „měření“
kvality služeb a schopností technické podpory, které se mu
dostává od výrobce řídicí techniky.
1. Nepřetržitá technická podpora po telefonu
Jak rychle výrobce odpovídá na telefonický hovor? Většina cen-
ter telefonické podpory a služeb výrobců CNC by měla na tele-
fonický hovor odpovědět za pár minut nebo i dříve. Pokud je
reakční doba dlouhodobě delší než 2 minuty, může existovat
problém s úrovní nebo kvalitou telefonické podpory ve srovnání
s ukazateli většiny standardních center telefonické podpory.
Dodavatelé řídicí techniky by měli centra telefonické podpory
v závodě obsadit vyškolenými servisními techniky vybavenými
tak, aby dokázali řešit i ty nejobtížnější servisní otázky, jinak
může kvalita technické telefonické podpory trpět a volající
tak frustrovat. Pro usnadnění procesu řešení problémů se
zařízením přes telefonickou podporu mohou být užitečné
zakázkově vyvinuté diagnostické stolice pro CNC a simulátory,
které jsou schopny pracovníkům technické podpory pomoci
reprodukovat podobné problémy pro účinné zjištění potřebných
změn.
2. Dodací doba dílů, oprav a provozního servisu
Jakmile je zjištěna příčina problému, jak rychle výrobce řídicí
techniky dodává díly a plní objednávky oprav? Existují určité
ukazatele, cílové doby dodání a průměrné hodnoty, které by
výrobci CNC měli nabízet pro díly, opravy a provozní služby.
Ve většině situací by měli výrobci CNC vyřizovat objednávky
na díly během jednoho dne, mimo nepředvídané okolnosti.
U oprav vyžadujících volání provozní podpory by mělo být
cílovou reakční dobou pro příjezd servisního technika do závo-
du 24 hodin. Očekávejte, že budete platit příplatek za prémiové
služby podpory, jako je nouzové vyřizování oprav na místě nebo
dodání dílů kurýrem.
Při konečné analýze by se měly stroje a zařízení vrátit
do výroby průměrně do tří dnů. To se netýká neobvyklých
problémů nebo otázek, které mohou tyto reakční doby změnit.
Výrobci CNC by měli být schopni uvést časové cíle pro servis
a reakční dobu.
3. Kreativní myšlení a podpora
Zaujímá výrobce CNC k řešení
problémů iniciativní (proaktivní)
přístup? Díky takové preventivní
údržbě můžete předejít některým
běžným opravám.
Častokrát dochází u konečného
uživatele k opakovaným selháním
stejného zařízení, aniž by se věnovalo
mnoho úsilí zjišťování hlavní příčiny
problému. Při vyšetřování příčiny
problému se často zjistí nedostatek
jednoduché údržby a péče.
Konečný uživatel může mít
například problémy se servem,
a vymění zesilovače, aby nakonec
zjistil, že namísto toho potřeboval
vyměnit některá vadná ložiska
a aktuální problém by vyřešil. Anebo konečný uživatel možná
nečistí své výměníky tepla nebo chladicí systémy v elektrick-
ých skříních. Při nadměrném hromadění tepla je jen otázkou
času, kdy začne docházet k výpadkům elektronických zařízení
(s tímto problémem se u zákazníků setkáváme velmi často).
Dalším běžným problémem je situace, kdy zákazník závod
na nějakou dobu odstaví z důvodu dovolených nebo výměny
nástrojů. O dva týdny později při opětovném spuštění systému
zákazník zjistí, že došlo ke ztrátě paměti všech řídicích prvků
nebo že jsou data zpřeházená, a to jen proto, že nikdo před
vypnutím nezkontroloval napětí baterií. I když je nutné řídicí
data a parametry zálohovat, výrobce může poskytovat zálohy
původních parametrů řídicí techniky. Pokud dojde ke ztrátě dat,
kontaktujte dodavatele CNC, zda udržuje knihovnu na svém
serveru a zda je přístupná. V každém případě jde o to zajis-
tit, aby byly parametry řízení zkopírovány a data neustále
zálohována.
A nakonec, doporučuje nebo nabízí výrobce CNC sadu
náhradních dílů? Mnoho systémů CNC má určité společné
díly a komponenty, které by bylo velmi praktické mít po ruce,
když dojde k nepříjemné situaci, čímž lze ušetřit čas při řešení
a nápravě problému. Dodavatelé CNC by měli vysvětlit tyto
příležitosti ke zjednodušení údržby v budoucnu. ce
Russell Pobutkiewicz je projektový manažer pro technickou
podporu a služby společnosti Mitsubishi Electric Automation.
a
3
ZZ
p
p
ú
b
uu
ss
m
p
p
j
Při řešení problémů s CNC je možno uplatňovat
kooperativní přístup k zákaznickému servisu s techniky
na vedoucí úrovni. Obrázek poskytla společnost
Mitsubishi Electric Automation.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.rscomponents.cz
Kompletní sortiment průmyslových řešení od
předních světových výrobců nyní k dispozici
na www.rscomponents.cz
Nenašli jste značku,
které důvěřujete?
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/20 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
placená inzerce
Obráběcí CNC centrum je flexibilní průmyslové obráběcí
řešení umožňující obsluze vytvořit trojrozměrné díly z různých
materiálů podle čehokoli, co dokáže nakreslit na počítači.
Společnosti C.R. Onsrud a B&R se spojily za účelem vývoje
kvalitního, efektivního a snadno ovladatelného obráběcího
CNC centra nabízejícího plně automatizované řešení pro
manipulaci s materiálem.
S
polečnost C.R. Onsrud, Inc.
z Troutmanu v Severní Karolíně
nabízí komplexní řadu přesných
obráběcích strojů zahrnující více než
50 standardních modelů trojosých, čtyřosých
a pětiosých obráběcích CNC center, čtyři mode-
ly frézek s obráceným kuželem i úplnou škálu
nářadí a příslušenství. Obráběcí CNC centra
značky Onsrud jsou nabízena v provedení s
jedním pracovní stolem nebo se dvěma pra-
covními stoly v provedení s pevným litinovým
propojením a pohyblivým ocelovým portálem.
V roce 2005 navázaly společnosti C.R.
Onsrud a iAutomation, výhradní distributor
řídicích systémů B&R v Severní Karolíně, part-
nerství v oboru řešení pro obrábění. Jedním
z cílů společnosti C.R. Onsrud bylo zvýšení
produktivity různých řad CNC frézek. V roce
2011 posunuly společnosti C.R. Onsrud a B&R
automatizaci CNC na vyšší úroveň – vyvinuly
plně automatizované řešení pro manipulaci
s materiálem. Řešení „No Sweat Nesting“ nabízí
rychlejší a bezpečnější manipulaci s materiá-
lem nevyžadující fyzické zásahy obsluhy. Lze
ho použít u řad C.R. Onsrud Mate, Tech i Pro
(obráběcí centra CNC s pohyblivými portály).
Řízení se snadnou obsluhou
„Před více než sedmi lety jsme si pro naše
obráběcí centra vybrali řídicí systém B&R. Šlo
o synergický krok k dalšímu obohacení naší
špičkové technologie a osvědčené spolehlivosti,
které naši zákazníci při pořizování CNC stro-
jů se značkou Onsrud očekávají,“ vysvětluje
Plně automatizovaná
manipulace s materiálem
pro CNC centra
Obr. 1: Sekundární
řídicí panel doplňuje
dva servopohony pro
umisťování štítků v osách
x a y a vyzvedávání
a umisťování materiálu.
Obr. 2 Společnost
C.R. Onsrud vyvinula
ve spolupráci s firmou
B&R systém umožňující
automatické vkládání
a označování materiálu
do obráběcích strojů
CNC. Řešení lze snadno
integrovat do existujících
strojů, například z řady
Mate.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/Tom Onsrud, generální ředitel společnosti C. R. Onsrud,
a dodává: „Společnost B&R stále dodává jednoduché
a efektivní řídicí systémy se snadnou obsluhou, které
rádi nabízíme.“
Plně automatizované řešení pro manipulaci s mate-
riálem „No Sweat Nesting“ kombinuje automatizovaný
systém pro přísun materiálu, který vkládá plechy, a auto-
matický systém pro odebírání hotových dílů. Volitelný
systém pro označování dílů dokáže předem označovat díly
na plechu ještě před zpracováním.
Jakmile vysokozdvižný vozík naloží na nůžkovou plo-
šinu balík materiálu, stačí obsluze stisknout tlačítko
Start. Systém bez zásahu obsluhy přesně uloží materiál
na vakuový stůl stroje CNC a spustí obráběcí cyklus.
Systém pro odebírání dílů odkládá díly na dopravníkový
systém umožňující snadné třídění a vyčistí a připraví stůl
pro vložení dalšího plechu.
Automatické vkládání materiálu do stroje
Vnořené řízení předběžného označování a automatických
systémů pro přísun materiálu zajišťuje programovatelný
automat pro stroje CNC. Tento systém napomáhá šká-
lování kapacity stroje přidáním sekundárního řídicího
panelu se dvěma doplňujícími servopohony pro poloho-
vání štítků v osách X a Y a místa vyzvednutí a umístění
materiálu. V sekundárním řídicím panelu jsou také
vstupy a výstupy systému X20 od B&R s krytím IP20 pro
komunikaci se systémem pro označování na výstupním
dopravníku a s nůžkovou plošinou. Procesor má také
rozhraní pro tiskárnu ovládající výběr a umístění štítků.
Před více než sedmi lety jsme si pro naše obráběcí cen-
tra vybrali řídicí systém od B&R. Šlo o synergický krok
k dalšímu obohacení naší špičkové technologie a osvědče-
né spolehlivosti, které naši zákazníci při pořizování CNC
strojů se značkou Onsrud očekávají.
Systém pomocí digitálních vstupů a výstupů za méně
než 25 sekund automaticky detekuje a odebírá hotové
díly, odpad a veškerý prach a úlomky z obráběcího prosto-
ru. Výstupní stůl je k dispozici do velikosti 150×360 cm
a systém mohou obsluhovat různá softwarová řešení
generující standardní G kód.
Škálovatelnost řídicích systémů B&R umožňuje zákaz-
níkům firmy Onsrud snadno přidat automatická řešení
pro manipulaci s materiálem ke stávajícím obráběcím
CNC centrům, například z řady Mate. Firma dokázala
přidat dvě servoosy a V/V moduly řady X20 při využití
standardního procesoru řady Mate. Zákazníci tak mohou
koordinovat označování a přísun materiálu do CNC stroje
z jediného procesoru a dosáhnout rychlejšího a efektiv-
nějšího řešení pro provozovatele stroje.
B&R automatizace, spol. s r. o.
Stránského 39
616 00 Brno
Tel: 541 420 311
www.br-automation.com
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/22 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
hlavní téma
V
yšší funkčnost se snadnějším nasta-
vením: vytvoření produktu, který lze
popsat touto frází, je dnes svatým
grálem asi pro každý průmyslový obor
závislý na technologiích. Kvůli zvýšené poptávce
po rychlejším dokončování projektů a zprovozňo-
vání závodů je to ve výrobě již nutností. Digitální
závod, jenž se ještě před pár lety zdál nesmírně
futuristický, poskytuje operátorům funkčnost,
kterou většina výrobců nikdy dříve neměla. Stále
je však potřeba ujít kus cesty, než se rychlejší
a snadnější dokončování projektů a tím i rychlej-
ší zprovozňování závodů stane běžnou záležitostí.
Jedno z nedávných vylepšení, které by mělo
znamenat výrazný pokrok v řešení tohoto problé-
mu, je v oblasti ranžírovacích skříní pro provozní
kabeláž, které se po léta využívají pro připojová-
ní signálů z tisíců provozních zařízení k řídicí-
mu systému logickým a spolehlivým způsobem.
Tento postup je velice účinný pro seskupování
signálů podle typu I/O, ale může být časově velmi
náročný. Avšak projektové harmonogramy jsou
pod stále větším časovým tlakem a nutí uživatele
hledat alternativní metody pro připojování pro-
vozních signálů k řídicímu systému.
Vzdálená montáž I/O v provozu je jednou
z aplikací, která zvláště přispěla ke změnám
při ranžírování. Takovou změnou je například
koncepce technologie univerzálního kanálu
a univerzálních skříní, jež eliminuje potřebu
ranžírování tím, že umožňuje, aby se jakýkoli
typ signálu – analogový či digitální, vstup či
výstup – připojil ke kterékoli svorce a nakonfigu-
roval pomocí softwaru.
Na první pohled se zdá, že tento nový přístup
získá cenu za onen mytický cíl vyspělé a zároveň
jednoduché technologie, protože zjednodušení
architektury mezi provozem a řídicí místností
může zkrátit projektové harmonogramy o týdny
až měsíce a zároveň přinášet vyspělé funkce,
které jsou dnes velmi žádané.
Koncepce ranžírování
Koncepce připojování provozních signálů k pro-
cesním řídicím prvkům se řídí základním pra-
vidlem: kabeláž provozního signálu se nejprve
přivede k lokálním rozvodným skříním, které
jsou následně konsolidovány do centralizovaněj-
ších rozvodných skříní, jež jsou dále seskupeny
do mnohožilových kabelů, často se společnými
charakteristikami, jako je vysoké či nízké napětí
nebo analogový či diskrétní typ signálu. Tyto
mnohožilové kabely jsou pak přivedeny do ran-
žírovacích skříní, kde se pro připojení výstupu
ranžírovací skříně používají nejrůznější metody.
Cílem této koncepce je přivést signály všech
přístrojů do řídicího systému uspořádaným,
udržovatelným a robustním způsobem, který
je z hlediska instalace a životního cyklu stále
cenově výhodný. Ranžírování se provádí třemi
základními způsoby – jako polosplétané, vějířové
a křížové (viz obrázky na straně 25).
Polosplétané
U polosplétaného (half-knit) ranžírování se prová-
dí překódování (scrambling) na straně systému.
Provozní kabely jsou ukončeny na ranžírovacích
blocích v párovém pořadí, což je velmi efektivní
a snadné na údržbu. Tento typ ranžírování je
vhodný v následujících situacích:
• Když se křížové zapojení (cross-wiring) provádí
ve vzdálené přístrojové skříni (Remote Instru-
ment Enclosure – RIE) nebo na pracovišti.
V tomto případě se překódování (scrambling)
provádí mezi ranžírovacími bloky a terminály
I/O jsou zcela obsaženy ve vzdálené přístrojo-
vé skříni.
• Když jsou ranžírovací a I/O terminály ve stejné
systémové skříni. Tak jako ve výše uvedeném
příkladě vzdálené přístrojové skříně je překó-
Nové modulární technologie I/O rozšiřují vaše možnosti pro komunikaci s provozní
přístrojovou technikou a zařízeními. Jsou zvláště užitečné v případě větších vzdáleností.
é d lá í h l i / šiř jí š ž i k ik
Nové přístupy u instalací
vzdálených I/O
Joe Bastone
Honeywell Process
Solutions
U tradičního provedení skříně je nutno s konečným budováním skříně počkat
na to, až se vyberou všechna zařízení, což může proces zdržet. Všechny obrázky
poskytla společnost Honeywell Process Solutions.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/Opravy servopohonů značek:
Opravy do 2 až 4 týdnů se zárukou. www.foxon.cz
ABB, Baldor, Baumuller, Bosch, Control Techniques, Elmo, Fanuc, Indramat,
Kuka, Lenze, Mitsubishi, Omron, Parker, SIEMENS, Tamagawa, Yaskawa a další...
foxon_inzerat_200x44_cerven2013.1 1 4.6.2013 14:54:26
dování mezi ranžírovacími bloky a terminály
I/O zcela obsaženo ve skříni.
