Control Engineering Česko, září 2012
Control Engineering Česko, září 2012
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/ISSN1896-5784
Automaticky naváděná vozidla 14
Novinky v oblasti zvyšování účinnosti
motorem hnaných systémů 26
Koupit či postavit systém řízení
procesů? 40
ZPĚT K ZÁKLADŮM
Datové pakety 56
www.controlengcesko.com
Číslo 7 (52)
Ročník VII.
ISSN1896-5784
SPECIÁLNÍ PŘÍLOHA: Počítačové vidění
Číslo 7 (52)
Ročník VII.
ISSN1896-5784ISSN1896-5784
Mezinárodní zdroj informací o řízení, přístrojovém vybavení a automatizaci ZÁŘÍ 2012
Stinná
stránka
mobility 18
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/2
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 1
Již od června naleznete Control Engineering Česko pravidelně na Fa-
cebooku. Každý měsíc najdete témata a novinky vztahující se k aktuál-
nímu vydání. Přidejte se k nám a podělte se o své názory a připomínky!
Časopis Control Engineering Česko se v rámci této sociální sítě chce dostat blíže čtenářům
napříč věkovým spektrem, i napříč mírou odbornosti: vítáme příspěvky studentů, dlouholetých
odborníků i nadšenců z řad laických zájemců o obor automatizace. Snažíme se tak dynamičtěji
získávat zpětnou vazbu od našich čtenářů, sbírat inspiraci a ohlasy na práci, kterou děláme. Při-
pojte se k nám, zapojte se aktivně do naší činnosti, zajímají nás Vaše názory. Navštivte nás proto
na Facebooku právě teď!
Vážení čtenáři,
poslední záchvěvy léta za okny nám dávají vzpomenout na čas
zpomalený, odpočinkový, strávený u moře, jezera, rybníka nebo
na horách s rodinou či dobrými přáteli. Přitom největší oborová
akce se za pár dnů naplno rozběhne v Brně a nastartuje druhou
fázi našeho každoročního běhu za metami vytýčenými plánovači
a kontrolory našich profesních životů.
Pokud se daří naplánované cíle dosahovat a plnit, práce nás baví
a vpřed postupujeme v mírné euforii. Horší je to v obráceném případě a zejména pokud
taková negativní situace trvá delší dobu. Se sinusoidami podnikatelského či „pouze“
pracovního života má asi většina z našich čtenářů své zkušenosti. Jak si však i přes
tyto vzlety a pády udržet dlouholetý tah na branku, vizi, motivaci a před zaslouženým
„automatizačním“ důchodem si užívat opravdového pocitu úspěchu a životního naplně-
ní, o tom jsme mluvili se spoluzakladatelem jedné z nejvýznamnějších světových firem
v oboru průmyslové automatizace – Jeffem Kodoskym ze společnosti National Instru-
ments – na tradičním NI WEEK, pořádáném v horkých srpnových dnech v Texaském
Austinu.
Týden National Instruments byl vůbec akcí nabitou událostmi a novými produkty
či aplikacemi – na stránkách našeho časopisu se bohužel nemůžeme věnovat všem
zajímavých novinkám představeným na tomto setkání tvůrců a uživatelů LabVIEW,
nicméně zájemci o podrobnější informace najdou rozšířené reportáže včetně doprovod-
ných videí na stránkách www.controlengcesko.com.
S rozhovory se přes léto doslova roztrhl pytel – v tomto vydání Vás seznámíme rovněž
s novým ředitelem firmy OMRON pro Evropu, panem Hiroyuki Usuiem, jenž nám na-
stínil „dálněvýchodní“ pohled na problematiku průmyslové automatizace v zastoupení
významného japonského výrobce a dodavatele systémových řešení.
V zářijovém vydání již tradičně přinášíme přílohu „Machine vision“, která by Vám
měla zprostředkovat nejnovější vývoj v oblasti strojového nebo také počítačového vidě-
ní, samostatné to automatizační kategorie, jíž donedávna vládla především společnost
Cognex (i v tomto vydání samozřejmě nemůže chybět), nicméně přitahuje pozornost
řady významných hráčů na poli průmyslové automatizace.
Vážení a milí čtenáři, jistě jste již zaregistrovali, že náš časopis vychází v plném zně-
ní rovněž v digitální podobě na www.controlengcesko.com. Můžete si jej tudíž přečíst
na tabletu či svém chytrém telefonu v podstatě kdykoliv a kdekoliv. Věříme, že i tento
krok přispěje k Vaší spokojenosti s informačním servisem, který Vám poskytujeme.
Přeji vám příjemnou a ničím nerušenou četbu
Z REDAKCEEcontrol engineering
REDAKCE
Vydavatel a šéfredaktor
Milan Katrušák
Editor
Lukáš Smelík
Sekretariát redakce
Lenka Chabrečková
Redaktoři
Barbora Byrtusová, Daniel Haupt,
Jana Poncarová
Odborná spolupráce
Petr Moczek, Zdeněk Mrózek,
Martina Bojdová, Dušan Říha,
Petr Klus, Jaroslav Vlach, Pavla Rožníčková
REKLAMA
Account Manager
Miroslava Pyszková
Tel.: +420 777 793 392
E-mail: miroslava. pyszkova@trademedia.us
Grafické zpracování
Jiří Rataj
TISK
Printo
REDAKČNÍ RADA
Předseda
Branislav Lacko
Ústav automatizace a informatiky
Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně
Členové
Marek Babiuch
katedra automatizační techniky a řízení
VŠB – Technická univerzita Ostrava
Adam Brož
výrobně-technický ředitel
Budějovický Budvar, n. p.
Miroslav Kárný
vedoucí 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.
Mánesova 536/27
737 01 Český Těšín
Tel.: +420 558 711 016
www.trade-media.cz
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.
Milan Katrušák
Šéfredaktor
milan.katrusak@trademedia.us
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/2 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
Hlavní témata
14 Automaticky naváděná vozidla
Prognózy objemu prodeje pro rok 2012 zůstávají
ambiciózní, povzbuzeny klíčovými aspekty, jako je
flexibilita, všestrannost a evoluční změny ovládání.
18 Stinná stránka mobility
Myšlenka „použít iPhone jako HMI“ je určitě
praktická, avšak otevírá zcela nové pole
kyberprostorové zranitelnosti. Stojí tato
funkčnost za související riziko? Mnoho uživatelů
již tuto technologii využívá bez dostatečných
bezpečnostních opatření.
26 Novinky v oblasti zvyšování účinnosti
motorem hnaných systémů
Elektromotorům věnují normy pro energetickou
účinnost a předpisy mimořádnou pozornost
z důvodu jejich širokého průmyslového využívání
a dobře dokumentovaného provedení, výkonu
a zkušebních specifikací. Na úrovni motorů
bylo dosaženo významných zlepšení účinnosti,
avšak nyní již dosahují svých technologických
a ekonomických mezí. V poslední době se pozornost
soustředí na větší „hnaný systém“ připojený
k motoru, kde se očekávají další přínosy v oblasti
účinnosti.
34 Služby systémové integrace: Vlastní, nebo
najímané zvenčí?
Měly by se služby automatizace a řízení procesů
realizovat interně, nebo najímat zvenčí? Uvádíme
doporučení systémových integrátorů pracujících
na frontové linii projektového managementu
v oblasti automatizace a řízení procesů.
40 Koupit či postavit systém řízení procesů?
Dodavatel systémů DCS vysvětluje, proč byste si
měli složitý řídicí systém k provozování procesní
jednotky spíše koupit, než si jej stavět sami na bázi
PLC.
ČÍSLO 7 (52)
ROČNÍK VII.
Mezinárodní zdroj informací o řízení, přístrojovém vybavení a automatizaci ZÁŘÍ 2012
Téma z obálky: Stinná stránka mobility; str. 18
Hlavní téma: Služby systémové integrace: Vlastní,
nebo najímané zvenčí?; str. 34
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 3
Rubriky
1 Z REDAKCE
6 TECHNOLOGICKÝ UPGRADE
Evoluce podsvícení panelů HMI
10 IT&TECHNIKA
Snižování počtu lidských chyb aneb
Přestaňte být písaři
44 ROZHOVORY/UDÁLOSTI
Společnost Omron vyrůstala společně
s odvětvím průmyslové automatizace
46 Na návštěvě v Inženýrském středisku
bratislavské pobočky Invensys
47 Universal Robots – dánské roboty
naprogramují snad i redaktoři Control
Engineering Česko
48 NIWeek 2012: Před 26 lety změnili
instrumentaci… letos v srpnu se rozhodli
udělat to znovu
50 PRODUKT EXCLUSIVE
Vzdálená údržba na bázi cloudu
51 Čím vyniká nová generace legendárních
záložních zdrojů APC Smart-UPS?
56 ZPĚT K ZÁKLADŮM
Datové pakety
Novinky
4 Zvídavost bez hranic – třetí průzkumné
vozítko na Marsu
4 Papouch s. r. o. roste a dělí se
4 Dassault Systèmes posiluje
v Česku – novým ředitelem je Ján Gajdoš
Produkty
52 Schneider Electric
Koncentrovaný výkon v kompaktním
těle
52 Cognex
Nový a větší inteligentní displej pro
obrazové snímače checker
53 PHOENIX CONTACT, s. r. o.
Napájecí zdroje pro vysokou
dostupnost systému
53 REM-Technik s. r. o.
Nové elektrické pohony s vyšší
rychlostí a zatížitelností
54 EUCHNER electric s. r. o.
Euchner CES – bezpečnost pro přímé
připojení k decentralizovaným I/O
modulům
54 Euchner EKS Light Modular – snadné
řízení přístupu i pro modernizace
strojů
55 Euchner CKS – bezpečný vstup
do nebezpečných prostor
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.
Hlavní téma: Koupit či postavit systém řízení procesů?; str. 40
Příloha – Počítačové vidění
PV2 Zaměření na kvalitu – Počítačové vidění
PV4 Roboty naváděné počítačovým viděním
zvyšují produktivitu
PV6 Vyrábějte lepší stroje pomocí
počítačového vidění
PV8 Využití grafických procesorů v systémech
strojového vidění
PV12 Zjednodušte si svou práci
PV14 Systém pro identifikaci a vážení sudů
v Everards Brewery pomocí snímače
DataMan 500
PV16 Perspektivy českého trhu počítačového
vidění
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/4 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
NOVINKYNoborové
Zvídavost bez hranic – třetí průzkumné vozítko na Marsu
6.
srpen 2012 má své místo v historii již pevně
zapsané, nepochybně i zásluhou sportovců
na olympijských hrách v Londýně. Tento den
však jejich výkony do značné míry zastínil jiný běžec
na extrémně dlouhou trať, který se úspěšně dostal do cíle.
