Control Engineering Česko, červenec 2013

ISSN1896-5784 Číslo 6 (61) Ročník VIII. ISSN1896-5784 Cestovní plán automatizačního projektu: Rada na cestu 34 Mezinárodní zdroj informací o řízení, přístrojovém vybavení a automatizaci ČERVENEC 2013 Cestovní plán automatizačního projektu: Rada na cestu 34 Číslo 6 (61) Ročník VIII. ISSN1896-5784ISSN1896-5784 Mezinárodní zdrojM i á d í d j informací o říříííííííííííííííííííííííííííííííííííííííízzzzzezezezezzezzzzzzzzzzzzzzzezzzezz nínínínnnínínínínínnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn ,,, přpřpřp ísísíssssssssssstttttrtrtrtrtrtrtrtrtrtrtrtrrrrrrrtrrrrrrrtrtrrrrrrrrtrrrrrrtrrrrtrrrrtrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrtrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrtrrrrrrrrrrrrtrrrrrrrtrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrojjjojooojoojojojjojojjjojojojjojojojojojojojojojjojojojojjjoojoojojojojjjojojojooojojoojojjjoooojojojojojojjjojjooojojojojjojjjojojoojooojojojojojojjjojojjoojojoooojojojoojojojjojojjjjoooojojooooooojojjjjjojojoooooojojjojojooooooojojojjjjjooooooojojojojjjoooojoojojojjjojojoooooojjjooojoojjjjjoojoooojjjjjjooojjojjoojoojojjjojoooojoojjojooojojooojoojjjojjoojojoojojjooojojojojoojojjojjojojjojojjjjjjooooovovovovovovvovovovovvovovovovovovovovovovvovovvovovovovovooovovovovovovovovvovovovoooooooooooooovovovovovovovovovovooooooooooooovvvoovooooooooovvvovoovovooovooooooovvvvovovovovovovovovoovovovoovovoooovvovovooooooovovovooooooovovooooovovooooovooooovvovovooovovoooooooovvovoovoooovooovovovvvovooooovoovoovvvovooooovvoooooovvvovvvovvvooovoovovoovoovoovoovvooooovovoovovoooooovoovvvovovoovvovovvvvvvéééémémémmmmmmmmmmmméééééééééééééééééémémémmmmééééééééééééééééémmééééééééééméémémmméééémémmmméééééémméééééééééééééééééééémmmééééméééémééééméééémmmééééééémééééééméémééémmééééééééémééééééééé vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvybybybybybybybybybybybybbybybybybybyybybybybyybybyybyybybybybybyy aavavavavaavaaavavavavavavavavvvvvvvvvvvavavavaavaavavavavvvvvaaaavavavavavavvvaavavvvvvaavaaaavavvvvvvvvvaaaaavaavavavvvvvvavvvvvaaaavvavvvvvvaaaavavvaaavvvvvvavavvvvvvvavvaaavvvvavvvvvaaavvvvvavvvvavvvvvvvvaavvvvaaavvvvvvvvvvaavvavvvvvaavvaaavvvvvvvvaavvvavvvavvvvaa eneneneneneneeneneneneeneneeneneeeneeeeneeneneeeeee íííííííííííííííííííí aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa auauauauauauauauauauauauauauauaauauuuuauauuauauuuuuuauauaauaauauauauaauauutotototottottotottototototootoototooootototoootoooooooooototootootootootoootoottotooooomammmmmammmmmmmmmmmmmamamamamamamamamamamamamamamamammmmmmmamamammmmmmmmmmmammmmmmmmmmmmmmamamammmmmmmmammmmmmmmammmmmmaamamammmmmmmmmammmmmmmammmmmmammmaammmmmmmmmmmammammammmammmamammmmmm tittitititttttttitiititititititittittitttttitittitittttttiitittttitiitititttttittttittititittttttitttttiitttitittttttitttiittttttttiitititttttititttit zzzzzzzzazazazazazazazazazazazazazaazaaazazaaazazaazazzzzzzazazazazazazazazazazazazazaaazzzzzzzzazaaazazazazazzzazazazaazazazaaazazzzazazaazzzzazazazaaaazaazzzzzazzzaaaaaaazzzzaaaaaaaaaaazzzazaaaaaaaazazazaaaaazaaazzzzzzazazaaazaaaazzazaaazazzaaaaaaazzzaaaaaaaaazzaaaaaaaaazaaaaaaaaaaaaaazaaaaaaaaaaaazzzzazaaaaaaaaaaaazzaaaaaaaaaaazaaaaaaaaaaazzaaaaaaaaaaaazzaaaaaaaaaaaaaaaaazaaaaaazaaaaaazaaaaaazzzzzaaaaaazzzzaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaacicicicicicicicicciciccciciciciciccciciciiicccicciciccccicciiciciiciicicccicicicciciciiicciccccccccccccciiiiciiciccccccccccccccccciciiicicccccccccicicciciciiiccciccicciccicicicccciccccicccccciiccccciicccicicicccciciiiciccccccciciciiccccccccccccciiicccccccccccccccciicicccciccccccccccccciccciiccccccccccccciccccccccccccccciicccccccccccccccccccccicccccccciicccccicicccccccciccccciiiiccccccciiiiiiccccccccccccciicccccccccccccccccccciccccccccccccciiiiiccccccccccciiiccccccciiicccccccci f í ří íííí řříí tttt jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj ééééééééééééééééééééééééééééééééééééééééééé bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb ííííííííí tttttttttttttt ttittttititittiiiiiittitttittiiiiitittitttttttttiiitttitttttttitttiittttititttttiii iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii ČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČEERVENEC 2013ČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČČEERVENEC 2013 Inovace a bezpečnost ROBOTIKY 14 Identifikace příčin a nápravných opatření v problematice robotizovaného svařování 22 Základy ladění metodou lambda 26 Revoluční moc softwaru pro HMI 30 ZPĚT K ZÁKLADŮM Co je to správa výrobních prostředků? 48 www.controlengcesko.com

www.rscomponents.cz Kompletní sortiment průmyslových řešení od předních světových výrobců nyní k dispozici na www.rscomponents.cz Nenašli jste značku, které důvěřujete?

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 1 Vážení čtenáři, už jako malý jsem věděl celkem jasně dvě věci. Zaprvé, když opustím původní myšlenku stát se popelářem, bylo mým vysněným povoláním to novinářské. Údajně už odmalička jsem kladl nepříjemné dotazy, kte- rým se chtěli rodiče vyhnout, leč marně, takže ideologie čápů a Vánoc u nás pozbyla tajemna celkem záhy. Druhou pevně danou konstantou mé osobnosti byla láska k vědecko-fantastickým dílům všeho druhu, což v mé generaci znamenalo zejména VHS šílenství a hltání jednohla- sých dabingů z místních tržnic. Kombinace těchto dvou zálib mě kupodivu celkem snadno přivedla k hrdinovi, k němuž jsem mohl vzhlížet (a to doslova), což mělo za následek, že kazeta s označením Superman 1 + 2, dobrá kvalita, leckdy týdny neopustila útroby VHS přehrávače. Ti z Vás, kdo se orientují v soudobé kinematografii, tak jistě chápou, že po prv- ním zpackaném comebacku jsem se velice těšil na druhý restart série, od níž jsem si sliboval další žánrovou perličku, nehledě na to, že jsem již měl za sebou snad první lichý díl Star Treku, který nečpěl odérem zklamání. Prostě červen měl být sám o sobě příjemně proložen futuristickými zážitky, jenže to jsem ještě netušil, že přijde jiný příběh, který hravě strčí do kapsy oba blockbustery letošního léta… A pokud bych zůstal u jednoho z výše zmíněných děl, dala by se použít slova Jima Tiberia Kirka: „Hvězdné datum, 24. červen 2013, planeta Země. Selhání parlamentního systému se za využití scestné interpretace ústavy snaží řešit geneticky upravený vůdce (do jeho těla dle našich zjištění pronikly bakterie způsobující časté virózní záchvěvy) jedné středoevropské republiky po svém a zahajuje tak nové dějiny Čech, Moravy a Slezska. Doporučuji nezasa- hovat a kroutě hlavou sledovat další vývoj.“ Musím říct, že z biografie našeho současného prezidenta vím, že ještě před uchýlením k prognostické větvi koketoval v rámci futurologie s vědečtějším pojetím, ale že žánr sci-fi neopustil nadobro… tak to mě opravdu překvapilo. Skoro by se zdálo, že ví něco, co my, prostí občané, pro jejichž hlas zřejmě v parlamentní demokracii nezbylo místo, netušíme. Abych však přidal alespoň jednu věc k dobru nové vládě odborníků (zvláštní, že nikoho z redakce premiér neoslovil…). Mě osobně, a věřím, že Vás také, bude jistě zajímat výkon bývalého generálního ředitele Třineckých železáren v čele odboru, který nás samozřejmě zajímá nejvíce. Doufám, že také zde zůstaneme věrni smyš- leným příběhům a jeho angažování přinese do resortu opravdový vhled z průmyslové praxe. Abyste si nemysleli, své první taneční lekce stále zarputile odmítám, takže ani s politi- ky nadále netančím, proto je za tímto elaborátem opět schována malá klička zpět k oboru průmyslové automatizace, kterému by měly být tyto stránky zasvěceny. Štěstí tomu přálo (nebo to možná bude podvědomý výběr námětů), že hlavním tématem čísla jsou průmyslové roboty. Pravda, u těch se naštěstí zatím nemusíme věnovat problematice, kterou nastínil již Isaac Asimov, ale i ve třech hlavních zákonech robotiky je jasně patrné, že o bezpečí jde především. A právě proto je bezpečnosti na robotizovaných pracovištích stále věnována velká pozornost, jež se přenesla také do našeho časopisu v souboru článků s označením Inovace a bezpečnost robotiky, což tvoří jeden velký celek vydání, na nějž navazuje řada dalších zajímavých témat. Na závěr mi ještě dovolte vznést opětovnou výzvu pro všechny uživatele sociálních sítí. Ať už byste se s námi chtěli podělit o svůj názor na současné sci-fi z vládního prostředí, nebo zůstat v našich továrnách, najděte nás na Facebooku, LinkedINu nebo nově také na Twitte- ru pod účtem @TMI_CZ. Přeji Vám ničím nerušenou četbu, mnoho slunečných dní a hlavně silné nervy při sledo- vání politických relací či nového oblíbeného dramatu s názvem Léto s Ivetou… Z REDAKCEcontrol 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 Barbora Smužová Tel.: +420 734 875 668 E-mail: barbora.smuzova@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

2 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com Hlavní témata 14 Inovace a bezpečnost robotiky Bezpečnostní předpisy USA (ale nejen zde) pro robotiku se mění tak, aby zohlednily globální pravidla umožňující kooperativní provoz lidí a robotů bez ohrazení. Jak ukazují příklady, jednodušší metody programování a konstrukční provedení zvyšují použitelnost, flexibilitu a efektivitu průmyslových robotů. 22 Identifikace příčin a nápravných opatření v problematice robotizovaného svařování Pět častých problémů a jejich řešení, jak ušetřit čas a peníze. 26 Základy ladění metodou lambda V článku vysvětlujeme obzvláště konzervativní metodu provedení PID regulátoru. Její pravidla jsou srozumitelnější než některé jiné koncepce. Metoda může být účinná, avšak není vhodná pro každou aplikaci. 30 Revoluční moc softwaru pro HMI Systémy HMI, kdysi založené výhradně na hardwaru, se nyní při řízení operací a aplikací opírají o sílu softwaru. Vylepšení v oblasti programovacích jazyků, rozhraní a mobility hrají v podnicích stále větší roli. 34 Cestovní plán automatizačního projektu: Rada na cestu Pojetí automatizačního projektu jako cesty pomáhá zajistit bezpečný a jistý příjezd při minimalizaci projektových objížděk a výmolů. 36 Decentralizace procesního řízení a správy informací Písmeno „D“ ve zkratce DCS vždy znamenalo distribuovaný. I když se technologická motivace k síťové strategii možná změnila, platí stále základní koncepce distribuované inteligence? 40 Dynamická simulace předpovídá spotřebu páry v rámci nepředvídatelného provozování papírenského závodu Papírenský závod Stora Enso v Langerbrugge v Belgii se v roce 2008 rozhodl nainstalovat nový kotel s cirkulujícím fluidním ložem a kondenzační turbínu. ČÍSLO 6 (61) ROČNÍK VIII. Mezinárodní zdroj informací o řízení, přístrojovém vybavení a automatizaci ČERVENEC 2013 Téma z obálky: Inovace a bezpečnost robotiky; str. 14 Aplikační update: Polohování: záchranný výtah sochy Svobody; str. 8

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 3 Rubriky 1 Z REDAKCE 8 APLIKAČNÍ UPDATE Polohování: záchranný výtah sochy Svobody 12 IT&TECHNIKA Zabudované systémy v propojeném světě 48 ZPĚT K ZÁKLADŮM Co je to správa výrobních prostředků? Novinky 4 Série odborných školení Eaton tour 2013 startuje začátkem září 4 DACHSER obdržel ocenění Best Performer 4 Seminář výrobních IT technologií 5 Švýcarský výrobce průmyslových snímačů otevírá R&D centrum v Brně Produkty 44 Pepperl+Fuchs s. r. o. Magnetické rotační snímače polohy s vynikajícím výkonem 44 Cognex Corporation Cognex představuje novou řadu průmyslových kamer s přímým připojením 45 REM-Technik s. r. o. Bezdrátová komunikace sWave® pro moderní a flexibilní výrobu 45 Omron Electronics spol. s r. o. S novými senzory E2B platíte pouze za to, co potřebujete 46 Keyence Česká republika Snímače typové řady LR-Z Series 47 TSI System s. r. o. Univerzální řada MI3 byla dále rozšířena Hlavní téma: Revoluční moc softwaru pro HMI; str. 30 Hlavní téma: Identifikace příčin a nápravných opatření v problematice robotizovaného svařování; str. 22 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.

4 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com NOVINKYoborové Seminář výrobních IT technologií S polečnost ATS zve zástupce výrobních firem všech odvětví na  bezplatný seminář, který volně nava- zuje na  odborně vzdělávací akci pod názvem ATS Knowledge Day. Můžete se těšit na ukázky malých realizací výrobních informačních systémů až po komplexní MES řeše- ní. Účastníky dále seznámíme s aplikacemi pro řízení kvality prostřednictvím softwaru u našich zákazníků. Kdy a kde: 10. září 2012 – Sídlo společnosti ATS Divadelní 21, Nový Jičín 12. září 2012 – Vědeckotechnický park Teslova 3, Plzeň Další informace včetně registrace na www.ats-global.com/cz. DACHSER obdržel ocenění Best Performer D ACHSER Czech Republic obdržel pod vedením gen- erálního ředitele Ing. Petra Kozla korporátní ocenění za nejlepší výsledky a poskytované služby. Petr Kozel, generální ředitel DACHSER Czech Republic a. s. uvedl: „Ocenění ‚Best Performer for Results and Services‘ bylo České republice uděleno již druhým rokem za sebou a vyjadřuje nejlepší výkonnost a logistické služby v rám- ci celého koncernu. Jsem rád, že se nám s našimi kolegy a zaměstnanci daří úspěšně rozvíjet naši společnost v rámci skupiny DACHSER, a věřím, že to je dobrý signál o vysoké kvalitě našich služeb i pro naše zákazníky.“ Skupina DACHSER také hodnotí kvalitu jednotlivých po- boček v celé síti DACHSER a od roku 1999 každoročně udě- luje ceny DACHSER Quality Award. „Kvalita je ve společ- nosti DACHSER tím nejdůležitějším kritériem. Spolehlivost, bezpečnost a transparentnost jsou základními kameny poskytovaných logistických služeb a společnost DACHSER tyto oblasti neustále monitoruje a zlepšuje,“ komentuje in- terní hodnocení Petr Kozel. Za loňský rok bylo hodnoceno téměř 100 poboček z celé Evropy a pobočky českého DA- CHSERU se umístily v první dvacítce. Hodnotící kritéria zahrnují například kvalitu doručování, dodržování nasta- vených doručovacích režimů (termínů dodání), kvalitu pre- vence před poškozením, ale také například kvalitu sběru dat. V neposlední řadě je důležitým hodnotícím kritériem samotný hlas zákazníků, kteří jsou každoročně dotazování na spokojenost se službami jednotlivých poboček. www.crestcom.cz Série odborných školení Eaton tour 2013 startuje začátkem září L ucieKuhnová,marketingováředitelkaspoleč- nosti Eaton, uvedla: „Eaton tour je program s mnohaletou tradicí sahající až k počátkům působení Eatonu na českém trhu. Letošní ročník jsme věnovali nové normě ČSN EN 61439 a jejímu uplatnění v praxi. Norma bude platná od roku 2014 a přináší změny v oblasti rozváděčů nízkého napě- tí. Jsou v ní stanoveny definice a provozní podmín- ky, konstrukční požadavky, technické charakteris- tiky a požadavky na ověřování pro rozváděče NN, s kterými se účastníci školení podrobně seznámí.“ Program letošní Eaton tour je pestrý a semináře obsahují jak teoretickou část, tak řadu modelo- vých příkladů z praxe. První část bude věnována legislativním změnám týkající se elektrotechniky. Řešením rozváděčů VN společnosti Eaton bez použití plynu SF6 provede Michal Rybka, Karel Špaček se bude věnovat spouštění a řízení motorových zátěží frekvenčními měniči Eaton a Jindřich Bulva se zaměří na specifika UPS při pro- jektování. Kromě legislativních úprav se účastnící školení seznámí i s produktovými novinkami a mohou využít odbor- ných konzultací a diskuzí v rámci semináře. Eaton Tour 2013 startuje již 11. září v  Pardubicích a pokračuje v dalších šesti městech až do poloviny října. Kompletní informace, včetně registračního formuláře jsou k dispozici na webových stránkách www.profiklubelektro- techniku.cz/eaton-tour.html. Více informací naleznete na stránkách www.eaton.cz.

Švýcarský výrobce průmyslových snímačů otevírá R&D centrum v Brně S kupina Baumer, globální hráč v oblasti výroby prů- myslových snímačů, rozšiřuje své aktivity do České republiky. Švýcarská společnost otevřela 24. červ- na nové vývojové centrum v Brně. Skupina Baumer je vedoucím subjektem na  mezi- národním poli vývoje a  výroby průmyslových snímačů, enkodérů, měřicích přístrojů a komponentů pro automa- tické zpracování obrazu. Společnost na bázi rodinného podniku působí na  trhu 60 let a  zaměstnává asi 2500 zaměstnanců ve 36 pobočkách v 18 zemích světa. Cen- trála společnosti se nachází ve městě Frauenfeld ve švý- carském kantonu Thurgau. Nové brněnské vývojové centrum bude v  budoucnu hrát klíčovou roli v zajištění vysokých kvalitativních stan- dardů firmy. „Výzkum a vývoj jsou základním kamenem strategie naší společnosti a  nezbytnou podmínkou pro nalezení nových řešení v oblasti průmyslových snímačů. S  otevřením pobočky v  České republice rozšiřujeme naši mezinárodní síť stávajících kompetenčních center i  do  této oblasti,“ uvedl Oliver Vietze, generální ředitel a prezident skupiny Baumer. Rozhodnutí otevřít pobočku v Brně padlo po důkladné analýze vytipované lokace. Ve prospěch druhého největ- šího města v  České republice a  hlavního výzkumného centra v zemi nakonec rozhodlo jeho obchodu nakloněné prostředí, napojení na  místní univerzitu a  v  neposlední řadě jeho centrální poloha. V  těsné spolupráci s  hlavním sídlem společnosti ve  městě Frauenfeld bude v  budoucnu v  Brně rozvíjen koncept efektivní automatické sériové výroby, testování prototypů stejně jako nezbytného embedded software. Martin Neumeister, ředitel R&D centra v Brně, a tým čtyř inženýrů zahájil provoz teprve nedávno. Během příštích tří let zde bude vytvořeno 20 až 30 pracovních míst pro softwarové a testovací inženýry. www.baumer.com novinky Smart Safe Reaction Smart Safe Reaction Perfection in Automation www.br-automation.com `` Bezpečnostní`rizika`snížená`faktorem`10`díky`absolutně` nejrychlejším`reakčním`dobám `` Kabeláž`a`zásahy`technika`sníženy`na`minimum`začleně- ním`do`sběrnice`a`certifikací`SIL3 `` Zvýšená`provozuschopnost`systému`díky`úplné`diagnostice` `` Snížení`nákladů`a`kratší`vývojové`časy`díky`jednotným` bezpečnostním`aplikacím`pro`všechny`varianty`stroje