• Když jsou ranžírovací a I/O terminály v růz-
ných systémových skříních, ale skříně jsou
natrvalo vzájemně spojeny.
Je méně vhodné v případech, kdy jsou ranžíro-
vací a I/O terminály v oddělených skříních, které
jsou montovány na různých místech nebo muse-
jí být připojeny k provádění přejímací zkouš-
ky v závodě a poté demontovány a odpojeny
před přepravou na místo určení. Po dopravení
na místo určení se musí připojení mezi ranžíro-
vacími a I/O terminály provést znovu.
Vějířové
Vějířové (fan-out) ranžírování je vhodné pro sys-
témy, kde jsou ranžírovací a systémové skříně
připojovány během sestavování systému a pře-
jímací zkoušky v závodě, ale musejí se odpojit
a přepravovat samostatně. Data přepravy mohou
být různá, a to v závislosti na harmonogramu
výstavby. Ranžírovací skříně jsou často vyžado-
vány o několik měsíců dříve než systémové.
Při tomto uspořádání není provozní kabeláž
ukončována v párovém pořadí a pro každý kabel
je vyžadováno vlastní ukončení. Případné rezerv-
ní páry jsou ponechány v kabelovodu, což zvyšuje
riziko použití těchto rezervních žil později.
Po přejímací zkoušce v závodě se kabely odpojí
od systémových skříní a stočí se na dno ranžíro-
vacích skříní. Na místě určení jsou pak kabely
připojeny zpět k systémovým skříním. Je nutno
dávat pozor na konektory, které by se mohly
v prostředí stavby poškodit. Také délka kabelu
musí být známá během výroby, což je mnohem
dřívější fáze v procesu.
Křížové
Z hlediska vysoké úrovně kombinuje křížové
(cross-wire) ranžírování prvky polosplétaného
a vějířového ranžírování. Při křížovém ranžírová-
ní se provozní kabely ukončují v párovém pořadí.
Překódování (scrambling) se provádí na odpoje-
ních, pojistkách nebo ukončovacích sestavách.
Mezi odpojeními a systémovými skříněmi se
používají společné prefabrikované kabely.
Toto řešení je vhodné, když používáte samo-
statné ranžírovací a systémové skříně. Protože
jsou prefabrikované kabely k dispozici v různých
délkách, konečné uspořádání místnosti je možno
upřesnit až v mnohem pozdější fázi procesu.
Navíc lze mezi provozní signály a I/O terminály
nainstalovat pojistky, relé nebo izolátory.
Výhodou tohoto ranžírovacího schématu je
snadnější údržba a zkrácení celkové doby insta-
lace na místě určení, protože jde jen o připojení
prefabrikovaných kabelů na obou koncích řeše-
ní. Zřejmou nevýhodou je požadavek na větší
prostor ve skříni.
Porovnání
Každý z těchto tří tradičních typů ranžírování
má své konkrétní výhody a nevýhody. Koncepce
polosplétaného ranžírování je praktická u projek-
tů typu brownfields nebo při použití vzdálených
přístrojových skříní. Je užitečná také v situacích,
kdy se ranžírování provádí na jedné straně skříně
a I/O terminály jsou na druhé straně. Avšak při
použití samostatných ranžírovacích a systémo-
vých skříní a provádění přejímací zkoušky v závo-
dě mimo místo určení je polosplétané ranžírování
méně zajímavou možností.
Vějířové ranžírování je užitečné, když jsou spe-
cifikovány systémové kabely nebo samostatné
ranžírovací a systémové skříně, když jsou ranží-
rovací skříně vyžadovány na místě určení dlouho
U tradičních metod zapojování se konečný I/O modul umisťuje blízko DCS,
což znamená nejdelší cestu k jakémukoli individuálnímu zařízení.
„Přesun
I/O modulů
do provozu
a blíže
k procesním
přístrojům
může odstranit
nutnost použít
mnohožilové
kabely
a ranžírovací
skříně, a tím
značně
zjednodušit
architekturu mezi
provozem a řídicí
místností.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/24 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
hlavní téma
před systémovými skříněmi nebo když během
navrhování nejsou známy přesné podrobnosti
o provozních kabelech. Tento typ ranžírování je
flexibilnější a zkracuje harmonogram výstavby
na místě určení ve srovnání s metodou polosplé-
taného ranžírování, avšak je náročnější z hledis-
ka celkového životního cyklu.
Křížové ranžírování nabízí flexibilnější mož-
nosti harmonogramu, dodání a přejímací zkouš-
ky v závodě, přičemž omezuje riziko související
s harmonogramem. Poskytuje také větší přínosy
pro životní cyklus ve srovnání s polosplétaným
nebo vějířovým ranžírováním. S touto metodou
jsou však spojeny vyšší počáteční náklady.
Vzdálené I/O s technologií
univerzálního kanálu
Jak již bylo uvedeno, všechny druhy ranžírová-
ní mají stejný konečný cíl, tj. připojit provozní
zařízení k řídicímu systému. Všechny začínají
se stejnými základními předpoklady: přístrojová
technika se nachází v provozu, provozní kabeláž
je shromážděna k rozvodným skříním, které jsou
přivedeny do ranžírovacích skříní, jež následně
vedou kabely připojené ke skříním s I/O moduly
v určitém centrálním umístění. Jediným skuteč-
ným rozdílem je způsob použití mnohožilových
kabelů v ranžírovacích skříních a způsob jejich
připojení k řídicímu systému.
Modernější postupy pro vzdálenou práci s I/O
nabourávají předpoklad nebo požadavek, že I/O
moduly jsou udržovány v určitém centrálním
umístění. Přesun I/O modulů do provozu a blíže
k procesním přístrojům může odstranit nutnost
použít mnohožilové kabely a ranžírovací skříně,
a tím značně zjednodušit architekturu mezi pro-
vozem a řídicí místností. Použití vzdálené práce
s I/O přináší několik výhod, mezi něž patří sní-
žení nákladů, zlepšení celkového projektového
harmonogramu a minimalizace rizika:
• U vzdálených I/O s konfigurovatelným kaná-
lem je možno omezit nebo odstranit ranžírová-
ní. Protože provozní signály lze přivést přímo
na svorky I/O, odstraňuje se nutnost ranží-
rování. To má mnoho výhod, včetně snížení
nákladů na materiál, jako jsou skříně, kabe-
lovody, přívodní kabely, kabelové trasy a pod-
pory. Rovněž se snižuje instalovaná hmotnost,
náklady na projektovou práci, zprovozňování
a dokumentaci.
• Celková půdorysná plocha systému v centrál-
ní řídicí místnosti se zmenšuje, protože I/O se
nachází přímo v procesu. Jedinými přívodními
kabely k centrální řídicí místnosti jsou nyní
komunikační kabely I/O.
• Zvyšuje se celková flexibilita systému, protože
se lépe využívají rezervní kanály s více lokál-
ními možnostmi pro I/O namísto toho, aby
se musely vést kabelem do centralizovaného
umístění.
• Usnadňuje se realizace zrychlených projektů,
protože systém může být testován a dopraven
ještě před dokončením provozních zapojování.
• Zvyšuje se efektivita realizace projektu díky
standardizaci požadavků na dodavatelský
řetězec.
Mnoho z těchto výhod platí i pro technolo-
gii konfigurovatelného univerzálního kanálu,
která umožňuje klíčové modifikace poté, co jsou
řídicí systémy zprovozněny a běží. Tato koncep-
ce zrychluje dodací harmonogramy na místě,
protože systémové technické zajištění je možno
dokončit bez ovlivnění závislostmi na systémech.
Technologie konfigurovatelného univerzální-
ho kanálu také osvobozuje bezpečnostní I/O,
procesní I/O a řídicí skříně od závislosti na typu
kanálu. Univerzální moduly I/O pro řídicí i bez-
pečnostní systémy umožňují společná návrho-
vá paradigmata napříč integrovaným řídicím
a bezpečnostním systémem (ICSS). Jakýkoli
typ signálu lze připojit k jakémukoli kanálu
bez potřeby dalšího hardwaru nebo modulů
rozhraní. Odstraňuje se také potřeba sladění
vlastního hardwaru s různými typy I/O. Skříně
nyní mohou být standardizované, protože k jaké-
mukoli I/O kanálu může být připojen jakýkoli
standardní provozní signál.
Protože tato koncepce může akceptovat jaký-
koli typ signálu, je možné se přizpůsobit změ-
nám v souboru přístrojové techniky, k nimž
v automatizačních projektech běžně dochází,
prostřednictvím softwarové konfigurace namísto
nutnosti změn hardwaru. Vzhledem k použití
univerzálních I/O pro bezpečnost i proces se
mohou projektové týmy zabývat jen počtem I/O,
a nikoli kombinací typů zařízení.
Přesun I/O modulů do provozu a blíže k procesním přístrojům může odstranit
nutnost použít mnohožilové kabely a ranžírovací skříně, a tím značně zjednodušit
architekturu mezi provozem a řídicí místností.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 25
hlavní téma
Koncepce konfigurovatelného kanálu může
nejen omezit, či dokonce odstranit nutnost ran-
žírování, ale především umožňuje okamžitou
vzdálenou konfiguraci. Teoreticky by to zjedno-
dušilo technické zajištění a konfiguraci během
návrhové fáze projektu a mohlo by to ušetřit až
33% nákladů na instalaci. Pozdní změny konfi-
gurace lze realizovat pomocí vzdáleného přístupu
namísto nutnosti vyslat někoho k provedení
změn v provozu, takže je možné je vyřídit za pár
minut, a ne za několik dnů.
Postaveno ve vaší dílně
Není těžké si představit, že díky této koncepci
jsou zjednodušeny i požadavky na skříň. Často
není dokumentace pro návrh a výrobu skříní
dokončena včas, aby se splnily konstrukční har-
monogramy projektů. To znamená, že značná
část sestavování, testování a konfigurace skříní
se provádí v provozu, kde jsou náklady vyšší
a efektivní dokumentace je obtížnější.
Univerzální skříně jsou jednoduše řečeno
standardní skříně vybavené možností konfiguro-
vatelného vstupu. Výsledná flexibilita podporuje
snadné změny, přidávání a modifikace kdykoli,
a to bez nutnosti přepojování kabelů. Nutnost
pořizovat další skříně se minimalizuje, protože
schopnosti a zdroje u každé skříně lze určit pře-
dem. Protože se již nevyužívají ranžírovací skříně,
projekt má nakonec celkově menší půdorysnou
plochu a nižší náklady na instalaci a údržbu.
Také přejímací testy jsou zlepšeny díky efektiv-
nímu řešení pozdních změn v konfiguraci I/O.
Existuje celá řada dalších potenciálních přínosů:
• Univerzální skříně mohou zkrátit projektový
harmonogram snížením objemu zakázkového
technického zajištění a dokumentace ve srov-
nání se zakázkovým navrhováním každé
skříně. Použití univerzálních skříní umožňu-
je rychlejší dodání, které je založeno pouze
na počtu I/O, nikoli na distribuci typu I/O.
• Kromě zlepšení v oblasti harmonogramu pro-
jektů mohou univerzální skříně umožňovat
ještě rychlejší a cenově výhodnější kontrolu.
• Přidání místa pro záložní zařízení je mnohem
jednodušší. Protože každý I/O kanál je možné
konfigurovat jako jakýkoli typ bodu pouze
pomocí softwarové konfigurace, je snadné
se přizpůsobit pozdním změnám zapojení.
Namísto alokování I/O modulů pro každý typ
bodu, které se mohou nebo nemusejí využívat,
konfigurovatelné I/O moduly jsou dostupné
pro více typů bodů.
• Snižuje se celkový objem hardwaru pro I/O.
Uvádíme dva příklady ukazující snížení potře-
by hardwaru. U projektu s 5 000 I/O body
může být celkový počet modulů snížen až
o 35%. Přínosné to může být i pro malý pro-
jekt, protože přidání byť jen jednoho zařízení
s jiným typem signá-
lu vyžaduje přidání
modulu pomocí tra-
dičních metod.
• U závodů, kde je
rozmístění přístrojů
vysoce distribuova-
né, jako je sousta-
va nádrží rafinerie,
mohou být univer-
zální I/O moduly
v univerzálních skří-
ních cenově velmi
výhodnou alternati-
vou dlouhým kabe-
lovým trasám nebo
vzdáleným přístrojo-
vým skříním.
Technologiekonfigu-
rovatelných kanálů je
užitečná také u migra-
cí systémů, zejmé-
na v případě řídicích
místností s omezeným
prostorem. Univerzální
moduly I/O mohou při-
nést řešení se snížený-
mi prostorovými náro-
ky. Flexibilita modulu
dává schopnost při-
způsobit se stávajícímu
provoznímu zapojení se
škálovatelností pro při-
dání nových signálů.
Avšak i bez využi-
tí vzdálené instalace
univerzálních modulů
I/O v provozu existu-
jí i další přínosy. Uni-
verzální moduly lze
použít ve vzdálených
přístrojových skříních
a místnostech pro zaří-
zení k odstranění nebo
omezení požadavků
na křížové zapojení
(cross-wiring) souvise-
jící s výše popisovaný-
mi strategiemi ranžírování.
Tyto nové přístupy pro I/O moduly jsou vhod-
né zejména pro scénáře, kdy je proces vysoce
distribuovaný nebo modulární. Je však důležité
pamatovat na to, že každá situace je jedinečná
a různé závody budou muset zvážit přínosy
a náklady implementace každé metody. ce
Joe Bastone je manažer pro řešení Experion
pro řízení a I/O společnosti Honeywell Process
Solutions.
U polosplétaného (half-knit) ranžírování se provádí
překódování (scrambling) na straně systému.
Vějířové (fan-out) ranžírování je výhodné, když jsou skříně
připojeny pro testování, ale odpojeny pro přepravu.
Křížové ranžírování je kombinací prvků polosplétaného
a vějířového ranžírování.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/26 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
případová studie
Z
avedení průmyslo-
vých snímačů čáro-
vého kódu a systé-
mů počítačového
vidění do výrobních proce-
sů posouvá situaci v oblasti
logistiky, automatizace provo-
zu a automatizovaného sběru
dat na zcela novou úroveň.
Severočeská firma TRCZ je
dceřinou společností japon-
ské firmy Tokai Rika, která je
jedním z největších výrobců
automobilových dílů. Firma
byla založena na konci roku
2001 a už v prosinci 2003 byl
v severočeských Lovosicích
postaven na zelené louce nový
výrobní závod. Představuje
jednu z největších výrobních
kapacit společnosti Tokai
Rika Group a jeho výrobní
program v současnosti tvoří
zejména sdružené ovladače,
bezpečnostní pásy a další díly
potřebné pro zajištění aktivní
a pasivní bezpečnosti ve vozi-
dlech. Hlavními odběrateli součástek společ-
nosti TRCZ jsou zejména evropské automobilky
výrobců, jako je Toyota, Suzuki, NedCar, Ford
a Volvo.
Při výrobě využívá společnost TRCZ nejmo-
dernější technologie a postupy, jejichž pomocí
dosahuje vysoké efektivity výrobních procesů.