Průzkumné vozítko Curiosity po více než osmi měsících
cesty a přibližně 566 milionech kilometrů úspěšně přistálo
na Marsu. Jde v pořadí o třetí průzkumné vozítko, které
k rudé planetě v posledních osmi letech vyslala ame-
rická společnost NASA. Od obou předchozích – Spiritu
a Opportunity – se však Curiosity výrazně liší. Zatímco
jeho předchůdci vážili shodně 185 kilogramů, dosahuje
nováček s délkou tří metrů a hmotností 900 kilogramů
velikosti menšího automobilu.
Velikosti odpovídá i vybavení vozidla. Napájení a pohon
již neobstarávají solární panely, ale generátor vyrábějící
elektřinu pomocí přirozeného radioaktivního rozpadu
plutonia. Curiosity tedy může po pláních Marsu jezdit
rychlostí až 90 metrů za hodinu a zkoumat planetu, včetně
možných stop života, daleko přesněji, než jeho předchůd-
ci. Na vozidle je umístěno celkem 17 kamer, které umí
pořizovat panoramatické snímky i detailní mikroskopické
fotografie s rozlišením 14,5 mikrometru na jeden pixel.
Ve výzkumných laboratořích společnosti Siemens
celosvětově pracuje 30 100 zaměstnanců, kteří pracu-
jí na nových řešeních pro oblast energetiky, průmyslu
a zdravotnictví. Celkové investice v této oblasti dosáhly
v obchodním roce 2010/2011 3,9 miliardy eur. Výsledkem
je 8600 nových vynálezů (tedy téměř 40 každý pracovní
den), což představuje meziroční nárůst o deset procent.
Počet aktivních patentů činí více než 50000 a v loňském
roce poprvé se Siemens v Evropě stal patentovou jednič-
kou. V průběhu aktuálního obchodního roku má vedení
koncernu navíc v plánu investovat do výzkumu a vývoje
o další půl miliardu eur navíc.
www.siemens.com
Papouch s. r. o. roste a dělí se
S
polečnost Papouch s. r. o., výrobce a dodavatel prů-
myslové a zakázkové elektroniky se rozděluje. Nově
byla založena společnost Papouch store s. r. o., kte-
rá se bude nadále zabývat obchodem a základní technickou
podporou. Také bude nadále pokračovat v obchodním zastu-
pování společností B&B Electronics (převodníky na optiku,
bezdrátová řešení, průmyslové switche), Datcon (analogové
převodníky) a PiiGAB (převodník M-BUS)v České Republice.
Původní Papouch s. r. o. se vrátí „ke kořenům“ a bude se
nadále zabývat vývojem a výrobou elektroniky. Bude také
poskytovat rozšířenou technickou podporu pro všechny pro-
dukty a specifická řešení podle požadavků zákazníků.
Uvedené změny, které přispějí k dalšímu rozvoji, proběh-
nou v září 2012. www.papouch.com
Dassault Systèmes posiluje v Česku – novým ředitelem je Ján Gajdoš
D
assault Systèmes jmenovala novým ředitelem pro Českou republiku Jána Gajdoše.
Manažer s bohatými obchodními i technickými zkušenostmi zodpovídá za přímý
prodej a péči o významné zákazníky firmy. Na nově vzniklé pozici má na starosti
i aktivity evropské softwarové dvojky v dalších zemích střední Evropy – v Polsku, Maďarsku
a na Slovensku.
„Hlavní výzvou na českém trhu je navázat na naše předcházející úspěchy v oblasti
3D CAD systémů. V souladu s firemní strategií, kterou v Česku představíme 23. října
na pražském 3D Experience Foru, jsme přesvědčeni, že naše aplikace mají co nabídnout
nejen automobilovému, leteckému a strojírenskému průmyslu, ale i dalším oblastem jako
je finanční sektor, telekomunikace, státní správa nebo výzkum a vývoj,“ uvedl Ján Gajdoš.
Ján Gajdoš vystudoval technickou kybernetiku na Slovenské vysoké škole technické
v Bratislavě a postgraduální studium teoretické informatiky na Univerzitě Komenského.
Po studiích pracoval jako programátor a po odborné stáži v USA vedl tým složitých prů-
myslových PLM projektů ve společnosti CSA EBO v Trnavě. Mnoho manažerských zkuše-
ností v oblasti řízení životního cyklu výrobků (PLM) získal ve společnosti IBM na Slovensku
a v Dubaji. Přechodně působil také ve firmách Slovak Telekom a Oracle. Do společnosti
Dassault Systèmes nastoupil Gajdoš v červnu 2012. www.grayling.cz
i
a
3
n
n
j
v
P
m
n
a
D
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/placená inzerce
Firma DISTRELEC
na veletrhu MSV v Brně!
DISTRELEC, distributor elektroniky a počíta-
čového příslušenství, se představuje na letošním
odborném veletrhu MSV v Brně od 10. do 14. září
2012 (PAV Z, stánek číslo 36) s aktuálním katalo-
gem, v němž je kompletní program s velmi atrak-
tivními cenami.
S obsáhlým výběrem vysoce kvalitních produk-
tů od zhruba 1000 vynikajících výrobců nabízí
DISTRELEC rozsáhlou škálu z oboru elektroniky,
elektrotechniky, měřící techniky, automatizace,
tlakovzdušného zařízení, nářadí a ostatního pří-
slušenství. Jednotlivé výrobní oblasti se průběžně
rozšiřují a prohlubují a osvědčený sortiment budu-
je nové doplňkové skupiny výrobků.
Standardní dodací lhůta je 24 hodin, cena
za dopravu zásilky činí 5 EUR plus DPH. Tato
cena je nezávislá na množství zásilky.
Zejména ti zákazníci, kteří si jsou cen vědomi,
najdou nyní v DISTRELEC online obchodě aktu-
ální týdenní výhodné nabídky.
Mimo tištěného katalogu pro elektroniku je
možné najít veškerý sortiment jak v DISTRELEC
online obchodě (www.distrelec.cz), tak prostřed-
nictvím e-commerce – elektronického obchodu.
Distrelec Gesellschaft m.b.H
Tel.: 800 14 25 25
Fax: 800 14 25 26
e-mail: info-cz@distrelec.com
www.distrelec.cz
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/6 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
D
otyková rozhraní HMI neboli operá-
torská rozhraní prošla od svého uve-
dení na trh na počátku 90. let 20. sto-
letí dlouhým vývojem – od obrazovek
CRT přes LCD displeje podsvícené výbojkami se
studenou katodou (Cold Cathode Fluorescent
Lamp – CCFL) až po nyní zaváděné LCD dis-
pleje podsvícené bílými diodami LED. Ploché
obrazovky získaly v automatizačním průmyslu
na popularitě s tím, jak se průmyslové počítače
a rozhraní HMI připojují k PLC a zabudovaným
řídicím deskám. Podsvětlení rozhraní HMI prošlo
výrazným vývojem pro aplikace v automobilovém
průmyslu, lékařství, balicím a farmaceutickém
průmyslu, ve výrobě potravin a nápojů, v přepra-
vě a dalších odvětvích.
Pro určení, které rozhraní HMI se nejlépe hodí
pro danou aplikaci a její prostředí, jsou rozho-
dující faktory, jako je životnost displeje, kvalita
obrazu a jas displeje. Moderní LCD pro rozhraní
HMI mají podsvícení, které se stará o vyzařo-
vání světla z obrazovky. Když ploché obrazovky
LCD nahradily starší obrazovky CRT, používané
například ve starších panelových operátorských
rozhraních, podsvícení výbojkami CCFL zvýšilo
kvalitu, jas a životnost rozhraní HMI oproti sta-
rým obrazovkám CRT. Podsvícení CCFL pro dis-
pleje LCD mělo zpočátku životnost 5000 hodin,
která se postupně zdokonalovala na 10000 až
50000 hodin. Životnost podsvícení displejů LCD
podsvícených CCFL závisí na teplotě a vlhkosti
v okolí HMI. Dražší displeje LCD typu TFT (Thin-
-Film Transistor) s podsvícením CCFL běžící
v prostředí s teplotou 25 °C mají obvykle životnost
okolo 50000 hodin, avšak životnost podsvícení se
mění podle teploty. Pokud teplota displeje LCD
vzroste zhruba na 40 °C, životnost podsvícení
CCFL se zkrátí přibližně na 20000 hodin (viz graf).
Pokud jde o vliv relativní vlhkosti na život-
nost, „mokrá“ teplota HMI podsvětleného CCFL
je 39 °C. Jakmile LCD displej podsvícený CCFL
dosáhne své maximální jmenovité vlhkosti při
dané teplotě, podsvícení se vypne (viz graf). Pro-
blémy s výbojkami CCFL souvisejí s principem
jejich fungování. Světelný zdroj CCFL je klasifi-
kován jako elektronická součástka a je výbojkou,
která vydává světlo z vybuzené luminoforové
vrstvy uvnitř skleněného pláště tělesa. Typic-
ká výbojka CCFL je dutý skleněný válec uvnitř
potažený vrstvou luminoforu tvořeného prvky
vzácných zemin a elektrodami zbavenými nečistot
na obou koncích.
LCD displeje podsvícené CCFL vyžadují napá-
jecí napětí přes 1000 V, obvykle 1200–1500 V.
Podsvícení CCFL napájí příkonově náročný
měnič. Navzdory svému názvu nezůstávají stu-
dené katody při provozu studené – mohou být
bolestivě horké. Vysoké teploty podsvícení sni-
žují životnost a mohou způsobovat nesprávné
fungování. Rozhraní HMI v Indii, Mexiku, Číně
a na Středním východě bývají vystavena teplotám
prostředí i 45 °C s 95% vlhkostí. Výrobci špičko-
vých produktů se proto v zájmu dosažení delší
životnosti a vyšší spolehlivosti obracejí k vysoce
účinným bílým diodám LED, které jsou polovodi-
čovými součástkami.
Bílé diody LED na rozdíl od výbojek CCFL neob-
sahují plyny a luminofory vyžadující vysoká napě-
tí, pracují s napětím v rozsahu 5–24 V bez nutnosti
měniče a produkují méně tepla než výbojky CCFL.
LCD displeje s podsvícením bílými diodami LED
mají obecně dvakrát delší životnost než displeje
s podsvícením CCFL – 75000–100000 hodin bez
teplotních vlivů (viz první graf). LCD displeje pod-
svícené CCFL mají provozní teplotu 25 °C, zatím-
co podsvícení bílými diodami LED může fungovat
při teplotách až 60 °C až při 95% vlhkosti (viz
poslední graf).
Osvětlení diodami LED má vysokou účin-
nost měřenou ve světelném výkonu na jednotku
příkonu. Jas se často vyjadřuje v jednotkách
Bílé diody LED mají ve srovnání s výbojkami se studenou katodou (CCFL) výhody, pokud jde
o jejich použití jako podsvícení dotykových rozhraní HMI nebo operátorských rozhraní při
vyšších provozních teplotách.