6 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com PMA 2013: Zaměření na ziskovost a efektivitu v procesních odvětvích V belgických Antverpách se ve dnech 4.–5.  března  2013  konala  již  9.  konferen- ce  Process  Management  Academy  –  PMA,  pořádaná firmou ARC Advisory Group. Spo- lečnost ARC Advisory Group sdružuje přes  100 účastníků, kteří sdíleli své zkušenosti  a využili příležitost k navazování kontaktů.  Fórum  zahrnovalo  mimo  jiné  prezentace  společností Euriware-Areva, Siemens, Bayer  Technology  Services,  SAP,  OMV,  HIMA,  Microsoft, ExxonMobil a ARC. Kyberprostorové zabezpečení v průmyslových řídicích systémech Jedním ze žhavých témat na konferenci Process Management Academy 2013 bylo kyberprosto- rové zabezpečení v průmyslových řídicích sys- témech (ICS). Z řad účastníků silně obsazený seminář ukázal, že zájem firem o řešení k jejich ochraně před kyberprostorovými útoky roste. Za posledních několik let se počet hlášených kyberprostorových útoků na systémy ICS firem výrazně zvýšil. Také charakter incidentů se dra- maticky změnil. V minulosti většinu útoků spá- chali amatérští hackeři („script-kiddies“), cílem byly ve většině případů kancelářské IT systémy. Dnes dochází ke stále většímu počtu útoků na průmyslovou infrastrukturu. Zatímco kance- lářské IT systémy lze restartovat, přeinstalovat a největší ztrátou jsou (uniklé) informace, útoky na systémy ICS představují zcela jiné riziko. „Schopnost provádět takové útoky mají jednak organizace blízké vládám států, dále mají znalos- ti i konkurenční firmy. Dalším zdrojem ohrožení mohou být (bývalí) zaměstnanci nebo (sub)doda- vatelé, kteří mohou cítit zášť vůči svému před- chozímu zaměstnavateli a usilují o jeho poško- zení nebo prodej a získání důvěrných informací,“ uvedl analytik společnosti ARC Analyst Stefan Miksch. 3D simulace a školení v procesních aplikacích Imerzivní školicí simulace (Immersive training simulation – ITS) je forma moderního školení s využitím 3D modelů procesního závodu, v němž může uživatel přímo ovládat svou „herní posta- vu“ a získat tak pocit, že je součástí prostředí. Při školení provozních operátorů a pracovníků údržby průmyslových procesních závodů je efek- tivnější poskytnout jim 3D simulační prostředí. V něm se mohou virtuálně pohybovat a rozhodo- vat se o trase pohybu a interakcích se zařízeními. Někteří z těch, co využívali IMS, mají při návštěvě reálného závodu pocit déjà-vu. Některá školení ITS nabízejí náhlavní zařízení a 3D projekci uvnitř „jeskyně“, aby byl zážitek realističtější. Tato opat- ření zvyšují náklady na ITS a nejsou nezbytná pro imerzivní zážitek (plné ponoření), který lze realizovat na ploché obrazovce standardního PC. Trendem poslední doby je propojení s tradič- ním operátorským školicím simulátorem na bázi vysoce věrné simulace dynamického procesu, ve kterém operátor provozuje virtuální závod za virtuálním řídicím pultem, přičemž provoz- ní operátoři vidí změny závodu na přístrojích v simulovaném provozu. Jaký je význam velkoobjemových dat a cloudu pro procesní průmysl? Na semináři projednávajícím velkoobjemová data (Big Data) a cloud udával tón diskuse panel odborníků ze společností Siemens, SAP, Micro- soft a nezávislý konzultant Klaus Koch. Pro- jednávali mimo jiné i to, co velkoobjemová data znamenají pro procesní průmysl. Jednou z forem velkoobjemových dat je digi- talizace informací, které dříve bývaly ukládány v papírové formě. Pro uživatele procesů to zna- mená výkresy CAD závodů a procesní dokumen- tace. Přechod od 2D k 3D CAD způsobil skokový nárůst velikosti souborů CAD a stejný dopad měla i integrace obrázků vytvořených 3D lasero- vými skenery. Zároveň došlo k exponenciálnímu nárůstu velikosti dat systémové konfigurace pro systém DCS, provozní zařízení a technické a ope- rátorské stanice. Data zapsaná pro operátorské školení a simulaci navíc znamenají obrovské, těžkopádné soubory, které je nutno ukládat, archivovat, načítat a spravovat. Cloud je řešením pro velkoobjemová data, která budou v blízké budoucnosti hrát pro uživa- tele procesů stále větší roli. „Veřejným“ cloudem je jednoduše jakýkoli veřejný prostor na interne- tu, kam lze data ukládat a prohlížet je. Patří zde i stránky sociálních sítí a blogy. „Privátním“ clou- dem je datové centrum, obvykle mimo prostory zákazníka, které patří buď organizaci uživatele procesu, nebo je jménem organizace provozuje poskytovatel služeb. Účastníci semináře prezen- tovali své pohledy z nejrůznějších odvětví kon- cových uživatelů a diskutovali, která data patří do cloudu a s kterými by se mělo pracovat lokál- ně. Všichni se shodli na tom, že veškerá kriticky studie „Výzkum ukazuje, že někdy v budoucnosti bude možné mikroreaktory tisknout 3D tiskárnami. “

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 7 významná data by měla být uložena a zpracová- vána v prostorách firmy. Jiná data, např. har- monogramy sdílené s partnery v dodavatelském řetězci, jsou dobrými kandidáty na otevřené, avšak zabezpečené prostředí cloudu. Optimalizace dodavatelského řetězce a odezva na poptávku Nejvíce futuristická diskuse na konferenci PMA 2013 probíhala na semináři „Optimalizace doda- vatelského řetězce a odezva na poptávku“. Hlavním tématem diskuse byl úkol vyrovnat se s neutuchajícím tlakem na výrobu menších sérií a rychlou reakci na poptávku zákazníka. Seminář otevřel obligátní citát Henryho Forda: „Každý zákazník si může vybrat jakoukoliv barvu auta, jestliže to bude černá.“ Toto srovnání se starými časy ukázalo rozdíl mezi variacemi vozu Ford Model T (zvaném „Tin Lizzy“) a moderními vozy, jako je Opel Adam (60000 variací exteriéru a 82000 variací interiéru). Jaké jsou tedy další kroky? V současnosti se testuje výroba v kontejnerech, avšak ta prav- děpodobně nebude mít v příštích 5–10 letech široký dopad na celkovou situaci. Technologie PAT již dnes mění farmaceutický průmysl. Také technologie jednorázového použití umožňují kratší odezvu u dávkového zpracování – zejmé- na ve farmaceutickém průmyslu a u biologic- ky aktivních materiálů, kde jsou již zavedeny, avšak jde stále o rozvíjející se technologii. Také mikroreaktory mají potenciál změnit výrobu, jak ji známe dnes – zde se využívá podobný sys- tém modularizace a kvantitativního škálování. Technologie jsou dnes již dostupné, avšak stále je nutno vyřešit určitá technologická úskalí. V budoucnu může zásadně změnit prostředí výroby 3D tisk – organizace ARC na toto téma publikovala řadu zpráv. Výzkum ukazuje, že někdy v budoucnosti bude možné mikroreak- tory tisknout 3D tiskárnami. Představte si, že si za 50 let budete moci vytisknout chemickou továrnu… Při pohledu na dynamiku trhu a technologic- ké úkoly, které jsou před námi, bude ziskovost a efektivita v procesním průmyslu bezesporu všechny velmi zaměstnávat až do příštího evrop- ského setkání organizace ARC. Otištěno se svolením ARC Advisory Group www.ARCweb.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 studie

8 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com S oučástí renovace sochy Svobody v celkové hodnotě 30 milionů dola- rů, zaměřené na měděnou sochu a její podstavec z betonu a žuly, bylo i vyspělé polohování. Projekt byl dokončen v říjnu 2012, právě včas k 126. výročí postavení sochy. Renovace zahrnovala bezpečnostní a záchranné modernizace realizované společností National Park Service (NPS): tři nové výtahy, moderni- zované schodiště z vrcholu podstavce k čelence sochy a další. Poprvé mohou návštěvníci na kolečkových křeslech a hendikepované osoby navštívit jednu z vyhlídkových teras na vrcholu podstavce, zlep- šil se také obecný provoz a sociální vybavení pro návštěvníky. Zástupce společnosti NPS odha- duje, že díky renovaci bude moci vnitřek sochy navštívit každý rok o 26000 návštěvníků více. Rezervace na vyhlídku v čelence byly omezeny na tři skupiny po deseti návštěvnících za hodi- nu, což v osmihodinové provozní době návštěv- ního dne představovalo 240 hostů. Vstupenky do čelenky jsou často vyprodány již měsíce dopředu. Návštěvníci musejí od vrcholu pod- stavce k čelence vyšlapat 393 schodů. (Socha byla po renovaci otevřena jen krátce. Byla znovu uzavřena poté, co přístupové doky a chodníky ostrova poškodil hurikán Sandy. K počátku března letošního roku dosud nebyl znám termín opětovného otevření.) Další významnou renovací vnitřku sochy, důležitou pro předpokládané zvýšení počtu návštěvníků čelenky, je vyspělý záchranný výtah vyrobený společností Tower Elevator Sys- tems Inc. (dále v textu TESI). Společnost TESI vyrábí zakázkové výtahy pro speciální použití na bázi hřebenového převodu. Provedení záchranného a údržbového výtahu Záchranný výtah je určen k použití záchraná- ři a údržbáři; je jediným výtahem instalovaným uvnitř sochy s dráhou od vrcholu podstav- ce k čelence. Výtah TESI nahrazuje zastaralý výtah, který zde sloužil přes 30 let. „Jednou z hlavních překážek projektu byl neuvěřitelně těsný prostor uvnitř sochy a cha- rakter práce na historické budově,“ pozname- nal Todd Grovatt, prezident společnosti TESI. „Technologie hřebenového převodu umožňuje flexibilitu v umístění výtahu: lze jej instalo- vat v podstatě všude, kde můžete namontovat šachetní ozubnici.“ Záchranný výtah byl navr- žen přímo pro tuto aplikaci. Nedílnousoučástízáchrannéhovýtahujefrek- venční měnič (Variable Frequency Drive – VFD) o výkonu 25 k, který k řízení motoru využí- vá patentovanou technologii řízení krouticího momentu. Pohon ovládá dva motory o výkonu 10 k, ty uvádějí kabinu do pohybu a spolu- pracuje s programovatelným automatem (Pro- grammable Logic Controller – PLC) na ovládání Nový, rychlý a efektivní záchranný výtah v soše Svobody nabízí plynulou jízdu nahoru zajišťovanou vyspělým motorovým pohonem. Je určen ke zvýšení bezpečnosti, zajištění nouzového přístupu a evakuace u korunního klenotu amerických soch a turistických destinací. Polohování: záchranný výtah sochy Svobody UPDATEaplikační Významnou renovací vnitřku sochy Svobody, rovnocenně důležitou pro pravděpodobné zvýšení počtu každodenních návštěvníků čelenky, je vyspělý záchranný výtah vyrobený společností Tower Elevator Systems Inc. (TESI). Výtahová šachta má kompaktní provedení nutné pro těsné prostory vnitřku sochy. Fotografie poskytla společnost ABB.

Záchranný výtah sochy Svobody má frekvenční měnič (pohon) ABB ACS800 o výkonu 25 k s technologií přímého řízení krouticího momentu (Direct Torque Control – DTC) patentovanou společností ABB. Pohon ovládá dva motory SEW-Eurodrive o výkonu 10 k, které uvádějí kabinu do pohybu a spolupracuje s programovatelným automatem Siemens Safety PLC na ovládání celkového systému výtahu. celkového systému výtahu. Zatímco primárním řídicím prvkem výtahu je PLC, je to právě pohon, který zajišťuje mimořádně plynulou jízdu a řídí zrychlování a zpomalování pomocí programo- vatelných rychlostních náběhových křivek, ověřování krouticího momentu a dynamického brzdění. „Pohon motoru je srdcem a duší hnací- ho systému,“ uvedl Brian Trapani, vedoucí pro- jektový technik tohoto projektu ze společnosti TESI. „Řídí dva motory zároveň a zajišťuje, aby výtah jel plynule,“ dodal Trapani. Laserový poziční systém předává informace do řídicího prvku PLC. Jakmile obsluha zvolí příkaz k jízdě nahoru nebo dolů, řídicí prvek PLC zpracuje informaci a předá ji pohonu, který následně vyzve motory, aby vytvořily dostatečný krouticí moment k uvedení výtahu do pohybu. Pohon pak zašle zpět do PLC ověření, že krouticí moment dosáhl minimální požadované úrovně, což PLC přiměje uvolnit brzdy. Toto „ověřová- ní krouticího momentu“ zajišťuje, že je každý motor v provozu a vytváří dostatečný krouticí moment dříve, než se vydá pokyn PLC k uvol- nění brzd. Při zpomalování se plynulé jízdy dosahuje zejména pomocí funkce dynamického brzdění pohonu. Výtah je vybaven pérovými, elektricky uvolňovanými chybově odolnými motorovými brzdami, které za normálního provozu fungují spíše jako parkovací brzdy. Namísto využívání brzd k zastavení výtahu pohon zpomaluje moto- ry až k postupnému zastavení a následně PLC vydá brzdám pokyn k udržení kabiny na místě. Když kabina stoupá nebo klesá a blíží se k cíli, pohon přepne motory z režimu jízdy kabi- ny ustálenou rychlostí do režimu postupného brzdění. Dynamického brzdění se dosahuje pře- měnou kinetické energie pohybu na elektrickou energii v pohonu. Tři napevno zapojené rychlostní vstupy do pohonu odstraňují nutnost plného sériového rozhraní. PLC řídí pozici a poskytuje pohonu příslušné referenční údaje o rychlosti. „Vyspě- lý pohon může bez problémů běžet řízením s otevřenou smyčkou a řídicí struktura je velmi precizní,“ uvedl Trapani. „Jiné pohony využívají řízení uzavřenou smyčkou, kde musíte zpětně odrážet signál smyčky převodníku, aby znal svou polohu, což vyžaduje intenzivní komuni- kační výměnu mezi PLC a pohonem.“ Plynulá jízda a dynamické brzdění přinášejí brzdám a dalším součástem výtahového systému delší životnost. „Systém je vybaven chybově odolným řídicím prvkem PLC s chybově odolným pohonem. Když máte návštěvníky ve výšce 30 m, chcete si být jisti, že brzdy fungují správně.“ ce Informace poskytla společnost ABB a Tower Elevator Systems. Opravy výměnou za cenu opravy. Dlouhodobě testováno pod zátěží (až 50 hodin). Velké množství dílů SIEMENS SIMODRIVE 611 skladem v Liberci. www.foxon.cz foxon_inzerat_200x44_duben12.ind1 1 8.4.2013 10:49:58

10 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com software Společnost  Schneider  Electric  právě  uvolnila  nové  verze  SCADA  softwarů  –  Vijeo Citect 7.30 a Citect SCADA 7.30 – pro  průmyslovou automatizaci a procesní říze- ní. Vijeo Citect představuje základní plat- formu pro operátorské rozhraní konceptu  procesního  řízení  PlantStruxure,  typicky  v kombinaci s PAC Modicon. CitectSCADA  je  výkonný  SCADA  systém  s  konektivi- tou na PLC třetích stran. Nové vlastnosti  dokážou zvýšit efektivitu a komfort jak při  konfiguraci SCADA aplikace, tak v oblasti  operátorského rozhraní. Zařízení (Equipment) Nový pohled na zařízení (např. čerpadlo, regu- lační ventil atd.) zjednodušuje a standardizuje konfiguraci v rámci Vijeo Citect systému. Pro každý typ technologického zařízení lze připravit šablonu, z níž se následně vytvářejí instance dle skutečného počtu použití daného typu zařízení v konkrétním projektu. Dojde tak k výraznému zkrácení času potřebného na konfiguraci a uve- dení do provozu. Vlastnost pohledu Equipment Hierarchy (Hierarchie zařízení) umožňuje začlenit moni- torované zařízení do hierarchické struktury v souladu s technologickým uspořádáním moni- torovaného procesu. Tím uživatelům usnadňuje přechod od systému postaveného na ploché databázi proměnných k systému objektově ori- entovanému. Alarmy Verze 7.30 přináší nové alarmní zobrazení s pod- porou hierarchie. To poskytuje větší flexibilitu, snadnější navigaci a možnost filtrace alarmů dle volby pozice v hierarchickém stromu. Hierar- chický strom pak nově obsahuje údaj o počtu aktivních alarmů v jednotlivých uzlech stromu. Komplexní pohled na historii alarmů (a udá- lostí) umožňuje nové zobrazení posloupnosti událostí. Pro efektivnější práci s alarmy (a udá- lostmi) lze nyní nakonfigurovat a opakovaně používat pojmenované filtry. Otevřenost Výměna informací mezi SCADA systé- mem – s instalovaným softwarem Vijeo Citect/ CitectSCADA verze 7.30 – a dalšími podnikovými aplikacemi je rozšířena za pomoci nových komu- nikačních rozhraní. Server OPC DA verze 2.05 a 3.0 podporuje plochou i hierarchickou databázi proměnných. Pro přístup k aktivním alarmům slouží server OPC A&E. Historické alarmy jsou dostupné pomocí otevřených SQL příkazů. Rozšířenou funkcionalitu pro výměnu infor- mací s externími databázemi zajistí rozhraní ADO.NET. S jeho pomocí mohou být záznamy vráceny v připojeném i odpojeném stavu, což Softwary Vijeo Citect 7.30 a CitectSCADA 7.30 zvyšují efektivitu při návrhu i provozu SCADA systémů Pohled na objekt Power Meter s popisem měřených hodnot Příklad pohledu Equipment Hierarchy u alarmů.

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 11 software umožňuje vytvářet flexibilní a rozšiřitelné datové architektury. Energetický management, monitoring a řízení budov Integraci energetického managementu do soft- waru Vijeo Citect/CitectSCADA usnadňuje voli- telný softwarový modul +PowerConnect. Díky spojení energetických a procesních informací lze mnohem lépe analyzovat energetickou spotřebu podniku. Začlenění celé technologie pro řízení budov pak umožňuje další volitelný software, jímž je +Facilities. Další praktické výhody verze 7.30 K dalším vylepšením, která s sebou verze 7.30 přináší, patří nové knihovny grafických objektů, užší integrace s archivačním nástrojem Vijeo His- torian nebo možnost využívat jak hardwarové, tak softwarové licenční klíče. Základní výhody n Vyšší efektivita pro inženýry i operátory n Otevřená rozhraní pro efektivní informační management n Procesní energetický management n Snadnější integrace Nové vlastnosti n Šablony zařízení n Nové knihovní prvky n Nové alarmní grafické stránky n Nové zobrazení sekvence událostí (SOE) n Počet alarmů v jednotlivých úrovních hierarchie n OPC A&E, OPC DA Server a ADO.NET n Softwarový licenční klíč n Užší integrace s Vijeo Historian n Časově značkovaná data ze zdroje přes OFS Tomáš Lín, SCADA Servis s. r. o. www.scadaservis.cz Michal Křena Schneider Electric Další informace o softwaru Vijeo Citect 7.30 lze získat na www. schneider-electric.cz, o CitectSCADA pak na www.citect.cz nebo www.scadaservis.cz. Chytré telefony a tablety poskytují široké možnosti zobraze- ní, ovládání i bezdrátové komunikace. Díky těmto užitečným  vlastnostem  postupně  nacházejí  uplatnění  také  v  průmyslo- vém prostředí. Schneider Electric proto přichází na trh s produktem Vijeo Design’Air, který je součástí softwarových produktů HMI Magelis. Tato aplikace slouží pro tablety a telefony na bázi operačního systému Android (min. 2.3.3) nebo iOS (min. 6.0). K operátorským panelům Magelis (vybaveným rozhraním ethernet) se mobilní terminály (tablety/chytré telefony) připojují přes bezdráto- vou síť v režimu klient/server. Mezi panelem (server) a tabletem/chyt- rým telefonem (klient) lze zvolit komunikaci typu WiFi, 3G, 4G nebo LTE. V inženýrském nástroji Vijeo Designer si může uživatel pro zvo- lený terminál nastavit automatické připojení. Externí mobilní zařízení následně automaticky detekuje cílový panel a naváže komunikaci. Přístup lze omezit konkrétním nastavením přístupových práv a/nebo zadáním uživatelského jména a hesla. Obsluha dokáže pro- střednictvím tabletu/chytrého telefonu sledovat i řídit technologii s komfortem a možnostmi, které tato zařízení poskytují. Nad rámec běžného projektu pro Magelis – tedy snímků, zobrazení poruchových hlášení a trendů – dokáže Vijeo Designer vytvořit spe- ciální stránky s rozlišením vhodným právě pro tablety resp. chytré telefony. Varianta software Vijeo Design’Air Plus obsahuje navíc grafický edi- tor pro tvorbu a editaci procesních snímků přímo na míru konkrétního typu mobilního zařízení. Vijeo Design’Air a Vijeo Design’Air Plus lze stáhnout prostřednictvím webového portálu Google Play nebo App Store s iTunes. Aktuální verze softwaru Vijeo Designer je pak připravena na www.schneider-electric.cz. Operátorské panely v přímém spojení s chytrými telefony i tablety!