V tomto směru se mimo jiné již více než dva
roky využívá nový systém skenování průmys-
lových čárových kódů. Hlavním požadavkem
při výběru vhodného systému pro automatické
skenování čárových kódů ve výrobních sys-
témech Kanban bylo zajistit efektivní řešení
automatizovaného sběru dat, aniž by instalace
jakkoli zatěžovala provozní procesy. Při výběru
vhodného systému byl kladen důraz na kvalitu,
spolehlivost a schopnost přizpůsobit se speci-
álním požadavkům za dostupnou cenu. Záro-
veň zástupci severočeské firmy vyjádřili zájem
o spolupráci se silným dodavatelem zaměřeným
na kvalitu a schopným nabídnout velkou kapa-
citu společně s dlouhou historií a schopností
reagovat v co nejkratších termínech.
Výše uvedené požadavky stejně jako skuteč-
nost, že na trhu je jen velmi málo dodavatelů,
byly překážkou v první fázi výběru vhodné-
ho řešení. Problém často spočíval ve složitosti
a provedení celého řešení, v nevhodných mož-
nostech konfigurace, ve slabé nebo špatné
kvalitě skenování a v použití v reálném provozu.
Nicméně, jak uvádí Michal Roudný, systémový
technik společnosti TRCZ, firma velmi rychle
ocenila kvalitu snímačů čárového kódu Cognex:
„Produkty společnosti Cognex nás zaujaly díky
své kvalitě, jednoduchému nastavení, možnosti
konfigurace a provedení. Po vyjasnění všech
aspektů se zástupcem společnosti jsme sjednali
testovací schůzku a pak už jsme přímo poslali
objednávky,“ vysvětluje Roudný. Ke konečné-
mu rozhodnutí přispěly zejména schopnost
společnosti Cognex splňovat všechny požadav-
ky na funkčnost a možnost přizpůsobitelných
obchodních parametrů.
Společnost TRCZ začlenila do své výroby
čtyři instalace napevno montovaných snímačů
DataMan 200 pro monitorování elektronické-
ho systému vysledovatelnosti. Předtím firma
neudržovala záznamy o relevantních procesech
ve svých provozech. Během implementace sys-
tému bylo nezbytné zajistit, aby tyto procesy
nebyly zdržovány dalšími činnostmi a nadále
běžely plynule. Dalším požadavkem byla kvalita
skenování společně s vysokou mírou flexibi-
lity, pokud jde o vzdálenost, čitelnost, směr,
úhel a umístění samotného systému Kanban.
Hlavními konkurenčními výhodami systému
Cognex byla vysoká míra konfigurovatelnosti,
snadné použití, intuitivní obsluha a jeho inte-
ligentní nastavení v kombinaci se spolehlivostí
Průmyslové snímače čárového kódu
zajišťují účinný sběr dat pro systém Kanban
v
s
l
z
d
S
d
s
j
a
b
2
v
p
v
j
k
R
p
z
b
p
a
26 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 27
případová studie
skeneru při identifikaci správného čárového
kódu.
Firma tento systém využívá již dva roky,
a jak říká Michal Roudný, k plné spokojenos-
ti – nelze mít žádné námitky ke kterémukoli
z monitorovaných parametrů celého zařízení.
Společnost TRCZ rovněž plánuje další možné
rozšíření automatizovaného sběru dat ve výrob-
ním závodě. Michal Roudný rovněž zdůrazňuje,
že pokud společnost najde vhodnou aplikaci pro
tuto technologii, bezpochyby opět použije toto
osvědčené řešení.
Autorem je Michal Žďárský – novinář zaměřený
na automobilový průmysl a redaktor fleetového
magazínu Flotila.
Společnost Cognex
Společnost Cognex Corporation navrhuje, vyvíjí, vyrábí
a uvádí na trh systémy počítačového vidění a průmyslové
systémy snímání ID kódů neboli zařízení, která dokážou
„vidět“. Společnost Cognex je světovým lídrem v oblasti
počítačového vidění a průmyslového snímání ID kódů.
Její systémy počítačového vidění a snímání ID kódů se
využívají po celém světě, a to v celé řadě inspekčních,
identifikačních a naváděcích aplikací v rámci výrobního
a distribučního procesu. Klíčovými trhy jsou automobilový
průmysl, výroba potravin a nápojů, farmaceutický průmy-
sl, logistika a výrobci OEM. Společnost Cognex má sídlo
ve státě Massachusetts (USA) a regionální zastoupení
a distributory po celé Severní Americe, Evropě, Asii či
v Latinské Americe. Také ve východní Evropě rozšiřuje
společnost Cognex svou lokální přítomnost a nyní nabízí
technickou podporu a školení v učebnách svých zastou-
pení v polské Vratislavi (Wrocłav) a maďarské Budapešti.
Dalšípodrobnostinaleznetena webovéstráncespolečnos-
ti Cognex na adrese www.cognex.com.
Kontakt na prodejce:
Pavel Sejček, Sales Engineer Czech Republic,
info.cz@cognex.com
Jan Kučera, Sales Engineer Slovakia,
info.sk@cognex.com
19. ROČNÍK ÉHO UMEDZINÁRODN VEĽTRH
, ,ELEKTROTECHNIKY ELEKTRONIKY ENERGETIKY
A TELEKOMUNIKÁCIÍ
EXPO CENTER a.s., Pod Sokolicami 43, 911 01 Trenčín, SR
tel.: +421 32 770 43 32, e-mail: dchrenkova expocenter.sk@
Výstavisko Trenčín
15. – 18. 10. 2013
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/28 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
Klíčové
koncepce
V souvislosti se
skutečností, že se těžba
ropy a zemního plynu
stává stále složitější,
může účinná automa-
tizace zvýšit úroveň
produkce a vytvářet
bezpečnější prostředí.
Tento přístup může
vyžadovat změnu vnitřní
kultury u firem, které
uvažují spíše ve smyslu
snižování nákladů.
Operátoři, údržbáři
a další pracovníci
závodu reagují na tento
přístup příznivě.
hlavní téma
P
rimární produkce ropy a zemního
plynu neustále čelí problémům. Nedáv-
no publikovaná zpráva uvádí, že se
v posledním desetiletí globální objem
produkce zvýšil o 12 %, avšak náklady související
s výrobou a průzkumem se zvýšily čtyřnásobně.
Ložiska stárnou a tím ztrácejí na významu, proto-
že objem výroby klesá a provozní náklady rostou.
Novější ložiska se často nacházejí ve vzdálených
lokalitách s nepříznivým prostředím, jako je ark-
tické klima nebo hluboká voda, což s sebou nese
specifické problémy. Vzniká proto tlak na změnu
a k tomu přispívají následující faktory:
ekonomický: snížit provozní náklady, zvýšit
výtěžnost ložiska a kapacitu produkce;
geografický: náklady na provoz v náročných
prostředích a vzdálených lokalitách;
bezpečnost a ekologie: vystavení riziku, inte-
grita procesu a řízení množství emisí.
Situaci mění také technologický pokrok, který
neustále rozšiřuje potenciál technických mož-
ností.
Tyto výzvy společně s pokrokem v oblasti opti-
malizačních technologií daly vzniknout novým
přístupům k využívání zásob ropy a zemního
plynu. K příkladům patří satelitní pole a podmoř-
ská napojení, chytré vrty a lehké modifikace vrtů
stejně jako zvýšený zájem o vzdálené monitoro-
vání, organizační modely s integrovanou správou
výrobních prostředků a zavádění zásad údržby
světové úrovně.
Integrovaný provoz je souhrnným termínem
pro některé z těchto koncepcí. Různí hráči
v tomto odvětví je propagují pod různými názvy,
jako jsou chytrá pole, digitální ropná pole, inteli-
gentní energie apod. Principy inteligentního pro-
vozu lze využívat od nejranějších fází využívání
ložiska až po ukončení výroby.
Prvky inteligentního provozu
Programy inteligentních provozů obvykle zahr-
nují portfolio technologií a služeb pro optimaliza-
ci produkce a provozu závodů a údržby, od vrtání
vrtu až po dodávky. Ke klíčovým součástem patří:
infrastruktura a zabezpečení informačních
a komunikačních technologií (ICT);
zachycování dat a přístup k datům, včetně
softwarových aplikací pro vzdálenou podporu;
informační zajištění produkce a provozu
a jejich optimalizace;
Chytřejší a bezpečnější
těžba starých
a vzdálených ložisek
Primární produkce ropy a plynu je stále složitější, což souvisí
s faktem, že stará pole se vyčerpávají a nová ložiska se nacházejí
ve vzdálených lokalitách. Integrované provozy mohou přispět
k bezpečnějším a ziskovějším operacím v náročných podmínkách.
Katrine Hilmenová a Espen Storkaas, ABB
Technické možnosti
příbřežní těžby s novými
výzvami rostou. Všechny
obrázky poskytla
společnost ABB.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 29
monitorování, diagnostika a vykazování stavu.
Řešení specifická pro těžbu ropy a zemního
plynu či pro petrochemický průmysl musejí být
velmi komplexní a zahrnovat oblasti, jako jsou:
optimalizace produkce a procesu a jejich řízení;
integrita bezpečnosti a správa alarmů;
integrované systémy pro vzdálené řízení a pro-
voz;
zabezpečení IT a infrastruktury komunikační
sítě;
systémy a služby pro monitorování stavu;
monitorování emisí a zvyšování energetické
účinnosti;
zajištění a optimalizace vícefázového toku;
podmořské informační systémy;
zachycování a ukládání dat v kooperativních
pracovních prostředích;
služby zajištění výkonu řízení procesů po dobu
jejich životního cyklu;
bezdrátové senzorové systémy.
Typické přínosy integrovaného
provozu
Když se všechny tyto taktické prvky využijí v šir-
ším strategickém programu, největší přínosy lze
realizovat způsoby, jež mají výrazný finanční
dopad. Zvýšené investiční náklady se obecně
zaplatí v provozní fázi, a to z nejrůznějších zdrojů:
zvýšení produkce, obvykle o 3 až 5 %;
zvýšení bezpečnosti prostřednictvím snížení
rizika a zlepšení pracovního prostředí;
snížení ztrát při produkci neboli zvýšení výtěž-
nosti ropy, obvykle o 20 až 40 %;
snížení nákladů na provoz a údržbu o 15 až
30 %;
přínosy pro logistiku a přepravu a snížení
množství emisí, vyšší energetická účinnost,
lepší ekologický dohled a monitorování námoř-
ních operací.
Topologie informačních
a komunikačních technologií
a systému
Hlavní součásti systému informačního provozu
u příbřežního závodu jsou v souladu s normou
pro hierarchii ISA 95 úrovně 5:
efektivní infrastruktura datového skladu a inte-
grace dat s konektivitou a řešeními rozhraní pro
sběr a distribuci všech souvisejících dat;
efektivní a zabezpečená infrastruktura IT
a komunikačních sítí usnadňující vzdálený
přístup, monitorování a kooperativní podporu;
komplexní systém správy výrobních pro-
středků přinášející opatření v oblasti údržby
a výkonnosti pro všechny klíčové systémy
a zpracovatelské jednotky;
hlavní téma
Vzdálenou podporu
a integrovaný provoz
umožňuje náležitá
infrastruktura výrobních
prostředků a provedení
závodu. Kritický význam
mají zejména integrace
přístrojové techniky,
automatizace, informační
a komunikační technologie
společně s řízením provozu
a údržby.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/30 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
hlavní téma
aplikace pro každodenní provoz a optimalizaci;
společné uživatelské rozhraní;
kooperativní místnosti a pracovní stanice.
Kromě těchto technických součástí jsou pro
plné využívání příležitostí zapotřebí související
pracovní procesy, provozní koncepce a orga-
nizace s atmosférou a kulturou vhodnou pro
integrovaný provoz. Zásadními prvky jsou také
interdisciplinární rozhodovací procesy a spo-
lupráce mezi různými částmi organizace, ba
dokonce mezi provozní společností a dodavateli
i poskytovateli služeb.
Podívejme se tedy na to, jak se zlepšení
v oblasti optimalizace produkce, správy výrob-
ních prostředků a bezpečnosti společně projevují
v typické aplikaci.
Optimalizace produkce
Podmořské aktivity začínají být stále důležitější
jak z hlediska těžby v hluboké vodě, tak z hle-
diska napojování menších polí ke stávající infra-
struktuře. Integrovaný provoz může například
pomoci s optimalizací těžby z mořského dna,
protože výtěžnost v těchto lokalitách je obvykle
o 10 až 15 % nižší než u vrtů na plošinách.
Jedním z prvků, který strategie integrova-
ného provozu musí obsahovat, je systém zajiš-
tění a optimalizace toku (Flow Assurance and
Optimization System – FAOS). Tento systém
zahrnuje:
řízení a stabilizaci toku: aktivní řízení stabili-
zuje vrty a potrubí pro zajištění konzistentní
a nepřerušované produkce;
monitorování produkce: monitorování vrtu
a potrubí může předcházet zablokování
z důvodu formování hydrátu.
Systém FAOS zabezpečuje v integrovaném
systému tyto i další aspekty. Je tím zajištěno
plné využití synergie mezi různými prvky. Napří-
klad virtuální měření z monitorovacího systému
lze využít jako sekundární řídicí proměnné. Tato
integrace navíc zajišťuje jednotné uživatelské
rozhraní jak pro rychlý přehled klíčových dat,
tak pro podrobnou analýzu odbornými uživateli.
Systém FAOS je začleněn do infrastruktury inte-
grovaného provozu a ke všem informacím lze při-
stupovat prostřednictvím podnikové sítě klienta.
Efektivní platforma integrovaného provozu
musí obsahovat komplexní soubor strategií
zabezpečení zaměřených na ochranu důvěrnos-
ti, dostupnosti a integrity lokálních informací
o výrobních prostředcích a sítě automatizačního
systému. Je nutno dodržovat podnikové, národ-
ní a mezinárodní normy a vypracovat dobrá
technická a procedurální řešení. Poskytovatelé
rozsáhlých systémů by měli být schopni začle-
Topologie sítí IT musí
následovat vrstvy integrace
stanovené v normě ISA95.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 31
nit zabezpečovací řešení pomáhající ustanovit
výchozí požadavky pro řešení rizik spojených
s automatizačními systémy závodu.
Správa výrobních prostředků a služby
po dobu jejich životnosti
Klíčem k hospodárné údržbě je prediktivní údrž-
ba. Tato metoda předpokládá, že jsou údržbo-
vé operace řízeny podle spolehlivých prognóz
opotřebení zařízení. Prediktivní údržba rovněž
zajišťuje spolehlivost a integritu zařízení. Zvláště
cenné je to u příbřežních a vzdálených instalací
s vysokými cestovními náklady. Tato metoda rov-
něž přináší snížení nákladů díky zkrácení doby
neplánovaných odstávek, což umožňuje provoz
blíže projektovaným limitům, a díky usnadnění
strukturovanějšího plánování údržby. Klíčem
k údržbě na základě stavu je technologie moni-
torování a vykazování v reálném čase.
Efektivní systém integrovaného provozu
poskytuje společnou infrastrukturu pro inte-
grování údržbových dat z jednotlivých systé-
mů. Pomocí inteligentních funkcí monitorování
a diagnostiky jsou k dispozici komponenty všech
hlavních elektrických, přístrojových, řídicích
a telekomunikačních systémů. Tyto monitoro-
vací funkce předávají důležité informace o stavu
zařízení, očekávaných úkonech a možných zlep-
šeních výkonu. Integrovat lze také systémy tře-
tích stran.