Evoluce podsvícení panelů HMI
UPGRADEUtechnologický
Mark T. Hoske
Control Engineering
Podsvícení bílými diodami
LED od společnosti AVG
Automation je dostupné
pro úhlopříčky 4, 6, 8,
10 a 15 palců. Na snímku
je PC s dotykovým
panelem Uticore
a EZTouch o úhlopříčce
15 palců. Fotografii
poskytla společnost AVG
Automation.
Porovnání životnosti podsvícení výbojkami CCFL a bílými diodami LED vzhledem k
teplotě. Obrázek poskytla společnost AVG Automation.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/9
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/8 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
technologický upgrade
„nit“ (lumeny/m2
). Rozhraní HMI s podsvícením
bílými diodami LED má obvykle jas přibližně
500 nit oproti LCD displejům podsvíceným CCFL,
které vykazují jas zhruba 200–300 nit. Životnost
podsvícení bílými diodami LED je dvojnásobná
a jejich jas je vyšší.
Také redundance je přínosná. Když selže výboj-
ka CCFL, displej LCD zčerná. U HMI s displejem
LCD podsvíceným bílými diodami LED obrazovka
v případě selhání jedné z mnoha diod LED úměrně
ztmavne, ale stále se dá používat. Další informace
naleznete na adrese http://bit.ly/JD8Jlu. ce
Upravil Mark T. Hoske, obsahový ředitel časopisu
Control Engineering vydavatelství CFE Media,
s využitím informací, které poskytl Vikram Aditya
Kumar, viceprezident společnosti AVG/Uticor.
Tolerance HMI podsvícených výbojkami CCFL
k relativní vlhkosti. Poznámka: Oblast pod křivkou
představuje bezpečný region a nad křivkou
je nebezpečný region provozu rozhraní HMI
s podsvícením výbojkami CCFL. Obrázek poskytla
společnost AVG Automation.
Tolerance HMI podsvícených bílými diodami
LED k relativní vlhkosti. Poznámka: Oblast pod
křivkou představuje bezpečný region a nad křivkou
je nebezpečný region provozu rozhraní HMI
s podsvícením bílými diodami LED. (Srovnejte s malým
bezpečným regionem u výbojek CCFL na obrázku 2.)
Obrázek poskytla společnost AVG Automation.
HLEDÁTEsystémového
integrátora?
Hledejte na správném místě:
www.integratori.controlengcesko.com
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 9
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/10 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
IT & technika
V
ýrobní firmy si již dlouho uvědomují,
že největším zdrojem chyb ve výrobě
jsou chyby lidského faktoru. A to je
také jeden z hlavních důvodů, proč
se automatizace zavádí pro jakýkoli proces, který
je nebezpečný, nečistý, náročný nebo repetitivní.
Nicméně v mnoha systémech existuje další zdroj
chyb způsobených lidským faktorem, který je
na vzestupu. Tímto zdrojem je manuální zapi-
sování dat a komentářů a manuální zadávání
podpisů, dat a časů. Ve stále více regulova-
ném výrobním prostředí se podepisování využívá
čím dál tím častěji. K výrobním záznamům je
nutno doplňovat také komentáře pro zazname-
nání důvodů nesrovnalostí a k získání podkladů
ke zvyšování produktivity a pro projekty typu
6-sigma. I ti nejlepší písaři mají chybovost odpo-
vídající zhruba procesům typu 4-sigma (správ-
nost 99,4 % neboli méně než 1 chyba na 100 slov
před korekturou). Výrobní operátoři však nejsou
nejlepšími písaři – schopnost vynikajícího psaní
na klávesnici obvykle nepatří mezi požadované
dovednosti a ani není zahrnuta do plánů školení.
Systémy pro operativní řízení výroby (MES)
nahradily ruční písemné zadávání zadáváním
z klávesnice a odstranily nutnost zapisovat data
a časy. Bohužel nečitelné ruční písmo nahradily
překlepy na klávesnici. Operátoři stále musejí
zadávat svá uživatelská ID a hesla pro elektronic-
ké podepisování a rovněž musejí zadávat komen-
táře a postřehy k výrobním událostem. Uživatel-
ská ID a hesla mají zabudovanou kontrolu chyb,
avšak i při zadávání těchto krátkých znakových
řetězců vzniká tolik chyb, že průmysloví uživatelé
často způsobují zablokování z důvodu zadání
nesprávného hesla.
Řešením pro redukci chyb při psaní je odstra-
nit nutnost zadávání dat z klávesnice všude tam,
kde je to jen možné. K tomu existuje několik jed-
noduchých metod, které můžete využít. Primární
metodou pro omezení psaní je použití rozhraní
typu „keyboard wedge“. Keyboard wedge je zaří-
zení simulující zadávání dat z klávesnice.
Čte magnetické proužky, čárové kódy, značky
RFID, kódy chytrých karet a další vstupy, které
jsou následně přeneseny do vyrovnávací paměti
klávesnice, takže se jeví, jako kdyby byly napsány
na klávesnici.
Zaměstnanecké karty většiny firem nyní obsa-
hují čip RFID pro použití se čtečkami průka-
zů. Rozhraní keyboard wedge, které čte průkaz
zaměstnance, lze použít k zadávání ID údajů
pro elektronický podpis. Tato metoda zkracuje
čas potřebný pro zadání elektronického podpisu
o více než polovinu. Zaměstnanci si nemusejí
pamatovat svá ID a pak je správně zapisovat,
takže se tím odstraní chyby a nutnost opakování.
Rozhraní keyboard wedge se snímačem čáro-
vého kódu lze použít také pro zadávání pře-
dem definovaných komentářů a zjištění. Většina
výrobních linek má malý počet typů problémů,
které způsobují většinu výrobních nesrovnalos-
tí. Snímač čárového kódu a vytisknutý soupis
obvyklých problémů zakódovaných do čárového
kódu může odstranit nutnost ručního zapisování
zjištění a komentářů. Tím se zkracuje čas pro
zadávání komentářů a odstraňuje se chybovost.
Snímače otisků prstů a rozpoznávání tváří lze
použít pro odstranění nutnosti jakékoli interakce
prostřednictvím klávesnice v případě elektronic-
kých podpisů. Snímače čárového kódu poskytují
biometrickou metodu identifikace osoby a při
kombinaci s průkazem s čipem RFID splňují
požadavky na elektronický podpis. Pro snímače
otisků prstů není vhodné každé prostředí, avšak
alternativou je rozpoznávání tváře. Pro elektronic-
ké podpisy lze použít také levnou webovou kame-
ru ve spojení s vhodným softwarem. Systémy pro
rozpoznávání tváří mají velmi nízkou míru „faleš-
ných poplachů“, a to i v prostředí, kde operátoři
musejí nosit částečnou ochranu tváře, jako jsou
síťky na vlasy, a také v případě plnovousu.
Odstranění chyb vyplývajících z ručního zadá-
vání dat je možné. Můžete omezit nebo dokonce
odstranit proces zadávání dat do vašich systémů
(přirozeně odpovídající chybovosti 3-sigma) pou-
žitím kombinace alternativních zařízení pro zadá-
vání dat. Díky těmto zařízením již vaši provozní
pracovníci nebudou muset být písaři a vrátí se
k výrobním činnostem s přidanou hodnotou. ce
Dennis Brandl je prezident společnosti BR&L
Consulting, která sídlí v Cary v Severní Karolíně,
www.brlconsulting.com. Jeho společnost je
zaměřenanaITprovýrobu.Můžetejejkontaktovat
na e-mailové adrese dbrandl@brlconsulting.com.
Manuální zadávání podpisů, dat a časů je dobrým kandidátem
na automatizaci za účelem omezení počtu chyb a snížení rizika.
Snižování počtu lidských chyb aneb
Přestaňte být písaři
Dennis Brandl
BR&L Consulting
„Snímače
otisků prstů
a rozpoznávání
tváří lze použít
pro odstranění
nutnosti jakékoli
interakce
prostřednictvím
klávesnice
v případě
elektronických
podpisů.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Výrobci desek plošných spojů s úspě-
chem používají laserové profilové
skenery od firmy Micro-Epsilon při
kontrole pinů integrovaných obvodů,
konektorů a kontaktů bezprostředně
po jejich výrobě. Tyto snímače deteku-
jí přítomnost pinů a konektorů stejně
jako jejich úplnost, délku a odklon.
Při výrobě integrovaných obvodů,
konektorů a kontaktů je kvalita zpraco-
vání naprosto zásadní. To znamená, že
všechny konektory a kontakty musí být
podrobeny 100% kontrole. Konektory,
které jsou buď příliš krátké, nebo piny,
které jsou ohnuté, mohou vést k chy-
bám. Konektory tedy musí být zkontrolo-
vány okamžitě po výrobě a všechny vadné
díly odstraněny z procesu.
Protentozpůsobkontrolyjsou
ideální laserové profilové sníma-
če Micro-Epsilon scanCONTROL
LLT2800-25 a LLT2750-25. Pro
velmi malé připojovací konekto-
ry desky je vzhledem k vysoké-
mu rozlišení preferovaný systém
LLT2800-10.
Během výrobního proce-
su jsou připojovací konektory
desky, které budou kontrolová-
ny, vedeny pod laserovou linií
skeneru. Výška profilu je pak
generována ve 3D a následně
vyhodnocována pomocí vyhod-
nocovacího softwaru na stan-
dardním průmyslovém počítači
nebo notebooku. V závislosti na stavu
pinů může být měření prováděno buď
přímo na vrcholu pinu, nebo pomocí vzo-
rové desky, která vytváří přesnou výšku
profilu pinu pomocí malých pístů.
Vzhledem k vysokému rozlišení a vyso-
ké profilové frekvenci (až do 4000 Hz)
jsou laserové liniové skenery řady scan-
CONTROL High-Speed ideální pro kon-
trolní úlohy při vysokých rychlostech.
Senzory pracují na laserovém triangu-
lačním měřicím principu rychlostí až
1,2 milionu měřených bodů za sekundu.
Pro více informací o laserových linio-
vých skenerech scanCONTROL kontak-
tujte společnost Micro-Epsilon Czech
Republic: tel. +420 381 213 011, e-mail
info@micro-epsilon.cz
Václav Zárybnický, MICRO-EPSILON
Czech Republic, spol. s r. o.