12 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com V ývoj zabudovaných systémů v Ether- netem propojeném světě zvyšuje složitost již tak složitého úkolu. Už dávno je pryč doba, kdy hlavním problémem v zabudovaném systému bylo určit, které vstupy budily které výstupy v liniovém schématu a které časovače a bezpečnostní zámky byly zapotřebí. Dnes se vývojáři zabudovaných systémů často řídí zásadami softwarového inženýrství. Využí- vají objektové návrhy založené na formálních stavových modelech s jazykem UML (Unified Modeling Language) a sekvenčních diagramech. Každé fyzické zařízení v systému je reprezen- továno jako objekt zařízení (řídicí modul) s cha- rakteristickým chováním, příkazovými vstupy a stavovými nebo datovými výstupy. Objekty zařízení jsou agregovány do větších objektů (modulů zařízení) s vlastními řídicími sekvence- mi, chováním, vstupy a výstupy. V dobách, kdy byl návrh zabudovaného sys- tému zaměřen pouze na vstupy a výstupy bez formální struktury, bylo definování síťového roz- hraní často až druhořadým hlediskem. Pokud bylo poskytnuto rozhraní, šlo obvykle o jedno- duchý výpis adres PLC, které bylo možno pou- žívat pro modifikaci chování nebo poskytování omezené viditelnosti. Když koneční uživatelé specifikují standardní připojení prostřednictvím Ethernetu a TCP/IP, starý přístup již nelze použít. Koncoví uživatelé v propojeném světě potřebují rozhraní v zabu- dovaných systémech pro sběr dat, konfiguraci, údržbu, odstraňování chyb a koordinační řízení s jinými zabudovanými systémy. Uživatelé chtějí standardní rozhraní, aby integrace zabudova- ných systémů do výrobních prostředí nebyly zakázkovými projekty. Osm požadavků na zabudované systémy Bez ohledu na standard, který zvolíte pro roz- hraní zabudovaného systému, zvažte následující hlediska: 1. Podporujte protokoly komunikačního stan- dardu Ethernet TCP/IP. Protokol TCP/IP bude fungovat ještě dlouho a nadále bude standardním protokolem v budoucnosti. I když váš zabudovaný systém dosáhne konce své životnosti, stále byste měli být schopni s ním efektivně komunikovat pomocí TCP/IP. 2. Podporujte ethernetový standard IPv6. Zabu- dované systémy mají životnost desítky let, takže podpora standardu IPv6 umožní sys- tému nadále komunikovat, když sítě získají na složitosti a budou všudypřítomné. 3. Umístěte zabudované zařízení za firewall nebo do jeho vlastní chráněné sítě. Zabezpečení vždy bude významnou otázkou. Je důležité chránit zabudovaná zařízení před cílenými útoky a nahodilým narušením z důvodu necí- lených kyberprostorových útoků. 4. Podporujte bezdrátové rozhraní se zabezpeče- ním WPA nebo WPA2. Zařízení se často pře- souvá z místa na místo za vysokých nákladů. Poskytnutí bezdrátového rozhraní zjednodu- šuje přeuspořádávání ve výrobě. 5. Zajistěte, aby všechny nepoužívané ether- netové porty na zabudovaném systému byly zaslepeny. Odstraníte tím přinejmenším jedno bezpečnostní riziko. 6. Zpřístupněte řídicí objekty nejvyšší úrovně v uživatelském rozhraní pro sběr dat, řízení a konfiguraci. 7. Nepovolujte vzdálenou konfiguraci, ledaže by se dal použít fyzický klíč nebo přepínač pro zamknutí přístupové cesty ke kyberprostoro- vému útoku. 8. Poskytněte dokumentaci k zařízení pro- střednictvím zabudované webové stránky nebo souboru PDF. I když mnoho firem dbá na udržování dostupnosti manuálů pro pod- poru, dokumenty může být přesto obtížné nalézt, což může zpožďovat odstraňování chyb a opravy. Pokud parafrázujeme slavný citát Johna Donne z roku 1624, „žádný zabudovaný systém není ostrov sám pro sebe.” Zabudované systémy jsou často mechanicky propojeny s ostatními systémy. Plánování síťové konektivity jim dovolí také elektronické propojení. ce Dennis Brandl je prezident společnosti BR&L Consulting se sídlem v Cary v Severní Karolíně. Zabudované systémy jsou často mechanicky propojeny s ostatními systémy. Plánování síťové konektivity jim dovolí také elektronické propojení. Podívejte se na osm požadavků, které byste měli doplnit k návrhu zabudovaného systému. Zabudované systémy v propojeném světě TECHNOLOGIEIT & technika Dennis Brandl BR&L Consulting „Koneční uživatelé chtějí standardní rozhraní, aby integrace zabudovaných systémů do výrobních prostředí nebyly zakázkovými projekty. “

placená inzerce Součástky balené firmou DISTRELEC pro automatické zpracování! U  společnosti DISTRELEC obdržíte i  součást- ky ve  větším odběrném množství pro osazovací automaty. Zboží je k dostání v balení ammopack, popř. na rolích (7palcové role) – vše samozřejmě bez příplatku. Naše příslušná nabídka vybraných součástek se průběžně rozšiřuje. V informačních médiích DISTRELEC (katalog, online shop) je toto zboží příslušně označeno a lze je snadno najít. S obsáhlým výběrem vysoce kvalitních produktů od  1000 uznávaných výrobců, Vám DISTRELEC nabízí širokou škálu z oborů elektroniky, elektro- techniky, měřící techniky, automatizace, tlako- vzdušného zařízení, nářadí a příslušenství. Jednotlivé výrobní oblasti se průběžně rozšiřují a prohlubují a osvědčený sortiment buduje nové 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 zásilky. Mimo DISTRELEC online obchodu (www.distre- lec.cz) a  různých forem e-commerce, se také celkový program nalézá v tištěném katalogu pro elektroniku a počítačová 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

14 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com robotiky Bezpečnostní předpisy USA (ale nejen zde) pro robotiku se mění tak, aby zohlednily globální pravidla umožňující kooperativní provoz lidí a robotů bez ohrazení. Jak ukazují příklady, jednodušší metody programování a konstrukční provedení zvyšují použitelnost, flexibilitu a efektivitu průmyslových robotů. Detaily a podrobnosti ke každému článku najdete na webové stránce www.controleng.com/archive. N ormy, včetně bezpečnostních norem pro robotiku, vyrovnávají hrací pole na trhu, když je všichni hráči splňují. Bezpečnost- ní normy snižují riziko usmrcení a poranění kon- četin, omezují odpovědnost, pomáhají splňovat požadavky trhu a snižují náklady díky unifikaci konstrukčních řešení a výroby. „Globálně har- monizované normy navíc snižují náklady pro výrobce strojů a koncové uživatele,“ tvrdí Roberta Nelson Shea, ředitelka pro bezpečnost a shodu s předpisy společnosti C&S Wholesale Grocers a ředitelka pro bezpečnost a shodu s předpi- sy společnosti Symbotic. V únoru přednášela na konferenci Robotics Industry Forum 2013, kterou organizovalo sdružení Robotic Industries Association (RIA). Roberta Nelson Shea, předsedkyně výboru RIA Robot Safety Standard Committee, potvrdila, že výbor nedávno předložil organizaci ANSI aktu- alizaci normy ANSI-RIA Robot Safety Standard (R15.06-2012). Jde o přímé začlenění normy ISO 10218-1 – Roboty a části 2 – Integrace, s úvodem a bibliografií normy R15.06. „Pomáhá výrobcům robotů, výrobcům jiných strojů, sys- témovým integrátorům a koncovým uživatelům, protože přivádí svět blíže globální harmonizaci norem pro bezpečnost robotů, což by mělo vést ke snižování nákladů,“ uvedla. Norma také zlep- šuje možnosti pro zabudování bezpečnostních funkcí do robotů, k nimž člověk nemá během provozu přístup a pro „kooperativní“ roboty, které jsou určeny k provozu ve stejných prosto- rách jako lidé. Část 1 se týká pouze robotů, nikoli koncových efektorů. Když se v normách hovoří o operátorech, znamená to všechny pracovníky, nejen operátory robotů. Normu R15.06-1999 lze uplatňovat až do konce roku 2014. K dalším aktivitám organizace ISO v oblasti norem pro bezpečnost robotů patří právě zpra- covávaná technická specifikace TS 15066, která se týká kooperativních robotů a zahrnuje usta- novení o omezeních síly a výkonu. „Společnosti Rethink Robotics a Universal Robots mají robo- ty se senzory, které zastavují pohyb v případě kontaktu s překážkou, což snižuje riziko pro pracovníky pracující ve stejném prostoru. Také společnosti ABB a Kuka vyvíjejí podobné funkce,“ řekla Roberta Nelson Shea. ce Mark T. Hoske je obsahový ředitel časopisu Control Engineering vydavatelství CFE Media. Kontaktovat jej můžete na adrese mhoske@cfemedia.com. téma z obálkytéma z obálkytéma z obálky Mark T. Hoske Inovace a bezpečnost Připravují se nové bezpečnostní předpisy pro robotiku Robotika podléhá mnoha bezpečnostním předpisům a dostane jich ještě více. Budou zohledňovat některá technologická vylepšení robotů, včetně provozu bez ohrazení. Sdružení Robotic Industries Association na veletrhu Automate 2013 předvedlo, jak nová norma R15.06 umožňuje přítomnost lidí při provozu ve smyčce. Za ohrazením se nachází robot Kuka. Obrázek poskytla společnost CFE Media. Roberta Nelson Shea je předsedkyní výboru RIA Robot Safety Standard Committee. Obrázek poskytla společnost CFE Media.

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 15 K dyž společnost Nordic Sugar hledala na trhu novou generaci robotů pro auto- matizaci analýzy vzorků surovin, k nej- důležitějším kritériím při výběru byla flexibili- ta, uživatelská přívětivost a přijatelná cena. Se třemi robotickými „kolegy“ mohou zaměstnanci snadno upravovat nastavení analýzy bez kon- zultace s experty na robotiku. Závod společnosti Nordic Sugar ve švédském městě Örtofta patří k největším cukrovarům v Evropě. Od poloviny září do poloviny ledna běží v nepřetržitém pro- vozu a denně přijímá 600 dodávek cukrové řepy od zhruba 2000 švédských farmářů. „Abychom zajistili, že každý farmář dostane správnou odměnu za své suroviny, kontroluje- me obsah a koncentraci cukru v cukrové řepě,“ řekl Bo Bergdahl, manažer pro výrobu a ana- lýzu zkušebního oddělení společnosti Nordic Sugar. Během čtyřměsíční sezóny se zkontroluje 45000 vzorků a oddělení provede 35000 analýz vzorků pro partnerské společnosti. Bergdahl zavedl využívání robotů pro mono- tónní úkony již v roce 1993 a upravil robota navrženého pro lakovací komoru, což vyžadovalo poradenské služby, dokonce i pro drobné změny v softwaru. Jako bezpečnostní ohrazení byly zapotřebí kryty z plexiskla a světelné paprsky; náklady na výměnu náhradních dílů byly vysoké. Po testování nového robota pro analýzu cukru má nyní společnost Nordic Sugar v provozu tři takové roboty a během dvou let se očekává inte- grace dalších tří, které nahradí před- chozí generaci robotů. Roboty skenují čárové kódy a vyzvedávají přepravky s cukrem pro analýzu od váhy, přes filtry a zpět. Proces provádí pneumatické cha- padlo a snímač čárového kódu, což jsou nástroje integrované na konci ramene robota. „Tyto roboty zajišťují automati- zaci za nízkých nákladů,“ vysvětlil Peter Johansson ze společnosti AH Automati- on – distributora, který instaloval nejno- vější generaci robotů společnosti Nordic Sugar. „Pokud bychom dnes potřebova- li přemístit robota, nebo změnit jeho rychlost, můžeme to udělat sami,“ říká Bergdahl. „Nový robot nahradil jiného robota, ale kdybychom měli využívat manuální práci, tento robot by se zaplatil za čtyři měsíce. Nyní můžeme investo- vat do nových robotů namísto kupování náhradních dílů,“ dodal Bergdahl. Při případné kolizi robot vyvíjí sílu menší než je zákonný limit 150 N (15 kg) [EN ISO 13850]. Koncové efektory a další podmínky prostředí mohou vytvářet rizika a je nutno provést posouzení rizika. (V 1600 apli- kacích celkem 80% robotů společnosti Universal Robots nevyžadovalo ohrazení.) ce Kristian Hulgard je oblastní obchodní ředitel společnosti Universal Robots. Kristian Hulgard Společnost Nordic Sugar spolupracovala s distributorem na instalaci uživatelsky přívětivých a spolehlivých robotů bez nutnosti ohrazení nebo přítomnosti expertů na robotiku. Optimalizace analýzy cukrové řepy ve společnosti Nordic Sugar Robot UR5 před dopravníkovým pásem drží v chapadle plechovku cukerného sirupu. Švédská společnost Nordic Sugar je jedním z největších evropských cukrovarů. Vzorkování je automatizováno pomocí tří robotů UR5. Obrázek poskytla společnost Universal Robots. Zaměstnanci společnosti Nordic Sugar nyní mohou programovat roboty pomocí intuitivního uživatelského rozhraní robota UR a nemusejí již volat experty. Na snímku zaměstnanec monitoruje robota bez bezpečnostního ohrazení při výrobě, při testování obsahu plechovek a ověřuje způsob, jakým nalévá obsah do filtrů. Obrázek poskytla společnost Universal Robots. Rodney Brooks, předseda správní rady a technický ředitel společnosti Rethink Robotics, vysvětluje, že roboty nepotřebují speciální znalosti uživatelů. Potřebují spíše uživatelská rozhraní odpovídající jejich schop- nostem. Díky přepracování rozhraní tak, aby více připomínalo herní ovladač, byli uživatelé schopni využívat 85% schopností jednoho robota během pěti minut. Brooks, který v únoru přednášel na konferenci Robotics Industry Forum, kterou pořádalo sdružení Robotic Industries Association (RIA), říká, že kooperativní robot: 1) by neměl vyžadovat integraci – kompletní systém by měl fungovat rov- nou po vybalení; 2) by neměl vyžadovat žádné programování ani školení – mělo by být možné jej využívat během několika minut; 3) by měl mít široké schopnosti; 4) by měl pracovat inteligentně, se znalostí svého prostředí, včetně automatické obnovy po chybě; 5) by měl být bezpečně používán, i kdyby byl operá- tor zasažen při plné rychlosti 6) by měl mít možnost přejít na rozšířenou platformu. www.rethinkrobotics.com www.robotics.org Společnost Rethink Robotics nabízí kooperativního robota Baxter, který se snadno programuje, používá a dokáže pracovat bezpečně ve stejném prostoru jako lidé. Obrázek poskytla společnost CFE Media. 6 tipů pro kooperativní roboty

16 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com téma z obálkytéma z obálkytéma z obálky S družení ROS-Industrial Consortium (RIC) pořádalo 6. a 7. března v institutu South- west Research Institute (SwRI) v San Anto- niu ve státě Texas zahajovací setkání, kterého se zúčastnilo 25 zástupců ze 14 organizací. Sdružení RIC je mezinárodní sítí organizací pro výzkum a vývoj v oblasti automatizace za účelem podpory vyspělých výrobních technologií umožněných ote- vřeným průmyslovým softwarem ROS-Industrial (Robot Operating System). Na setkání byly představeny organizace SwRI, ROS, MoveIt!, ROS-Industrial a sdružení. „Účast- níci, většinou z daného oboru, vyjádřili nadšení z potenciálu pro software ROS-I a pro nadcháze- jící aplikaci plánování polohování v ROS s ozna- čením MoveIt!,“ vysvětluje dr. Sachin Chitta ze společnosti Willow Garage. Softwarový rámec MoveIt! slouží pro plánování polohování v ROS (hlavní část platformy ROS). Erik Nieves, technický ředitel společnos- ti Motoman Robotics America (součást společ- nosti Yaskawa), hovořil prostřednictvím svého teleprezenčního robota VGo o hodnotě softwaru ROS-Industrial pro OEM výrobce robotů. „ROS- -Industrial je důležitou prací. Opravdu potřebu- jeme mít pevnou a stabilní verzi ROS, na jejímž základě můžeme dále pokračovat. Proto společ- nost Yaskawa hodila svá želízka do ohně ve sdru- žení ROS-Industrial Consortium a jsme rádi, že jste učinili totéž,“ řekl Nieves. Prohlídka institutu SwRI zahrnovala předvede- ní pěti robotů s ROS-I v závodě SwRI Manufactu- ring Systems. Společnost HDT Robotics ukázala své dálkově ovládané přenosné robotické rameno. Na setkání členů se účastníci podělili o své zkušenosti s využíváním ROS/ROS-I pro výzkum a vývoj v oblasti robotiky. Shaun Edwards, zakla- datel ROS-Industrial, navrhl plán postupu dal- šího vývoje. Účastníci se rozdělili do pracovních skupin, aby poskytli zpětnou vazbu o plánech pro ROS-Industrial. Ulrich Rieser, manažer skupiny pro softwarový inženýring a systémovou integraci oddělení Robot and Assistive Systems Department společnos- ti Fraunhofer IPA, přednesl hlavní prezentaci „Evropská perspektiva pro ROS-I“. Prezentace nastiňovala plán postupu zavádění ROS-I v Evro- pě. Pět možných projektů Paul Hvass, programový manažer sdružení, vysvětloval, jak fungují projekty Focused Techni- cal Projects (FTP) a jak členům umožňují podělit se o náklady na vývoj specifických nových funkcí pro ROS-Industrial. Členové sdružení prezentovali pět navrhova- ných témat FTP: 1) grafické programovací uživatelské rozhraní pro ROSn, 2) mobilní prezentátor manipulace na bázi Move- It!, 3) prezentátor odstraňování otřepů na bázi MoveIt!, 4) silou řízený, dálkově ovládaný systém pro odstraňování otřepů a broušení, 5) zlepšený systém sledování pracovníků pro bezpečnost při používání vysokozdvižných vozíků a automaticky naváděných vozidel. Projekt FTP se spustí, když se pro financování tématu rozhodne dostatečný počet účastníků. ce Další školicí seminář ROS-Industrial je v institutu SwRI plánován na září. Informace poskytlo sdružení ROS-Industrial Consortium. Otevřený software pro robotiku jde kupředu Sdružení ROS-Industrial Consortium (RIC) se setkalo u 14 organizací se zájmem o podporu vyspělých výrobních technologií umožněných otevřeným softwarem. Zakladatel ROS-I, Shaun Edwards, předvádí robotické funkce přemisťování dílů (pick-and-palce) s otevřeným programováním ROS-I. Obrázek poskytla společnost ROS-Industrial Consortium.

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 17 FANUC Robotics Czech Tel.: +420 234 072 900 www.fanucrobotics.cz FANUC ROBOTICS Nastartuje svůj byznys. Ve žlutém světě FANUC Robotics snižujeme náklady, zlepšujeme výrobky a zrychlujeme Váš byznys. Objevte nejširší spektrum průmyslových robotů s neporazitelnou 99.99% spolehlivostí. Zvyšte svoji konkurenceschopnost s inteligentním řešením robotické automatizace FANUC – máme vše, co potřebujete. FANUCNO.1VPRŮMYSLOVÉAUTOMATIZACIAROBOTIZACI

18 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com téma z obálky A by jeden z největších výrobců automobilů naplnil imperativ globální výrobní flexi- bility, pověřil v nedávné době společnost Moore Controls, z města Dexter, stát Michigan, aby dodala nový systém manipulace s materi- álem obsluhující automatizovanou výrobu pře- vodovek. Systém by přemisťoval obrobky přes jednotlivé výrobní buňky, počínaje soustružením oce- lových výlisků, až po dokon- čená ozubená kola pro další montáž. „Tradičně se systém mani- pulace s ozubenými koly zaměřoval na dlouhé výrobní série jednoho dílu,“ vysvět- lil Steve Moore, prezident společnosti Moore Controls. „Přestavění na jiné díly bylo náročné na čas i práci a snižovalo celkový objem výroby. Nároky dnešního globálního trhu po výrobci automobi- lů požadují, aby hledal systém s dostatečnou flexibilitou umožňující větší počet dílů, avšak bez nástrojů navíc a nadbytečné doby pro pře- stavění.“ Společnost Moore se rozhodla pro paralelní, dvouprstá chapadla využívající motor 24 V s pře- vodníkem navrženým pro elektrické řízení. Chapadla jsou montována různě – na portá- lech, robotech a modulárních rámech, které lze přizpůsobit každé výrobní buňce. Pro každou modulár- ní buňku jsou zapotřebí nej- méně dvě sestavy chapadel, některé jednotky mají až pět chapadel. Kompletní linka pro manipulaci s materiá- lem s integrovanými, auto- matizovanými stanicemi využívá stovky chapadel. V nejobvyklejší aplikaci s těmito stanicemi, tzv. „flexibilních automati- začních buňkách“, jsou chapadla montována na standardní pneumatické komponenty – válce ISO pro horizontální a vertikální rotaci dílu, ventilové terminály a komponenty pro přípravu stlačeného vzduchu. Na pneumatických válcích jsou namontovány dvě sady chapadel. Jsou orientovány 90° od sebe, takže když jedno cha- padlo uchopí vnější průměr ozubeného kola, další se natočí na místo a je připraveno uchopit následující ozubené kolo, čímž přispívá k ply- nulejší, produktivní operaci. Když se chapadla sevřou okolo vnějšího průměru každého ozube- ného kola, přesně změří jeho průměr a vyřadí každé, které má nesprávnou velikost a mohlo být zavedeno při manuálním nakládání. Pro změření a identifikaci každého ozube- ného kola na základě zpětné vazby převodníku využívají chapadla elektrické ovládací prvky se servomotory a kuličkovými vřeteny. Jsou říze- né programovatelnými automaty (PLC). V každé buňce motor komunikuje s PLC prostřednictvím protokolu pro bezpečnost strojů ProfiSafe. PLC počítá absolutní pozici prstů chapadel a zasílá přímé příkazy pro uchopení a měření každého dílu. ce Bryan Morehouse je projektový technik společ- nosti Festo pro automobilový průmysl. Výrobce automobilů mění soukolí bez výměny chapadel Výrobce OEM, v rámci strategie pro automatizované operace při výrobě převodovek, eliminuje nákladné výměny nástrojů pomocí elektrických chapadel. Bryan Morehouse Fest Automatizační portál má dvě servochapadla společnosti Festo a chapadlové prsty tvaru „V“ namontované na pneumatický válec Festo, což umožňuje uchopení dokončeného dílu jedním chapadlem a vložení surového dílu druhým chapadlem. Zadní pohled na servochapadla na automatizačním portálu ukazuje napájecí a komunikační kabely vedoucí k chapadlům. Obrázek poskytla společnost Festo. „PLC počítá absolutní pozici prstů chapadel a zasílá přímé příkazy pro uchopení a měření každého dílu. “ Otázka ke zvážení… Které nové robotické technologie lze použít ve vaší automatizační aplikaci pro zjednodušení programování nebo zvýšení kvality?