Systém správy výrobních prostředků by měl
umožňovat přístup k těmto funkcím v reálném
čase, podporovat monitorování a diagnostiku
a integrovat plánování a celopodnikovou konek-
tivitu k systému ERP. Hlavní výhoda spočívá
ve schopnosti zobrazovat všechna relevantní
údržbová data na jednotném uživatelském roz-
hraní, což podporuje informované rozhodování,
protože lze snadno porovnávat překrývající se
monitorovací funkce.
Bezpečnost
Systém integrovaného provozu by nebyl úplný
bez portfolia řešení a služeb pro životní cyklus
v oblasti bezpečnosti a správy alarmů. Ty by
měly zahrnovat školení informovanosti a klasifi-
kaci výkonnosti, projekty a služby pro zlepšování
stavu, aplikace pro tvorbu přehledů a údržbu
systému stejně jako instalaci integrovaného bez-
pečnostního a řídicího systému.
Integrované bezpečnostní systémy se typic-
ky využívají pro nouzové vypnutí, požár, únik
plynu a další kritické aplikace, jako je ochrana
proti přepětí, ochranný systém potrubí s vyso-
kou integritou (High-Integrity Pipeline Protection
System – HIPPS) a systém řízení hořáku (Bur-
ner Management System – BMS). Všechna data
z integrovaného bezpečnostního systému jsou
dostupná přes infrastrukturu řídicího systému
až do systému správy výrobních prostředků
a do operátorského prostředí, což umožňuje lepší
rozhodování a analýzu hlavní příčiny.
Důležitost „měkkých faktorů“
Zkušenosti ze zavádění integrovaných provozů
doposud ukazují, že organizační změna a postoje
jednotlivců související zejména s tím, jak získá-
vají nové znalosti a dovednosti, hrají kritickou
roli při úspěšnosti podniku. Ve skutečnosti se
v této oblasti odehrává více než 80 % úsilí.
Jistá firma, která jako jedna z prvních zavedla
integrovaný provoz, zaznamenala výrazné sníže-
ní nákladů na těžbu u malého navázaného pole
v Severním moři. Hlavním faktorem, jenž k tomu
přispěl, byl „měkký integrovaný provoz“. I když
takové organizační změny mohou být bolestivé,
v tomto případě je operátoři a další pracovní-
ci přivítali nadšeně, jelikož měli velký zájem
na prodloužení životnosti svého pracoviště. Zde
byla partnerem provozovatele pro celý změnový
program společnost ABB. Kromě instalace tech-
nologie vedla také rozhovory a řídila změnový
management, aby umožnila podporu vzdáleného
provozu. Od té doby tento velmi významný zákaz-
ník ustanovil standardní pracovní postupy, role
a odpovědnosti a zavedl nový organizační model
příbřežní těžby založený do velké míry na této
průkopnické práci.
V nedávné době měla práce provedená týmem
společnosti ABB Integrated Operations zaměře-
ným na optimalizaci procesů a produkce velký
dopad na pracoviště Shell Ormen Lange v oblasti
provozních služeb pro řízení procesů, simulaci
a ladění, zprovozňování a podporu spouštění.
Přínosy se projevily v počtu dní těžby, ve snížení
fluktuací, v energetické účinnosti a ve snížení
emisí. Doba provozuschopnosti byla zvýšena
o čtyři až pět dní za rok. Vzhledem k tomu, že
při ustálené produkci zpracuje lokalita Ormen
Lange zhruba 20 miliard standardních krych-
lových metrů zemního plynu ročně, což je ekvi-
valent spotřeby energie celého Norska, rozsah
finančních úspor lze jen odhadovat.
Efektivní integrovaný provoz by měl zvýšit
objem výroby, vytvořit bezpečnější prostředí,
snížit spotřebu energie a zredukovat náklady
na provoz díky vyspělému využívání dostupných
informací, jako jsou procesní data v reálném
čase a monitorování stavu výrobních prostředků.
Integrovaný provoz poskytuje příležitost k výraz-
né optimalizaci využívání zásob. Z finančního
hlediska se již osvědčil a jeho význam bude
v odvětví těžby ropy a zemního plynu nadále růst.
ce
Katrine Hilmenová a Espen Storkaas pracují
ve středisku Integrated Operations Products and
Solutions Center společnosti ABB v norském Oslu.
hlavní téma
„Zásadními
prvky jsou
interdisciplinární
rozhodovací
procesy
a spolupráce
mezi různými
částmi
organizace,
ba dokonce
mezi provozní
společností
a dodavateli
i poskytovateli
služeb.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/32 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
řízení strojů
Existují desítky vari-
ant elektrických regu-
lovaných pohonů,
které se liší princi-
pem, funkcemi nebo
provedením. U aplika-
cí, jež vyžadují vyso-
kou dynamiku pohybu,
však k nejpoužívaněj-
ším jednoznačně patří
servopohony. Schnei-
der Electric se jejich
vývojem, výrobou
a prodejem zabývá již
déle než dvacet let.
Servopohony „vše
v jednom“: malé, ale
šikovné
Kompaktní inteligentní
servopohony Lexium ILA
jsou skvělou ukázkou
provedení „vše v jednom“.
Jádro pohonu, tak jak ho
vyrábí a dodává společ-
nost Schneider Electric,
představuje synchron-
ní elektromotor buzený
permanentními magnety
(běžně se pro tento typ motoru používá anglická
zkratka PMSM – Premanent Magnets Synchro-
nous Motor). Jako čidlo snímání polohy resp. otá-
ček rotoru slouží enkodér typu SinCos s datovým
rozhraním HiperFace. „Kompakt“ dále obsahuje
výkonovou jednotku (měnič) pro napájení stato-
rového vinutí motoru, komunikační nebo ovláda-
cí rozhraní a připojovací svorky resp. konektory.
Servopohon Lexium ILA – jako jediný mecha-
nický celek – pak vyniká malými rozměry a pří-
hodnými uchycovacími otvory. Z jedné strany
se k němu připojí napájení a ovládání, z druhé
pak (pokud to aplikace vyžaduje) planetová pře-
vodovka. Ta může být přímá či úhlová.
Kompaktní inteligentní servopohony Lexium
ILA se používají především jako pomocné poho-
ny na pracovních strojích a výrobních linkách.
Kompletní servoměnič s komunikačním rozhra-
ním je zde umístěn mimo rozváděč. Díky tomu
dochází v rozváděči ke snížení ztrátového výko-
nu a z něho plynoucím provozním úsporám.
Eliminace propojovací kabeláže mezi servoměni-
čem a servomotorem navíc snižuje riziko vzniku
nežádoucích EMC emisí.
Standardní sestavy pro vyšší výkony:
servoměnič + servomotor
Pro vyšší výkony a dosažení větších točivých
momentu nabízí Schneider Electric klasickou
sestavu: servoměnič Lexium 32 a servomotor
BMH nebo BSH. Servoměniče Lexium 32 před-
stavují vyspělé multifunkční přístroje s komplet-
ní hardwarovou výbavou – včetně zabudovaného
brzdného rezistoru a síťového odrušovacího fil-
tru. Standardní součástí modelové řady LXM32A
je komunikační sběrnice (protokol) CANopen
resp. jeho modifikace CANmotion. Univerzální
řada – LXM32M – pak umožňuje pomocí zásuv-
ných modulů připojení k dalším mezinárodně
používaným rozhraním. Hovoříme zde především
o komunikaci na bázi Ethernetu (Modbus TCP,
EtherCat nebo Powerlink).
K sevoměničům Lexium 32 se standardně
připojují servomotory BMH pro běžné aplikace
nebo servomotory BSH pro aplikace vyžadující
vyšší dynamiku. Jako čidlo snímání polohy
rotoru opět slouží SinCos – Hiperface. Řada
LXM32M si při správné volbě zásuvného modu-
lu pro zpětnou vazbu (enkodér nebo resolver)
poradí i s motorem jiného výrobce.
Servoměnič Lexium 32 je možné vybavit i voli-
telným bezpečnostním modulem (eSM), který
následně dovolí použít na stroji funkce Bez-
pečné zastavení 1 (SS1), Bezpečné zastavení 2
(SS2), Bezpečně omezená rychlost (SLS) a Bez-
pečné provozní zastavení (SOS). Lze dosáhnou
úrovně integrity bezpečnosti SIL 3 a úrovně
vlastností PLe.
Lexium 32i: nový kompakt přichází
Lexium 32i („i“ ve smyslu integrated) představuje
další – momentálně nejnovější – kompaktní servo-
pohon od Schneider Electric. Kromě všech výhod
popsaných výše u řady Lexium ILA tak logicky
přináší i další přednosti. Lexium 32i je vskut-
ku „povedenou skládačkou“, která umožňuje
vytvořit vysoce individuální pohon až do výkonu
2,2 kW, s maximálním momentem na hřídeli
7,8 Nm a otáčkami do 4000 ot/min. Sestavení
Univerzální servopohony Lexium:
praxí ověřená volba pro pracovní stroje
a výrobní linky
Univerzální kompaktní
pohon Lexium 32i
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 33
řízení strojů
kompletního servopohonu ze čtyř základních
částí přitom netrvá déle než 3 minuty.
Nejprve si uživatel zvolí některý z 224 typů
servomotorů s výkonovou částí a velikostí příru-
by 70 nebo 100 mm. Na ten lehce nasune jeden
ze dvou řídicích modulů s komunikačním roz-
hraním (CANopen/CANmotion nebo EtherCat).
Připojí vhodný napájecí modul (1× 230 V nebo
3× 400 V) a zvolený konektorový modul.
V nabídce je celkem 21 konektorových modulů
vstupů/výstupů (s/bez bezpečnostního vstupu)
vybavených šroubovými svorkami nebo prů-
myslovými konektory. Takto lze vytvořit řádově
stovky možných kombinací – navíc bez použití
speciálního nářadí.
Kde se nové kompaktní servopohony uplatní
nejlépe? Vezmeme-li například pracovní stroje,
je Lexium 32i optimální volbou pro průmysl
textilní, tiskařský, potravinářský, dřevozpracu-
jící, farmaceutický nebo tabákový, a rovněž pro
stroje na výrobu audio/video nosičů nebo oba-
lovou techniku. Skvěle se samozřejmě uplatní
také v případě jednoúčelových a speciálních
strojů či robotů. Pokud navíc zákazník používá
standardní Lexium 32 jako hlavní pohon, může
pro pomocné pohony použít Lexium 32i, aniž by
si musel zvykat na jiné konfigurační prostředí.
Z rotačního pohybu na pohyb lineární
Výše popsaná zařízení lze využít také jako poho-
nů pro lineární osy a 2D resp. 3D mechatro-
nické systémy Lexium PAS, Lexium TAS, Lexi-
um CAS a Lexium MAX z produkce Schneider
Electric. Tyto mechatronické systémy (dodávané
až do délky zdvihu přes 5 m) se v průmyslu
uplatní všude tam, kde je potřeba s vysokou
přesností a dynamikou materiál přesouvat nebo
opracovávat.
Kompletní informace o servopohonech Lexium
jsou připraveny na www.schneider-electric.cz
Ing. David Wurst
Schneider Electric
Malý kompaktní pohon ILA
Sestava servoměniče Lexium 32
a servomotoru BMH / BSH
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/34 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
hlavní téma
M
ohou nastat situace, kdy tradiční
regulační řízení nemusí provozo-
vat proces optimálně a vedení vaší
firmy může chtít určitou varian-
tu pokročilé metody řízení procesu (Advanced
Process Control – APC). I když toto označení
zahrnuje různé podskupiny, společným rysem
je prediktivní řízení s modelem (Model Predictive
Control – MPC), obecně známější také jako řízení
na bázi modelu. Tato metoda využívá matema-
tický model procesu, který propojuje vztahy
relevantních parametrů.
Vytvoření takového modelu začíná pochope-
ním toho, co se se surovinami skutečně děje
při jejich přeměně na konečné produkty. To
zahrnuje chemické reakce, energetickou bilan-
ci, reakční doby apod. U některých procesů je
možno zakoupit již existující procesní modely,
které lze přidat k vašemu řídicímu systému.
Čím je proces obvyklejší, tím je větší pravdě-
podobnost, že jej budete moci běžně zakoupit.
Existuje například mnoho závodů vyrábějících
líh z kukuřice a mezi nimi fungují základní
podobnosti, takže je k dispozici mnoho modelo-
vých platforem.
Jestliže však potřebujete něco speciálnější-
ho, předem vytvořené řešení jednoduše nemusí
být k dispozici. V takových situacích je jednou
z možností vytvořit si vlastní procesní model
pro váš systém DCS. Takový typ projektu je jen
pro odvážné, avšak není nerealizovatelný. Ti,
kteří se na podobných projektech podíleli, tvrdí,
že nejdůležitějším faktorem úspěchu je hlubo-
ká znalost procesu a zkušenosti s příslušným
závodem.
Výběr strategie
Většina modelů používaných v rámci výrobních
závodů využívá skutečné historické údaje v kom-
binaci se základními stechiometrickými vztahy.
„Existují dva různé přístupy,“ shrnuje Chad
Harper, CAP, PMP, technologický ředitel společ-
nosti Maverick Technologies. „Jednak můžete
použít scénář typu receptu, kde proces může
být natolik deterministický, že můžete uplatnit
přístup se základními zákony a dostanete se tam,
kam potřebujete. Druhý uplatňuje odvozené
vlastnosti s použitím základních zákonů, dívá se
na klíčové proměnné v závodě a prochází recesem
regrese s využitím dat ze závodu. Hledáte modely
skutečné dynamiky závodu, které by zde bylo
možné použít. My jsme prováděli obojí.“
V každém případě Harper upozorňuje, že
model musí být přizpůsoben příslušnému závo-
du, protože každá procesní jednotka má své
provozní zvláštnosti. „I když můžete namodelo-
vat něco v ustáleném prostředí, jen zřídkakdy
můžete říci: ‚Na tato čísla se chci dostat. Jede-
me!‘ Je nutno zohledňovat procesní dynamiku,
chování regulace s uzavřenou smyčkou a plynu-
lou aktivaci,“ dodává.
Přístup může být založen na informacích
a zdrojích dostupných v dané situaci, a to
s efektivním využitím toho, s čím musíte pra-
covat. Ric Snyder, vedoucí produktový manažer
pro informační software a procesní produkty
společnosti Rockwell Automation, tvrdí: „Někte-
ří dávají přednost vytváření empirických mode-
lů, protože mají mnoho dat. Jiní rádi vytvářejí
modely na bázi rovnic, protože mají k dispozici
určité poznatky z oblasti užité chemie nebo
modely na bázi základních zákonů. Pro vytvá-
ření modelů svépomocí existuje mnoho dyna-
mických identifikačních nástrojových sad, které
lidé mohou využívat, takže jakmile najdete pří-
slušný nástroj a máte data, vytvoření modelu
nebo regrese parametrů z dat nejsou až tak
obtížné – jde více o posouzení toho, jaké vstupy
potřebuji a jaké výstupy asi mohu předvídat.