Laserové profilové skenery
zjišťují kvalitu pinů integrovaných
obvodů a konektorů
placená inzerce
SKENERY
MICRO-EPSILON Czech Republic
391 65 Bechyně · Tel. +420 381 213 011
info@micro-epsilon.cz
2D/3D PROFILOVÉ
www.micro-epsilon.cz
NAVŠTIVTE NÁS NA MSV BRNO,
pavilon C, stánek č. 041
pro měření rozměrů
NOVÉ: Laserový liniový skener
s integrovaným kontrolerem
Měřicí rozsah v ose x až 148 mm,
v ose z až 300 mm
Nízká hmotnost a kompaktní
provedení
Profilová frekvence až 4 kHz
3D - reprezentace s nejvyšší
přesností
Typické aplikace:
měření polohy a profilu,
sledování hran, šířky dráhy,
šířky a hloubky drážky, kontrola
svarových spojů, vedení robotů
scanCONTROL LLT2800-10
scanCONTROL LLT2750-25
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/12 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
placená inzerce
Princip řádkového skeneru
Řádkový skener snímá infračervenou ener-
gii vyzářenou z povrchu měřeného tělesa
a vypočítává povrchovou teplotu. Infračer-
vený senzor skeneru je zaměřený na sledo-
vaný povrch přes rotující zrcadlo. V úhlu
90° dopadá na zrcadlo infračervené záření
z vnějšího prostředí a odráží se na senzor.
Ve zbývající fázi otáčky na senzor krát-
ce dopadne záření vnitřního referenčního
černého tělesa, které zajišťuje průběžnou
kalibraci skeneru. Aktivní zorný úhel, který
představuje jeden sejmutý řádek, má rozlišení
1024 měřicích bodů. Celý cyklus se periodicky
opakuje. Pohybuje-li se měřený povrch ve směru
osy rotace zrcadla, dostaneme složením jednot-
livých řádků plošný obraz teplotního pole měře-
ného povrchu.
Maximální frekvence otáčení zrcadla skeneru
je 150 Hz. Velikost jednoho pixelu termogramu
závisí na vzdálenosti měřeného cíle, rychlosti
jeho pohybu a rychlosti otáčení zrcátka. Pro-
gramové vybavení umožňuje zjistit teplotu libo-
volného pixelu termogramu a je možné zobrazit
průběh teploty v řezu napříč směru pohybu. Lze
také nastavit sektory nebo plošné zóny, v nichž
je teplota vyhodnocena podle zadaných parame-
trů. Výsledky vyhodnocení mohou sloužit jako
signalizační nebo řídicí výstupy.
Řádkové skenery Raytek
Řádkové skenery Raytek jsou označeny MP 150
amajícelkovýteplotnírozsahod20°Cdo1200°C.
Aktuálně je k dispozici 7 standardních skenerů,
které pracují na různých vlnových délkách v růz-
ných teplotních rozsazích. Jejich základní para-
metry jsou uvedeny v tabulce. Součástí skeneru
je programové vybavení DataTemp DP, které
umožňuje konfiguraci přístroje a snímání, uklá-
dání a vyhodnocování
naměřených dat.
Všechny skene-
ry mají jednotnou
konstrukci: snímací
systém je zapouz-
dřen v dvouplášťo-
vém pouzdru, které
zajišťuje vysoké krytí IP65 a umožňuje aktiv-
ní chlazení hlavice vzduchem nebo vodou až
do 180 °C okolní teploty. Pohon zrcadla zajišťuje
bezúdržbový bezkartáčový motor s životností
nejméně 40000 hodin. Skenery jsou vybaveny
průmyslovým sériovým rozhraním RS485 a roz-
hraním Ethernet TCP/IP. K dispozici jsou i tři
přímé analogové výstupy 4–20 mA. Vestavěný
laser umožňuje rychlé a přesné zaměření cíle.
Vzduchové čištění vstupního okénka je zajiš-
těno pomocí integrovaného ofukovacího límce
s připojením pro tlakový vzduch. Ke skenerům
existuje široké příslušenství: různé vstupní
a výstupní moduly umožňují dálkové ovládání
a vyvedení naměřených hodnot do dalších zaří-
zení, konstrukční díly počínají masivní nastavi-
telnou montážní patkou a končí speciální skříní
s tepelnými štíty a aktivním chlazením pro
instalaci skeneru v těch nejtěžších průmyslo-
vých podmínkách ocelářských i sklářských hutí.
Systémy se skenery
Pro typická měření teploty v různých výrobních
technologiích jsou připraveny kompletní měřicí
systémy, které sestávají z jednoho nebo víceřád-
kových skenerů, z doplňkových bezkontaktních
teploměrů, z přídavných snímačů a speciálního
programového vybavení, které zohledňuje potře-
by snímání a vyhodnocování teplotního pole,
řízení konkrétního technologického procesu
a dokumentaci a archivaci dat.
Řádkové skenery Raytek
pro bezkontaktní měření teploty
Model Spektrum Teplota Přesnost Opakovatelnost Rozlišení
150LT 3–5 μm 20–350 °C ± 2 °C ±1 °C 150 : 1
150MT 3,9 μm 100–800 °C ± 0,5 % / ± 3 °C ±2 °C 150 : 1
150HR 3,5–4 μm 100–650 °C ± 0,5 % / ± 3 °C ±1 °C 150 : 1
150G5 5 μm 100–950 °C ± 0,5 % / ± 3 °C ±1 °C 33 : 1
150P30 3,43 μm 30–250 °C ± 3 °C ±1 °C 60 : 1
150P31 3,43 μm 100–350 °C ± 3 °C ±1 °C 100 : 1
1501M 1 μm 600–1200 °C ± 0,5 % / ± 3 °C ±2 °C 150 : 1
1502M 1,6 μm 400–950 °C ± 0,5 % / ± 3 °C ±2 °C 100 : 1
Prin
Řád
gii
a v
v
v
9
z
V
ce
čer
kal
před
1024
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 13
placená inzerce
ES150 – systém pro měření teploty
spojitých procesů
ES150 je nejuniverzálnější měřicí systém pro
vyhodnocování teploty při spojitých výrobních
procesech. Systém umožňuje vytvořit prakticky
neomezený počet sektorů na povrchu měře-
ného cíle, ve kterých vyhodnocuje naměřené
teploty. Sektory jsou definovány názvem, umís-
těním a požadovaným zpracováním teplotních
dat. Vyhodnocuje se
například průměr-
ná, minimální nebo
maximální teplota
v sektoru. Překročení
nastavených teplot-
ních mezí se zobrazuje
a přenáší do technolo-
gických řídicích systé-
mů. Typické aplikace
systému ES150 jsou
ve výrobě a zpracování
kovů (kontilití, válcová-
ní za tepla, povlaková-
ní), plastů (extruze fólií
a desek, laminování), skla (výstup z lázně, žíhání,
chlazení, výroba skelné vaty) a papíru (sušení,
povlakování, laminování).
TF150 – systém pro měření teploty při
tepelném tvarování
Systém TF150 umožňuje zobrazit rozložení tep-
loty plastu při procesu tepelného tvarování. Ske-
nování cíle může být zahájeno velikostí měřené
teploty nebo externím spouštěcím signálem.
Termogram vzniká při průchodu měřeného cíle
zorným polem skeneru. Program systému TF150
umožňuje rozdělit termogramy na specifické
plochy, tzv. zóny.
Matice zón repre-
zentuje topné člán-
ky pece. Teplota
v každé zóně může
být vyjádřena prů-
měrnou, maximál-
ní nebo minimální
hodnotou, podle
které se spouští
nastavená signali-
zace. Ta může být
vyvedena přes přídavné moduly do řídicího sys-
tému technologie. Pro přenos dat je možné využít
OPC.
GS150 – systém pro měření teploty skla
GS150 je systém optimalizovaný pro automatic-
ké měření teploty při ohýbání, tvarování, žíhání
a kalení skla. Program tohoto systému také
umožňuje rozdělit termogramy na zóny a vyhod-
nocovat jejich teplotu statistickými funkcemi.
Speciální systém GS150LE je určený pro měření
teploty při procesu povlakování skla. Problémem
měření povlakovaných skel je velmi nízká emi-
sivita povlakované strany skla. Proto je systém
GS150LE doplněný o přídavný pyrometr, který
současně měří teplotu nepovlakované strany
skla, kde je emisivita známá. Termogram tak
může být v programu systému samočinně kori-
govaný.
CS210 – systém pro monitorování pláště
rotační pece
CS210 je komplexní systém pro
měření teploty, monitorování
a analýzu pláště rotačních pecí
určených především pro výro-
bu cementu a vápna. Systém
je postaven na základě řádko-
vého skeneru MP150 a výkon-
ného programového vybavení
a umožňuje přesnou detekcí
horkých míst, která signalizují
poškození vyzdívky pece. To
umožňuje předcházet drahým opravám poško-
zené pece a výpadkům výroby. Systém CS210
umožňuje zobrazení termogramu povrchu pece,
uživatelské definované signalizace, samočinné
řízení ventilátorů a rozsáhlé analýzy uložených
dat. Systém také disponuje funkčním OPC ser-
verem a výkonným SQL serverem pro databázo-
vé aplikace a integraci přídavných pyrometrů,
které monitorují zastíněné části pece. Systém
navíc podporuje dva řádkové skenery pro dlouhé
pece. CS210 je snadno aplikovatelný systém pro
management údržby rotační pece s vynikajícím
poměrem výkonu k ceně.
Řádkové teplotní skenery Raytek a systémy
vystavěné na jejich základě představují vysoce
efektivní nástroje pro sledování a analýzu tep-
lotních polí v kontinuálních výrobách s širokými
možnostmi zpracování naměřených teplotních
dat a snadnou integrací do řídicích systémů
výrobních technologií.
TSI System s.r.o.
www.tsisystem.cz
d
n
n
m
v
n
n
a
g
m
s
v
k
n
n
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/14 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
hlavní téma
P
ro zbytek roku 2012 se prognózuje
pokračující velký objem prodeje auto-
maticky naváděných vozidel a jejich
systémů, uvádí průmyslová skupina
pro automaticky naváděná vozidla AGVS (Auto-
matic Guided Vehicle Systems) sdružení MHIA
(Material Handling Industry of America). Pro-
gnóza zahrnuje zvýšení objemu prodeje nových,
modernizovaných a rozšířených systémů regis-
trovaných touto skupinou na veletrhu Modex
2012 v únoru letošního roku.
„V roce 2011 zaznamenaly členské společ-
nosti skupiny AGVS objem prodeje ve výši 108
milionů dolarů, což zahrnuje prodej 925 vozidel
a 130 systémů,“ uvedla Sarah Carlsonová ze
společnosti Daifuku Webb, předsedkyně skupi-
ny AGVS. „Ve srovnání s rokem 2007 – posled-
ním rokem před velkou recesí – je to téměř 25%
nárůst objemu prodeje, více než 70% nárůst
počtu prodaných vozidel a více než 25% nárůst
počtu systémů.“
Sarah Carlsonová dále připomněla, že kom-
binované výsledky za rok 2010 a 2011 byly
zvláště silné, a to s celkovým objemem prodeje
přesahujícím 200 milionů dolarů za tyto dva
roky. Dohromady to představuje instalaci téměř
1700 vozidel a 240 systémů.