MODERNÍ TECHNOLOGIE PRO FARMACEUTICKÝ PRŮMYSL Současnost i budoucnost modernizace, automatizace a bezporuchový chod provozů firem z farmaceutického průmyslu bude tématem prvního ročníku konference. 25. září 2013, NH Hotels, Olomouc JAK NA EX PROSTŘEDÍ? Seminář týkající se podniků pracujících v prostředích s nebezpečím výbuchu. 10. září 2013, Hotel AVANTI, Brno WWW.KONFERENCE-TMI.CZ Cílová skupina: • Střední a top management průmyslových podniků • Pracovníci explozivních pracovišť • Ostatní techničtí pracovníci v průmyslových podnicích • Zástupci dodavatelů nových nástrojů pro výbušná prostředí • Výzkumní pracovníci • Zájmové organizace • Poradenské společnosti Témata přednášek v jednání: • Možnosti dodavatelů moderních technologií pro podniky s explozivním prostředím • Novinky a změny legislativy na pracovištích s explozivním prostředím • Způsoby ochrany zařízení v prostorách s nebezpečím výbuchu Tematické okruhy: • Možnosti dodavatelů moderních technologií pro podniky ve farmaceutickém průmyslu • Novinky a zajímavosti v oblasti farmacie • Budoucnost farmaceutického odvětví • Důležitost investic do modernizace provozů pro udržení a zvýšení konkurenceschopnosti v porovnání se zahraničními podniky Cílová skupina: • Dodavatelé technologií do farmaceutického průmyslu • Majitelé, manažeři a technický personál ve farmaceutickém průmyslu • Zájmová sdružení • Zástupci státní správy • Výzkumní pracovníci

20 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com Při spolupráci průmyslových robotů s lidmi je nutné bezpečně monitorovat rychlost těžiště nástroje. Společnost B&R nabízí funkční bloky s certifikací TÜV pro integrované bezpečnostní aplikace openSAFETY. Tyto bloky nabízejí jednoduchou implementaci pokročilých bezpečnostních funkcí pro robotické systémy bez ohledu na použitou technologii řízení. M ísta nasazení průmyslových robotů obvyk- le překračují povolenélimitypropřítomnost lidí. Jsme příliš pomalí, než abychom pokaždé dokázali včas zareagovat na nebezpeč- né situace. A pro stroje jsme příliš nepředvídatelní, nedo- kážou předpokládat naše příští akce a kompenzovat je. Proto robotické systémy pracují zpravidla v zabez- pečených oblastech. Tako- vé řešení většinou vyhovuje, protože vysokých rychlostí lze dosáhnout pouze v situ- acích, kdy je možné praco- vat bez přerušení. Jsou však situace, kdy je lidský zásah nutný, například při dokon- čování robotických sekvencí. I v mnoha dalších procesech by bylo dobře, kdyby lidé a stroje pracovali ruku v ruce – nebo spíše ruku v rameni. „Jednoho dne bychom mohli mít prů- myslové roboty, které by již nepotřebovali ochranné hrazení nebo klece chránící lidi před zraněním,“ předvídal Dr. Ger- not Bachler, když v roce 2010 popisoval vizionářský cíl výzkumných programů v oblasti CNC a robotiky, které ve společ- nosti B&R vede. Zajištění bezpečnosti pro těžiště nástroje pomocí protokolu openSAFETY Tradiční metody zajištění bezpečnosti, například nouzový vypínač aktivovaný otevřením bezpečnostní brány, již nesta- čí. Je třeba zavést bezpečnostní principy funkční v robotice, kde se monitorování bezpečné rychlosti pohybu nevztahuje pouze na jednotlivé osy, ale také na celý robotický systém včetně těžiště nástroje (TCP). Společnost B&R položila první kostku na cestu k pokročilé- mu zabezpečení robotů funkcí SLS (Safely Limi- ted Speed – bezpečně omezená rychlost) imple- mentovanou pro těžiště nástroje. Funkce vychází z požadavků norem EN ISO 10218-1 a EN ISO 10218-2 pro bezpečnost v oboru průmyslových robotů a robotických systémů spolupracujících s lidskou obsluhou. Tato nová funkce je rozšířením pokročilých bezpečnostních funkcí pro bezpečné řízení pohybu integrovaných přímo do servopohonů ACOPOSmulti. Ve srovnání s konvenčními bez- pečnostními relé zkracují tyto pokročilé funk- ce, známé také pod zkratkou SafeMC, zjištění chyby a dobu odezvy z 80 na 7 ms a stonásobně zkracují dráhu do zastavení. Systém SafeMC kromě toho nabízí také mnoho alternativ k pro- stému prudkému nouzovému zastavení, napří- klad inteligentní bezpečnostní reakce STO (Safe Torque Off – bezpečné snížení otáček), SBC (Safe Brake Control – bezpečné řízení brzd), SS1 (Safe Stop 1 – bezpečné zastavení 1), SOS (Safe Ope- rating Stop – bezpečné provozní zastavení), SS2 (Safe Stop 2 – bezpečné zastavení 2), SLS (Safely Limited Speed – bezpečně omezená rychlost), SMS (Safe Maximum Speed – bezpečná maxi- mální rychlost), SDI (Safe Direction – bezpečný směr) a SLI (Safely Limited Increment – bezpečně omezený přírůstek). Prvním krokem umožňujícím práci robotů mimo zabezpečené prostory a spolupráci s lidmi je bezpečné monitorování celého kinematického řetězce, které je již k dispozici a má certifikát TÜV. Monitorovaný kinematický řetězec Když chceme bez použití dalších čidel omezit rychlost těžiště nástroje na 250 mm/s, vyžadova- nou předpisy pro spolupráci s lidmi, musíme nej- prve zjistit aktuální rychlost. Tu zjistíme pomocí Zlepšování vztahů mezi roboty a lidmi Obr. 1: Funkční blok pro vývojové prostředí SafeDESIGNER s certifikací TÜV umožňuje sledovat těžiště nástroje díky transformaci bezpečných dat osy. Obr. 2: Pokročilé bezpečnostní funkce pro robotiku vyžadují definici geometrie robotů… téma z obálky

kombinace dat popisujících stav, polohu a rych- lost jednotlivých os v kinematické transformaci. Data dodávají moduly SafeMC v servopoho- nech ACOPOSmulti pro jednotlivé osy a přes bezpečnostní protokol openSAFETY nezávislý na sběrnici je přenášejí do řídicí jednotky Safe- LOGIC. Zde dojde k transformaci a porovnání výsledné rychlosti se zadanou bezpečnou hod- notou. Řídicí jednotka SafeLOGIC pak zajistí bez- pečný přenos, aby požadavky na spuštění bez- pečnostních funkcí dosáhly cíle přímo v pohonu, kde mají být spuštěny. Funkční bloky s certifikací TÜV Pro vývoj potřebných řídicích programů zajišťu- jících bezpečnost je k dispozici knihovna para- metrů a funkčních bloků s certifikací TÜV. Podle požadavků jednotlivých zákazníků je lze využívat v bezpečnostním programovacím prostředí Safe- DESIGNER. Bezpečnostní funkční blok poté porovnává rychlosti všech kloubů a nástrojů s limitními rychlostmi. Obsluha může nastavit až čtyři různé limity a bezpečně mezi nimi přepínat. Je možné nastavit také různé rozměry nástrojů a součas- ně sledovat několik bodů každého nástroje. Tak lze při zpracování robotem sledovat i obrobky s velkou plochou. Odezva na signál o narušení bezpečnosti je nastavena v bezpečnostní aplikaci, zpracování tedy závisí na typu použitého robota. Geometrické rozměry robotického sys- tému, použitá soustava jednotek a vztahy mezi osami a základním kloubem jsou popsány v bloku parametrů kompatibil- ním s použitelnými kinematickými sys- témy. Další blok parametrů definuje roz- měry nástroje podle systému souřadnic koncového nástroje. Tyto rozměry jsou nutné pro určení rychlosti těžišť použi- tých nástrojů. Zjednodušení zabezpečení vede k vyšší efektivitě „Virtuální zapojení v nástroji SafeDESIG- NER pomocí funkčních bloků PLCopen s certifikací TÜV zjednodušuje pro výrobce i uži- vatele robotických systémů vývoj bezpečnost- ních aplikací,“ tvrdí Gernot Bachler. „Bezpečně omezená rychlost v těžišti nástroje je důležitým krokem k osvobození robotů z klecí.“ Ještě důle- žitější je, že zmenšuje bezpečnostní prostor pro práci s roboty a robotické řešení je pak efek- tivnější a dostupnější. Brzy budou následovat funkce typu „Bezpečné pracoviště“ a „Bezpečná orientace“. Obr. 3: … a rozměry nástrojů ve dvou blocích parametrů, které mají také certifikát TÜV. HLEDÁTEsystémového integrátora? Hledejte na správném místě: www.integratori.controlengcesko.com B+R automatizace, spol. s r. o. Stránského 39 616 00 Brno Tel: 541 420 311 www.br-automation.com

hlavní téma V ědět, jak rychle a efektivně odstra- nit závadu, je zcela zásadní a klí- čovou záležitostí v rámci jakéhokoli svařovacího procesu. U robotizova- ných systémů pro svařování je tato skutečnost obzvláště důležitá, protože když se v daném pro- cesu něco pokazí, v sázce je skutečně mnoho. Tyto systémy jsou postaveny speciálně za účelem zajištění rychlosti, přesnosti a opakovatelnosti. Proto může jakýkoli výpadek nepříznivě ovlivnit kvalitu a produktivitu práce, o kterou nám šlo při investici do zařízení. Může to rovněž vést ke zvý- šení nákladů na výrobu. Pokud se u robotizovaného systému pro sva- řování vyskytne jakýkoli problém, je přínosné identifikovat proměnné, u nichž mohlo v posled- ní době dojít ke změně. V takovém případě může být prospěšné položit si následující otázky: • Nedošlo v nedávné době k přeprogramování robota? • Nedošlo k restartování robota po delší odstáv- ce? • Nedošlo k nějakým změnám u spotřebních dílů nebo u robotického svařovacího hořáku MIG? V mnoha případech se jedná pouze o jed- noduchou úpravu a robotizovaný systém pro svařování je uveden opět do provozu. Chcete-li pomoci v tomto procesu, zvažte níže uvedené příčiny a nápravná opatření, díky kterým budete schopni rychleji obnovit proces svařování. Problém č. 1: Slabý výkon při podávání svařovacího drátu Příčiny: Existuje několik klíčových důvodů sla- bého výkonu podávání drátu u robotizovaných systémů pro svařování. V prvé řadě se jedná o problémy s bowdenem (spirálou), kde dochází k nahromadění nečistot. Nebo se může jed- nat o špatně fungující podavač drátu, zejména podávací kladky. Třetím problémem může být zkroucení a zauzlení bowdenu, což je příčinou Pět častých problémů a jejich řešení, jak ušetřit čas a peníze. Identifikace příčin a nápravných opatření v problematice robotizovaného svařování Steed Lloyd Tregaskiss Robotizované systémy pro svařování jsou projektovány kvůli rychlosti, přesnosti a opakovatelnosti. Vědět, jak rychle a efektivně odstraňovat závady, může pomoci předcházet problémům se zajištěním kvality a produktivity a přispět ke snížení nákladů na výrobu. Všechny obrázky použity s laskavým svolením společnosti Tregaskiss. 22 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 23 hlavní téma slabého výkonu při podávání drátu. Bez ohledu na příčinu je výsledek obvykle stejný: nedostateč- ný oblouk a kvalita svaru. Nápravná opatření: Chcete-li předejít a/nebo se zaměřit na problémy s bowdenem, určitě danou součást v rámci běžné údržby vyměňte. Pokud tak učiníte, předejdete hromadění nečis- tot uvnitř bowdenu, které pocházejí buď ze sva- řovacího drátu, nebo z prostředí dílny. Použití robotického svařovacího hořáku MIG, který má zabudovanou funkci „profouknutí stla- čeným vzduchem“ je rovněž velmi užitečné pro eliminaci nečistot. Tato funkce zajistí profouknu- tí bowdenu stlačeným vzduchem během pláno- vaného přerušení práce v rámci robotického sva- řovacího cyklu. Odstávka probíhá během cyklu frézování hubice nebo čištění a/nebo během výměny svařovaného kusu. V případě absen- ce automatické funkce profouknutí stlačeným vzduchem mohou operátoři svařování tuto ope- raci provést sami. Pokud má operátor podezření, že jsou hnací kladky příčinou slabého výkonu podávání drátu, existují dvě možnosti, jak posoudit danou situ- aci. Jedna z nich zahrnuje vizuální kontrolu, při níž zjišťuje, zda hnací kladky nejeví známky opotřebení. V průběhu času může dojít u těchto součástí k opotřebení a nemusí pak svařovací drát vést správně. Operátor může rovněž provést jednoduchý kontrolní test, u něhož využije dva prsty: uvolní podávací kladky, uchopí svařovací drát a protáhne jej skrze hořák. Pokud lze drát táhnout skrz docela snadno, je pravděpodobné, že hnací kladky jsou příčinou nedostatečného podávání drátu. V obou případech je nutné podle potřeby kladky nahradit. Nakonec zkontrolujte, zda nedošlo k zalome- ní napájecího kabelu, poněvadž i to může vést k problémům s podáváním drátu. Natáhněte a podle potřeby vyrovnejte kabel. Problém č. 2: Svary jsou nekvalitní nebo mimo žádanou polohu Příčiny: Nekvalitně provedené svary nebo svary, které se nacházejí mimo žádané místo, jsou protikladem toho, co společnosti od robotizova- ného systému pro svařování očekávají. Často je problém důsledkem problému s TCP (tool center point), tzv. referenčním bodem, špičkou svařo- vacího drátu. TCP je ústředním bodem nástroje, v případě robotizovaného systému pro svařování se jedná o umístění robotického svařovacího hořáku MIG do polohy svařovacího drátu ve spoji (vzdálenost hořáku od místa svařování). K pro- blémům s TCP dochází většinou po kolizi, která způsobuje, že dojde k ohnutí krku robotického svařovacího hořáku MIG. Rozdíly v ustavení či upnutí součástí mohou být rovněž příčinou nekonzistentně provedených svarů nebo svarů umístěných mimo žádané místo. Nápravná  opatření: Chce- te-li odstranit problémy s TCP zvláště poté, co došlo ke koli- zi, musí operátor svařová- ní ohnout krk hořáku zpět do správného úhlu. Přípravek pro kontrolu ustavení krku hořákunebonástrojpronasta- vení krku hořáku je pro tento úkol tím nejlepším nástrojem. Je také důležité zkontrolovat, zda byl krk hořáku správně nainstalován. V případě, že krk hořáku není správně usazen, může dojít k jeho prodloužení, což vede k problémům s TCP. Naprogramujte kontrolu TCP pro ověření správné polohy krku hořáku, abyste předešli budoucím problémům. Existují kroky, které rozli- ší vady ve svarech způsobené problémy s TCP versus usta- vení či upnutí svařovaných součástí. Nejprve odstraňte krk robotického hořáku MIG, proveďte kontrolu TCP pomocí robotického programu a ověř- te, zda je vše ve správné poloze. Pokud je vše v pořádku, zdro- jem problémů pak pravděpo- dobně bude změna rozměrů svařované součásti či změna její polohy. Zkontrolujte, zda upínací přípravky a základ- na robota jsou v pořádku – jakýkoli pohyb těchto součástí může způsobit vznik nepřípustných vad ve svarech. Zkontrolujte také odchylky v roz- měrech svařovaných součástí a proveďte jejich korekci. Problém č. 3: Slabá výkonnost spotřebního materiálu a/nebo jeho předčasné selhání Příčiny: Slabý výkon nebo předčasné poškození spotřebních dílů, včetně hubic, kontaktních prů- vlaků, hlavic (nebo difuzorů) a bowdenů, může být způsobeno řadou příčin, včetně rozstřiku kovu, hromadění nečistot, uvolněných spojů nebo nesprávnou instalací bowdenu. Nápravná opatření: Během rutinní přestáv- ky ve výrobě proveďte vizuální kontrolu, zda se na spotřebních dílech netvoří nánosy nečistot a rozstřiku. Pokud ano, vyměňte daný spotřební díl. V případě, že využíváte čisticí stanici na hubi- ce a neustále docházení k hromadění nečistot, zkontrolujte, zda zařízení funguje správně a že operátor naprogramoval správnou frekvenci čiš- Díky náležitě fungující čisticí stanici s frézou můžeme prodloužit životnost spotřebních dílů. Pokud se vyskytnou nějaké potíže se zařízením, zkontrolujte, zda je fréza umístěna přesně a zda zařízení aplikuje správné množství přípravku proti ulpívání rozstřiku.

24 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com hlavní téma tění vhodnou pro danou apli- kaci. Možná bude nezbytné zvýšit frekvenci čištění a apli- kaci spreje proti ulpívání roz- střiku v celém naprogramova- ném svařovacím cyklu. Dále zkontrolujte řádné utažení všech spojů mezi pří- slušnými díly a krkem robo- tického svařovacího hořáku MIG. Uvolněné spoje zvyšují elektrický odpor, což u pří- slušenství hořáku generuje dodatečné teplo, které zkra- cuje životnost těchto součástí a/nebo má za následek jejich nedostatečný výkon. Problémy s kontaktním průvlakem (špičkou), zejména zatavování průvlaků, také není ničím výjimečným. Často k tomu dochází v důsledku příliš krátkého bowdenu. Operátoři svařování by měli dodržovat pokyny výrobce pro zkraco- vání a instalaci bowdenu a v ideálním případě používat šablonu na bowden, aby byla zaručena správná délka bowdenu. Na trhu existují rovněž pružinové moduly bowdenu, které bývají apliko- vány u hořáků, kde bývá bowden zaváděn zepře- du a to právě v těch případech, kdy operátor zkrátí bowden na nesprávnou délku. Tyto moduly jsou umístěny v pouzdře a vyvíje- jí dopředný tlak na bowden poté, co ho operátor nainstaluje z přední části hořáku. Tyto prvky umožňují délkový rozdíl bowdenu až jeden palec v případě, že je bowden příliš krátký. Problém č. 4: Předčasné poškození napájecího kabelu Příčiny: Předčasné poškození napájecího kabe- lu, buď u robotizovaného systému pro svařování s průchozím ramenem (tam, kde napájecí kabel je veden skrze rameno robota), nebo u běžného robotizovaného systému pro svařování, může být výsledkem nesprávného programování, které má za následek až příliš agresivní pohyby robota. Může také nastat při použití nesprávné délky napájecího kabelu. Nápravná opatření: Předcházejte předčasné- mu poškození napájecího kabelu tím, že zajistí- te, aby se robot nepohyboval příliš rychle nebo trhavě. Programování, které vede k agresivním pohybům robota, má za následek to, že napá- jecí kabel má tendenci narážet nebo se odí- rat o robota či příslušné nástrojové vybavení. V některých případech může také způsobit, že se kabel zachytí o svařovanou součást, což vede k opotřebení. Všechny uvedené příklady mohou vést k předčasnému poškození. Kromě toho se ujistěte, že napájecí kabel není pro robota ani příliš dlouhý, ani příliš krátký. Pokud je napájecí kabel příliš dlouhý, může se zalomit nebo být přiskřípnut ramenem robota. Pokud je příliš krátký, může se napájecí kabel natáh- nout nad rámec únosnosti během pravidelných pohybů robota, což vede k většímu opotřebení. V případě pochyb- ností o zvolení správné délky napájecího kabelu se obraťte na důvěryhodné výrobce MIG hořáků, distributory svařova- cích potřeb a robotizovaných systémů pro svařování. Problém č. 5: Čisticí stanice hubic nefunguje správně Příčiny: Nejčastěji přidávané periferní zařízení do robotizovaného systému je čisticí stanice hubic – fréza. Jak vyplývá z názvu, je zodpo- vědná za čištění hubic a dalšího příslušenství hořáku z přední strany hubice. K tomuto čištění dochází během pravidelných přestávek ve výro- bě a všechny problémy, s kterými se u této oblasti setkáváme, jsou spojeny s jedním ze tří faktorů: poloha mezi frézou a hubicí robotického svařovacího hořáku MIG, nedostatečné pokrytí přípravkem proti ulpívání rozstřiku a otupení nástroje. Nápravná opatření: Pokud se zdá, že fréza (výstružník) neplní svou funkci, zkontrolujte, zda naučená poloha robotického svařovacího hořáku MIG je přesně kolmo vůči břitu nástroje na fréze. Nesouosost hubice může vést pouze k částečnému čištění a nadměrnému hromadě- ní rozstřiku. Frézy jsou typicky spárovány s rozprašova- čem, který zajišťuje nanesení přípravku proti ulpívání rozstřiku. Zkontrolujte, zda je rozpra- šovač plný, zaujímá správnou polohu a jestli pří- pravek proti ulpívání rozstřiku patřičně pokrývá hubici. Hubice by měla být mírně vlhká z vnitřní i vnější strany a pokryta až do vzdálenosti tři čtvrtě palce od spodní části hubice. Upravte polohu rozprašovače tak, abyste dosahovali výše uvedených výsledků. Na závěr se ujistěte, že správný řezný nástroj je na svém místě a že je dostatečně naostřen. Pamatujte si, že najít si čas na to, abyste se dověděli, jak řešit běžné problémy v problemati- ce robotického svařování, může znamenat rozdíl mezi tím, zda budete muset čelit nákladným prostojům ve výrobě nebo budete těžit z kvalit- ního provedení svarových spojů. ce Lloyd Steed je produktový manažer klíčových produktů společnosti Tregaskiss. www.tregaskiss.com „Pokud se u robotizovaného systému pro svařování vyskytne jakýkoli problém, je přínosné identifikovat proměnné, u kterých mohlo v poslední době dojít ke změně. “

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 25 Údržba jako cenný nástroj při hledání úspor II 10. října 2013 9.00–16.00 MSV v Brně Kongresový sál B Druhý ročník semináře zařazeného do oficiálního programu letošního MSV v Brně seznámí účastníky s řadou užitečných nástrojů, jak udělat z údržby ziskové středisko. Pojďme společně znovu odpovědět na věčnou otázku manažerů, čím může správně vedený program údržby napomoci při snižování nákladů! Cílová skupina: • Střední a top management průmyslových podniků • Pracovníci sektorů údržby v průmyslových podnicích • Zástupci dodavatelů nových nástrojů průmyslové údržby • Výzkumní pracovníci • Zájmové organizace • Poradenské společnosti Témata přednášek: • Úspora ze správně vedené prediktivní údržby • Úspory z mazání • Jak na implementaci IS pro řízení údržby • Stlačený vzduch – obrovské možnosti úspor • Bez ložisek ani ránu • Jak zamezit ztrátám na parokondenzátních systémech? • Ultrazvuk, pomocník při hledání úniků • A další… Pořadatel: VSTUP ZDARMA NUTNÁ REGISTRACE w w w . k o n f e r e n c e - t m i . c z

26 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com hlavní téma L adění lambda je formou řízení pomocí interního modelu (Internal Model Con- trol – IMC), která proporcionálně inte- gračnímu regulátoru (dále v textu PI) dává schopnost generovat plynulé, nekmitající regulační zásahy v reakci na změnu žádané veli- činy. Její název je odvozen od řeckého písmene lambda (λ), jež označuje uživatelem specifikova- ný parametr chování, které určuje, jak dlouho smí řídicí prvek strávit na úkolu převedení regu- lované veličiny z bodu A do bodu B. Podobně jako známější ladění metodou Zie- gler-Nichols i ladění lambda zahrnuje soustavu rovnic nebo pravidel ladění, které určují hodno- ty parametrů PI potřebných k dosažení požado- vaného chování řídicího prvku. Prvním krokem při jejich aplikaci je určit, jak moc a jak rychle proces reaguje na zásahy řídicího prvku (viz graf nárazové zkoušky). Jakmile je chování procesu charakterizováno procesními parametry – procesním zesílením Kp, procesní časovou konstantou Tp a dobou necitlivosti, ladění řídicího prvku je jednoduché. Stačí jen zadat tyto hodnoty a uživatelem zvole- nou hodnotu λ do rovnic uvedených ve sloupci „Pravidla ladění lambda“, abyste získali potřeb- né hodnoty pro PI parametry Kc a Ti. Všimněte si, že pravidla ladění vyžadují, aby uživatel specifikoval jen jeden parametr chová- ní: λ. Tím se nejen zjednodušuje výpočet Kc a Ti, ale také to uživateli umožňuje vybrat požadova- né chování řídicího prvku vyjádřené ve fyzicky smysluplné veličině – v čase přípustném pro dokončení změny žádané hodnoty, na rozdíl od méně intuitivních koncepcí proporcionálního pásma a doby resetování. Chování uzavřené smyčky Takto vyladěný PI regulátor teoreticky dokončí změnu žádané veličiny za dobu cca 4λ sekund provozu v režimu uzavřené smyčky a provede to bez překmitu. To znamená, že regulovanou veličinu dostane k žádané hodnotě dostatečně plynule, aby zajistil, že se odchylka mezi nimi bude ustáleně snižovat. Tato funkce přetlumení (overdamping) může být zvláště užitečná v aplikacích, kde se regulo- vaná veličina musí udržovat blízko určité mezní V článku vysvětlujeme obzvláště konzervativní metodu provedení PID regulátoru. Její pravidla jsou srozumitelnější než některé jiné koncepce. Metoda může být účinná, avšak není vhodná pro každou aplikaci. Základy ladění metodou lambda Vance VanDoren Control Engineering Nárazová zkouška Čas B x Kp TpD Regulovanáveličina B x Kp TpD 4 3 1 2 Jedním z půvabů ladění lambda je to, že pro svou funkčnost vyžaduje charakterizování relativně malého počtu procesních parametrů. Jakmile určíte procesní zesílení, procesní časovou konstantu a dobu necitlivosti, výpočet vašich hodnot PI je poměrně snadný. Obrázek poskytl časopis Control Engineering. Klíčové koncepce n Při správném použití může ladění lambda dostat proces na novou žádanou hodnotu za určené časové období a bez překmitnutí. n Tento přístup je cenný zejména v případě, kdy existují kritické meze, které by proces neměl překročit. n Metoda není vhodná pro každou aplikaci, např. pro ty, jež vyžadují rychlou odezvu.