A zde má zásadní význam určitá míra znalostí
z oblasti chemického inženýrství, abychom zís-
kali dobré modely. Jde více o definování toho,
jakou by měl mít model strukturu a které věci
by se toho měly týkat.“
Vytvořte si vlastní
řízení na bázi modelu
Když regulační řízení na daný úkol nestačí a nemůžete na trhu najít hotový balík pro
pokročilé řízení APC, vaší jedinou možností je vytvořit si svůj vlastní model procesu.
Není to jednoduché, ale je možné to dokázat a dobré řešení může přinést obrovský
rozdíl.
Peter Welander
Control Engineering
v
z
ž
z
V
V
z
Klíčové
koncepce
Pokročilé metody
řízení procesů mohou
pomoci v situacích,
kdy je regulační řízení
nedostatečné.
Vytvoření procesního
modelu pomocí
matematických nástrojů
může pomoci provozo-
vat řídicí prvek a sloužit
jako diagnostický
nástroj.
Přesnost vašeho modelu
a jeho schopnost řídit
velmi závisí na doved-
nostech vašich lidí.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 35
hlavní téma
Ohřívač vody jako příklad procesu
Vezměme si jednoduchý příklad: plynem
ohřívaný, dvěstělitrový bojler na horkou
vodu podobný tomu, který možná máte doma.
Většina má jednoduchou konstrukci s ter-
mostatem, který zapíná a vypíná napevno
nastavený hořák v reakci na teplotu vytékající
vody. Vyspělejší konstrukce může používat
regulátor PID, který může modulovat hořák
v reakci na výstupní teplotu jako klíčovou
regulovanou veličinu. Tento přístup nemusí být
nakonec účinný, pokud potřebujete kritickou
kontrolu nad výstupní teplotou. Při velkém
objemu v nádrži může být proces pomalý, pro-
tože může trvat dlouhou dobu, než se změní
teplota tak velkého množství vody. Řekněme, že vstupní teplota
poklesne o 11 °C. Ve chvíli, kdy senzor na výstupu zjistí změnu,
mohla již teplota v nádrži značně poklesnout.
Jednou z koncepcí může být vytvoření modelu procesu. Zde
je několik prvků, které potřebujeme kvantifikovat nebo kontinu-
álně měřit:
– teplota vody na výstupu, což je primární regulovaná veličina,
– teplota vody na vstupu, která určuje, o kolik
se teplota musí změnit,
– průtok určující objem, který musíme ohřát,
– výkon hořáku, který je funkcí průtoku zem-
ního plynu a jediného regulačního zásahu,
– schopnost nádrže přenášet teplo, která je
nelineární, protože je plocha neměnná,
– ztráta tepla stěnami nádrže.
Model procesu kvantifikuje všechny tyto
vztahy, a jestliže je možné každou veličinu
změřit, chování by mělo být předvídatelné.
Pokud je průtok 7,5 l/min. a rozdíl teploty mezi
vstupem a výstupem je 56 °C, můžeme vypo-
čítat množství tepla, které potřebujeme a tedy i objem plynu.
Nelineární prvky, jako je schopnost nádrže zachycovat teplo
a tepelná ztráta stěnami, lze zabudovat do vzorců. Model by
měl reagovat na pohyb těchto veličin a udržovat výstupní teplo-
tu stabilní. Pokud jsme to provedli správně, bude model scho-
pen reagovat na změny rychle a následovat žádanou hodnotu
přesněji než jednoduché regulační řízení.
hořák
prouděníproudění
wwww.controolenggc OLcessko.com CONTRO ENVERVOO ČEERING ČESKOONEERINENNGI VEN 3513322001N 3333
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/36 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
hlavní téma
Simulace jako první?
Jednou z metod, jak vytvořit model, je nejprve
jej provést na procesním simulátoru jakožto pro-
středku pro otestování vašich předpokladů. Když
simulátor funguje, můžete si udělat představu,
jak věrně se blíží skutečnému provozu závodu
a naopak.
„U procesních závodů nemáte ten luxus zkou-
šet metodou pokus a omyl,“ připomíná Tony
Lennon, manažer průmyslového marketingu
pro oblast průmyslové automatizace společnos-
ti MathWorks. „Skutečným úkolem vedoucího
závodu je zajistit, aby se produkt expedoval
z bran továrny, a zároveň řešit otázky bez-
pečnosti, poškození zařízení, odstávek apod.
Simulace je prostředkem k vytvoření dobrého
návrhu a k dobrým rozhodnutím o implemen-
taci, takže když přijdete za vedoucím závodu,
můžete ukázat, co jste provedli na simulaci,
reprodukovat chybu a říci: ‚Potřebujeme zkusit
to a to.‘ Pak můžete vysvětlit, proč si myslíte, že
to bude fungovat.“
Lennon upozorňuje, že simulace nelze vytvá-
řet ve vzduchoprázdnu, ale že musejí odrážet
realitu prostředí konkrétního závodu. „Pokud
se chystáte použít simulační nástroj, musíte
modelovat to, co se aktuálně děje ve vašem
závodě,“ dodává. „Pokud jste to neprovedli, ani
nepokračujte, protože jste nezachytili skuteč-
nou dynamiku vašeho závodu. Nejúčinnějším
způsobem, jak toho dosáhnout, je kombinovat
reálná procesní data s určitým procesem sys-
témové identifikace společně s určitým typem
modelu na bázi základních zákonů.“
Řešení problémů
Každá procesní jednotka má své vrtochy. I když
veškerá zařízení fungují správně, stále dochá-
zí k narušením, nelineárním prvkům a úzkým
hrdlům, což musejí operátoři řešit. Efektivní
model by měl umět procházet těmito okolnost-
mi pomocí začlenění určitých zpětnovazebních
prvků pro zohlednění nemodelovaných narušení.
„Provedl jsem několik implementací řízení
oktanového čísla u katalytického reformátoru
v rafinerii,“ objasňuje Harper. „Je zde analyzér,
avšak nachází se asi 45 minut dále po směru
procesu, takže počítá oktanové číslo u produktu
vycházejícího z reformátoru na základě nejrůz-
nějších proměnných, jako je průtok, kvalita
vstupních surovin a několik dalších faktorů.
Řídicí prvek na bázi modelu byl úspěšný v rafi-
nerii, která může pracovat s různými typy ropy,
s nízkým i vysokým obsahem síry, a přesto se
s tím dokáže vyrovnat. Avšak jde o poměrně
složitý model, protože pokrývá všechny různé
scénáře a vše prošlo regresí přes samotný
model. Jeho správné nastavení trvalo nějaký čas
a vyžadovalo kus práce, ale pokud to dokážete,
vytvoříte mimořádně hodnotný řídicí prvek. Je
to asi jedna z nejlépe návratných investic, kte-
rou závod může realizovat.“
Simulace může sloužit jako diagnostický
nástroj a ukazovat, kde se rozcházejí charakte-
ristiky teoretického a skutečného chování závo-
du. Lennon se domnívá, že idealizovaný svět
může poukázat na nedostatky ve skutečném
světě: „Pokud je závod navržen řádně tak, aby
produkoval určitou kapacitu denně, úzká hrdla
budou ve fyzickém systému. Máte osmipalcové
potrubí a přes regulační ventily a výměníky tepla
můžete vést jen omezený průtok. Řekněme tedy,
že jste ve fázi spouštění závodu a očekáváte urči-
tý objem výroby denně a nedosahujete jej, když
dosáhnete ustáleného stavu. Pokaždé, když
se snažíte zvyšovat objem, začíná se objevovat
dynamická nestabilita v systému. Můžete použít
procesní model pro zjišťování, jakým způsobem
vlastně regulujete systém. V takovém případě,
pokud jste provedli správně fyzické dimenzování
systému, bych se domníval, že jste udělali něja-
kou chybu v řídicím systému. Možná se některé
z vašich řídicích prvků nebo provozních přístro-
jů nechovají správně. V takovém případě byste
porovnali data ze skutečného závodu se situací,
jaká by měla být podle simulátoru. Pokud je vše
dimenzováno správně pro tuto úroveň objemu
výroby, musíte se vrátit do řídicího systému
a zjistit, proč nemůžete dosáhnout vašeho poža-
dovaného objemu.“
Jen tak dobrý jako vaši lidé
I když není sporu o tom, že řídicí prvky na bázi
modelu mohou fungovat velmi úspěšně, pokud si
chcete vytvořit svůj vlastní, bude jen tak dobrý,
jak dobří jsou lidé, kteří jej vypracovali. Podobně
jako u mnoha vylepšení, která můžete vyzkoušet,
platí, že pokud vaši technici nerozumějí tomu,
co se děje, nemůžete se spolehnout na pozitiv-
ní výsledek, a to bez ohledu na to, jak vyspělé
nástroje máte. „Vytvoření simulačního modelu
vyžaduje jisté zkušenosti se skutečným proce-
sem,“ vysvětluje Lennon. „Zkušenosti nemůžete
nahradit. Můžeme dát vynikající nástroje, které
umožňují lidem se zkušenostmi říci: ‚Chápeme,
že pokud je tato nádrž plná, více už do ní nena-
lijete.‘ Zkušenosti nelze vyměnit za softwarový
balík.“
Snyder s tím souhlasí: „Neexistuje žádná
náhrada za dobré praktické znalosti a zkuše-
nosti. Nikdo se nestane mistrem na MPC přes
noc, ba ani za rok nebo dva. Stále to vyžaduje
určité umění, i když je zde spousta matematiky
a vědy. Mnoho věcí se naučíte jen tím, že je
děláte.“ ce
Peter Welander je obsahový ředitel časopisu
Control Engineering, pwelander@cfemedia.com.
„Simulace je
prostředkem
k vytvoření
dobrého návrhu
a k dobrým
rozhodnutím
o implementaci,
takže když
přijdete
za vedoucím
závodu, můžete
ukázat, co
jste provedli
na simulaci,
reprodukovat
chybu a říci:
‚Potřebujeme
zkusit to a to.‘
Pak můžete
vysvětlit, proč
si myslíte,
že to bude
fungovat.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/Napájecí zdroje
Spolehlivé napájení pro náročnou průmyslovou automatizaci
Inteligentní napájecí zdroje pro vyjímečnou provozuschopnost systému
Autonomní instalace napájecích zdrojů s krytím IP 67 bez rozvaděče je v průmyslové automatizaci stále více populární. Autonomní napájecí zdroje
jsou již široce dostupné, ale všeobecně je přístup k nim po jejich instalaci velmi obtížný a monitorování jejich provozního stavu je prakticky nemožné. Ná-
sledkem toho provozovatelé spoléhají na koncept preventivní údržby, aby byla zaručena maximální provozuschopnost. Tyto koncepty jsou spolehlivé, ale
také drahé, protože zařízení jsou často nahrazena během servisního cyklu ještě před koncem jejich životnosti, protože není k dispozici žádný alternativní
systém. Inteligentní, energeticky úsporné napájecí zdroje od společnosti Balluff slibují napravit tuto situaci. Jejich stav je zviditelněn prostřednictvím optic-
kých ukazatelů. Tento nový koncept umožňuje detekci stavu zařízení na první pohled. Zařízení sleduje dynamické zatížení a může proto pracovat s vyšším
využitím kapacity. Obvyklé rezervy od 30 do 50 % jsou tedy nadbytečné. Tato inteligence tvoří základ nových generací inteligentních napájecích zdrojů,
které mohou být trvale využívány na plnou kapacitu a poskytují vizuální informaci o interním stavu.
Jednou speciální vlastností je, že může být vynechán obvykle instalovaný třífázový převodní transformátor. Široký rozsah vstupního napětí 380–
690 V umožňuje připojit přímo generované napětí, např. z větrné turbíny nebo svářecího transformátoru a výrazně šetřit náklady.
Balluff rozšířil svoje řady napájecích
zdrojů o novou „inteligentní“ řadu. Aby
Vaše stroje a systémy pracovaly s maximální
efektivitou, musí být maximálně spolehlivé.
Inteligentní zdroje Balluff zaručují vysoký stupeň
spolehlivosti a navíc všude, kde je nainstalujete
získáte celistvý obraz Vašeho prostředí, které
pak můžete nepřetržitě monitorovat.
Zdroje jsou vybaveny prvky, které umožňují
snadné monitorování:
Úrovně zátěže
Úrovně přetěžování
Doby životnosti
LED diody signalizují tyto stavy, aby operá-
tor ihned věděl kdy napájecí jednotka pracuje
v maximálním výkonu. Dále je možné monito-
rovat živostnost zdroje a obsluha může přesně
vidět, kdy je jednotku potřebné vyměnit a tím
zvýšit provozuschopnost systému. Provoz
a údržba se pak stává mimořádně jednodu-
chá. Tyto inteligentní zdroje jsou dostupné
v provedeních s krytím IP 20 s připojením přes
svorkovnici nebo s krytím IP 67 s připojením
přes konektory.
Úroveň zatížení:
Signalizuje aktuální zátěž
zařízení. Displej indikuje
zátěž bez zpoždění.
Doba životnosti:
Signalizuje zbývající
životnost zařízení a je
založená na kombinaci
všech zátěží.
Puls-úroveň přetížení:
Signalizuje fyzické
a teplotní zatížení.
Balluff CZ s. r. o.
Pelušková 1400
198 00 Praha 9 - Kyje
Česká republika
Telefon: +420 281 000 666
Fax: +420 281 940 066
obchod@balluff.cz
Technické výhody inteligentních zdrojů
IP-20 a IP-67:
Vysoký stupeň účinnosti > 93%
Minimální tepelné ztráty
Zvyšování účinnosti zařízení
Třístavová indikace
Posílení výkonu (150% po dobu 4 sec.)
Extrémně kompaktní
Účinnější využití napájecích zdrojů
Plánované rezervy jsou zbytečné
Prevence před neočekávanými poruchami
vzniklými trvalým přetížením
Plánovaná údržba a opravy nejsou ne-
zbytné
Vyšší produktivita
Náhrada pouze na konci jejich životnosti
Životnost až 15 let (při 80% zatížení
a 40 °C), MTBF > 800000 h
Uzavřené pouzdro zaručuje vyšší odolnost
proti vibracím a rázům.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/38 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
hlavní téma
M
noho firem zápolí
s otázkou: „Jak
zeštíhlit?“ Větši-
na začne s kvali-
fikačními návštěvami a intenziv-
nímškolenímnanástrojíchštíhlé
výroby. Soustředí se na využívá-
ní metod a nástrojů, jako je mimo
jiné mapování hodnotového
toku, 5S – Separovat, Systema-
tizovat, Stále čistit, Standardi-
zovat a Sebedisciplína, Kanban,
vizualizace nebo komunikační
koncepce. Následně očekávají,
že rychle přijdou ziskové výsled-
ky. Důvodem k používání těch-
to nástrojů pro štíhlou výrobu
je dosáhnout transparentnosti
a soustředění na problém. To
je obecně v pořádku, ale jestliže
chcete dosáhnout udržitelného
průběžného zlepšování, můžete
získat větší přínosy, než nabízí sada nástrojů
a metod. Může dojít k hluboké změně vzorců
chování vedoucích pracovníků.
Pět základních dílků mozaiky metod pro
štíhlou výrobu se využívá v závodě společnosti
Siemens ve městě Guadalajara, aby se získala
skutečná síla koncepce štíhlé výroby, a to změ-
nou stávající praxe managementu při součas-
ném začleňování hodnot společnosti Siemens
v oblasti inovací, excelence a odpovědnosti.