„V polovině roku 2012 pozorujeme v našem
oboru vysokou míru zájmu a registrujeme mnoho
již přijatých objednávek,“ pochlubila se Sarah
Carlsonová. „Ekonomická situace se postupně
zlepšuje a stále více firem usiluje o doplnění
automatizace k dalšímu zvýšení produktivity
a snížení vlastních provozních nákladů.“
„Výrobní operace jsou nadále primárními
konečnými uživateli
automaticky navá-
děných vozidel,“
reagoval Randy Win-
ger ze společnosti
Dematic, místopřed-
seda skupiny AGVS:
„V roce 2011 bylo
pro výrobu určeno
75 % všech systémů,
přičemž 25 % smě-
řovalo do distribuč-
ních center.“
„Závody investují
do systémů automa-
ticky naváděných
vozidel pro jejich přirozenou flexibilitu a šká-
lovatelnost,“ uvedl Winger. K této flexibilitě
do značné míry přispívá neutuchající evoluce
ovládání a softwaru, které řídí dráhu a úkoly
vozidel.
Pro řízení a monitorování více jednotek v reál-
ném čase využívá software bezdrátová spojení
pro sběr dat a následně komunikuje se systé-
my PLC vyšší úrovně nebo softwarem TCP/IP,
pokud jde o místo určení a vyhodnocovací logi-
ku. Software řídí dráhu vozidel bezdrátově tím,
že zasílá specifické úkoly automaticky navádě-
ným vozidlům pomocí rádiových transpondérů
a značek. K pokynům patří zastavení, rozjezd,
změna rychlosti, zdvíhání, spouštění, zatáčení
ve více bodech, couvání, odklon od naváděné
dráhy a komunikace s ostatním zařízením a sys-
témy manipulace s materiálem – automatizova-
nými nebo statickými.
Flexibilita ovládání umožňuje jeden model
automaticky naváděného vozidla vybavit celou
řadou prvků systému Guyance. K nejoblíbeněj-
ším patří magnetická páska, magnetická lišta,
laser a optické senzory. V určitých aplikacích
může jedno automaticky naváděné vozidlo vyu-
žívat více než jeden naváděcí systém, jak potvrdil
Winger. „Například při aplikacích nakládání
nákladních vozidel bude automaticky naváděné
vozidlo využívat jednu naváděcí metodu mimo
nákladní vozidlo a jinou, přesněji lokalizovanou
metodu Guyance uvnitř nákladního vozidla.“
„Dnešní systémy automaticky naváděných
vozidel lze přenastavit na nové dráhy za pár
minut díky myší ovládané grafice řídicího soft-
waru typu táhni a pusť,“ pokračoval Winger.
„Je velmi snadné vyvolat grafické zobrazení
trasy, provést změnu a realizovat trasu vizuálně
na obrazovce pro potvrzení, zda bude ve vašem
systému fungovat. Jakmile je nová trasa potvr-
zena pro použití v praxi, stačí jen dvě sekundy
na to, aby se jí vozidla začala řídit. A naopak,
je velmi snadné obnovit původní trasu, pokud
změny nepřinesou požadované výsledky,“ dopl-
nil Winger
S nástupem soustavy řídicích systémů a soft-
waru na bázi Microsoft Windows mohou nyní
uživatelé získat více grafické, vizuální přehledy
o celém systému automaticky naváděných vozi-
del. Software průběžně sbírá, uchovává a ode-
sílá systémová data k analýze pro zajištění
maximální efektivity flotily automaticky navá-
Prognózy objemu prodeje pro rok 2012 zůstávají ambiciózní, povzbuzeny klíčovými aspekty,
jako je flexibilita, všestrannost a evoluční změny ovládání.
ó bj d j k ů á jí bi ió í b klí ý i k
Automaticky naváděná vozidla
Mark T. Hoske
Control Engineering
k
a
d
r
g
D
s
„
p
7
p
ř
n
d
t
S nástupem soustavy
řídicích systémů
a softwaru na bázi
Microsoft Windows mohou
nyní uživatelé získat více
grafické, vizuální přehledy
poskytující informace
o celém systému
automaticky naváděných
vozidel.
(www.jervisbwebb.com)
Fotografii poskytla
společnost Jervis
B. Webb.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 15
Elektrická automatizace
Systémy a komponenty
Mezinárodní veletrh a konference
Norimberk, Německo, 27.–29. listopadu 2012
Další informace obdržíte na:
tel. č. +49 711 61946-828 nebo sps@mesago.com
Answers for automation
Zažijte odborný veletrh s vedoucím postavením
pro elektrickou automatizaci v Evropě:
• 1.400 vystavovatelů
• Všichni klíčoví hráči oboru
• Výrobky a řešení
• Inovace a trendy
Vaše bezplatná vstupenka
www.mesago.com/sps/tickets
hlavní téma
děných vozidel. „Řídicí software uživatelům
velmi usnadňuje sledování dobíjení, údržby,
odstávek a dalších parametrů produktivi-
ty, aby zachovali svůj systém v požadované
funkčnosti,“ vysvětlila Carlsonová.
„Samotná automaticky naváděná vozidla
jsou nyní vybavena obrazovkami s rozhraním
HMI usnadňujícími identifikaci, odstraňování
a diagnostiku jakýchkoli problémů, které se
mohou vyskytnout. Rozhraní poskytuje HMI
specifické informace o tom, co se děje s daným
vozidlem, ať už jde o vybití baterie, informaci
o umístění vozidla v jeho systému nebo infor-
maci o tom, co způsobilo nouzové zastavení,“
dodala Sarah Carlsonová.
Pokud by bylo vyřešení problému nad mož-
nosti uživatele, může k automaticky naváděné-
mu vozidlu a jeho řídicímu softwaru přistupovat
vzdáleně jeho výrobce a provést dodatečnou dia-
gnostiku a podporu – což jsou všechno funkce,
které ještě před pár lety nebyly k dispozici.
Členy průmyslové skupiny AGVS jsou doda-
vatelé systémů automaticky naváděných vozidel
z celého světa určených pro téměř všechna
hlavní výrobní a distribuční odvětví. Průmys-
lová skupina AGVS je nezávislým orgánem pro
konečné uživatele a dodavatele, jenž je zaměřen
na tržní trendy, standardy, technologické novin-
ky a aplikace. Misí skupiny je podporovat růst
trhu a efektivní využívání automaticky navádě-
ných vozidel ve výrobě, skladování, v distribuci
a na dalších klíčových trzích. ce
Upravil Mark T. Hoske, obsahový manažer
časopisu Control Engineering vydavatelství
CFE Media, mhoske@cfemedia.com, s využitím
informací průmyslové skupiny Automatic Guided
Vehicle Systems (AGVS) sdružení Material
Handling Industry of America (MHIA).
Aplikace automaticky naváděných vozidel
Montáž: Přemisťování produktů mezi výrobními procesy
Příprava sad: Shromažďování dílů pro montáž
Přeprava: Nakládání palet a volných dílů
Příprava výroby: Přivážení palet pro výrobní procesy
Skladování: Převoz produktů od balicích jednotek do doků nebo skladů
Vychystávání:
Přivážení objednaných produktů k nakládacím rampám pro
distribuci
Dodávání dílů/sys-
tému just-in-time:
Tažení vozíků s díly/materiálem na místa jejich spotřeby
Převoz/kyvadlová
přeprava:
Převoz zboží přes uličky s vysokým provozem
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/placená inzerce
Zadání:
Vytvoření systému pro tepelnou správu v srbské
elektrárně, který sníží náklady a zkrátí dobu
potřebnou pro vývoj.
Řešení:
Aplikace vyvinutá v NI LabVIEW využívající plat-
formu NI WSN, která umožní rychlý postup
od návrhu až k finálnímu nasazení.
Autoři:
Dr. Aleksandar Nikolic, Nikola Tesla Institute
of Electrical Engineering Bělehrad, Srbsko
Dr. Aleksandar Zigic, Nikola Tesla Institute of
Electrical Engineering Bělehrad, Srbsko
Nikola Miladinovic, Nikola Tesla Institute of
Electrical Engineering Bělehrad, Srbsko
Výkonový transformátor generátoru je nej-
větší jednotkou v elektrárně s kapacitou dosa-
hující až 1400 MVA. Existují dva způsoby pro
tepelnou správu tohoto typu transformátoru.
První, nákladné řešení zahrnuje senzory umís-
těné uvnitř vinutí transformátoru. Druhé je
založeno na výpočtu nejvyšší teploty trans-
formátoru (například teplota horkého bodu)
na základě znalosti nejvyšší změřené teploty
transformátorového oleje a hodnoty proudu
do zátěže.
Rychlé nasazení systému
Potřebovali jsme tedy nakonfigurovat náš systém
pro největší transformátor generátoru v Srbsku
(725 MVA) během velmi krátké doby. Zvolili
jsme NI CompactRIO a LabVIEW jako náhradu
našeho vlastního systému pro zpracování digitál-
ních signálů. Použili jsme systém NI cRIO-9073
s moduly NI 9217 a senzory Pt100. V LabVIEW
jsme vyvinuli algoritmus pro nasazení v reálném
čase podle standardu IEC 60076-7 a vyladili jsme
jej pro provádění všech měření, odhadů horkých
bodů a řízení chladicího systému transformátoru
(olejová čerpadla a ventilátory). Celý systém byl
na platformě CompactRIO vyvinut za méně než
dva měsíce.
Aplikace WSN
Pro další tepelnou elektrárnu, kde byly nákla-
dy na kabeláž příliš vysoké kvůli kompliko-
vaným požadavkům na instalaci, jsme vylep-
šili dva transformátory generátoru (210 MVA
a 100 MVA) s použitím technologie NI WSN. Tato
senzorová síť sestává z kombinace jednoho uzlu
NI WSN-3202 se třemi uzly NI WSN-3226 pro
každý transformátor. Modul WSN-3202 provádí
měření proudu vinutím transformátoru na jed-
nom analogovém vstupu a ovládá čtyři chladicí
jednotky přes digitální výstupy. Uzly WSN-3226
jsou připojeny k senzorům Pt100, které měří
nejvyšší teplotu oleje, vstupní a výstupní teplo-
ty chladicí jednotky a teplotu okolí. Uzly, které
sbírají signály ze senzorů a z relé z jednoho
transformátoru, jsou umístěny v jedné skříni.