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 27 hlavní téma hodnoty, kterou regulovaná veličina nesmí pře- kročit. Řídicí prvek nikdy nedopatřením neporu- ší omezení, protože nikdy neuvede regulovanou veličinu za hranici žádané hodnoty. Řídicí prvek vyladěný metodou lambda také nikdy nezpůsobí zákmity regulované veličiny, protože po změně žádané hodnoty nebude potřebovat obrátit směr pohybu. Regulovaná veličina se bude vždy ustá- leně pohybovat nahoru či dolů, až bude dosaže- no nové žádané hodnoty. Přetlumení rovněž pomáhá zajistit konzis- tentnost, a proto se ladění lambda stalo oblíbe- ným zejména u operací výroby papíru, kde by fluktuace určitých regulovaných veličin mohla způsobit viditelné nepravidelnosti v dokonče- ném výrobku. Nepřítomnost překmitů rovněž zabrání tomu, aby vzájemně reagující regulační smyčky v papírenském stroji utřásly zařízení k smrti způsobením kmitání všech akčních členů najednou. Jednotlivé akční členy (zejmé- na ventily) budou vystaveny menšímu opotře- bení, protože nikdy nebudou muset obracet směr pohybu, kromě případu změny žádané hodnoty. Koordinace více smyček Protože ladění lambda umožňuje PI regulátoru dosahovat jeho cíle v uživatelem zadaném časo- vém intervalu, je lze navíc použít pro synchro- nizaci všech řídicích prvků v operacích s více smyčkami – tak, aby se všechny regulované veličiny pohybovaly přibližně stejnou rychlostí. To přispívá k jednotnosti procesu výroby papíru. Pomáhá také udržovat konstantní poměr ingre- diencí v operaci míšení. A naopak, když jsou některé vzájemně reagu- jící smyčky důležitější než jiné, těm nejkritičtěj- ším lze přiřadit menší hodnoty λ, abyste zajis- tili, že budou mimo požadovanou specifikaci po co nejkratší dobu od změny žádané hodnoty. Smyčky, které se na celkové ziskovosti provozu podílejí méně a smyčky, které mají pomalejší nebo méně výkonné akční členy, mohou dostat na změnu více času prostřednictvím větších hodnot λ. Použití velmi rozdílných hodnot λ pro dvě vzájemně reagující smyčky může přispět ke zru- šení jejich vazby. Na rychlejší smyčce se jen málo nebo vůbec neprojeví pomalejší smyčka, protože ta se bude jevit jako víceméně stacio- nární v intervalu, kdy bude rychlejší smyčka dokončovat svou poslední změnu žádané hod- noty. A naopak, rychlejší smyčka již bude mít svou práci dokončenou v době, kdy se pomalejší smyčka ke svému úkolu dostane. Odstranění vazby nebude úplné, ale interakce mezi smyčka- mi budou přinejmenším poněkud zmírněny, čímž se sníží zdánlivé zatížení, které by jinak jedna způsobovala druhé. Robustní platforma Méně zřejmou výhodou ladění lambda je jeho robustnost. Protože řídicí prvek vyladěný meto- dou lambda je tak konzervativní, může zvlád- nout značné rozdíly mezi odhadovanými a sku- tečnými hodnotami procesních parametrů, ať už jsou rozdíly důsledkem špatně provedené nárazové zkoušky nebo změny procesu, která nastává po dokončení ladění. Výsledná zkres- lení ve vypočtených parametrech PI mohou způsobit větší či menší konzervativnost řídicího prvku, než kdyby se ladění provedlo s doko- nalou znalostí chování procesu, avšak systém s uzavřenou smyčkou zůstane pravděpodobně v každém případě přetlumený. Pravidla ladění metodou lambda Uvažujte proces (viz grafika na str. 24) se zesílením otevřené smyčky Kp , časovou konstantou Tp a dobou necitlivosti D řízenými regulačním zása- hem neboli řídicím výstupem CO(t) z regulátoru PI podle vzorce kde je rozdíl v čase t mezi regulovanou veličinou PV(t) a žádanou hodnotou SP(t). Pravidla ladění lambda vyžadují splnění rovnic a aby se získal systém s otevřenou smyčkou s neoscilační odezvou žádané hodnoty, která se ustálí za přibližně 4λ sekund. „Protože řídicí prvek vyladěný metodou lamb- da je tak konzervativní, může přestát znač- né rozdíly mezi odhadovanými a skutečnými hodnotami procesních parametrů, ať už jsou rozdíly důsledkem špatně provedené nárazové zkoušky nebo změny procesu, která nastává po dokončení ladění. “

28 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com hlavní téma Nevýhody Na druhou stranu má ladění lambda svá omeze- ní, zejména pokud má zásadní význam rychlost. Má tendenci činit ještě zpomalovat pomalý pro- ces a způsobovat, že regulovaná veličina zůsta- ne mimo požadovanou hodnotu po dlouhou dobu. Abychom byli konkrétnější, parametru λ se obecně přiřazuje hodnota mezi Tp a 3Tp, což reakci uzavřené smyčky na změnu žádané hod- noty až trojnásobně prodlužuje oproti krokové odezvě odpovídající otevřené smyčky. Je-li doba necitlivosti D významná, pak je zapotřebí ještě větší hodnota λ. V takových případech je λ > D prakticky spodní mezí, protože nelze čekat, že řídicí prvek bude reagovat rychleji, než umož- ňuje doba necitlivosti. Asi nejvýznamnějším nedostatkem řídicího prvku laděného metodou lambda je jeho ome- zená schopnost vyrovnat se s externím zatíže- ním procesu. Může stále přivést regulovanou veličinu zpět na žádanou hodnotu, pokud by náhodné zatížení narušilo regulovanou veličinu, avšak nebude tak činit nijak rychle nebo účinně. Dokonce ani měření narušení nepomůže, pro- tože ladění lambda nijak nepočítá s chováním zatížení, pouze s chováním procesu. To nejlepší, co uživatel může udělat, je nasta- vit λ co nejmenší, jak je to možné, aby se zvýšila celková rychlost řídicího prvku, ale tím se sníží robustnost řídicího prvku. Ladění lambda dále nebude zrovna dobrou volbou v případě, že se vyžaduje rychlá odezva, protože existují jiná pravidla ladění, která jsou pro časově citlivé aplikace mnohem efektivnější. Matematické nástrahy Existují i určitá drobná omezení u ladění lamb- da, která jsou skryta v hlubinách souvisejí- cích matematických zákonitostí. Zaprvé, meto- du nelze použít u procesu, který je oscilační sám o sobě. Pokud nárazová zkouška otevřené smyčky ukáže krokovou odezvu, která před ustálením kolísá, pak proces nelze zcela cha- rakterizovat jen třemi parametry Kp, Tp a D a řídicí prvek nemůže být vyladěn pomocí pravi- del lambda, ačkoliv existuje několik metod IMC, které v těchto případech budou fungovat dobře. Matematická pravidla se hroutí i v případě, kdy je doba necitlivosti D obzvlášť velká. Kal- kulace potřebné pro výpočet Kc a Ti trpí apro- ximací, jejíž přesnost se se zvyšováním hodnoty D stále zhoršuje. Pro zvýšení přesnosti apro- ximace bylo navrženo několik alternativních přístupů, avšak tyto snahy rovněž způsobily značné zmatení – několik souborů pravidel ladě- ní, které jsou všechny označovány jako „ladění lambda“. Všechny dosahují přibližně stejného chování uzavřené smyčky, ale jinak se v ničem nepodobají. Některé se používají u PI reguláto- ru, jiné vyžadují úplný regulátor PID disponující derivačním zásahem. Pravidla ladění lambda také nabývají růz- ných forem u integračního procesu, který nemá žádnou časovou konstantu. K tomu dochází u aplikací, jako např. u řízení výšky hladiny, kde impuls z řídicího prvku (otevření přívodního ven- tilu) způsobuje růst regulované veličiny (výšky hladiny kapaliny), který pokračuje v růstu bez vyrovnání. Řídicí prvek vyladěný metodou lamb- da může přimět integrační proces, aby dosáhl ustáleného stavu, ale trvá déle, než se regulova- ná veličina ustálí – zhruba 6 λ sekund – a regu- lovaná veličina přitom překmitne žádanou hodnotu. Bez ohledu na to je ladění lambda relativně jednoduché, intuitivní a „neprůstřelné“. Bez- pochyby zůstane populární u aplikací, kde je vyžadován konzervativní řídicí prvek. ce Vance VanDoren, je specialistou časopisu Cont- rol Engineering pro obsah dodaný přispěvateli. Kontaktujte jej na adrese controleng@msn.com. Tato devítifázová zkouška, označovaná také jako zkouška reakční křivky otevřené smyčky nebo kroková zkouška, dává regulátoru PI vše, co potřebuje znát o chování neoscilačního procesu, aby jej mohl řídit: 1. Vypněte řídicí prvek přepnutím do manuálního režimu. 2. Počkejte, až se regulovaná veličina vyrovná na ustálené hodnotě. 3. Manuálně vyvolejte „náraz“ nebo krok v procesu náhlým zvýšením regulačního zásahu o B % – o tolik, kolik je potřeba, aby se regulovaná veličina významně, avšak nikoli nadměrně posunula. 4. Zaznamenejte reakci regulované veličiny nebo krokovou odezvu do trendo- vého grafu, počínaje okamžikem aplikace nárazu (bod 1) a konče okamžikem, kdy se regulovaná veličina znovu ustálí. 5. Vyneste stoupající tečnou linii k nejstrmější části trendové čáry regulované veličiny. 6. Vyneste vodorovné čáry přes počáteční a koncové hodnoty regulované veličiny. 7. Označte, kde dvě vodorovné čáry protínají stoupající linii v bodech 2 a 3. 8. Zaznamenejte dobu necitlivosti z bodu 1 do bodu 2 a procesní časovou kon- stantu Tp z bodu 2 do bodu 4. 9. Zaznamenejte změnu regulované veličiny z bodu 3 do bodu 4 a vydělte tuto hodnotu hodnotou B, abyste získali procesní zesílení Kp . Nárazová zkouška „I přes svá omezení je ladění lambdarelativnějednoduché, intuitivní a „neprůstřelné“. Bez- pochyby zůstane populární u aplikací, kde je vyžadován konzervativní řídicí prvek. “

Mini BCS kapacitní snímače Snímání objektů i v nepřístupných místech Balluff kapacitní snímače se staly nepostradatelným prvkem průmyslové automatizace, kde se spolehlivě starají o snímání objektů a hladin. BCS snímače kontrolují hladiny zásobníků, skladovací výšku, přítomnost a obsah s extrémní přesností. Nejsou ovlivněny prachem a odlesky, složením objektů nebo barvou. Snímají obsahy s absolutní přesností přes skleněné a plastové stěny bez ohledu na okolní prostředí. Díky těmto přednostem jsou Balluff snímače vždy vyhledávány a spolehlivě vykonávají svojí funkci v průmyslové automatizaci. S Balluff řadou Mini BCS kapacitních snímačů je možné snímání objektů i v nepřístupných místech. Vysokou flexibilitu použití zaručuje modulární koncepce a tvarová variabilita snímačů. Snímače mají externí vyhodnocovací jednotku vybavenou robustním potenciometrem a přehlednou LED signalizací. Připojení snímačů k vyhodnocovací jednotce je rychlé a snadné pomocí unifikovaného konektoru. Tímto konektorem jsou vybaveny jak válcová provedení počínaje průměrem 4 mm až po provedení se závitem M12. Tato provedení jsou vhodně doplněna diskovými provedeními od průměru 18 mm až po 30 mm. Externí vyhodnocovací jednotkou je také vybavena řada do extrémních teplot, která je navržena pro snímání hladin kapalin, past nebo práškových médií při teplotě od -180 °C až do 250 °C. Tyto snímače jsou připojeny přes teplotně odolný kabel Triax k vyhodnocovací jednotce. Balluff řady BCS kapacitních snímačů nejsou pouze špičkové ve snímání objektů a hladin, ale jsou také vždy o krok před konkurencí, pokud jsou na ně kladeny vysoké technické požadavky. Odolávají vysokým teplotám a  tlakům, pouzdra jsou vyrobena z  vysoce kvalitní nerez oceli nebo teflonu do  extrémních prostředí, široký rozsah napájecího napětí a  především široký výběr různých provedení zaručuje větší konstrukční volnost i v těžce dostupných místech. Další informace a bohatou nabídku příslušenství najdete na našich webových stránkách www.balluff.cz. Balluff CZ s. r. o. Pelušková 1400 19800 Praha 9 - Kyje Česká republika Telefon: +420 281000666 Fax: +420 281940066 obchod@balluff.czmini.s

30 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com Klíčové koncepce n Nový vývoj v oblasti softwaru pro HMI přinesl značné rozšíření funkčnosti. n Rozhraní HMI nyní využívají koncepce osvědčené ve spotřební elektronice. n Nejde jen o hezká blika- jící světýlka – funkčnost může přispívat ke zvýšení efektivity operátorů. hlavní téma M oderní rozhraní HMI se spojuje s lidským elementem na zařízení nebo systému způsoby, které byly ještě nedávno nepředstavitelné. Neustále se zdokonalující technologie umožňují, aby různorodé prvky hovořily stejným jazykem, komunikovaly a vzájemně spolupracovaly. Dnešní HMI rozhraní jsou intuitivní, funkční a snadno použitelná. Stala se rozhraními poskytujícími operátorům i manažerům nástroje, které potřebují k tomu, aby žádali automatizační a řídicí systém o provedení téměř jakéhokoli úkolu a dovolují sys- tému, aby porozuměl, co se po něm žádá a daný úkol provedl. V minulosti se diskuse o HMI točily okolo ple- chových řídicích skříní a fyzických zařízení v nich instalovaných. Dnes je však srdcem systémů software propojující grafická uživatelské rozhraní (GUI), pracovní prostředí PC a prvky PLC a pro- vádějící na obrazovce počítače funkce fyzických zařízení. Díky stále výkonnějším programům lze změny provádět jednoduše a snadno překonfi- gurováním rozhraní HMI pro novou funkčnost namísto fyzického přepracování na něco nového. Díky softwarovým rozhraním HMI již snadné používání bereme jako samozřejmost. Operátoři a technici díky nim mají možnost rychlého pří- stupu k vyspělým funkcím stroje nebo procesu. „Dobře navržený systém poskytuje schopnosti řízení, automatizace a rozhodování a má zabudo- vanou funkčnost sběru dat a telemetrie,“ uvedl Richard Clark, manažer produktového marke- tingu společnosti InduSoft. „Může ukládat data, řídit kam a jak jsou ukládána a provádět s nimi inteligentní operace podle potřeby. Navíc lze data odesílat do systémů vyšší úrovně, jako jsou MES nebo CRM, pro výrobu typu just-in-time, předobjednávání, řízení skladu, ladění efektivity procesu, statistické řízení procesů, kontrolu plnění zákonných požadavků a další vykazovací a statistické úkony.“ Software otevírá nové možnosti Výkonný software je pro rozhraní HMI klíčo- vým elementem. „Z krátkodobého hlediska jsme zaznamenali drobné evoluční změny, avšak svět HMI bude v dlouhodobém horizontu zcela pře- definován,“ poznamenal John Krajewski, ředitel produktového managementu společnosti Inven- sys pro HMI v průmyslovém řízení. „Přecházíme k plynulému spojení mezi sys- témy MES/ERP a procesním řízením/automa- tizací závodu, přičemž sledujeme celé procesy nebo operace od začátku do konce,“ dodal Lou Szabo, manažer pro rozvoj obchodu společnosti Pepperl+Fuchs. „Technologie, jako např. multi- -touch, dovolují pracovníkům bezproblémově přecházet mezi systémy a mít přehled o celé situaci. Dnešní pracovník přijde k obrazovce HMI a první věc, kterou udělá, je, že pomocí dvou prstů roztáhne obrazovku. Je toho mnoho zabu- dováno přímo v softwaru a do průmyslových ope- rací se vnáší zcela nová úroveň sofistikovanosti.“ „Stručně řečeno, současný software pro HMI je prostě lepší. Dokáže minimalizovat nežádoucí lidské zásahy nebo chyby počítačového systému, které by mohly poškodit operace,“ pozname- nal Marcos Taccolini, CEO společnosti Tatsoft. „Moderní rozhraní HMI podporují bezpečnější operace díky lepšímu zvládání chyb u protokolů a postupů, rozšířenému šifrování a lepší kontrole Revoluční moc softwaru pro HMI Systémy HMI, kdysi založené výhradně na hardwaru, se nyní při řízení operací a aplikací opírají o sílu softwaru. Vylepšení v oblasti programovacích jazyků, rozhraní a mobility hrají v podnicích stále větší roli. Jeanine Katzelová Control Enginnering Sofistikovaný software vede systémy průmyslových rozhraní HMI k vizualizaci procesů a operací novými, kreativními způsoby, sleduje je od začátku do konce a operátorům dává přístup na místa a umožňuje jim provádět funkce, které si nikdy dříve nedokázali představit. Obrázek poskytla společnost Pepperl+Fuchs.

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 31 verzí a modelování objektů. Díky tomu je jedno- dušší formulovat a provozovat automatizované systémy. Softwarové programy pro HMI byly jen před několika dekádami psány v assembleru,“ pokračuje Taccolini. „Byly velmi složité a bylo obtížné s nimi komunikovat. Každá nová gene- race softwaru od té doby byla motivována imple- mentací větší funkčnosti v lepším a snadněji použitelném rozhraní a vytvářením a provozová- ním aplikací, které běžely rychleji a bezpečněji. Nejnovější softwarové technologie, jako je .Net C# pro programování nebo WPF a XAML pro vytvá- ření uživatelských rozhraní, přinášejí bezpeč- nější řešení ve srovnání se systémy vytvořenými pomocí původních nebo starších softwarových nástrojů.“ „Z důvodu těchto významných změn bude většina závodů, které využívají softwarové pro- dukty z 80. a 90. let minulého století, chtít něja- kým způsobem své systémy vylepšit,“ řekl Dave Hellyer, senior viceprezident společnosti Tatsoft pro obchod a marketing. „Nové systémy jsou cestou, jak nové technologie akceptovat. Firmy, které se snaží nadměrně prodlužovat životnost softwarových nástrojů, čelí rostoucím nákladům na údržbu původních softwarových aplikací,“ upozornil Hellyer. „A co je horší, informační tok z výrobních provozů a managementu se může zpomalovat kvůli úzkým místům vytvářeným nástroji předchozí generace. Úsporné ekonomic- ké prostředí není vhodnou dobou k odmítání investic do nástrojů, které mohou zvyšovat efek- tivitu. Je spíše ten pravý čas k nim přistoupit. V kvetoucí ekonomice si firma mnohem snáze může dovolit neefektivitu. V těžkých časech však výrobci potřebují každý přínos, který mohou vyspělé technologie poskytnout. Systémy prů- myslové automatizace tvoří mnoho vrstev. Není nutné modernizovat celou instalaci najednou.“ Informační portály: Dokázat více s méně prostředky Funkčnost moderních rozhraní HMI je sofisti- kovanější a složitější, a přesto se snadněji pou- žívají. Díky výkonnému softwaru jsou přesnější, robustnější a mají vyšší opakovatelnost. „Dob- rým příkladem této síly je virtualizace,“ uvedl Mike Mendicino, produktový manažer společ- nosti Pepperl+Fuchs. „Jestliže si pořizujete jeden poměrně drahý systém, který bude provozovat 20 procesů jako virtuální stroje, namísto zakou- pení 20 samostatných fyzických jednotek dosa- hujete značných úspor z rozsahu díky možnos- tem softwaru a hardwaru.“ Alan Cone, manažer produktového marke- tingu společnosti Siemens Industry, přitakává: „Metody, jako je virtualizace, dovolují koneč- ným uživatelům i výrobcům OEM dokázat mno- hem více. Umožňuje sdílení zdrojů a současně zabezpečuje vysoce robustní systémy. Pomáhá snižovat náklady na hardware a pod- poruje přenosnost aplikací. Výrobce OEM může postavit jeden virtuální stroj a zavá- dět jej mnohokrát rychleji než s tradičními metodami. Pomá- há to standardizovat produkty, usnadňovat údržbu, urychlit výrobní cyklus a zkracovat dobu potřebnou pro uvede- ní produktu na trh. Uživatelé požadují v rozhraní HMI více inteligence. Díky sofistikova- nějšímu hardwaru jsou roz- hraní HMI nyní integrovanými informačními portály, které dokáží podporovat lepší řízení, vyšší kvalitu a objem výroby.“ „Stále sofistikovanější pro- gramovací jazyky pro HMI opti- malizují chování a umožňují závodům vytvářet vizualizační systémy s vyspělými schop- nostmi,“ dodal Marcos Tac- colini ze společnosti Tatsoft. „Tak jako v minulosti přechod ze systému DOS na Micro- soft Windows přinesl revoluci do způsobu naší práce, stej- ně tak soubor nových tech- nologií nyní vytváří nové kon- cepce. Ty sahají od zavedení technologie .Net Framework, grafiky s hardwarovou akce- lerací a vícejádrových proce- sorů běžících na 64 bitech až po exponenciální růst šířky pásma komunikací a vzdálené a cloudové aplikace.“ „Softwarová evoluce podpo- ruje zvýšenou integraci,“ uvedl Richard Clark ze společnos- ti InduSoft. „Náš software je na integraci postaven. Všech- na naše zařízení spolu mohou hovořit. To je to, co definuje integraci. Přesto mohou nové typy zařízení vytvářet problé- my s integrací nebo podporou. Je-li nové zařízení populární, je pravděpodobné, že časem tuto technologii začleníme do ovladače, který bude komunikovat s našimi produkty. Pokud je však jeho použití úzké nebo omezené, je možné, že půjde jen o krátkodobou záležitost. Populární zařízení jsou postavena na společných techno- logiích.“ hlavní téma Od jednoduchého rozhraní stroje k vizualizaci podniku v reálném čase Sofistikovaný software dovolil vytvoření propracovaných, interaktivních systémů. Rozhraní HMI je zde inteligentním centrem komplexní platformy vizualizace podniku v reálném čase se zabudovanými hlavními službami. Obrazovka HMI (nahoře, horní sestava) je hlavním přístupovým bodem k okolním aplikacím. Z jednoho výchozího bodu může operátor přistupovat ke kamerám zaměřeným na zařízení a procesní oblasti, stejně jako k trendovým grafům, ukazate- lům KPI, školicí dokumentaci a příručkám k použití a k videoaplikaci pro spolupráci pracovníků v reálném čase. Pro mobilní ope- race je navíc k dispozici tabletový počítač. Když dojde k určité události (viz obrazovka alarmy [21] ve spodní sestavě), operátor klikne na ikonu alarmu a každá obrazovka se okamžitě přizpůsobí tak, aby zobrazovala relevantní informace. Kamery ukazují, co se děje. Zobrazují se trendy a ukazatele KPI pro stroj, kterého se týká alarm a poskytují data v reálném čase a porovnatelné ukazatele. Zobrazují se také pokyny k údržbě stroje s alarmem a je automaticky připojen expert na daný stroj čekající na zavolání, takže v případě potřeby může začít videohovor. Obrazovka tabletového počítače se automa- ticky přizpůsobuje a poskytuje mobilním ope- rátorům data pro vyšetření a řešení události. Obrázek poskytla společnost Invensys.