Vyhodnoťte pracovní prostředí
a uspokojení z práce
Než začnete se semináři na téma štíhlé výroby,
je důležité vyhodnotit, jak předchozí kultura
vedení formovala pracovní prostředí. Je dobře
známo, že pracovní prostředí definuje, jak budou
zaměstnanci reagovat na implementaci zásad
štíhlé výroby. Pracovní prostředí a uspokojení
z práce, neboli firemní kultura, úzce souvisí
se společným naladěním zaměstnanců, které
přímo souvisí s jejich názory. Jsou označována
jako paradigmata, určují způsob, jakým myslíme
a jednáme. Nelze očekávat, že se pevné přesvěd-
čení změní ze dne na den, zejména pokud se
rámcové podmínky zachovají stejné. Zajistěte,
aby rám odpovídal obrazu, který chcete malovat.
Snažte se pochopit, jak vaši zaměstnanci uvažují
s ohledem na minulost, a jak vedení přijímá roz-
hodnutí. Pak najděte správný způsob, jak vytvo-
řit motivující prostředí pro cestu k zeštíhlování,
na níž se vydáte se svými zaměstnanci.
Protože uspokojení z práce je u každého indi-
viduální a lze je ovlivnit objektivními okolnost-
mi, můžeme se pro pomoc obrátit na tradiční
organizační psychologické modely jako je hnutí
pro lidské vztahy – tzv. „Human Relations“
movement. (Viz např. Hawthorne, 1939–1945,
Maslow, 1954 a Herzberg, 1952. I když dnes
mají tyto modely svá omezení, mohou být velmi
užitečné v kombinaci s výsledky nejnovějších
psychologických modelů a studií mozku (např.
Cognitive Dissonance in neural networks;
mj. Read, 1997, Van Overwalle, 2002).
Úspěšná implementace štíhlé
výroby: 5 základních dílků mozaiky
Implementace štíhlé výroby vyžaduje, aby zúčastněné strany vyhodnotily pracovní
prostředí a uspokojení z práce, motivovaly k účasti, požadovaly odpovědnost vedoucích
pracovníků, vypracovaly nové vzorce chování a trvaly na využívání štíhlých metod
a nástrojů.
Gunter Beitinger, PhD
Siemens Industry
v
V
j
v
z
z
z
Klíčové
koncepce
Štíhlá výroba klade
na zúčastněné strany
následující požadavky:
Vyhodnoťte pracovní
prostředí a uspokojení
z práce.
Motivujte k účasti.
Vyžadujte odpovědnost
vedoucích pracovníků.
Vypracujte nové vzorce
chování.
Trvejte na využívání
štíhlých metod
a nástrojů.
Štíhlá výroba se soustředí na průběžné zlepšování v oblasti lidí
(uspokojení z práce), produktů (navrženy k úspěchu) a procesů (nejvyšší
přímočarost), které se aplikují v závodě společnosti Siemens ve městě
Guadalajara. Obrázek poskytla společnost Siemens Industry.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 39
hlavní téma
V závodě společnosti Siemens ve městě Gua-
dalajara jsme například vyhodnocovali, co sku-
tečně oslovuje naše zaměstnance, jaké jsou
jejich zájmy a jak vnímají sociální benefity
a aktivity.
Vyhodnocovali jsme, zda mají naše pracovní
pozice přesné popisy pracovní náplně a jestli
lidé vědí, jaké jsou jejich povinnosti. Začali jsme
také uvažovat o „službách“ v odděleních služeb.
Je velmi důležité používat silná vizuální sdě-
lení, která předávají a uvádějí do souvislostí
očekávání od probíhající změny kultury. Napří-
klad jsme dali kancelářským prostorám svěží
vzhled novým nábytkem a inspirativní novou
barevnou koncepcí. Odstranili jsme zdi a indi-
viduální kanceláře, jakožto symbol otevřené
komunikace. (Společnost Siemens podporuje
tyto iniciativy pomocí celopodnikové koncepce
barev a kanceláří.) Vizualizovali jsme infor-
mace o individuálních oblastech a projektech
a zahájili jsme diskuse ve speciálně vytvoře-
ných otevřených prostorách označovaných jako
Obeya („velká místnost“) se všemi informacemi
zobrazenými před námi. Výrazně jsme tím redu-
kovali formální část dřívější organizace porad.
Na základní výrobní úrovni plánujeme vytvoře-
ní speciálních úseků s živými rostlinami – pro
přemýšlení, na podporu neformálních setkávání
a přirozených míst pro relaxaci.
Tyto aktivity se mohou zdát triviální, avšak
nejnovější výzkumy mozku ukazují, jak zvyky
při vzájemném setkávání pracovníků ovlivňují
produkci neurotransmiterů v mozku, které jsou
potřebné pro neuronová spojení prostřednic-
tvím synapsí. Cokoliv, co ovlivňuje produkci
neurotransmiterů, má potenciál změnit způ-
sob, jak uvažujeme, protože se vytvářejí nová
spojení. Na tato cvičení můžete nahlížet jako
na rozehřívání před skutečnou hrou. Mějte také
na paměti, že když měníte paradigmata a vzor-
ce chování, objektivní zdůvodňování častokrát
nepomáhá. Musíme přijmout fakt, že půjde
o emoce.
Motivujte k účasti
V organizačních psychologických modelech,
které se zabývají změnou, slouží uspokojení
z práce jako motivace a je přímo spojeno s pozi-
tivními výsledky.
Navíc je lidskou přirozeností vnímat nepo-
hodlí ostatních a snažit se najít příznivější pod-
mínky. Alice Bruggemann (1974, 1975) popisuje
uspokojení a nespokojenost jako míru naplně-
ní očekávání. Pozdější studie (např. Fischer,
1992) ukazují, že uspokojení není stabilní a že
nestabilita se odráží v sociálních důvodech.
Proto je efektivní komunikace a účast nejlepším
způsobem k překonání sociálních rozdílů mezi
odděleními a ke sladění očekávání. Tyto dva
prvky jsou silně prováza-
né. Účast vyžaduje silnou
a soustředěnou komuni-
kaci se společnou vizí.
Náštýmmanagementu
vypracoval velmi podrob-
nou vizi a misi, které jsou
přímo napojeny na akti-
vity v oblasti zeštíhlování.
Obsahují jasné pokyny
k tomu, jak může každý
jednotlivec k této vizi
přispět. Vyhlášení vize
a mise bylo sděleno, dis-
kutováno a vysvětleno
prostřednictvím všech
dostupných kanálů.
Očekávání managemen-
tu byla podána zřetelně,
s příklady a metaforami,
kde to bylo zapotřebí.
Metafory jsou velmi sil-
ným nástrojem, protože přidávají další rozměr
vysvětlení něčeho, co se dříve neprovádělo. Tím
se dosáhne prvního zapojení lidí. Pokud se zapo-
jí všichni, očekávání lze řídit a slaďovat.
Souběžně s tím jsme zformovali silné oddě-
lení pro neustálé zlepšování, které zahrnu-
je průmyslové technické zajištění, systém pro
pobídky, návrhy a vlastnictví systému Siemens
Performance System. Jakmile byla vize zeštíhlo-
vání vysvětlena, vypracovali jsme odpovídající
pobídkový systém. Implementace byla prová-
Výrobní závod společnosti Siemens ve městě
Guadalajara zaměstnává zhruba 700 lidí a s využitím
metod štíhlé výroby vyrábí třífázové a jednofázové
motory. Obrázek poskytla společnost Siemens
Industry.
V závodě společnosti Siemens ve městě Guadalajara se zavádějí nové procesy
s využitím firemního softwaru pro řízení životního cyklu produktů (PLM)
ke sledování životního cyklu, implementaci štíhlé výroby produktů a konfiguraci
webové základny Industrial Mall pro produkty NEMA. Obrázek poskytla společnost
Siemens Industry.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/40 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
zena školením zeštíhlování na všech úrovních
(s na míru upraveným obsahem), pravidelnými
semináři Kaizen, jasnou definicí odpovědností
a novou maticovou organizací. Dřívější orga-
nizace nepodporovala myšlenku jasné odpo-
vědnosti během procesu a musela být změně-
na na maticovou organizaci „Focus Factory“.
Úspěch implementace zásad zeštíhlování je
založen na týmové práci a cíle musí být sladěny
tak, aby zůstaly soustředěné a udržela se pozi-
tivní nálada. Nová organizace může podporo-
vat implementaci zásad zeštíhlování efektivním
způsobem.
Vyžadujte odpovědnost vedoucích
pracovníků
Jestliže při podávání zpětné vazby k výkonu
jednotlivce používáme racionální zdůvodňování,
je otázkou, zda si vždy uvědomujeme výsledek.
Normální reakcí je, že každá osoba bude zpo-
chybňovat konstruktivní zpětnou vazbu, pokud
to bude v rozsahu jejího vlastního vnímání.
Dáváme pozor, abychom neupadli zpět
do paradigmatu kulečníkové koule a stylu vede-
ní z 20. století, kdy motivace vyžadovala jen
vnější sílu. Odpovědnost vedoucích pracovníků
během procesu změny je zřejmá. Změna vytváří
u zaměstnanců stres. Vedoucí pracovníci by se
měli vyhnout negativnímu stresu a podporovat
reakce pozitivního stresu (neboli výzvy). Vedoucí
pracovníci by si měli pečlivě všímat negativních
stresových reakcí, jako jsou hrozby, rezignova-
nost nebo zhoršení zdravotního stavu, a praco-
vat s takto zasaženými pracovníky na vytvoření
akčního plánu pro snížení nepohodlí nastave-
ním dosažitelných milníků, prioritizací nebo
pozitivní zpětnou vazbou. Stres rovněž pomáhá
třídit, klasifikovat a volit možné cesty k úspě-
chu či selhání vzhledem k dostupným zdrojům
a schopnostem. Vedení by mělo zajistit vyvážené
posuzování všech zúčastněných, aby nevedlo
k frustraci nebo nedostatečnému využití jednot-
livců. Stres je potřebným hybatelem změn a je
na vedoucích pracovnících, aby zajistili pozitivní
změnu.
Vypracujte nové vzorce chování
Firemní historie, pokud jde o zásady, mzdové
systémy, politiku apod., je důležitá k tomu,
abychom pochopili, jak bude vedení reagovat
na změnu kultury. Můžete dokázat motivovat
plnění cílů tím, že dovolíte využívání stávají-
cích myšlenkových vzorců. Jestliže usilujete
o změnu kultury na základě různých vzorců
chování a myšlení, pak se musíte řídit jasnou
strategií.
Důvod je zřejmý. Zkušenosti a úspěchy
z minulosti jsou založeny na vzorcích myš-
lení a chování, které možná chcete změnit.
Navíc jsou tyto zkušenosti obecně individuální
a nesoustředěné.
Potřebujeme lidi řídit s jasnou vizí, sokratov-
ským dotazováním, pevnými rutinami a postupy
(Rother, 2009). Jak nám ukazuje věda o mozku
(Jacobs, 2010), čím více se mentální proces
využívá, tím silnějším se stává. Z těchto semínek
může vyrůstat změna kultury:
• Čím více uvažujeme o dané myšlence, tím více
to formuje naše prostředí.
• Čím více se formuje naše prostředí, tím více
je s ním naše činnost v souladu.
• Čím více je s prostředím naše činnost v sou-
ladu, tím více se stává zvykem.
• Zvyky pak vytvářejí vzorce chování.
• Vzorce chování tvoří kulturu.
Pro Aristotela byl fyzický svět konečnou sku-
tečností. Pro Platóna byl na prvním místě svět
idejí a my, lidské bytosti, dokážeme s idejemi
neuvěřitelné věci. Proto se vedoucí pracovníci
musejí stát kouči, kteří ideu zeštíhlování neu-
stále předávají. V praxi to lze provádět následu-
jícím způsobem:
• Jaký je standardní a cílový stav?
• Jaký je aktuální stav nyní?
• Jaké překážky nám brání v dosahování cílo-
vého stavu?
• Jaký je náš další krok?
• Je to v souladu s naší vizí?
• Co jsme se naučili z podniknutí tohoto kroku?
Trvejte na využívání štíhlých metod
a nástrojů
Vysoká tolerance k nedosahování změn bude
interpretována jako pochybnosti o hlásaných
hodnotách. Důsledné využívání štíhlých nástro-
jů a metod je důležitým nástrojem k dosahování
vaší vize zeštíhlení. Integrované využívání štíh-
lých nástrojů je nezbytné pro transparentnost,
vizualizaci, standardizaci, soustředění a zapo-
jení. Ale nejdůležitějším důvodem k používání
štíhlých nástrojů je to, že jsou určeny k tré-
nování nového, žádoucího způsobu myšlení.
Myšlenkové vzorce nelze změnit přímo. Mozek
se opírá o vstup zkušeností a myšlenkové vzorce
jsou formovány snadněji pomocí opakovaných
zkušeností. Pro zajištění žádoucích zkušeností
ve vaší organizaci je nezbytné využívat štíhlé
nástroje a metody.
Po implementaci jasné koncepce vizualizace
a funkčního procesu řízení na základní výrobní
úrovni používejte následující štíhlé nástroje pro
zahájení změny myšlenkových vzorců v souladu
s vaší koučingovou rutinou: vizualizace, 5S,
definování hodnotového toku a používání meto-
dy A3 (název je odvozen od formátu papíru A3).
Většina každodenních problémů a témat by
se měla prodiskutovat na základní výrobní úrov-
ni nebo na poradách vestoje, přímo v místě jejich
hlavní téma
„Pokud jeden
dílek chybí,
nebo nezapadá
do druhého,
pak v rámci
cirkulárního
procesu neustálé
změny nebude
změnový proces
udržitelný.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 41www.toolex.pl www.exposilesia.pl
6.Mezinárodní Veletrh
Obráběcích Strojů, Nástrojů
a Obráběcích Technologií
1 – 3 října 2013
Agnieszka Cieślik – Ředitelka projektu
tel. 32 78 87 539, fax 32 78 87 522
mobil 510 031 475
e-mail: toolex@exposilesia.pl
Výstavní areál: Expo Silesia Sp. z o.o.
Konferenční a veletržní centrum
ul. Braci Mieroszewskich 124
41-219 Sosnowiec, Polsko
vzniku. Metoda A3 je vynikající způsob, jak
strukturovat a formalizovat cestu k řešení pro-
blému. Standardizovaný přístup A3 zahrnuje
analýzy, přístupy k řešení problémů a výsledky
na základě Demingova cyklu (plánuj-dělej-kon-
troluj-jednej). Pomocí tohoto přístupu může
každý získat přehled o tématu a tým se může
rychleji zapojit.
Odpovědnost, excelence, inovace
Studujeme-li příběhy o úspěchu v provádě-
ní změny, obecný zájem se točí okolo zásad
a nástrojů, ale soustředit byste se měli i na hle-
dání řešení. Objektivní zdůvodňování nemá nic
společného s tím, jak budeme řešit problémy.
Proto jsou zásady, postupy a nástroje důležité
pro rutinní a standardní přístupy a musejí odrá-
žet myšlenkové vzorce, které chceme vypracovat.
Abychom vytvořili udržitelnou štíhlou kultu-
ru, musíme kriticky přezkoumat manažerskou
praxi a kulturu vedení zaměstnanců. Jinak
budeme riskovat opak toho, co zamýšlíme. Pra-
covní a sociální psychologie a nejnovější výzkum
mozku ukazují, jak je možno vypracovat a for-
movat vzorce myšlení a jednání.