Sběr dat
Jeden transformátor používá ke sběru měřených
hodnot z uzlů ethernetovou bránu NI WSN-9791
a druhý používá programovatelnou bránu
NI 9792. Bránu NI 9792 jsme také použili při
nasazení aplikace v LabVIEW. Významně jsme
zkrátili čas potřebný pro vývoj softwaru. S celým
projektem jsme byli hotovi za dva dny, jelikož
„Významně jsme zkrátili čas potřebný pro vývoj softwaru, a to maximálně na dva dny,
jelikož jsme bez nutnosti větších úprav použili aplikaci LabVIEW vyvinutou již dříve pro
systém NI CompactRIO 9073.“
Dr. Aleksandar Nikolic, Nikola Tesla Institute of Electrical Engineering Bělehrad, Srbsko
Dr. Aleksandar Nikolic
Nikola Tesla Institute of
Electrical Engineering
Bělehrad, Srbsko
První bezdrátový systém
pro tepelnou správu v Srbsku
16 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/jsme mohli použít aplikaci, která byla
vyvinuta již dříve pro systém NI Com-
pactRIO 9073.
Vývoj webového rozhraní
Brány WSN-9791 a NI 9792 jsou přes
Ethernet připojeny ke stolnímu počí-
tači, který je umístěn v řídicím centru
elektrárny. Aplikaci jsme vyvinuli v pro-
středí Microsoft Visual Studio a provozu-
jeme ji na počítači, přičemž komunikace
s oběma bránami probíhá přes MOD-
BUS TCP/IP. Aplikace zobrazuje všechny
údaje potřebné pro operátora a provádí
záznam hodnot do databáze MySQL. Pro
možnost vzdáleného dohledu a modi-
fikace aplikace je celý systém připojen
k internetu prostřednictvím lokální sítě
(LAN).
Závěr
Pro systém tepelné správy transformáto-
ru generátoru v srbské elektrárně jsme
vytvořili aplikaci na bázi NI WSN a Lab-
VIEW. Zvolili jsme hardware od National
Instruments kvůli jeho snadné instala-
ci, konfigurovatelnosti a rozšiřitelnosti.
Modulární systém nám také poskytl flexi-
bilitu k provádění změn nejen ve vývojové
fázi, ale také během instalace. Kompatibi-
lita mezi platformami od NI (CompactRIO
a WSN) značně zkrátila čas potřebný pro
vývoj. Jelikož je systém WSN připojen
prostřednictvím Ethernetu k síti LAN,
máme také možnost provádět vzdále-
né programování a dohled nad systé-
mem přes webové rozhraní, což zkracuje
čas a zároveň snižuje náklady potřebné
na údržbu. Tento systém jsme nainstalo-
vali minulé léto, kdy venkovní teploty pře-
sahovaly 40 °C. Systém nikdy nepřestal
fungovat, a to ani za nejhorších podmínek
v zimě, kdy teploty klesají pod – 25 °C.
Dr. Aleksandar Nikolic
Nikola Tesla Institute of Electrical
Engineering Bělehrad, Srbsko
Koste Glavinica 8a, 11000
Belgrade
Tel: +381-64-8259751
anikolic@ieent.org
National Instruments
(Czech Republic), s. r. o.
Dělnická 12,
170 00 Praha 7
Česká republika
Tel.: (+420) 224 235 774
Fax: (+420) 224 235 749
Bezplatný tel. v ČR: 800 142 669
Bezplatný tel. v SR: 0800 182 362
Všeobecný e-mail: ni.czech@ni.com
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/18 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
Matthew E. Luallen
Cybati
Myšlenka „použít iPhone jako HMI“ je určitě
praktická, avšak otevírá zcela nové pole
kyberprostorové zranitelnosti. Stojí tato
funkčnost za související riziko? Mnoho uživatelů
již tuto technologii využívá bez dostatečných
bezpečnostních opatření.
Stinná
stránka
mobility
téma z obálky
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 19
V
yhledat, vybrat, koupit a nainstalo-
vat. Je to tak snadné. Nyní se můžete
připojit k elitnímu klubu těch, kteří
mohou vzdáleně ovládat své řídicí
systémy ze smartphonu. Avšak měli byste tento
krok skutečně učinit?
V listopadu se do hlavních zpráv dostala
vodárna Curran Water District stojící u města
Springfield, stát Illinois, když zdánlivý útok
hackera z Ruska nejenže narušil síť rozvodného
závodu, ale vyřadil také z provozu vodní čerpa-
dlo. Další vyšetřování ukázalo, že situace byla
jiná, než se na první pohled zdálo. Pozdější zprá-
vy ukázaly, že za internetovou aktivitou z Ruska
byl schválený dodavatel, který byl na dovolené.
Dodavatel podle všeho použil síť VPN pro spravo-
vání řídicího systému pomocí svého smartpho-
nu při cestování po Anglii, Německu a Rusku.
Tento příběh poukazuje na některé zvláštnosti
související s rostoucím využíváním vzdáleného
bezdrátového přístupu a přenosných zařízení,
která si uživatelé nosí neustále s sebou,
jako jsou smartphony a tablety používané
v průmyslových sítích.
Všichni chápeme a oceňujeme přínosy
v oblasti produktivity, které jsme zazname-
nali v rámci revoluce průmyslových tech-
nologií. Produktivita průmyslových závodů
exponenciálně vzrostla a stala se neuvěřitel-
ně efektivní i v souvislosti s nižšími nároky
na pracovní sílu. Tento trend nedávno pokra-
čoval uplatňováním levnějších a odolnějších
bezdrátových funkcí a přenosných zařízení pro
zajištění snímání, správy a řízení našich závodů.
Rozhraní HMI, údržbová rozhraní a funkce vzdá-
lené správy, které byly dříve speciální pro kaž-
dého výrobce, lze nyní instalovat a programovat
v operačním systému Apple iOS a Google Andro-
id. Lidé mají vynikající schopnost zjednodušovat
si práci, nicméně jak lze řešit zvýšené kyberpro-
storové riziko, které našimi pěti smysly nepo-
stihneme? Mnoho firem se jednoduše rozhodne
problém ignorovat a říká si, že zrovna oni nikdy
nebudou cílem útoku. Argumenty mohou znít
např. takto: „Proč by někdo cílil na můj závod
nebo dodavatelský řetězec?“ Skutečností je, že
někdo nemusí cílit přímo na vás, ale můžete být
obětí obecného útoku, který zneužívá zranitelné
místo vašeho systému, o němž ani nevíte.
Virus Stuxnet byl vysoce cíleným útokem,
avšak výzkumníci kyberprostorového zabezpe-
čení a pravděpodobní pachatelé, kteří studovali
tuto lekci, si uvědomili, že vytvoření necíleného
útoku je mnohem jednodušší proces. Existu-
je obava, že sofistikovaný obecný útok může
zasáhnout průmyslové technologie v mnohem
širším měřítku, a co je ještě horší, nezanechá
za sebou dostatečné stopy pro dohledání svého
původce. Přenosnost zařízení, vzdálený přístup
a bezdrátová komunikace slouží jako vynikající
brány pro vstup do infrastruktury řídicího sys-
tému. Proto v tomto kontextu fungují tak dobře.
Každý vlastník výrobních prostředků, který
využívá tyto brány k řídicímu systému, je musí
chránit. Problém je v tom, že mnozí tak nečiní,
jak si hned ukážeme.
Studie bezdrátového uzlu IEEE 802.11
provedená organizací Cybati
Zařízení s operačními systémy Google Android
a Apple iOS naplňují roli všech tří zranitelných
bran řídicího systému: jsou bezdrátová, podpo-
rují vzdálený přístup a jsou přenosná, přičemž
uživatelé je nosí stále s sebou. Aplikace pro
Android a iOS určené pro řídicí systémy začaly
být v posledním roce dostupné k zakoupení,
nebo dokonce k bezplatnému stažení. Existují
desítky aplikací od dodavatelů hardwaru řídicích
systémů a od nezávislých dodavatelů softwa-
ru. Typický je reklamní popisek jedné z nich:
„(Aplikaci) lze použít pro nulování čítačů, změnu
žádaných hodnot nebo prohlížení výrobních dat.
Je dostupná k bezplatnému stažení do zařízení
iPhone nebo iPad.“ Ve většině případů výrobce
upozorňuje uživatele, že tyto aplikace by měly
být chráněny. Nicméně jakákoli aplikace využí-
vající tato zařízení vyžaduje bezdrátový přístup
protokolem IEEE 802.11, aby mohla existovat
nebo být začleněna do prostředí řídicího systé-
mu. Proč? Většina zařízení pro operační systémy
Apple iOS a Google Android prostě nemá mož-
nost fyzického připojení k síti. Tato skutečnost
přiměla organizaci Cybati k provedení studie
bezdrátového uzlu IEEE 802.11.
Výchozím předpokladem je to, že během
posledního roku bylo do obchodů Apple iOS
a Android přidáno tolik aplikací, že se musel
zvýšit počet řídicích systémů s přístupem přes
protokol IEEE 802.11, aby podporoval tento
a další typy bezdrátové komunikace v průmys-
lových sítích. Otázky zní: Jak byl bezdrátový
protokol IEEE 802.11 konfigurován? Připoju-
jí se uživatelé do prostředí řídicího systému
přímo, nebo musejí jít přes dobře udržovanou
a adekvátně chráněnou bránu? Po prohlédnutí
několika internetových diskusních fór uživatelů
PLC bylo zjevné, že náš předpoklad nejhorší
situace byl pravděpodobně správný. Přesto jsme
to chtěli potvrdit technickými daty.
„Připojují uživatelé protokol IEEE 802.11
do prostředí řídicího systému přímo,
nebo musejí jít přes dobře udržovanou
a adekvátně chráněnou bránu?
“
téma z obálky
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/20 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
Náš průzkum naznačoval, že přímé připojení
je mnohem obvyklejší, než bychom rádi viděli.
Od února do dubna 2012 najeli pracovníci orga-
nizace Cybati téměř 6500 km při svém honu
na bezdrátové přenosy IEEE 802.11 a/b/g/n.
Specifickým cílem byly firemní identifikátory
OUI (Organizationally Unique Identifiers) obvyk-
lých poskytovatelů výrobců hardwaru. O identi-
fikátory OUI žádá poskytovatel síťového zaříze-
ní, v tomto případě výrobci hardwaru řídicího
systému. Identifikátory OUI, a dokonce i celá
MAC adresa zařízení zůstávají nechráněné i při
tom nejvíce zabezpečeném nastavení (WPA-2),
jež je běžně používané v sítích IEEE 802.11.
Naše vlastní zařízení pro „wardriving“ (hledání
sítí za jízdy v autě) jsme si postavili z komerčně
dostupných komponent:
kufr iM2500 modifikovaný o větrací otvory,
zdvojené ventilátory USB pro cirkulaci vzdu-
chu,
baterie Hyperjuice 150 Wh,
notebook Macbook se softwarem VMWare
Fusion a Backtrack 5,
aplikace Insomnia Sleep Management (pro
zákaz přechodu do režimu spánku při zavření
víka notebooku MAC),
externí bezdrátová karta Alfa AWUS036H
(AWUS036NH v závislosti na schopnosti dopl-
nit ovladače pro Backtrack 5),
externí GPS přijímač pro USB GlobalSat
BU-353 (záměrně jsme tato data nesbírali),
externíodolnávšesměrováanténa2,4–2,5GHz
se ziskem 8 dBi (OA-2450-08-01),
aplikace Kismet a GISKismet Backtrack 5.