32 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com Sbližování systémů, přínosy mobility Sbližování systémů, pod- porované a urychlova- né sofistikovaným soft- warem je bezesporu velmi významným trendem. „Často o HMI uvažuji jako o mozku procesu,“ řekl Mike Mendicino ze spo- lečnosti Pepperl+Fuchs. „Vlastní řízení vykonává systém DCS, avšak nyní je skrytý o úroveň pod HMI. Interakce, program pochází z HMI a je nahrán do systému DCS. Protože je méně vidět, je méně patrný.“ „Systémy dosahují vyšší interoperability,“ sou- hlasil Marcos Taccolini. „Nové jazyky, jako je C# a VB.Net z programu Microsoft .Net Framework, nabízejí mnoho výhod a umožňují vytvářet pro- gramy využívající zabudované funkce z jazyka samotného a z operačního systému,“ pokračo- val Taccolini. „Podobně jako jiskrově bezpečný přístroj pracuje na napěťových úrovních příliš nízkých pro zažehnutí exploze, vyspělý software pro HMI – tím jak je navržen a postaven – přiro- zeně umožňuje řešení, která ze své povahy chrání systém, dojde-li k selhání.“ Je pravda, že nový hardware poskytl rozhraním HMI mnohem více možností, ale je to právě software, který je dovo- luje realizovat. „Trendem je akceptovat mobilní zařízení, nikoli snad pro řízení, ale určitě pro informovanost,“ uvedl Alan Cone ze společnosti Siemens. „Nejde o tradiční HMI, ale odrážejí způ- sob, kterým se obor pohybuje. Dovoluje pracov- níkovi vědět, co se v systému děje, aniž by musel chodit přes celý provoz.“ „Mobilita v průmyslové automatizaci je mimo základní dovozní úroveň,“ poznamenal John Krajewski ze společnosti Invensys. „Umožňu- je vzdálené nahlédnutí pro kontrolu procesu. Dnešní technologie mají dopad na uživatelské rozhraní,“ uvedl dále Krajewski. „Jsme svědky exploze v oblasti uživatelských rozhraní, tabletů a chytrých telefonů, pracujeme s metodami slide- -and-swipe a multi-touch. Nejsou to hračky, jsou to metody – pro skutečnou práci, k řešení skuteč- ných problémů. A zákazníci je budou vyžadovat. Software pro HMI je rychle se měnící technologií, pohyblivým cílem. Tyto systémy jsou očekáváním toho, jak by věci měly fungovat a budou mít velký dopad na průmyslovou automatizaci.“ Výkon, který nás všechny překvapí Jak bude výkonný software formovat HMI budoucnosti? Další slučování aplikací a zaří- zení je jisté, shodují se téměř všichni. V raných dobách MMI a HMI byly aplikace oddělené a specializované. „Jeden softwarový balík pro- vozoval obrazovky, druhý sběr dat a další se staral o přehledy,“ uvedl Marcos Taccolini. „Nyní se aplikace a rozhraní rodí už jako inte- grované, aby pojímaly celou situaci. Tok a ana- lýza dat, výpočty v reálném čase, výstupy více zařízení jsou programované a využívané jako jedna jednotka. Uživatelé komunikují s aplika- cemi z centrálního místa a přistupují k různým druhům dat, od odečtů přístrojů, přes údržbu, obrazovky SCADA, analýzu KPI až po zasílání zpráv pracovníkům.“ „Software pro HMI zítřka na sebe musí vzít roli průvodce,“ řekl John Krajewski. „Obsah obrazovky HMI musí operátorovi pomáhat přijí- mat lepší rozhodnutí. Ze stresu vznikají chyby. Nezapomínejme, že dnešní operátoři obvykle nejsou tak vyspělými pracovníky a jsou méně zkušení než jejich předchůdci. Software pro HMI musí usnadňovat rozhodování, dovolo- vat operátorům pracovat lépe a minimalizo- vat chyby. Vývojáři softwaru musejí vkládat obsah, který přispívá k zajištění opakovatel- ných výsledků. Operátoři, výrobci a závody nechtějí být softwarovými experty. Vyrábějí potraviny, generují elektrickou energii nebo provozují závod. Hledají nástroje, které jim pomohou jejich procesy ve velké míře usnad- nit,“ dodal Krajewski. „Automatizace a robotika již jsou realitou,“ poznamenal Richard Clark. „Některé provozy vyžadují minimální počet operátorů. Suroviny přicházejí dovnitř a dokončené výrobky vychá- zejí ven, sestavené automatizovanými procesy SCADA a robotikou. Výhodou systémů říze- ných sofistikovaným softwarem je to, že každý produkt je naprosto stejný jako předchozí. Nemyslím, že by nyní existovala míra sofisti- kovanosti potřebná k automatizaci veškerého zpracování tímto způsobem, avšak je to bez- pochyby cílem mnoha technických týmů pro řízení procesů na celém světě.“ Takového cíle jednou možná dosáhneme. Takové inovace závisejí na širší dostupnosti stále sofistikovanějších nástrojů a na začle- nění rozhraní HMI do designu, řízení, strojů a výrobních procesů způsoby, které ještě niko- ho ani nenapadly. „Přijde doba,“ předpověděl Richard Clark, „kdy mladší pracovníci, kteří vyrostli na hraní her v 3D prostředí, budou pracovat s řídicími systémy. V určitých vojen- ských aplikacích již 3D rozhraní existují. Jed- noho dne se asi objeví i v průmyslových řídicích systémech – a bezpochyby takovým způsobem, který nás všechny překvapí.“ ce Jeanine Katzelová je přispěvatelkou časopisu Control Engineering. Kontaktujte ji na adrese jkatzel@sbcglobal.net. hlavní téma Softwarové nástroje pro vizualizaci naplno využívají možností vyspělých programovacích technologií, jako je Microsoft .Net Framework. Systémy poskytují potřebné zabudované moduly, komponenty a funkčnost pro zajištění bezpečného a efektivního zavádění sběru dat, monitorování a řízení v reálném čase, upozorňování na události a alarmy, tvorbu přehledů a vyspělou vizualizaci. Databáze v reálném čase umožňují synchronizaci dat mezi několika serverovými procesy a mnoha klientskými stanicemi bez nutnosti dalšího programování. Obrázek poskytla společnost Tatsoft LLC.

Aktuální červnové vydání dostupné v tištěné i digitální verzi. Více informací na www.inbudovy.cz. 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

34 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com hlavní téma K dyž s vaším novým automatizačním pro- jektem vyrážíte na cestu, cestovní plán pomůže zajistit, že se na místo dostanete bezpečně a jistě. Abyste zůstali na správné trase, uvědomte si, odkud vyjíždíte a kam směřujete. 1. Plánujte svou cestu: Před vyjetím se ujistě- te, že plně rozumíte všem cílům vašeho projektu, zejména obchodním otázkám, které jsou impul- sem k projektu. Dobře se zamyslete nad tím, co je zapotřebí, abyste se dostali do cíle. Podělte se o svůj plán se všemi zúčastněnými stranami, aby váš výlet měl perfektní začátek. 2. Vykreslete si trasu a zastávky na cestě:  Cestovní plán by měl identifikovat cíle, harmono- gram a plán pro realizaci vašeho projektu. Také by měl zmapovat pravidelné zastávky na odpoči- nek, abyste si udrželi přehled o tom, jak postupu- jete. Vypracujte podrobnou funkční specifikaci. 3.  Validace:  Naplánujte přejímací zkoušku v závodě, abyste validovali systém s technickými a provozními pracovníky dříve, než přistoupíte k instalaci v provozu. Použijte funkční specifika- ci jako základ zkušebního plánu. Zajistěte, aby solidní plán instalace na místě určení identifiko- val a koordinoval požadované kroky technického zajištění, výroby a obchodu. 4. Po příjezdu: Když dorazíte na místo urče- ní, zkontrolujte, zda vše dojelo bezpečně a podle předpokladů. Kontaktujte všechny zúčastněné strany a potvrďte si, jestli byla naplněna očeká- vání. Zajistěte, aby byla dokumentace na svém místě a aby byli provozní pracovníci a zaměst- nanci údržby náležitě vyškoleni k obsluze a péči o nový systém. 5. Podělte se o vzpomínky: Jen málokdy se při projektu nic nového nenaučíte. Když skončí- te, vyhraďte si čas na to, abyste se podělili o své nové zkušenosti s ostatními, aby byla vaše příští cesta ještě lepším zážitkem pro všechny. ce David McCarthy je prezident a CEO společnosti TriCore. T ak jako každý složitý proces, i automatiza- ce výrobního systému začíná plánem. Plán řízení složitého projektu je nezbytným ces- tovním plánem – dokumentem, který by měl mít po ruce každý, kdo se na projektu podílí. 1. Kooperativní proces: Úspěšné plány pro- jektového řízení nejsou vytvářeny ve vzducho- prázdnu. Plánování je kooperativní proces, který zahrnuje klíčové zástupce interního týmu a kli- enta. Jedna osoba či malý tým musí být oslove- ním nebo funkcí identifikovány a autorizovány k vedení (= projektový manažer). Projektový manažer by měl shromažďovat a kontrolovat všechny podpůrné dokumenty, které pomáhají při vedení dialogu. 2.  Klíčové  prvky: Plán projektového řízení musí identifikovat a dokumentovat projektovou motivaci, cíle, zúčastněné strany, očekávané výsledky a milníky, rizika a plány na jejich zmírňování a schvalovací procesy. Projektový manažer musí kontrolovat plán během realizace projektu a v případě jakýchkoli změn aktualizo- vat plánovací dokumenty. 3. Viditelnost dokumentů pro členy týmu: Viditelnost plánu a přístup k němu během rea- lizace projektu jsou také důležité. Informační systém projektového řízení umožňuje snadný přístup všem členům týmu, ať už jsou v kan- celáři nebo mimo ni, aby se zjednodušil proces a zajistil přístup k aktuálním dokumentům. 4.  Šablony  mohou  pomoci: Odkud začít? Projektoví manažeři a manažerské týmy se často opírají o šablonu, která je vede při vývoji plánu projektového řízení. Šablona může být buď vyvi- nutá v průběhu času, nebo převzatá z osvěd- čených šablon, jaké svým členům nabízí třeba sdružení Control System Integrators Associati- on (CSIA). Tak či tak, šablona zvyšuje efektivitu a konzistentnost procesu plánování. ce Jeff Miller, PMP, je ředitel projektového mana- gementu společnosti Interstates Control Sys- tems a předseda výboru CSIA Best Practices Committee. Pro více informací o CSIA navštivte www.controlsys.org. Cestovní plán automatizačního projektu: Rada na cestu Při spolupráci je klíčová viditelnost Pojetí automatizačního projektu jako cesty pomáhá zajistit bezpečný a jistý příjezd při minimalizaci projektových objížděk a výmolů. Více informací naleznete v internetové verzi článku. Cestovní plány automatizačních projektů: Úspěšné automatizační projekty využívají plán projektového řízení pro udržení na správné trase. Další informace naleznete v internetové verzi článku. David McCarthy TriCore Jeff Miller Interstates Control Systems

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 35

36 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com hlavní téma V novém školicím videu společnos- ti Fieldbus Foundation instruktor Chuck Carter vysvětluje, jak říze- ní v provozu funguje a provozuje smyčku průtoku pomocí ventilu a průtokoměru. Jakmile systém nastaví a uvede do chodu, bodře oznamuje: „Budu demonstrovat ještě jednu věc, která je jednou z výhod, jen tak z legrace shodím váš hostitelský systém.“ Carter tvrdí, že pro operátora by ztráta hos- titelského systému znamenala obrovský pro- blém, avšak ilustruje klíčovou výhodu distri- buované inteligence: méně součástí procesu závisí na jednom centrálním bodu selhání. I se shozeným hostitelským systémem ventil a prů- tokoměr dále fungují správně a udržují průtok na příslušné žádané hodnotě. Když se hostitel- ský systém obnoví, vše je, jak bylo. Systém fun- guje, protože regulační ventil a snímač průtoku mají zabudované sofistikované funkce zpraco- vání dat a řízení. Uživatel toho může využít, ale také nemusí, podle toho, co situace vyžaduje. Mít k dispozici takovou redundanci je jistě výhodou, ale je jen jedním aspektem distribu- ovaného řízení. Už od prvních implementací DCS byla distribuce klíčovým prvkem strategie sítí a řízení. Zpočátku to mělo defenzivní účel. Sítě byly pomalé a schopnost centralizovaného zpravování byla omezená, takže systémy jakéko- li velikosti musely rozdat práci okolo sebe, aby byla provedena včas. Během času se situace změnila. Výpočetní kapacita je neomezená pro všechny praktické účely a sítě jsou rychlej- ší. Přesto zůstává distribuovaná inteligence významným prvkem strategie řízení. Mnohem chytřejší provozní zařízení Není asi příliš přehnané tvrdit, že výpočetní výkon vysílače dnešního Coriolisova průtoko- měru by mohl konkurovat hlavnímu procesoru raných systémů DCS. Podobně i u PLC, PAC, regulátorů teplotních smyček a nejrůznějších malých chytrých zařízení vzrostla sofistikova- nost mílovými kroky. Když se chytře zkombinu- jí, potřeba centrálního zpracování rychle klesá. V některých situacích, jako je dříve disku- tovaný příklad, inteligence leží ve vysílači pro- vozního zařízení. Tyto schopnosti během let vzrostly od základních funkcí linearizace výstu- pu senzoru nebo sekundárních korektivních měření k funkcím pro derivování dalších regulo- vaných veličin z dostupných dat. Tato doplnění samozřejmě komplikují požadavky na konfigu- raci zařízení, takže dodavatelé pracují na vytvo- ření přístupů, které minimalizují takové přidané procesy bez ztráty nové funkčnosti. V jiných situacích mohou provozní zařízení pracovat s malými lokálními procesory, které slouží i jako rozhraní I/O. Tyto jednotky mohou vykonávat funkce, jež by konkurovaly velkým systémům DCS minulé dekády. „Většinu opera- cí týkajících se signálu provádí mozek, tedy I/O procesor v I/O stojanu,“ vysvětluje Ben Orchard, systémový technik společnosti Opto 22. „Může sem patřit funkce západky a vysokorychlostní čítání, časovací jednotky, linearizace termočlán- ků a řízení smyčky PID. To uvolňuje ruce řídicí- mu prvku, aby prováděl programování, komuni- Decentralizace procesního řízení a správy informací Písmeno „D“ ve zkratce DCS vždy znamenalo distribuovaný. I když se technologická motivace k síťové strategii možná změnila, platí stále základní koncepce distribuované inteligence? Peter Welander Control Engineering Tento I/O systém sbírá data ze skupiny provozních přístrojů a odesílá je do řídicího systému po jednom kabelu. Obrázek poskytla společnost Opto 22.

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 37 kaci, matematické a další operace. Provozování úkonů, jako jsou PID smyčky na úrovni I/O, rovněž přináší odolnost vůči chybám. Pokud například dojde ke ztrátě komunikace s řídicím prvkem, smyčky PID budou nadále běžet nezá- visle a udržovat žádané hodnoty.“ Chytřejší sítě Distribuovaná inteligence funguje jen tam, kde existují sítě, které dokážou vše koordinovat. Zatímco vlastní řídicí funkčnost lze distribu- ovat, analýza a vykazování musejí být stále centralizované. Využívání Ethernetu v průmys- lových aplikacích rapidně roste z mnoha důvo- dů. Jedním z nich je jeho schopnost podporovat distribuovanou infrastrukturu. To znamená, že poskytovatelé sítí, kteří jsou více spojováni s podnikovými systémy a tradiční oblastí IT, se přesouvají do oblasti průmyslových sítí. To však vyvolává určité obavy, protože mnoho pracovníků, kteří jsou zodpovědní za udržo- vání chodu procesní jednotky 24 hodin denně sedm dnů v týdnu, má pocit, že správci OT jednoduše nechápou, jak vážná je odpověd- nost za tuto dostupnost. Paul Taylor, globální alianční manažer společnosti Cisco, má za to, že si uživatelé v průmyslu neuvědomují, že v tomto ohledu nejsou jedineční, a připomíná: „Zjišťujeme, a lidé to někdy neradi slyší, že sítě v průmyslových prostředích jsou do značné míry stejné jako v jiných oblastech. Každý si rád myslí, že jeho odvětví je odlišné, ale dostupnost sítě závodu je v mnohém stejnou otázkou jako dostupnost finanční sítě na Wall Streetu. Pokud by ta na několik sekund spadla, jaká finanční ztráta by vznikla?“ Chápe, že rozsah tohoto požadavku je v rámci různých podniků odlišný. Tyto pocity pravdě- podobně vznikají ze situací obvyklých u většiny firem, kdy e-mailový systém na 5 nebo 10 minut spadne. „Pozorujeme, že dostupnost a provede- ní sítě u všech těchto ostatních typů prostředí se může poměrně snadno přenést do průmys- lového prostředí. Jejich požadavky jsou celkem podobné, pokud jde o tuto úroveň spolehlivosti sítě,“ dodává Taylor. Sofistikovaná bezpečnost I když se procesní řídicí systémy staly více distri- buovanými, bezpečnostní systémy stále zůstá- vají v zásadě monolitické a spoléhají na trojitě redundantní bezpečnostní PLC. Ačkoli je kritic- ky významné vyhnout se jednomu bodu selhání, některé firmy si uvědomily, že inteligenci použí- vanou pro řízení lze použít také pro bezpečnost, a to bez ztráty požadované funkční separace. Ti, kteří jsou odpovědní za údržbu bezpečnostních systémů, oceňují možnost určitých stejných diagnostických schopností spojovaných s řídi- cím systémem. Mnoho firem hovoří o určité koncepci integro- vané bezpečnosti, což zřejmě naznačuje, že bez- pečnostní systém a základní procesní řídicí sys- tém jsou určitým způsobem propojené. Takto to nefunguje, protože tato myšlenka narušuje základní princip, že bezpečnostní systém by měl být schopen fungovat zcela nezávisle na řídicím systému. Přesněji řečeno, řídicí systém může využívat informace z bezpečnostního systému, a to za předpokladu, že tento tok informací jde jen jedním směrem. „U elektronických I/O jsme udělali to, že jsme přesunuli ‚chytré funkce‘ pro I/O, ba dokonce i některé řídicí schopnosti hlouběji do provozu,“ říká Mark Nixon, ředitel výzkumu R&D střediska společnosti Emerson Process Klíčové koncepce n Inteligentní zařízení distribuované po síti může provádět úkony zpracování individuálně a zároveň zůstávat inte- grované. n Zajištění této funkčnosti závisí na efektivním návrhu sítě a na její implementaci, přičemž si často vypůjčuje nápady z IT sítí. n Tento přístup může být přínosný pro řízení procesů, kompi- laci dat, a dokonce i pro bezpečnostní systémy. hlavní téma Virtualizace se stává stále důležitější v souvislosti s tím, jak roste složitost sítě. Zapojení do clusterů podporuje redundanci. Obrázek poskytla společnost Invensys.