V závodě společnosti Siemens ve městě Gua-
dalajara jsme zaznamenali následujících pět
dílků mozaiky:
1) Vyhodnoťte pracovní prostředí a uspokojení
z práce.
2) Motivujte k účasti.
3) Vyžadujte odpovědnost vedoucích pracovníků.
4) Vypracujte nový vzorec chování.
5) Trvejte na využívání štíhlých metod a nástro-
jů.
Pokud jeden dílek chybí, nebo nezapadá
do druhého, pak v rámci cirkulárního procesu
neustálé změny nebude změnový proces udrži-
telný a efektivní. Aby došlo k inovativním změ-
nám kultury směrem k zeštíhlení, je stále důle-
žitější mít eticky odpovědné vedoucí pracovníky.
Gunter Beitinger, Siemens Industry; Upravil Mark
T. Hoske, obsahový ředitel, CFE Media, Control
Engineering, mhoske@cfemedia.com.
hlavní téma
Filozofie štíhlé výroby začíná vyhlášením mise, vize
a cesty k dosažení cílů, tvrdí pracovníci každodenně
využívající tyto zásady ve výrobním závodě
společnosti Siemens ve městě Guadalajara. Obrázek
poskytla společnost Siemens Industry.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/42 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
události
Českomoravská společnost pro automatiza-
ci uspořádala proto seminář, který proběhl
u příležitosti vydání nové učebnice „Auto-
matizace a automatizační technika“ s cílem
podpořit výuku automatizace na středních
odborných školách. Učebnice nahradí dosa-
vadní výukový text, jenž byl vytvořen členy
ČMSA v roce 2000 a jehož obsah je dnes
rychlým vývojem automatizačních pro-
středků již překonán. Dvoudílná publikace
je koncipována tak, aby mohla být využita
nejen pro výuku, ale posloužila i odborní-
kům z praxe.
Semináře „Výuka automatizace“ se dne
10. května tohoto roku ve Žďáru nad Sáza-
vou zúčastnilo 77 učitelů z 38 středních škol.
V následně provedené anketě převážná většina
účastníků hodnotila seminář velmi dobře.
Zahájení semináře se zúčastnila starostka
města Žďár nad Sázavou a senátorka Parlamen-
tu ČR Ing. D. Zvěřinová, dále předseda ČMSA
doc. S. Maňas a ředitel VOŠ a SPŠ Ing. J. Kle-
tečka.
Jádrem semináře bylo vystoupení jednotlivých
autorů učebnice, kteří účastníkům komentovali
obsah svých kapitol a doporučili, jak je využít
při výuce automatizace. Celkem bylo autory
učebnice předneseno 11 eferátů, vystavovateli
6 příspěvků a 3 příspěvky z řad účastníků zazně-
ly v závěrečné diskusi.
Současně proběhla výstava pomůcek pro
výuku automatizace, které se zúčastnilo cel-
kem 11 vystavovatelů:
DEL, Eaton, Festo, Helago,
ifm electronic, Megarobot,
SMC, Stroza, TECO, FEL
ČVUT Praha – Improvet,
VOŠ a SPŠ Žďár nad Sáza-
vou. V prostoru výstavy byl
umístěn i odborný poster
o výuce automatizovaného
měření a určování nejistot
Ing. Z. Vojáčka, doktoran-
da Fakulty strojního inže-
nýrství VUT Brno.
Mezi mediální partne-
ry semináře patřila také
redakce časopisu Control
Engineering Česko.
Prospektové materiály pro účastníky doda-
ly na seminář firmy COMPAS, JABLOTRON,
ABB, SIEMENS, Schneider Electric, HUMU-
SOFT a TECO.
Prodej nové učebnice Automatizace a auto-
matizační technika i další odborné technické
literatury zajistilo knihkupectví V. Šemrincové
ze Žďáru nad Sázavou.
Velký zájem ze strany škol, dotazy na autory
a diskuse jak v rámci odborného programu
semináře, tak neformální diskuse o přestáv-
kách a na výstavce automatizačních pomůcek
pro výuku ukázaly aktuálnost potřeby nové
učebnice i metodiky výuky automatizace. Sou-
částí odborných debat byla i vzájemná výměna
zkušeností a diskuse o problémech výuky auto-
matizace.
ČMSA (www.cmsa.cz) zorganizováním svých
členů, kteří sestavili text dvoudílné učebni-
ce, dohodou o tisku učebnice s vydavatelstvím
MEDIAPRESS a uspořádáním semináře ukázala
na velký význam vědeckotechnických profes-
ních organizací, jež takto mají konkrétní přínos
pro podporu vědy a techniky i pro využívání
výsledků techniky v každodenní praxi.
Všem, kteří seminář podpořili a zasloužili
se o jeho organizaci, zejména vedení, učitelům
i žákům Střední průmyslové školy ve Žďáru nad
Sázavou, patří velký dík a uznání za organizační
zajištění semináře. ce
Autor článku působí v Ústavu automatizace
a informatiky na Fakultě strojního inženýrství
VUT v Brně a současně je předsedou redakční
rady časopisu Control Engineering Česko.
Kontaktovat jej můžete na e-mailové adrese
lacko@fme.vutbr.cz.
Výuka mladých odborníků pro automatizaci
v centru pozornosti
Bronislav Lacko
VUT v Brně
To, že se odborníci na automatizaci dnes velmi těžce hledají, ví každý manažer
automatizační firmy.
k
D
i
S
Č
V
v
u
o
m
I
d
n
r
r
E
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/45
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/44 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
produkty
Společnost Cognex Corporation modernizovala svou řadu
průmyslových ručních snímačů čárového kódu DataMan®
8000 se značným zvýšením výkonu, pokud jde o spolehlivost
a rychlost čtení. Již velmi výkonné ruční snímače jsou nyní
vybaveny specializovanou technologií analýzy snímků Cognex
Hotbars™ pro nejrychlejší čtení 1D čárových kódů a algorit-
mem Cognex 2DMax+™ pro bezkonkurenční dekódování 2D
tištěných a DPM maticových kódů.
Nejvyspělejší snímače čárového kódu na trhu
„Když byla v roce 2010 uvedena na trh řada DataMan®
8000,
byla v oblasti průmyslových snímačů čárového kódu skuteč-
ným průlomem,“ uvedl Carl Gerst, ředitel obchodní jednotky
identifikačních produktů. „Ve společnosti Cognex však usilu-
jeme o excelenci našich produktů a neustále hledáme cesty
k objevování nových území v technologiích. Díky doplnění tech-
nologie Hotbars, 2DMax+ a schopnosti rychlejšího zaostřování
je řada DataMan®
8000 nejvýkonnějším a nejspolehlivějším
průmyslovým ručním snímačem na trhu.“
Snadno čte i ty nejnáročnější 1D čárové kódy
Algoritmus 1DMax+™ s technologií Hotbars umožňuje řadě
snímačů DataMan®
8000 číst ty nejnáročnější 1D kódy rychle
a snadno, i když jsou tyto čárové kódy poškozené.
Přizpůsobitelné nastavení čtení 2D čárového kódu
Řada DataMan®
8000 nyní využívá výkonný algoritmus
2DMax+, který má nejrychlejší doby dekódování a je účinný
i u kódů se zkreslením perspektivy, nízkým kontrastem nebo
poškozením vzoru hledáčku či hodin. Řada DataMan®
8000
nyní uživateli umožňuje zvolit typ kódu, který se má číst.
Rychlé pořizování snímků a nastavování tekutých
čoček
Řada DataMan®
8000 je nyní vybavena patentovanými algo-
ritmy pro automatickou expozici a nabízí rychlejší pořizová-
ní snímků a vyšší výkon tekutých čoček. Díky rychlejšímu
pořizování snímků je nyní možno snímače používat v režimu
duálního zaostření, jenž uživatelům umožňuje zvýšit hloubku
ostrosti nebo číst širokou řadu velikostí čárových kódů.
Pro další informace navštivte webovou stránku
www.cognex.com/handheld-barcode-scanners.aspx.
Systémy pro měření polohy od firmy Balluff reprezentují
ve velké části výrobních a montážních odvětví přesné měření
dráhy. Micropulse BTL6 Profile PF IO-Link od firmy Balluff
je na světě první magnetostrikční snímač polohy s rozhra-
ním IO-Link.
Data všech měřených hodnot a informací o stavu snímače
jsou odesílána digitálně prostřednictvím jednoduchého tří-
vodičového kabelu do nadřazené jednotky IO-Link master
umístěné na řídicí úrovni. Bezkontaktní snímače s inteli-
gentním komunikačním rozhraním IO-Link jsou používány
pro projekty s komplexní komunikační sítí vyšší úrovně,
protože zde IO-Link zjednodušuje konfiguraci snímačů,
zrychluje jejich instalaci a omezuje náklady na kabeláž.
Díky rozhraní IO-Link lze realizovat efektivní výrobní sys-
témy, které umožňují automatickou konfiguraci snímačů
za provozu a transparentní diagnostiku až na úroveň pro-
vozního řízení.
Magnetostrikční snímače polohy PF od firmy Balluff jsou
charakteristické plochým tvarem a robustní konstrukcí,
odolností proti rázům, vibracím a znečištění a stupněm
krytí IP67. Díky použití několika magnetů současně měří
bezkontaktní snímač absolutní pozici velmi spolehlivě
a zaručuje velkou přesnost měření. Měřicí délky jsou 50 až
4570 mm. Snímač toleruje vertikální a horizontální odchyl-
ky pozice profilu snímače vůči měřicí hlavici až 15 mm.
Rozhraní IO-Link umožňuje vytvořit vysoce výkonný a spo-
lehlivý kanál pro obousměrnou komunikaci bod-bod pod
jakoukoliv nadřazenou komunikační sítí. www.balluff.cz
Cognex Corporation
Společnost Cognex modernizuje snímače čárového kódu
Balluff CZ s. r. o.
Měřicí systém s IO-Link
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 45
TOP produkt
Wiegand, proudová smyčka (datová verze) a M-Bus,
jsou specifické linky pro přenos dat, v některých oblas-
tech techniky jsou však široce rozšířené. Konvertory
pro tyto linky do svého programu zařadila společnost
Papouch s. r. o. (viz inzerát dole), která tradičně dodá-
vá převodníky pro mnoho běžných rozhraní: RS232,
RS485, USB, Ethernet, WiFi atd.
Převodník Wiegand – RS232 a zpátky
Protokol Wiegand pro komunikaci běžně používá čtečky bez-
kontaktních karet. Převodník Wie232 (Obr. 1) konvertuje
data z protokolu Wie-
gand na linku RS232.
Rozhraní pro čtečku
bezkontaktních karet
obsahuje signály
DATA1, DATA0, GND
a také svorku Uout.
Na ní je vyvedeno napě-
tí (max. 12 V), které je
možné využít k napáje-
ní čtečky. Sériová linka
RS232 je vyvedena
na konektor DSUB9M.
Typ protokolu Wiegand
lze nastavit přepínači,
k dispozici jsou varianty Wiegand 26, 30 a 40. Data přečtená
z bezkontaktní karty jsou po lince RS232 přenášena jako řetě-
zec ve formátu ASCII, který je zakončen znaky CR a LF.
Někdy je třeba opačný převodník, tedy z RS232 na Wiegand.
Je určen pro situace, kdy je třeba simulovat čtečku karet
a posílat data do zabezpečovací ústředny se vstupem Wiegand.
Převodník je dodává pod označením Wie232R. Jeho vlastnosti
jsou zrcadlové k převodníku Wie232.
Převodníky Wie232 a Wie232R jsou dodávány v robustním
provedení s možností uchycení na zeď nebo na lištu DIN.
Datová proudová smyčka
Převodník 232CLDR (Obr. 2) je určen pro převod dato-
vé proudové smyčky na linku RS232. Aby byla zaručena
kompatibilita pro všechny
verze proudové smyčky, je
možné u přijímače i vysíla-
če jednotlivě nastavit aktiv-
ní nebo pasivní mód. Obě
rozhraní jsou vzájemně gal-
vanicky oddělena, komuni-
kační rychlost může být až
19200 Bd při délce smyčky
600 m. Přenos dat je signa-
lizován kontrolkami. Pře-
vodník 232CLDR je dodá-
ván v robustním provedení
s možností uchycení na zeď
nebo na lištu DIN.
Převodník M-Bus – Ethernet
Rozhraní M-Bus (také Meter Bus) se používá pro odečet
měřičů spotřeby energií, tedy pro plynoměry, měřiče tepla
a elektroměry. Výhodou je,
že M-bus je odolný proti
rušení, umožňuje připo-
jit více měřičů (až 250)
na jedno vedení a umož-
ňuje připojené měřiče
i napájet.
K převodu sběrni-
ce M-Bus na Ethernet
je určen převodník Pii-
GAB 810 (Obr. 3). Dodává
se ve třech variantách, pro
5, 20 a 60 měřičů. Převod-
níky PiiGAB jsou v prove-
dení na lištu DIN.
Všechny uvedené pře-
vodníky je možné zapůjčit
k vyzkoušení a technici
společnosti Papouch jsou
připraveni poradit s jejich
aplikací.
Nové převodníky rozhraní Wiegand,
proudová smyčka a M-Bus
Obr. 1 Převodník Wiegand – RS232
Obr. 2 Převodník 232CLDR -
RS232 – proudová smyčka
Obr. 3 Převodník M-Bus – LAN
umožní odečet spotřeby přes
Internet
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/46 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
produkty
Hostitelský profil 61b poskytuje uživatelům procesního
automatizačního systému PlantPAx zcela novou úroveň sou-
činnosti zařízení v prostředí sběrnice s prvky od různých doda-
vatelů. Náš procesní automatizační systém PlantPAx je nyní
zaregistrován jako integrovaný hostitelský systém průmyslové
sběrnice FOUNDATION. Systém PlantPAx s připojitelností
přes sítě EtherNet/IP a ControlNet úspěšně prošel zkouškami
na specifikaci „61b“, nejnáročnější hostitelský profil průmyslo-
vé sběrnice Foundation. Hostitelský profil 61b napomáhá zajis-
tit součinnost zařízení v prostředích s prvky od více dodavatelů,
čímž uživatelům usnadňuje provádět konfiguraci a správu
zařízení na průmyslové sběrnici.
„Tato přednost dále utvrdí status společnosti Rockwell
Automation jakožto vůdčího subjektu na poli technologií prů-
myslové sběrnice FOUNDATION,“ uvedl Steve Pulsifer, ředitel
vývojového oddělení pro trh procesní automatizace společnosti
Rockwell Automation. „Splnění norem vzájemné součinnos-
ti zařízení platných pro průmyslové sběrnice Foundation
demonstruje schopnost procesního automatizačního systému
PlantPAx napomáhat výrobcům při řešení výrobních problémů
na základě inteligentních řešení v reálném čase a v rozsahu
celých provozů.“ www.rockwellautomation.cz
Rockwell Automation s. r. o.
Procesní automatizační systém Rockwell Automation PlantPax
Bezplatné zasílání je realizováno od nejbližšího čísla.
Pro objednávku nebo prodloužení bezplatného zasílání je nutno vyplnit
formulář a odeslat na adresu redakce Trade Media International s. r. o.,
Mánesova 536/27, 737 01 Český Těšín.