Když jsme shromáždili veškerá naše data,
použili jsme strukturované SQL příkazy v rámci
databáze MySQL vytvořené pomocí programu
GISKismet. Tyto příkazy hledaly identifikátory
OUI dodavatelů kategorizované v rámci naší
databáze hardwaru řídicích systémů (např.
„vybrat MAC adresu z klientů, kde MAC je
‘00:e0:62%’“ pro ethernetový komunikační
modul Koyo nebo „vybrat MAC adresu z klien-
tů, kde MAC je ‘00:a0:3d%’“ pro integrované
bezdrátové zařízení 802.11 Opto-22 SNAP-PAC).
Připomínáme, že tato činnost nesestávala z par-
kování v průmyslových oblastech. Téměř 95 %
našich cest se neodchýlilo od mezistátních dál-
nic, jeli jsme běžnou rychlostí a záměrně jsme
se vyhýbali velkým metropolitním oblastem,
kdykoli to bylo možné. A dokonce i s tímto
omezením jsme neměli žádný problém najít
několik komponent řídicích systémů v chráně-
ných bezdrátových sítích a také v nechráněných
sítích. Po shromáždění dat týkajících se téměř
27000 bezdrátových klientů (včetně kancelář-
ských, obchodních, průmyslových i domácích
bezdrátových sítí) bylo devět z nich komponen-
ty řídicích systémů. Není to mnoho, ale i malý
počet znamená problémy, protože se ve stále
více prostředích uvažuje o využívání řídicích
aplikací pro iPad. Některá z našich cílenějších
hodnocení provedených ve více urbanizovaných
oblastech ukázala mnohem více zařízení, nicmé-
ně necháme již na vás, abyste provedli vlastní
„wardriving“ řídicího systému.
Co by mohl někdo se zlým úmyslem provést
s těmito daty? To záleží. Pokud data souvisí
s MAC adresami řídicího systému v nechrá-
něné nebo špatně chráněné síti (WEP nebo
slabé heslo), útočník může udělat cokoli, protože
komunikační protokoly řídicího systému, jako
je Modbus, EtherNet/IP, PCCC, DNP3, ICCP
a další, jsou přirozeně neautentizovány. Pokud
data souvisejí se zařízením typu RuggedCom,
útočník má nyní heslo pro výchozí účet „z výrob-
ního závodu“ a může se pokusit získat přístup
prostřednictvím vytáčených modemů nebo inter-
netu s využitím výsledků dotazu služby Shoda-
nHQ. Toto rozpoznání je jedním z prvních kroků
při vstupu do chráněné oblasti a vede k dalším
krokům, které mohou trvat minuty, hodiny nebo
měsíce, aby pokračoval proces zneužití.
Přemožení kontrolních prvků
hloubkové obrany
Běžně využívaným mechanismem pro ochra-
nu kriticky významných aktiv je vybudovat
vrstvy obrany, které poskytnou dostatečný čas
na odstrašení, detekci a obranu proti útoční-
kům, dříve než se dostanou ke kriticky význam-
ným aktivům. Ke kontrolním prvkům strategie
hloubkové obrany patří provozní, kyberprosto-
rové a fyzické prvky sahající od dispečinku až
po vzdálené lokality, a dokonce až k domácím
kancelářím smluvních dodavatelů třetích stran.
Avšak co když selže několik řídicích prvků
najednou z důvodu selhání externích partnerů?
Externí partneři jsou výsledkem obchodních
vztahů. V kyberprostorovém světě obvykle zahr-
nují dodavatelský řetězec hardwaru, operační
systém, programátory aplikací a systémové inte-
grátory. Důvěřujete tomu, že obranná opatření,
která jste nainstalovali, skutečně fungují, proto-
že věříte zdroji?
Virus Stuxnet byl úspěšný, jelikož způsobil
současné selhání všech těchto vztahů důvě-
ry. Možná se uklidňujete myšlenkou, že zdro-
je potřebné pro vytvoření viru Stuxnet nejsou
namířeny proti vám, avšak bariéry, které máte
mezi vašimi kriticky významnými aktivy a zlo-
duchy, už v sobě mají díry. Útočník možná
potřebuje prorazit už jen jednu, aby měl volnou
cestu dovnitř.
Možná si říkáte, že to nemůže být tak zlé,
ale je pravděpodobnější, že je to horší, než si
uvědomujete. V posledních dvou letech došlo
k napadení certifikátů významných organizací,
téma z obálky
„Co když selže
několik řídicích
prvků najednou
z důvodu selhání
externích
partnerů?
Důvěřujete tomu,
že obranná
opatření, která
jste nainstalovali,
skutečně fungují,
protože věříte
zdroji?
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 21
iom.invensys.cz/Modernize.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/22 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
včetně Verisign, Comodo, DigiCert, DigiNotar
a Gemnet. Dokonce i poslední šetření exploitu
Flame ukazují, že cílil na certifikáty – v tomto pří-
padě byly obětí produkty společnosti Microsoft
a aktualizace Windows. Byl prolomen algoritmus
hesla hardwarového klíče (key fob) společnosti
RSA Security. Software společnosti Microsoft
pro vzdálenou plochu vykazoval v nedávné době
zranitelná místa. Mnoho PLC, včetně zaříze-
ní Modicon Quantum společnosti Schneider
Electric, zařízení společnosti Siemens a další,
je vybaveno napevno kódovaným uživatelským
jménem a heslem. Celá produktová řada společ-
nosti RuggedCOM má napevno zakódovaná uži-
vatelská jména a hesla. Telefony společnosti ZTE
s operačním systémem Android používají soft-
warově zakódovaná uživatelská jména a hesla.
Červ DuQu jasně poukázal na zranitelné místo
fontů ClearType/TrueType ovlivňující systém
Microsoft Windows; později se ukázalo, že má
dopad také na počítače Apple Mac, zařízení iPho-
ne, iPad a další operační systémy. Kolik příkladů
ještě potřebujete? Organizace US-CERT udržuje
abecední seznam průmyslových systémů. Tento
seznam je rozsáhlý a zahrnuje mnoho firem,
které byste jistě poznali. Riziko nakonec spočívá
v tom, že každý využívaný systém má neznámá
zadní vrátka pro obcházení kontrolních prvků
vaší hloubkové obrany. Nemůžeme věřit našim
vlastním zařízením – dopadají na ně problémy
v dodavatelském řetězci. Přidejte ke svému řídi-
címu systému bezdrátová přenosná zařízení se
schopností vzdáleného přístupu, která si uživa-
telé nosí stále s sebou, a riziko se ještě znásobí.
Nápady, jak tento problém řešit, uvedeme dále
v tomto článku.
Jak se můžete chránit?
Zabezpečení koneckonců spočívá v neustálém
udržování důvěry v rámci organizace. Mění se tato
důvěra, když se zakoupí nové výrobní prostředky,
najmou se noví lidé, výrobní prostředky se vyřadí
z provozu a uděluje se či odvolává přístup? Urči-
tě! V případě mobilních zařízení a jejich aplikací
stále provádíte stejné provozní úkoly. Avšak nyní
využíváte zařízení, které nemusí mít dostatečné
lokální bezpečnostní prvky, bezdrátově komuni-
kuje za hranice vašeho firemního území a může
být dokonce s uživatelem při všech jeho volnoča-
sových aktivitách.
Co tedy můžete dělat, abyste chránili svá kri-
ticky významná aktiva řídicího systému a záro-
veň zvyšovali produktivitu? Především musíte
prozkoumat skutečné přínosy produktivity a sní-
žené náklady díky používání mobilních aplikací,
které mají neomezený přístup k vašemu řídi-
címu systému. Lokální řízení prostředí je také
ohroženo. Samotná koncepce mobilních aplikací
předpokládá, že je přístup udělen buď prostřed-
nictvím internetu, nebo bezdrátově prostřednic-
tvím protokolu IEEE 802.11, případně oběma
způsoby. Většina mobilních aplikací funguje
na zařízení, které nemá možnost hardwarového
připojení k síti. Proto se v současnosti doporuču-
je, aby vzdálený nebo lokální přístup k třídicímu
systému z tradičních smartphonů nebo tabletů
spotřebitelské třídy nebyl povolen.
Přenosná elektronická zařízení nesmí být
kategorizována jako nástroje, jako je kladivo
nebo francouzský klíč. Tato zařízení si ucho-
vávají informace o prostředí řídicího systému
a mohou způsobit další škody, pokud se dosta-
nou do nepovolaných rukou. Ať už je tímto zaříze-
ním tradiční přenosný počítač, iPhone, iPad nebo
komunikátor protokolu HART, tento nástroj
může obsahovat komunikační body, značky,
nastavení konfigurace, logiku, schémata, plány
a specifické informace o prostředí, které může
zkušený hacker využít. Navíc může přenosné
zařízení sloužit jako vstupní bod do chráněné
řídicí infrastruktury za pomoci přihlašovacích
údajů pro vzdálený přístup uložených ve vyrov-
návací paměti a za přispění aplikací v zařízeních
iPhone, iPad, v zařízeních se systémem Android
nebo v jiných přenosných zařízeních.
téma z obálky
„Přidejte ke svému řídicímu systému bezdrátová
přenosná zařízení se schopností vzdáleného
přístupu, která si uživatelé nosí stále s sebou,
a riziko se ještě znásobí.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 23
Zeptejte se sami sebe
Zde uvádíme několik otázek, které byste si měli
položit před povolením vzdáleného přístupu,
bezdrátové komunikace a uživatelem řízených
přenosných zařízení v řídicí síti.
Operace: Kdo to bude používat? Kde se to
bude používat? Kdy se to bude používat? Jak
to bude zvyšovat produktivitu?
Pracovníci: Jak by se měly současné ope-
race související s bezpečností a zabezpeče-
ním změnit, aby se přizpůsobily použití této
mobilní aplikace?
Zabezpečení: S ohledem na skutečnost, že
zabezpečení je stav mysli, jaké doda-
tečné kontrolní prvky budou
zavedeny nyní, aby vysoce
přenosné zařízení mohlo zís-
kat přístup k řídicí síti pomo-
cí lokální bezdrátové sítě nebo
mezinárodního telekomunikační-
ho operátora?
Nakonec se musíte zeptat sami
sebe, zda je nová mobilní aplikace stále
hodnotná i po zohlednění všech těchto
faktorů. (Pokud nejste zcela přesvědčeni
o přesnosti odpovědí a ochotě vašich pra-
covníků dodržovat bezpečnostní protokoly,
aplikaci nepoužívejte.) Jde o vaše hodnocení
rizika a otázku, kterou my pro vaši konkrétní
situaci nejsme schopni zodpovědět. Nicméně
nikdy nezapomínejte, že přidání tohoto typu
schopnosti vzdáleného monitorování nevy-
hnutelně zvětšuje plochu, na kterou je možno
na vaši organizaci zaútočit. Stojí to za to?