38 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com Management. „Totéž se děje u bezpečnostních systémů. Zavedli jsme řídicí prvek, který běží v provozu a sedí na horní pozici s bezpečnost- ními moduly CHARMs, které umí provádět monitorování a řízení odstávky.“ Nixon věří, že pravá distribuovaná inteligen- ce je fenoménem teprve nedávné doby. Nyní existují technologie, které umožňují rychlé řízení prostřednictvím integrovaných, avšak vysoce distribuovaných sítí. Výsledek přesunu bezpečnostní inteligence blíže k úrovni zaří- zení je podobný příkladu, jenž byl popisován na začátku tohoto článku. Bezpečnostní funk- ce nemusejí být závislé na centralizovaném řízení. Senzory a akční členy, které jsou blízko problému, mohou v případě potřeby fungovat nezávisle. Co by mělo zůstat centralizované? Ačkoli počet funkcí, které lze decentralizovat, roste, stále existuje několik oblastí, které je lepší nechat centralizované nebo by se alespoň jako centralizované měly jevit, i když nejsou. K těm několika, jež by se asi neměly distribu- ovat, patří: • informace o konfiguraci zařízení, • správa záplat, • sběr dat a datové sklady. Jednou z oblastí, pro niž je agregace příno- sem, je sběr dat. Pro většinu analytických účelů platí, že čím více informací, tím lépe, avšak to neznamená, že skutečně musí být na jednom místě. Jack Gregg, ředitel produktového marketin- gu systému Experion společnosti Honeywell Process Solutions, upozorňuje, že převedení dat na informace je klíčovým prvkem efek- tivní řídicí architektury. „Naše datové sklady jsou uloženy na serveru a server představuje cluster a určitý počet řídicích prvků, které je s ním možno spojit,“ vysvětluje. „Tyto cluste- ry serverů jsou navrženy tak, aby pracovaly jako jeden velký systém. Způsob, jakým spolu komunikují, označujeme jako architekturu distribuovaných serverů (Distributed Server Architecture – DSA). Řekněme, že v jedné jed- notce vytvořím bod a označím jej ‚FIC-101‘ a nahraji jej do této jednotky v daném řídi- cím prvku. Nyní jej operátor využívá a určuje jeho trendy, server archivuje jeho data, pro daný cluster jsou generovány alarmy a všechny tyto informace jdou do jednoho serveru a jsou prezentovány operátorovi. Pokud bych seděl v podnikové kanceláři a chtěl bych vědět, co se v této jednotce děje, je všechno transparentní. Server se rozhlédne a najde jakékoli informace, o které požádám. Nemusím nutně vědět, odkud pocházejí, a ani na tom nezáleží.“ Rozsah tohoto nasazení může nabýt vskut- ku obřích rozměrů, pokud velké firmy začnou agregovat data z mnoha závodů po celém světě. Shromažďování historických dat z výrobních jednotek v objemu statisíců značek je prove- ditelné, avšak tyto systémy zasahující přes mnoho lokalit může být náročné spravovat. Společnost Invensys Operations Management je nazývá galaxie, což je globální názvový Existují firmy, které vidí distribuovanou inteligenci jako krok nesprávným směrem. Joe Ottenhof, regionální obchodní ředitel společnosti Beckhoff Automation, považuje přechod k distribuované inteligenci v zásadě za defenziv- ní taktiku, která odráží nespokojenost uživatelů s typickým výkonem sítě v kon- textu procesní výroby. Tvrdí, že tento přístup nenapravuje hlavní příčinu. „Důvodem, proč je v provozních zařízeních tolik inteligence, je to, že přeno- sová kapacita sítě je tak nízká,“ vysvětluje. „Nedostáváte odezvu od ostatních zařízení včas. Problém vzniká při snaze maximalizovat celkovou efektivitu a celkový výkon závodu. Za tímto účelem skutečně potřebujete centralizovaný pohled na to, co se děje v celém provozu. Omezujícím faktorem, se kterým se většina dodavatelů řídicích systémů potýká, je rychlost sítě a objem dat proudí- cích po síti z těchto provozních zařízení. Raději bychom měli v provozu hloupé senzory, tedy zařízení, která jen odesílají parametry. Pro připojení ke všem těmto zařízením dohromady – stovkám, možná i tisícům – používáme vysoko- kapacitní síť namísto nízkokapacitní sítě a všechna tato zařízení připojujeme prostřednictvím jednoduché, ale odolné infrastruktury zpět k centrální zpra- covatelské jednotce, která vykonává řízení. Toto je model diskrétních aplikací společnosti Beckhoff.“ Tento přístup může fungovat díky tomu, že výkon CPU je nyní v zásadě neo- mezený a vysokorychlostní sítě na bázi Ethernetu (100 Mb/s), jako je EtherCAT, v kombinaci s jednoduchými provozními zařízeními dovolují u většiny aplikací doby cyklu pod jednu milisekundu. Ottenhof uznává, že tento přístup není pro každého. Tato strategie by nebyla praktická pro rafinerii nebo velký chemický závod, avšak existuje mnoho procesních aplikací, které mají více diskrétní povahu, kde by tato koncepce mohla dobře fungovat. Jedním z kritických hledisek je to, že společnost Beckhoff vidí problémy v závislosti na hardwaru. „Když máte centralizované řízení, implementujete v softwaru to, co jiní implementují v hardwaru,“ konstatuje Ottenhof. „Naším přístupem je implementovat v softwaru co nejvíce a co nejvíce eliminovat hardware. Ideou je to, že hardware rychle zastarává, zejména v oblasti výpo- četní techniky. Software se mnohem snáze udržuje s mnohem přiměřenějšími náklady.“ Opačný názor: případ moderního monolitického řízení Společnost Beckhoff doporučuje EtherCAT jako páteřní síť více monolitického systému. Protože existuje poměrně málo provozní přístrojové techniky, která dokáže komunikovat tímto způsobem, uživatelé potřebují používat rozhraní I/O. Obrázek poskytla společnost Beckhoff.

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 39 prostor, a spravuje všechna tato shromážděná data. V závislosti na rozsahu projektu mohou pokrývat velké geografické oblasti. Rob Kambach, produktový manažer pro apli- kační servery a systémové platformy společnos- ti Invensys, vysvětluje, jak to funguje: „Když v našem systému vytvoříte projekt, vytvoříte galaxii, což je úložiště vašeho projektu, a v jejím rámci můžete mít objekty a tyto automatizační objekty mohou komunikovat se zařízeními. Automatizační objekty mohou mít skripty, sym- boly, zabezpečení, archivaci dat a v zásadě coko- li, co potřebujete pro vytvoření vašeho systému. Automatizační objekty je pak možno nasadit do platforem, kterými mohou být hostitelské počítače – těch mohou být stovky. Můžete jich mít 10 v jednom závodě, 10 v jiném závodě atd. a budou shromažďovat informace a zobrazovat je na rozhraní HMI. Všechny dokážou komuni- kovat se softwarem InTouch. Pozorujeme trend, kdy namísto růstu do větších a větších rozměrů chtějí lidé mít menší galaxie, které mohou spra- vovat snadněji, avšak stále chtějí mít schopnost komunikovat s jinými lokalitami a vyměňovat si informace zabezpečeným způsobem.“ Rob Kambach se domnívá, že firmy s širo- ce rozptýlenými výrobními prostředky mohou využívat systém, jako je tento, k usnadnění centralizace znalostí ze speciální oblasti. Interní konzultanti mohou prostřednictvím tohoto sys- tému obsluhovat z centrální kanceláře mnoho lokalit a minimalizovat tak nutnost cestování. Nezapomínejte na zabezpečení Jednou z největších výzev a obav, když se síť stane tak složitou, je zabezpečení. V tomto kontextu jde o dvě hlavní hlediska: tradiční kyberprostorové zabezpečení (ochrana před útočníky zvenčí) a interní regulace toho, kdo se kam může v těchto velkých sítích dostat. Kontrola možnosti řídit proces musí být ve správných rukou, jak upozorňuje Jack Gregg ze společnosti Honeywell: „Data jsou zde a potřebujete je zabezpečit a zpřístupnit pouze lidem, kteří je potřebují. Určitě nechcete, aby někdo na podnikové úrovni nastavoval žádané hodnoty. To je nesprávná úroveň a nesprávný uživatel pro provádění změn procesu. Když manažeři provádějí plánování a tvorbu rozvrhů a chtějí v procesu provést změnu třídy, zašlou pokyny operátorům v řídicí místnosti a operá- toři provedou změnu zde. Nebudou ji prová- dět obchodní pracovníci. Ti nastavují cíle, ale změny se vykonávají v řídicí místnosti. Musíte uzamknout informace v procesním řídicím sys- tému a zpřístupnit je jen těm lidem, kteří je potřebují. Nezpřístupňujte kriticky významné informace někomu, kdo neřídí kriticky význam- ný proces.“ Rozmisťování inteligentních zařízení po celém procesu přináší také otázky zabezpečení. Mnoho PLC, PAC či řada zařízení sbírajících data z I/O a podobně má přístup k Ethernetu, ale nemusí nutně mít silné interní kyberprostorové zabez- pečení. To znamená, že primární linií obrany musí být samotná síť. Správci IT sítě zde mohou pomoci, protože se již museli potýkat se stejným problémem, jen v jiné podobě. „Není moc velký rozdíl mezi tímto a podni- kovým prostředím, kde pracovníci využívají vlastní zařízení,“ připouští Paul Taylor. „Systém využívání vlastních zařízení (Bring Your Own Device – BYOD) znamená, že kdokoli může přijít do práce s vlastním zařízením iPad, iPho- ne, Android nebo jakýmkoli jiným a připojit se k podnikové síti. Bude to fungovat. Mohou vám na váš iPad chodit e-maily, ale je to váš iPad a večer si jej berete domů. Možná si vaše děti stahují hry z internetu, a kdo ví, co se může stát. Když začnete uvažovat o inteligentních zaříze- ních v průmyslové oblasti s tímto zavedeným přístupem, uvědomíte si, že zabezpečení musí zajistit síť, protože nevíte, co je k síti připojeno. Nevíte, kde tato zařízení předtím byla nebo co na nich je. Musíte do sítě zavést zabezpečení.“ Jednou z hlavních výhod průmyslových sítí je to, že když se dostanete na úroveň zařízení, měl by být předvídatelný objem síťového provozu, charakter pohybujících se dat a to, kdo s kým komunikuje. Jestliže videokamera začne odesí- lat e-maily, víte, že nastal problém. Úspěšný návrh sítě znamená rovnováhu vytvoření odpovídající ochrany bez zbytečných překážek pro žádoucí síťový provoz. Taylor k tomu dodává: „Dobrým příkladem je situace, kdy máte svůj přenosný počítač a berete jej do provozu, protože potřebujete přeprogramovat PLC. Když jej připojíte k ethernetovému přepí- nači na PLC, abyste k prvku mohli přistupovat, síť vám to dovolí. Ale pokud se budete chtít ke stejnému PLC připojit ze své kanceláře, nedo- volí vám to, protože jste připojeni na nespráv- ném místě. S takovými aspekty zabezpečení se setkáváme v síti. Tento typ zásad zabezpečení můžete aplikovat po celé síti. Přesně to dělá oddělení IT, když vejdete se svým iPadem. Nezís- káte přístup ke všemu, ale budete mít přístup k některým věcem, které potřebujete, abyste zůstali efektivní a produktivní.“ Možnosti distribuované inteligence za posled- ních několik let mimořádně vzrostly. Při vhodné aplikaci mohou zvýšit výkon procesních jedno- tek a zlepšit dostupnost informací pro rozhodo- vání. ce Peter Welander je obsahový ředitel časopisu Control Engineering. Kontaktujte jej na adrese pwelander@cfemedia.com. hlavní téma „Když začnete uvažovat o inteligentních zařízeních v průmyslové oblasti, uvědomíte si, že zabezpečení musí zajistit síť, protože nevíte, co je k síti připojeno. “

40 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com P apírenský závod Stora Enso v Lan- gerbrugge v Belgii se v roce 2008 roz- hodl nainstalovat nový kotel s cirku- lujícím fluidním ložem (dále v textu CFB = circulating fluidized bed) a kondenzační turbínu. Jako poradce pro daný projekt byla vybrána společnost Pöyry a dostala za úkol navrhnout dynamickou simulaci parní sítě, která bude použita v rámci procesu navržení nového zařízení. Byl to obzvláště složitý projekt v tom, že závod předtím nakupoval páru od externího dodavatele. Hlavní změna spočívala ve výrobě a řízení vlastní dodávky páry. Základní myšlen- kou pro použití dynamické simulace při výpo- moci s navrhováním procesu je, že odborníci na řízení daného zařízení se účastní celého cyklu navrhování technického řešení. To zajišťuje, že jakmile bude závod uveden do provozu, ovládací prvky a proces budou schopny zvládnout všech- ny předvídané poruchy v daném procesu, např. přetržení pásu papírenského stroje a výpadek turbíny. Tento přístup se v Langerbrugge velmi osvědčil a následující diskuse objasňuje, jakým způsobem byla provedena dynamická část tech- nického řešení daného procesu. Dynamická versus statická simulace Navzdory různým nástrojům pro tvorbu kon- strukčních návrhů, které jsou v současné době k dispozici, se zdá, že mnoho projekčních prací určených pro elektrárny je provedeno pouze za pomoci statické simulace, jako např. výpoč- ty tepelné bilance. I když se jedná o užitečné záležitosti, statické simulace obvykle předpo- kládají, že provozní podmínky elektrárny, třeba spotřeba páry, jsou v daném provozním bodě zcela stabilní. Nicméně každodenní provoz elektrárny je zaplněn různými poruchovými situacemi. Vzhledem k tomu, že provádění dynamických hlavní téma Dynamická simulace předpovídá spotřebu páry v rámci nepředvídatelného provozování papírenského závodu Hans Boghaert, Jarno Nyman, Mikael Maasalo Klíčové koncepce n Simulátory procesu jsou schopny charakterizovat nové zařízení ještě před samotným zahájením výstavby n Výsledky simulace dokážou navrhnout konkrétní konfigu- raci a výběr zařízení tak, aby byly zajištěny požadované provozní charakteristiky

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 41 simulací bylo historicky velmi nákladnou záležitostí, během technického návrhu řešení neprobíhaly žádné testy se zaměřením na vznik poruchových stavů. Dokonce i v současné době se mnoho prvků strategie řízení sestavuje až při uvádění zařízení do provozu – metodou pokusu a omylu. Před 10 lety vyvinula společnost Pöyry dyna- mický simulátor parní sítě pod názvem Mody- sim. Nejdůležitějším rysem tohoto simulátoru je, že modely jsou dostatečně jednoduché, aby na nich bylo možno provádět efektivní simulace z hlediska nákladů, ale dostatečně podrobné pro dosažení přesných výsledků. Doposud byl simulátor Modysim použit ve více než 40 projek- tech a bylo prokázáno, že dosahoval přesných výsledků v rámci několika dnů po zahájení pro- cesu modelování. V roce 2007, poté, co byl simulátor Modysim po dobu několika let úspěšně používán v rámci projektů optimalizace samostatných parních sítí, se společnost Pöyry rozhodla modernizovat celý proces technického řešení elektrárenských provozů, a to přidáním simulátoru Modysim do všech etap projektování elektrárenských pro- vozů. Závod Stora Enso v Langerbrugge byl mezi prvními, u něhož byla tato nová metoda použita v plném rozsahu. Řešení problematiky výpadku (odstavení) turbíny Před vypracováním projektu výstavby nového kotle byla významná část technologické páry pro závod v Langerbrugge nakupována a řeše- na formou subdodávky z nedalekého zaříze- ní. Po instalaci nového kotle došlo k úplnému odstavení parního potrubí od zařízení. Jelikož tlak technologické páry byl ovládán ventilem v místě, kde přívod páry od subdodavatele vstu- poval do prostoru papíren, musela být přepra- cována celá koncepce řízení parní sítě. Nová koncepce řízení elektrárenského provo- zu byla stále ještě ve vývoji a už bylo zřejmé, že výpadek či odstavení turbíny bude pro provoz zařízení představovat velkou výzvu. Z toho důvo- du byli všichni pracovníci papíren Stora Enso velmi zvědaví, jakým způsobem si společnost Pöyry a simulátor parní sítě Modysim poradí s řízením procesu během výpadku či odstavení turbíny. Stávající schéma regulace tlaku bylo vyvinuto společností Pöyry v roce 2003, takže perso- nál závodu v Langerbrugge již byl obeznámen s metodou vypracování integrovaného systému řízení a sdružení nezávislých řídicích systémů. Účelem dynamické simulace byla nejen kon- trola nastavení procesu, ale rovněž propojení nových i stávajících ovládacích prvků dohroma- dy (Obrázek 1). Kontrola nastavení procesu Dynamická simu- lace poskytuje způsob kontroly nastavení proce- su. Obvykle bývá při modelová- ní kontrolována kapacita ventilů, doba zdvihu ovla- dače a objem aku- mulátoru během poruch v procesu napájení – např. při přetržení pásu papírenského stro- je. Samozřejmě, že v případě závodu v Langerbrugge nebylo možno nic měnit, co se týče provozního procesu elektrárny. Nicméně pro nový závod s kotlem CFB předsta- voval výpadek turbíny velkou výzvu. Obtok (bypass) ke konden- zátoru turbíny měl být původ- ně propojen z vysokotlaké- ho sběrače, především kvůli skutečnosti, že byl obtokový ventil turbíny z cenových důvodů původně dimenzován pouze na minimální zatíže- ní nové kondenzační turbíny, ne na maximální zatížení, jak by se dalo očekávat. Nicméně efektivnější způsob z hlediska nákladů by bylo propojení obtoku z nízkotlakého sběrače. Otázkou bylo, zda by parní síť byla tímto způsobem schopna zvládnout výpadek turbíny. Kapacity a otevírací doby obtoku turbíny, obtoku kondenzátoru turbíny a spouštěcích ven- tilů CFB byly zkoumány jako kritické prvky procesu. Dynamická simulace a výsledky Když je spuštěno dynamické simulační modelo- vání, výsledkem jsou přesné dynamické křivky, ze kterých lze snadno zjistit, zda vybrané kapa- city, rychlosti ovladače a propojení jednotlivých součástí jsou dostatečné na to, aby parní síť odolala navoleným situacím. V tomto případě navolené situace představovaly přetržení pásu papírenského stroje a výpadek nové kondenzač- ní turbíny (Obrázek 2). Výsledky simulace indikovaly několik provoz- ních skutečností: hlavní téma Obrázek 1. Starý kotel s probublávaným fluidním ložem BFB a nový kotel s cirkulujícím fluidním ložem CFB v závodě Langerbrugge tvoří poněkud složitou parní síť s mnoha různými komponenty, které se vzájemně ovlivňují prostřednictvím sítě. Obrázky poskytla společnost Pöyry. Obrázek 2. Částečné schéma papíren Langerbrugge vytvořené simulátorem Modysim.

42 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com Časový harmonogram realizace díla DETAILNÍ TECHNICKÝ NÁVRH PROJEKTU KONFIGURACE UVEDENÍ DO PROVOZU Procesní inženýrství Specifikace Konfigurace distribuovaných řídicích systémů (DCS) Zahajovací setkání projektu Zkouška systému před FAT Funkční testy zařízení v provozních podmínkách (FAT) Spuštění zařízení do provozu Regulační a informační technika Fáze řízení parní sítě Specifikace konceptu řízení Provozní režimy elektrárny – Kontrola dimenzování bezpečnostních uzávěrů (kapacita zásobníku energie + kapacita ventilů) – Instrukce ohledně konfigurace pro dodavatele turbíny a automatizační techniky Dohled nad konfigurací – Zahajovací setkání projektu (1 den) – Zkouška systému před FAT (1 den) – Funkční testy zařízení (2–5 dnů) Asistence při spuštění zařízení do provozu a ladění – Počáteční parametry regulátoru získané ze simulačního modelu – Odborný pracovník společnosti Pöyry dolaďuje výkon regulátorů a zajišťuje, aby parní síť fungovala v pořádku a nezpůsobovala žádné problémy při uvádění do provozu • Během normálního provozu byla nová kondenzační tur- bína schopna ovládat nízký tlak během nejhorších typů poruch, jako je např. pře- tržení pásu papírenského stroje. • Obtok ke kondenzátoru tur- bíny je možno propojit s níz- kotlakým sběračem místo s vysokotlakou sítí, což vede k nákladově efektivnějšímu řešení. • Chceme-li, aby elektrárna byla schopna ustát výpadek (odstavení) turbíny, musí být velmi rychle otevřeny obtokové armatury turbíny a kondenzátoru a spouště- cí ventil musí být vybaven rychlým pneuma- tickým pohonem. • Bylo zapo- třebí provést určité změny na řídicím systému turbíny, aby dobře fungoval se stávajícím sys- témem elektrárny (Obrázek 3). Specifikace ovládacích prvků parní sítě Z rostoucího počtu projektů vyvstal jeden zajímavý fakt, co se týče simulace parní sítě. Zatím- co samotný proces má vliv na výsledky, zkušenosti uka- zují, že nejméně polovina jevů, které můžeme z křivek vyčíst, zejména chování a velikost poruch, pochází z toho, jakým způsobem byly nakonfigurová- ny a vyladěny ovládací prvky. Proto tedy, bez ohledu na to, jak kvalitní výsledky simu- lace máme k dispozici, jsou nakonec naprosto bezvýznam- né, pokud nejsou implemen- továny nastavené parametry a konfigurace řízení, vyvinuté v průběhu simulace. Z toho- to důvodu je nejdůležitěj- ším výsledkem dynamických simulací specifikace konfigu- race řízení parní sítě, kde jsou všechny změny a rozhodnutí vysvětleny ve formě strategie řízení parní sítě. Tato strategie řízení slouží jako základ pro všechny konfigurační prvky řízení, například regulace tlaku turbíny. Poté, co byla provedena analýza, byly navrženy dva velmi důležité požadavky na ovládací prvky: – Zaprvé, všechny regulátory tlaku by měly pou- žívat pouze jeden snímač tlaku. Díky tomu je možné zabránit chybám měření mezi různými regulačními obvody, integrovat funkce všech částí zařízení a stabilizovat parní síť. – Zadruhé, musely být upraveny algoritmy říze- ní tlaku turbíny. Regulátory tlaku turbíny nyní používají externí tlakové signály a byla rovněž změněna interakce ventilu turbíny. Papírenský závod se rozhodl dodržovat tato doporučení pramenící z výsledků simulace a v souladu s tím byl změněn i konstrukční návrh. Realizace díla Společnost Pöyry sestavila tým, který zahrnoval techniky od dodavatele distribuovaného řídicího systému (DCS), stavbyvedoucí turbíny a kotle a pracovníky papíren – všichni pracovali v úzké spolupráci. Protože je zde mnoho řídicích sys- témů, které mezi sebou musí řádně fungovat, je důležité, aby všichni interpretovali výsled- ky a realizovali stanovené požadavky stejným a správným způsobem. Toho lze nejsnadně- ji dosáhnout dobrou komunikací mezi všemi zúčastněnými stranami. Obrázek 4 znázorňuje časový harmonogram realizace díla. Po počátečním testování byly aktivovány nové obvody a naladěny jeden po druhém podle pře- dem stanoveného postupu. Společnost Pöyry organizovala školení pro pracovníky papíren za účelem objasnění nové koncepce řízení parní sítě. Počáteční parametry pro regulátory byly Obrázek 3. Některé simulační křivky výpadku turbíny vytvořené simulátorem Modysim bez a s rychlým poklesem vysokého tlaku. Obrázek 4. Časový harmonogram realizace díla. „Bez ohledu na to, jak kvalitní výsledky simulace máme k dispozici, jsou nakonec naprosto bezvýznamné, pokud nejsou implementovány nastavené parametry a konfigurace řízení, vyvinuté v průběhu simulace. “ hlavní téma