V případě potřeby nás kontaktujte na tel.: +420 558 711 016
Bezplatné zasílání je možno si také objednat on-line na adrese:
www.controlengcesko.com
Jméno: ........................... Příjmení: .......................................................
Funkce: ......................................................................................................
Firma: ........................................................................................................
Ulice: .................................................. Číslo: .........................................
PSČ: ........................... Město: .................................................................
Kraj: ............................................................................................................
Telefon: ............................................... Fax: ............................................
E-mail: .......................................................................................................
Do kterého odvětví spadají výrobky a služby vaší firmy?
potravinářský průmysl strojírenský průmysl
textilní průmysl papírenský a celulózový průmysl
petrochemický průmysl rafinérský průmysl
chemický průmysl farmaceutický průmysl
elektrický průmysl hutnický průmysl
počítačový průmysl elektronický průmysl
lékařský průmysl letecký průmysl
hornictví komunální služby
inženýrské služby, systémová integrace služby v oblasti vědy a výzkumu
zpracování dat a služby spojené s programovým vybavením
státní správa a armáda
jiné (uveďte) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Se kterým druhem činnosti je spojena vaše práce?
systémová integrace, konzultace inženýrské služby ve výrobě,
inženýrské služby v oblasti řízení kontrola kvality, norem
projektant výrobků projektování systémů
provoz a údržba řízení/správa
inženýrské služby včetně projektování, programování
jiné (uveďte) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Které z uvedených výrobků a systémů doporučujete, specifikujete nebo nakupujete?
snímače a relé snímače a regulátory
rozhraní člověk-stroj spojky, vodiče, kabely
programové vybavení panely řízení, signalizace, blokád
PLC relé, vypínače, regulátory času
motory a pohony počítačové vybavení
systémy kontroly pohybu systémy řízení
zabudované systémy optické systémy
analytická zařízení zařízení na získávání dat
testovací a kalibrovací zařízení ventily, přístroje
jiné (uveďte) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Je vaše práce spojena s oblastí systémové integrace?
Ano Ne
Počet zaměstnanců ve vaší firmě:
méně než 30 31–100 100–301 301–700 více než 700
O časopisu Control Engineering Česko jsem se dozvěděl/a:
z výtisku doručeného poštou z e-mailu
z časopisu získaného na veletrzích
z reklamy (jaké?). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
z jiného zdroje (jakého?) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
V souladu se zákonem č. 101/2000 Sb. o ochraně osobních údajů tímto souhlasíte se zpracová-
ním svých osobních údajů a jejich využitím pro vnitřní statistické a marketingové účely. Máte
právo k přístupu ke svým osobním údajům, na jejich aktualizaci nebo odstranění. Správcem
vašich osobních údajů je Trade Media International s. r. o.
Ano, souhlasím. Datum: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Podpis: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
OBJEDNEJTE SI BEZPLATNÉ ZASÍLÁNÍ
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVEN 2013 47
Název společnosti strana www telefon
B+R automatizace, spol. s r. o. 14–15 www.br-automation.com 541 420 311
Balluff CZ s. r. o. 37 www.balluff.com 281 000 666
Cognex 26–27 www.cognex.com 7374 892 92
Distrelec Ges.m.b.H. 13 www.distrelec.cz 800 142 525
Expo Silesia 41 www.exposilesia.pl +32 78 87 500
FOXON 23 www.foxon.cz 484 845 555
HHC Lewis Limited 2. str. obálky www.hhc-lewis.co.uk +44 (023) 8022 6361
HUMUSOFT s. r. o. 6–7, 35 www.humusoft.cz 284 011 730
LG SYSTEM spol. s r. o. 5 www.lgsystem.cz 241 933 339
Mitsubishi Electric Europe B. V. – o. s. 4. str. obálky www.mitsubishi-automation-cz.com 251 551 470
Papouch s. r. o. 45 www.papouch.com 267 314 267
RS Components 19 www.rscomponents.cz 228 882 613
Schneider Electric CZ, s. r. o. 10–11, 32–33 www.schneider-electric.cz +420 382 766 333
Veletrhy Brno, a. s. 43 www.bvv.cz 541 152 926
Zadavatelé reklamy
produkty
ProSoft Technology
ProSoft Technology uvádí novou řadu komunikačních bran
pro převod Ethernetu na sériovou linku
Nová řada komunikačních bran PLX30 od Prosoft Technolo-
gy zahrnuje výkonné moduly s podporou funkce klient i server,
umožňující komunikaci mezi sítěmi EtherNet/IP, Modbus
Serial, Modbus TCP/IP, zařízeními s výstu-
pem v ASCII a Siemens Industrial Ethernet.
Toto řešení je vzhledem ke své modulární
konstrukci a použití nejmodernějších elek-
tronických komponent cenově efektivní.
Na trh bylo uvedeno prvních šest komu-
nikačních bran:
– EtherNet/IP na Modbus TCP/IP,
– EtherNet/IP na Modbus Serial, 1–4 porty,
– Modbus TCP/IP na Modbus Serial,
1–4 porty,
– EtherNet/IP na Siemens Industrial Ethernet,
– EtherNet/IP na ASCII, 1 až 4 porty,
– Modbus TCP/IP na Siemens Industrial Ethernet.
Moduly jsou samostatné jednotky určené k montáži na lištu
DIN, které na úrovni protokolu pracují jako komunikační
brány a převádějí ethernetový port na až čtyři izolované sério-
vé porty. Každý sériový port je galvanicky oddělený s izolační
pevností 2500 V rms a lze jej individuálně konfigurovat, aby
byl rozhraním řídicí jednotky (host) nebo řízeného zařízení
(device).
Komunikační brány PLX30 jsou urče-
né pro použití v průmyslovém prostředí.
Rozsah vstupních napětí je 10 V DC až
36 V DC, interval provozních teplot -25 °C
až +70 °C. Zařízení mají schválení a certifi-
káty CE, UL/cUL Class I Div II, ATEX zóna 2
a CB Safety.
Nová řada komunikačních bran podpo-
ruje hromadné připojení I/O k programo-
vatelným automatům PAC s komunikací
EtherNet/IP, protože umožňuje v reálném čase přenášet až
4000 slov dat mezi různými zařízeními, např. HMI, SCADA,
elektroměry a měřiči průtoku. Moduly vyhovují specifikaci
ODVA EtherNet/IP a těží z dvacetiletých zkušeností společ-
nosti ProSoft Technology v prostředí MODBUS.
www.prosoft-technology.com
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/48 ČERVEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
D
íky zvyšování výpočetního výkonu
dosáhl počet algoritmů pokročilých
metod řízení procesů (Advanced Pro-
cess Control – APC), jež jsou dostup-
né uživatelům, úrovně, kdy by se již každý měl
zamyslet, zda může zlepšit své operace použitím
jedné či více těchto strategií. Nicméně u někte-
rých starších závodů se za pokročilé řízení může
považovat kaskádová nebo dopředná řídicí
smyčka. Co tedy vlastně představuje pokroči-
lé řízení? Obvyklými prvky jsou fuzzy logika,
neuronové sítě a prediktivní modelování, avšak
existují i další příležitosti pro zlepšení řízení, a to
bez toho, abyste museli zavádět něco, co bude
pro vaše pracovníky těžké pochopit a používat.
Podívejme se na tři základní elementy APC, které
mohou být přístupnější.
Kompenzace doby necitlivosti (deadtime) je
jednou z koncepcí pokročilého řízení, která není
příliš dobře chápána. Častý je názor, že jednodu-
ché zařazení funkčního bloku doby necitlivosti
do vstupu smyčky je dostatečné, avšak tímto
postupem se zanedbává efekt narušení proce-
su na výstup PID regulátoru. Využití Smitho-
va prediktoru umožní řídicí smyčce upravovat
systematickou chybu (bias) modelu v závislosti
na velikosti narušení. Modifikovaný Smithův
prediktor rovněž umožňuje řídicímu prvku upra-
vovat zesílení i systematickou chybu v závislosti
na narušení. Výměník tepla, který má narušení
teploty u přívodu, vyžaduje změnu systematické
chyby, aby se zachovala výstupní teplota, zatím-
co výměník tepla s narušením u průtoku přívodu
vyžaduje úpravu zesílení pro zachování teploty
na výstupu. Smithův prediktor lze konstruovat
pomocí standardních funkčních bloků, avšak
někteří výrobci mohou pro urychlení implemen-
tace zahrnout šablonu řídicího modulu.
Druhou položkou pokročilého řízení, jež se
implementuje pomocí standardních funkcí
bloků, je adaptivní ladění, někdy také ozna-
čované jako plánování zesílení (gain schedu-
ling). Tradiční regulovanou veličinou, která tuto
koncepci využívá, je pH, ačkoli kandidátem
pro její použití je jakákoli smyčka vykazující
v dané části provozního rozsahu v zásadě line-
ární změny odezvy procesu. Její implementace
není obtížná, ale uživatel musí vědět, kolik regu-
lačních regionů se zde nachází a kde dochází
ke změnám v odezvě smyčky. Uživatel bude
muset použít softwarový balík pro ladění k urče-
ní odezvy v každém z lineárních regionů a urči-
tým způsobem stanovit šířku přechodové oblasti
mezi regiony.
Třetí aspekt uznává, že některé regulační
smyčky vzájemně reagují, a dokonce spolu
mohou soupeřit, takže vybudování oddělovací
sítě je dalším užitečným nástrojem funkčního
bloku. Dobrým příkladem je vápenka, kdy se
snažíte regulovat teplotu na obou koncích pece.
Studený konec se reguluje rychlostí sacího
ventilátoru, zatímco horký konec se reguluje
úpravou přítoku paliva. Pokud udržujete průtok
paliva konstantní a zvýšíte rychlost ventilátoru,
teplota na horkém konci poklesne a na stude-
ném konci se zvýší. Jestliže udržujete konstantní
rychlost ventilátoru a zvýšíte přítok paliva, tep-
lota se zvýší na obou koncích, avšak na horkém
konci se zvýší mnohem více než na studeném.
Snadno tedy můžete vypozorovat, že pokud jsou
oba regulátory v automatickém režimu, budou
proti sobě bojovat. Pro přerušení této vazby se
výstupy regulačních smyček berou přes funkční
bloky doby necitlivosti (deadtime) a předstihu/
zpoždění (lead/lag) zapojené za sebou a sčítají se
s výstupem druhé regulační smyčky. Vyladění
sítě vyžaduje znalost časových konstant všech
zúčastněných smyček, dobu necitlivosti a dobu
odezvy.
Pokud poženete tyto relativně jednoduché
případy řízení APC do jejich logických extrémů,
budete muset začít využívat některé speciální
algoritmy, jako je predikce s modelem nebo
fuzzy logika, ale přinejmenším můžete začít
s těmito, abyste viděli, zda můžete zlepšit váš
provoz s nástroji, které máte k dispozici. ce
Bruce Brandt, PE, je vedoucí pro technologie
DeltaV společnosti Maverick Technologies.
Bruce Brandt
Maverick Technologies
K ZÁKLADŮM
Postupné zavádění pokročilého řízení
Koncepce APC můžete implementovat po malých krocích, a přesto jste schopni činit velké
kroky směrem k lepšímu běhu vašeho procesu.
Kzpět
Když se strategie řízení
APC, jako je prediktivní
řízení na bázi modelu,
aplikuje efektivně, může
snížit variabilitu v procesní
jednotce a umožnit tak
více konzistentní a vyšší
výstup.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/Právě vychází
červnové vydání!
Moderní technologie pro inženýry
Cílová čtenářská skupina
■ Stavební inženýři
■ Projektanti
■ Generální dodavatelé
■ Developeři
■ Realitní manažeři
■ Manažeři a správci z komerčního
prostředí
■ Architekti
■ Projektanti plánování výstavby
■ Dodavatelé a návrháři stavebních
systémů
Posláním časopisu Inteligentní budovy je přinášet aktuální informace
o technologiích a řešeních využívaných ve stavebnictví. Cílovou
čtenářskou skupinou jsou zejména odborníci působící v oblasti
plánování, projektování, dodávání a řízení moderních budov.
Distribuce
■ Časopis je zasílán zdarma na vyžádání
v rámci České republiky a Slovenska
■ Hlavní události v oboru stavebnictví v ČR
(veletrhy, konference aj.)
■ Semináře organizované vydavatelstvím
Trade Media International
■ E-vydání pro studenty technických
univerzit
AUTOMATIZACE•ELEKTROINSTALACE•MECHANIKA•VODOINSTALACE•BEZPEČNOSTAMONITOROVÁNÍ•ICT•SPRÁVA/ŘÍZENÍ•ZELENÉBUDOVY•PRÁVNÍOTÁZKY
Objednejtesi
bezplatnézasílání
nawww.inbudovy.cz
www.inbudovy.cz
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/Série RV-F MELFA robotů od Mitsubishi Electric nastavuje nový standard,
co se týče rychlosti, flexibility, snadné integrace a jednoduchosti
programování.RobotyřadyFposkytujíkombinaciširokéhospektravyužití
s nejkratšími cykly polohování. Na důležitých výrobních linkách jsou
tyto roboty nákladově efektivním prostředkem ke zvýšení produktivity.
Mitsubishi Electric nabízí cenově přijatelný typ robotů s vysokou výbavou
Roboty SCARA od Mitsubishi Electric se používají všude tam, kde
je vyžadována maximální přesnost. Roboty MELFA jsou známé pro
jejich široké použití, ať už jde o rychlou paletizaci, přesné třídění nebo
osazování součástek což potvrzuje i nová řada RH-F SCARA roboty
Zatížení: do 20 kg
Doba cyklu: 0,29 s
Pracovní dosah: do 1000 mm
Zatížení: do 12 kg
Doba cyklu: 0,32 s
Pracovní dosah: do 713 mm
Kompaktní a výkonný
www.mitsubishi-automation-cz.com
Série RV-F MELFA robotů od Mitsubishi Electric nastavuje nový standard,
co se týče rychlosti, flexibility, snadné integrace a jednoduchosti
programování.RobotyřadyFposkytujíkombinaciširokéhospektravyužití
s nejkratšími cykly polohování. Na důležitých výrobních linkách jsou
tyto roboty nákladově efektivním prostředkem ke zvýšení produktivity.
Mitsubishi Electric nabízí cenově přijatelný typ robotů s vysokou výbavou
již v základním provedením, a tím zřejmě poprvé umožňuje většímu
množství uživatelů využít výhody robotického zvedání, polohování a
montáže. Roboty série F jsou vhodné pro širokou škálu průmyslových
aplikací a mohou být nasazeny v mnoha průmyslových odvětvích.
Roboty SCARA od Mitsubishi Electric se používají všude tam, kde
je vyžadována maximální přesnost. Roboty MELFA jsou známé pro
jejich široké použití, ať už jde o rychlou paletizaci, přesné třídění nebo
osazování součástek, což potvrzuje i nová řada RH-F. SCARA roboty
obsahují vysokou výbavu již v základním provedení a jsou již přímo z
výroby vhodné pro různé průmyslové aplikace.
Zatížení: do 20 kg
Doba cyklu: 0,29 s
Pracovní dosah: do 1000 mm
Zatížení: do 12 kg
Doba cyklu: 0,32 s
Pracovní dosah: do 713 mm
Kompaktní a výkonný
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0613-web/