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 43 získány ze simulačního modelu, který urychlil proces jemného ladění. Výsledky Zprovoznění nového zařízení proběhlo hladce. Předem stanovené pořadí realizace bylo usku- tečněno a postupně bylo odstaveno a zaslepeno potrubí přívodu páry ze zařízení subdodavatele a zahájen provoz nového zařízení. Po uvedení do provozu a jemném doladění se parní síť cho- vala stejně, jak předvedl simulátor. Bylo rovněž zcela zřejmé, že v případě, že by strategie řízení nebyla upravena podle výsledků simulace, každý výpadek turbíny by způsobil výpadek kotle CFB a nízkotlakého sběrače. Obrázky 5 a 6 porovná- vají výsledky simulace se skutečnými trendovými křivkami. Díky uskutečněnému projektu byla v papí- renském závodě Stora Enso realizována řada praktických věcí: • Nejhorší typy poruch, které mohou nastat v novém provozu elektrárny, již byly testovány v počáteční fázi projektování, takže nebylo nutné si je vyzkoušet na vlastní kůži. • Požadavky procesní a automatizační techniky byly podporovány v průběhu celého procesu návrhu strategie řízení elektrárny. • Změny a úpravy, které byly potřebné pro dis- tribuovaný řídicí systém a řídicí systém tur- bíny, byly specifikovány již v rané fázi, místo toho, aby bylo nutno je provádět při uvádění do provozu metodou pokusu a omylu. • Řídicí systém parní sítě, vyvinutý v průběhu simulace, fungoval od prvního uvedení do pro- vozu tak, jak bylo očekáváno. Poskytuje velmi dobrou stabilitu tlaku, udržuje tlak ±0,05 bar při běžném provozu a ±0,1 bar během výkyvů. • Řízené uvádění parní sítě do provozu proběhlo v průběhu několika týdnů namísto několika měsíců. • Výroba elektrické energie z protitlakých turbín je během provozu maximalizována, jelikož tlak zůstává za všech okolností stabilní a na nej- nižší možné úrovni, jak je to jen možné. ce Hans Boghaert je manažer pro energetické záležitosti v rámci podniku Stora Enso. Jarno Nyman je poradce pro volbu řídicích systémů elektráren, Mikael Maasalo je vedoucí oddělení řídicích systémů elektráren ve společnosti Pöyry Finsko. Obrázek 5. Přetržení pásu papírenského stroje: Výsledky simulace Modysim versus skutečné trendové křivky po jemném doladění. Obrázek 6. Výpadek turbogenerátoru: Výsledky simulace Modysim versus skutečné trendové křivky po jemném doladění. hlavní téma Online n Informace o dřevařských produktech společnosti Stora Enso naleznete na www.storaenso.com. n Další informace o společnosti Pöyry najdete na www.poyry.com.

44 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com produkty Jednootáčkové absolutní rotační snímače polohy od firmy Pepperl+Fuchs obsahují dva Hallovy senzory. Po přidání Wiegandova senzoru mohou být využity i jako víceotáčko- vé. Velkou výhodou magnetic- kého principu snímání jsou kompaktní instalační rozmě- ry a skutečnost, že senzor je bezkontaktní. To znamená, že nedochází k žádnému opotře- bení a není třeba žádná údržba. U jednotáčkové verze se dosahuje rozlišení 12 bitů, u víceotáčkové verze lze teo- reticky dosáhnout rozlišení 39 bitů. Standardní rozlišení je 12, 16 nebo 18 bitů. V sou- časné době konstrukce magne- tických absolutních rotačních snímačů umožňuje dosahovat úhlové přesnosti 0,5° až 1°. Magnetické rotační snímače jsou charakterizovány svými kompaktními rozměry, díky nimž jsou ideální volbou pro zdravotnickou techniku nebo automatizaci v laboratořích. Vzhledem magnetickému principu snímání jsou sní- mače velmi robustní, což znamená, že jsou vhodné i tam, kde jsou provozní podmínky zvláště nepří- znivé, jako jsou např. spe- ciální vozidla nebo větrné elektrárny. Díky pokro- kům v elektronice se podařilo vylepšit přes- nost a rozlišení. To jsou důvody, které absolutním rotačním snímačům ote- vírají nové oblasti použití, včetně průmyslové auto- matizace. Ve zkratce: • Magnetické rotační sní- mače polohy v sobě kom- binují výjimečný výkon, robustnost a životnost s kompakt- ním tvarem. • Společnost Pepperl+Fuchs díky nepřetržitému vývoji v oblasti elektroniky vylepšila také přesnost magnetických rotačních snímačů polohy. www.pepperl-fuchs.com Společnost Cognex Corporation představila řadu kamer Cognex Industrial Camera (CIC), novou řadu průmyslových kamer s rozhraním GigE Vision® určených pro snadnou inte- graci se softwarem pro počítačové vidění Visi- onPro® a CVL® . První čtyři modely řady CIC jsou kompakt- ní (29 × 29 mm), monochromatické kamery pro plošné skenování pokrý- vající ty nejpopu- lárnější kombinace rozlišení, rychlosti a ceny na trhu počítačového vidění. Do budoucna se chystá uvedení dalších modelů. „Výrobci strojů mohou nyní svým zákazníkům jasně ukázat, že do svých strojů integrovali špičkový software pro počítačové vidění Cognex, což jim dává velkou konkurenč- ní výhodu,“ uvedl Joerg Kuechen, viceprezident a ředitel obchodní jednotky softwaru pro počítačové vidění spo- lečnosti Cognex. „Uživatelé – zástupci velkých podniků pak mohou snadno rozpoznat systémy, které využívají software Cognex, podle žlutých průmyslových kamer Cognex na jejich lince.“ Integrace se softwarem VisionPro poskytuje pří- stup ke komplexní knihovně patentovaných nástrojů pro počítačové vidění – od geometrické lokalizace a inspekce objektů až po identifikační a měřicí algo- ritmy. V kombinaci s flexibilním a silným vývojovým rozhraním na bázi PC usnadňuje software VisionPro vytváření a zavádění řešení pro ty nejnáročnější apli- kace počítačového vidění. Společnost Cognex nabízí pro řadu kamer CIC tříletou záruku a program výměny za provozu (hot swap). www.cognex.com Pepperl+Fuchs s. r. o. Magnetické rotační snímače polohy s vynikajícím výkonem Cognex Corporation Cognex představuje novou řadu průmyslových kamer s přímým připojením

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 45 Na veletrhu Hanno- ver Messe představila společnost steute pro- střednictvím své divi- ze Wireless také novou generaci bezdrátových snímačů s protokolem sWave® . Snímače pracují ve frekvenčních pásmech 868 MHz nebo 915 MHz. Snímače RF RC 10 umís- těné v kompaktním, kvá- drovém krytu z termo- plastu mohou být snadno integrovány do konstruk- ce stroje nebo zařízení. Jsou vybaveny jazýč- kovými kontakty. Válcové bezdrátové snímače RF GS M25 a RF GS M30 detekují cíl pomocí efektu GMR (Giant Magneto- -Resistivity). Uživateli to přináší tu výhodu, že snímače mohou být namontovány i na chvějících se strojích a zařízeních, proto- že vibrace nemají na snímání na principu GMR žádný vliv. Tím se oblast využití magnetických snímačů významně rozšiřuje. Vzhledem ke schopnosti bezdrátové techniky sWave® pra- covat nezávisle v několika sítích může být v jednom místě použito několik snímačů. Přenos dvoustavových signálů je jednou ze specialit bezdrátového protokolu sWave® : s nasta- veným časovým zpožděním je vysláno potvrzení příjmu, takže každý přenos signálu je potvrzen. Snímače mají vypočtenou životnost více než jeden milión cyklů a spínací frekvenci do 12000 telegramů (včetně opako- vání) za hodinu. Jsou k dispozici s vysílací frekvencí 868 MHz (Evropa a Asie) a 915 MHz (Amerika), a lze je tedy použít kdekoliv na světě. Napájení všech tří snímačů je zajištěno lithiovou baterií s dlouhou životností. Vzhledem k extrémně malé spotřebě snímačů s bezdrátovým výstupem sWave® vystačí baterie bez výměny několik let. Bezdrátové snímače jsou určené pro spolehlivou detekci polohy bez pokládky kabeláže a pro použití v průmyslovém prostředí. Protože nejsou třeba žádné kabely, nabízí firma steu- te konstruktérům možnost využít bezkontaktní snímače ještě mnohem flexibilněji než dříve. Snímače jsou optimální volbou pro zařízení navržená na základě „Industrie 4.0“ a „Smart Factory“ a jsou charakterizovány decentralizovanou inteligencí a zvýšenou mírou flexibility. www.rem-technik.cz Válcové indukční senzory nové řady E2B byly speciál- ně vyvinuty, aby nabídly cenově efektivní řešení snímání ve standardních průmyslových podmínkách, takže není nutné platit více za senzory, které poskytují funkce, které nejsou potřebné. E2B senzory jsou vyráběny pomocí našeho inovativního výrobního procesu „hot-melt“, který umožňuje nabídnout výjimečný poměr hodnota/cena bez kompromisů v kvalitě, výkonu a spolehlivosti. Velmi vhodné pro použití například v balicích stro- jích, obráběcích strojích, při manipulace s materiálem a v mnoha aplikacích řízení procesů, E2B senzory mají ochranu proti vniknutí kapaliny IP67, rozsah provozních teplot od -20 do 70 °C a odolnost proti vibracím a rázům v souladu s IEC 60947-5-2 (10 až 55 Hz). Aby bylo zajištěno, že je k dispozici ten správný senzor, který splní všechny požadavky, nabízí řada E2B výběr z pouzder M8, M12, M18 a M30, vestavné a nevestavné provedení, s krátkým i dlouhým tělem. Uživatelé si mohou vybrat mezi konektorovým či kabelovým připojením, a ze čtyř různých typů výstupů. Všechny modely jsou vybaveny kulatým dobře viditelným indikátorem, který usnadňuje rozpoznání stavu senzoru na první pohled ze všech směrů, a všechny mají nesma- zatelné laserem tištěné označení modelu, které lze snadno identifikovat při údržbě. Nové válcové indukční senzory E2B doplňují naši stávají- cí skupinu snímacích produktů. Ta zahrnuje senzory – jako je řada E2A, která poskytuje ochranu se stupněm krytí IP69K a může být použita až do -40 °C – které jsou vhodné pro použití nejen v běžných průmyslových podmínkách, ale také v těch nejnáročnějších prostředích. www.omron.cz REM-Technik s. r. o. Bezdrátová komunikace sWave® pro moderní a flexibilní výrobu Omron Electronics spol. s r. o. S novými senzory E2B platíte pouze za to, co potřebujete produkty

46 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com produkty Detekce pomocí reflexních optických snímačů je často obtížná, protože na ni má vliv množství faktorů: barva sníma- ného předmětu, jeho materiál a drsnost povrchu, prostředí, kde se měření odehrává, a nejvíce ze všeho odstup od pozadí. Laserový snímač LR-Z je vybaven mnoha funkcemi, které tyto problémy řeší. Má vestavěnou regulační funkci, která sleduje a automa- ticky nastavuje citlivost s faktorem až 350000×. Tuto regulaci umožňuje kombinace senzoru CMOS a zdroje laserového svět- la. Díky tomu lze dosáhnout velké stability detekce bez ohledu na barvu, odraznost nebo úhel dopadu paprsku na cílový předmět. Snímač LR-Z je jediný na trhu, který má současně funkci potlačení vlivu pozadí i popředí pro omezení rušivého vlivu okolí na minimum. Funkce DATUM zjišťuje podmínky snímání a umožňuje tak detekovat jakákoliv cílový předmět bez ohledu na jeho drsnost či odchylky tvaru, a to i při velkém úhlu dopadu (80°). Výsledkem je, že lze detekovat i předměty s nerovným povrchem, tmavé nebo vysoce odrazné. Díky všem těmto funkcím nabízejí snímače LR-Z Series největší stabilitu detekce ze všech samostatně pracujících snímačů ve své třídě. Snímače LR-Z Series se vyznačují také velmi jednoduchým uvedením do provozu. Citlivost a režim detekce se nastavují prostřednictvím sedmisegmentového displeje. Pro zjednodu- šení detekční úlohy jsou navíc zobrazovány namě- řené hodnoty – když není cíl detekován, ukazuje dis- plej nulu, když detekován je, číslo 999. Další novinkou je velký, snadno viditelný indikátor, který umožňuje na první pohled rozeznat nestabilní detek- ci, dokonce i na velkou vzdálenost. Snímače LR-Z Series se vyznačují také svou mimořádnou odolností. Jejich těleso je z korozivzdorné oceli SUS316L. Odolávají rázům do 100g, takže riziko jejich poškození je malé – dokonce i v případě přílišného utažení upevňovacích šroubů při montáži nebo při úderu zvnějšku. Krytí je IP68/69K a NEMA 4X, 6P, 13 (NEMA250). Snímače odolávají olejům, kyselinám a louhům. Mohou tedy být nainstalovány v nepří- znivých podmínkách v těsné blízkosti snímaného předmětu bez nutnosti montáže dodatečných ochranných krytů. Díky těmto charakteristikám jsou snímače LR-Z Series kromě běžných úloh v automatizaci efektivním řešení pro detekci přítomnosti či nepřítomnosti předmětů např. v potra- vinářském průmyslu, přesné mechanice nebo při obrábění. www.keyence.com Keyence Snímače typové řady LR-Z Series 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

www.controlengcesko.com l CONTROL ENGINEERING ČESKO ČERVENEC 2013l 47 Název společnosti strana www telefon B+R automatizace, spol. s r. o. 5, 20–21 www.br-automation.com 541 420 311 Balluff CZ s. r. o. 29 www.balluff.com 281 000 666 Distrelec Ges.m.b.H. 13 www.distrelec.cz 800 142 525 EXPO CENTER a.s. 7 www.expocenter.sk +421 32770 43 32 FANUC Robotic Czech 17 www.fanucrobotics.cz 234 072 900 FOXON 9 www.foxon.cz 484 845 555 Krohne CZ, spol. s r. o. 4. str. obálky www.krohne.com 545 220 092 RS Components 2. str. obálky www.rscomponents.cz 228 882 613 Schneider Electric CZ, s. r. o. 10–11 www.schneider-electric.cz +420 382 766 333 Veletrhy Brno, a. s. 35 www.bvv.cz 541 152 926 Zadavatelé reklamy produkty TSI System s. r. o. Univerzální řada MI3 byla dále rozšířena Společnost Raytek představuje miniaturní infračervené snímače teploty určené pro pracovní teploty okolí do 180 °C. Společnost rozšířila řadu kompaktních infračervených snímačů teploty MI3 o nový typ MI3LTH, určený pro provoz za vysokých teplot okolí bez nutnosti chlazení. Senzorová hlavice odolává teplotám do +180 °C a je oddělena od elek- troniky převodníku. To rozšiřuje oblast možností použití bezkontaktních snímačů teploty a umožňuje např. přímo nahradit kontaktní teploměry pro teploty do 1000 °C. Velká teplotní odolnost navíc umožňuje cenově výhodnou aplikaci snímače i tam, kde není možné použít externí chladič nebo přivádět chladicí vodu, např. pro nedostatek prostoru nebo pro to, že jde o prostor s nebezpečím výbuchu. Nový snímač MI3LTH má všechny výhody typické pro snímače řady MI3: malé rozměry, instalaci plug and play, kompatibilitu s digitálními komunikačními moduly, na objednávku rozhraní pro Modbus nebo Profibus nebo analogový výstupní modul se čtyřmi galva- nicky oddělenými analogovými výstupy. Modulární systém MI3 umožňuje realizovat cenově výhodný měřicí systém zvláště v těch případech, kde je více měřicích bodů, protože jeden komunikační modul může obsluhovat až osm snímačů. Uvedení nové- ho snímače MI3LTH rozšířilo řadu MI3, která je úspěšným následovníkem řady analogových snímačů MI. Oblasti použití jsou průmyslové pece, sušárny, prádelny a textilní průmysl. Zákazníci z řad OEM dostávají do rukou univerzální systém pro měření teploty s velmi snadnou instalací. www.tsisystem.cz

48 l ČERVENEC 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO l www.controlengcesko.com P ojem „správa výrobních prostředků“ se obecně používá pro mnoho aspektů jediné otázky, kterou lze shrnut takto: „Jak můžeme eliminovat, omezit nebo alespoň řídit rizika selhání zařízení a související náklady a výrobní ztráty?“ Účinné odpovědi musí postihovat dvě oblasti: technická řešení a pra- covní procesy. Technická stránka zahrnuje senzory schopné měřit jakékoliv atributy, které jsou významné pro daný výrobní prostředek. Například u velké turbíny nebo elektromotoru mohou být použity vibrační senzory nebo zařízení sledující tep- lotu ložisek – mohou upozornit na blížící se mechanické selhání. Počet senzorů je obvykle úměrný kritickému významu daného výrobního prostředku a různorodosti způsobů selhání. Pokud jde o uvedený příklad, jestliže závada turbíny zastaví celý provoz, pak už tento výrobní prostředek nemůže být více kriticky významný. Výběr senzorů, které se mají instalovat, je dán očekávanými způsoby selhání, což je obvykle dáno zkušenostmi. Některé výrobní prostředky mají senzory nain- stalovány externě, nebo mohou být součástí zaří- zení samotného. Typickým příkladem integrální- ho monitorování je inteligentní provozní zařízení. Valná většina dnes na trhu dostupné procesní přístrojové techniky a řídicích prvků má určité interní diagnostické schopnosti. Charakter a šíře těchto schopností se liší podle typu zařízení, výrobce a komunikačního protokolu. Například pneumaticky ovládaný inteligentní regulační ventil dokáže monitorovat tlak vzdu- chu potřebný k posunutí vřetene. Řekněme, že během dvouletého období byl k uzavření ven- tilu zapotřebí tlak vzduchu mezi 210–240 kPa. V dnešní době by bylo k posunutí ventilu třeba 350 kPa, takže řídicí prvek může spustit alarm upozorňující na to, že se něco změnilo. To může být známkou blížícího se selhání. Obdobně může snímač průtokoměru hlásit, že se jeho interní teplota zvyšuje z důvodu selhávající součástky. V každém případě přichází upozornění ještě před selháním, když je ještě čas na to, aby pracovníci údržby zvolili vhodný postup pro danou situaci. V případě kriticky významného výrobního pro- středku může být nutný okamžitý zásah. Inteligentní zařízení musí informaci předá- vat do řídicího systému. Protože většina firem nechce instalovat žádnou další nezbytně nutnou kabeláž, protokoly zasílají informace po stejném kabelu, který přenáší i hlavní regulovanou veli- činu. Komunikační protokol HART nasazuje digi- tální signál na analogovou regulovanou veličinu. Protokol fieldbus, jako je Foundation fieldbus nebo Profibus, začleňuje diagnostické informace do paketu dat, která jsou zasílána normálně. Využívání informací ke zvýšení ziskovosti Technická stránka věci funguje velmi dobře. Obtížnější částí je to, jak firmy informace vyu- žívají, čímž se dostáváme ke druhé části problé- mu – k pracovním procesům. V podstatě každý závod bude uplatňovat určitou míru správy výrobních prostředků, přinejmenším u kriticky nejvýznamnějších zařízení. Vždy bude existovat určité jádro přístrojově vybavených výrobních prostředků, i když může být malé. Jsou obvykle zvoleny na základě zkušeností – poté, co musel předchozí vedoucí výroby odejít z důvodu příliš velkých ztrát výrobního času. Když se dostanete za tuto kriticky význam- nou skupinu, obvykle už pohled přestává být hezký. Namísto zvolení úkonů údržby na základě okamžité potřeby indikované diagnostickými operacemi a ukazateli se zařízení nechá běžet až do selhání, nebo se údržba provádí až podle har- monogramu. U některých zařízení je to vyhovu- jící. Existují kriticky nevýznamná zařízení, která mohou běžet až do selhání a je to tak v pořádku. Efektivní program správy výrobních prostřed- ků má dva pozitivní výsledky: minimalizují se přerušení výroby, což přispívá k maximálnímu možnému objemu výroby, a omezují se zbyteč- né údržbové operace. Údržbáři pracují pouze na položkách, které potřebují zásah a mohou operace provádět v době, kdy to bude mít co nejmenší dopad na výrobu. Vytváření pracovních procesů, které podporují tento přístup, není snadné. V tomto bodě se tento systém zadrhne u většiny firem. Existují však výjimky. Přečtěte si článek v pří- loze o komunikaci HART v dubnovém vydání ang- lické verze našeho časopisu (dostupné na www. controleng.com) o rafinérii MOL v Maďarsku. Implementací efektivního programu správy výrobních prostředků získal tento závod provozní parametry a ziskovost, kterou mu ostatní firmy v tomto oboru závidí. ce Peter Welander je obsahový ředitel časopisu Control Engineering. Peter Welander Control Engineering K ZÁKLADŮM Co je to správa výrobních prostředků? Jak v kontextu výroby, zejména procesní výroby, řešit tuto styčnou plochu mezi operacemi a údržbou? zpět „Jak eliminovat, omezit nebo alespoň řídit rizika selhání zařízení a související náklady a výrobní ztráty? Účinné odpovědi musí postihovat dvě oblasti: technická řešení a pracovní procesy. “

www.udrzbapodniku.cz Přední technický časopis věnovaný otázkám řízení a údržby průmyslových závodů

52