Jednoduchá a rychlá doporučení
1. Nepovolujte přenosná zařízení v prostředí
řídicích systémů. Je to drastické doporučení,
ale funguje.
2. Pokud musíte povolit přenosná zařízení,
zvolte taková, která jsou dostatečně inteligentní
na to, aby byla chráněna dodatečnými bezpeč-
nostními prvky, jako je šifrování pevného disku,
vytváření seznamu povolených aplikací (white
list), fyzické zabezpečovací zábrany a technikem
kontrolovaný přístup, např. omezený přístup
k uživatelským účtům se zavedením pravidel
pro složitost hesla. Také technici využívající sys-
témy by měli být zaškoleni, pokud jde o nutnost
využívat ochranné kontrolní prvky.
3. Nepovolujte obecně přístupné bezdrátové
protokoly. Používejte pouze bezdrátové protoko-
ly s omezeným přístupem k hardwaru, softwaru
a komunikačním protokolům.
4. Nedůvěřujte žádným přenosným nebo bez-
drátovým zařízením poté, co bylo nasazeno
do provozu, ledaže by jeho používání bylo ome-
zeno. Pokud nevíte, kde se nacházelo anebo kdo
je používal, zařaďte je do karantény.
Zvažte následující možnosti
Uvádíme některé další otázky a scé-
náře, které byste si měli promyslet,
než přistoupíte k rozhodnutí:
Co se stane, když konzultant
vzdáleně spravuje systém a jeho připo-
jení se přeruší uprostřed důležité aktuali-
zace z důvodu telekomunikačního výpadku?
Co se stane, jestliže zaměstnanec bezdrátově
spravuje lokální systém a dojde k přerušení
z důvodu bezdrátového rušení?
Jak budete reagovat, když zjistíte, že operační
systém vašeho nového mobilního zařízení má
vysoce rizikový bezpečnostní nedostatek?
Mají dodavatelé pracující na vašem pracovišti
dostatečné zabezpečení, aby zajistili, že se
nikdo neprolomí do jejich oblasti a bez jejich
vědomí nenaklonuje strategické přenosné
zařízení?
Pokud jste již přesvědčeni, že musíte mít urči-
tou žhavou novinku – aplikaci pro bezdrátový
vzdálený přístup, budete v pokušení tato doporu-
čení ignorovat jako paranoidní nebo přinejmen-
ším přehnaná. Riziko se v tomto kontextu obtížně
charakterizuje. Můžete fungovat celé roky se
zcela nechráněným systémem a nikdy nedojde
k napadení. Znamená to, že žádné riziko neexis-
tuje? Samozřejmě že ne – měli jste jen štěstí a to
vás může kdykoli opustit.
Pokud máte realistickou a zdravou obavu
z existujících kyberprostorových rizik, měli byste
dlouho a usilovně uvažovat, než učiníte jakékoli
kroky, které zvyšují vaši zranitelnou plochu tak,
jako to dokáže přidání mobilních aplikací. Může
se ukázat, že riziko bude větší než skutečně zís-
kané přínosy produktivity.
Matthew E. Luallen je bezpečnostní ředitel (CSO)
společnosti Cybati.
mi
ále
chto
dčeni
ch pra-
Internetová verze tohoto článku (na adrese www.controleng.com)
obsahuje videodiskusi, kde Matt Luallen popisuje konfiguraci
svého detekčního zařízení bezdrátových sítí a uvádí výsledky svého
experimentu s jejich hledáním („wardriving“). Jeho hlavní tezí je to, že
přidání bezdrátových sítí k průmyslovému závodu může otevřít zcela
novou zranitelnou plochu, což je podle něj důvodem, proč by měli
uživatelé pečlivě posoudit hodnotu mobilních aplikací.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/24 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
placená inzerce
M
inulý podzim otřásla firma Kro-
nes AG oborem lahvování – před-
stavila nově vyvinutý natahovací
a vyfukovací stroj na PET lahve.
Třetí generace strojů Contiform nabízí ohromu-
jící výkon, vysokou přesnost a svobodu tvarová-
ní natahováním. Přitom významně snižuje spo-
třebu energie. Firma specializující se na stroje
pro lahvování tohoto výrazného pokroku dosáh-
la přechodem od pneumatických a řemenových
pohonů k přímým elektrickým pohonům a řeše-
ní integrovaných pohonů s technologií B&R.
S ohledem na očekávanou poptávku zprovozní
společnost Krones absolutně poprvé ve své his-
torii pro nové stroje Contiform montážní linku.
Zcela nový stroj Contiform 336 pro rotační
vyfukování s natahováním může být vybaven
až 36 vyfukovacími stanicemi a dokáže vyrobit
až 81 000 nádob PET za hodinu. Polotovary
lahví jsou v infračervených lineárních pecích
předehřáty na 100 až 120 °C a hvězdicovým
kolem přeneseny do hliníkové formy. Po uzavře-
ní formy stroj vsune do hrdla polotovaru nata-
hovací tyč, která ho axiálně protáhne, a aplikuje
tlak až 40 barů. Ten natlačí strany polotovaru
na stěny formy a vytvaruje láhev, kterou vyzved-
ne výstupní hvězdicové kolo.
Tímto způsobem se vyrábí přibližně 300 mili-
ard lahví ročně. Tyto počty rychle rostou, a proto
lahvovny požadují stále výkonnější a výkonnější
stroje. Ohled na životní prostředí a stále rostoucí
ceny energií pak vedou k tomu, že výkon nemů-
že růst za cenu udržitelnosti.
Každá stanice zvládne 2 250 lahví
za hodinu
Při oživování řady Contiform, která byla poprvé
představena v roce 1997, bylo hlavním problé-
mem vyvážení nejvyšších priorit – maximálního
výkonu a minimální spotřeby energie.
Konstrukční tým tedy připravil podstatné ino-
vace, a to že řemenové pohony nahradili přímý-
mi. Třetí generace strojů Contiform nyní využívá
momentové motory s momentem až 2300 Nm.
Nejenže jsou o mnoho
přesnější než řemeno-
vé pohony, sofistikova-
ný systém pro ovládá-
ní jejich výkonu také
umožňuje v případě
výpadku nebo nouzo-
vého zastavení sdílet
energii, a proto mohou
stroj rychle zastavit,
aniž by došlo ke ztrátě
synchronizace.
Tyto motory řídí
systém ovládání ser-
vomotorů Krones SDC
s technologií B&R,
který již více než pět
let používají různé divi-
ze společnosti. Řešení
SDC umožňuje spojení
neomezeného počtu os
přes sběrnici POWER-
LINK v široké škále
topologií. Použité měni-
če ACOPOSmulti řídí
procesor X20 ve funkci
řadiče.
Pneumatické pohony nahrazují přímé
elektrické pohony
Velký skok ve výkonu nové generace strojů
Contiform však nelze připsat jen momentovým
motorům. Impozantního výsledku dosáhli kon-
struktéři firmy Krones kombinací této inovace
s přechodem od pneumatického k elektromag-
netickému řízení natahovacího systému. Místo
pneumatických pohonů nyní pohyb nataho-
vacích tyčí ve vyfukovacích stanicích ovládají
válcové lineární motory.
„Na rozdíl od běžných plochých lineárních
motorů nebo motorů ve tvaru U obsahuje tato
konstrukce posuvnou tyč s permanentním mag-
netem, která se pohybuje ve válci statoru s vinu-
tím pohonu a Hallovým snímačem“, vysvětluje
odborník na elektroniku ze společnosti Kro-
nes. „Válcový lineární motor eliminuje potřebu
řemenů používaných u standardních řešení
pohonů natahovacích tyčí. Síla se převádí přímo
na vysouvání tyče, a proto si vystačíme s mno-
hem menšími ložisky – motor nyní neobsahuje
maziva a odpadá nutnost údržby.“
Tento speciální motor vyvinula firma NTI (Lin-
Mot) podle zadání společnosti Krones. Součástí
zadání bylo, že má motor poskytovat maximál-
ní sílu 2 kN a dosahovat maximální rychlosti
2 m/s.
Přelom v lahvování
Obr. 1: Společnost Krones
reaguje na neustále
rostoucí požadavky
na výkon strojů dosažením
nového rekordu: Každá
vyfukovací stanice stroje
Contiform 336 zpracuje
2250 lahví za hodinu.
Obr. 2 Montáž pohonů
ACOPOSmulti65
přímo do stroje
umožňuje společnosti
Krones vyrobit
natahovací stanici
předem, vyzkoušet ji
a parametrizovat.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 25
placená inzerce
Válcový lineární motor
s Hallovým snímačem
na standardním pohonu
ACOPOS
S ohledem na tyto požadavky byl motor
navržen pro standardní třífázové poho-
ny ACOPOS od firmy B&R s napětím
stejnosměrné sběrnice 800 V. ACO-
POS navíc vyhodnocuje a linearizuje
signál z Hallova snímače. Společnost
B&R navíc upravila standardní firm-
ware ACOPOSu. Jako měniče řídící
lineární motory si firma Krones vybra-
la jednotky ACOPOSmulti65 od firmy
B&R s ochranou IP65 a procesorem
X20 řídícím vyfukovací modul. K druhému
rozhraní POWERLINK na řadiči jsou připojeny
V/V moduly IP67, ovládající ventily a monito-
rující vyfukovací tlak.
Elektrické natahování: Vyšší výkon,
rychlejší změny, flexibilnější výroba
Přechod k elektrickému natahování je výhod-
ný i pro provozovatele strojů. Nejenže zvyšuje
výkon, ale nabízí také výrazně větší svobodu při-
způsobování procesu natahování. První výho-
dou je, že jediným stisknutím tlačítka lze vybrat
typ lahve a není tedy nutné ručně vyměňovat
hlavice a dále lze změnit profil pohybu poho-
nu při natahování. Proto již není při přechodu
z malých na velké lahve třeba přepínat křivku.
Křivku lze dokonce volně konfigurovat a rozdě-
lovat proces natahování do jednotlivých stup-
ňů s různými rychlostmi. Provozovatel může
tuto svobodu řízení využít například k výrobě
lahví stejné kvality z levnějších polotovarů nebo
k dosažení složitějších tvarů lahví.
Stejně důležitá je pro provozovatele i sku-
tečnost, že nová generace spotřebuje mnohem
méně energie. Částečně je to dáno odstraněním
pneumatických pohonů z natahovacích sta-
nic. Dalším faktorem B&R řešení je možnost
prodloužení stejnosměrné napájecí sběrnice až
na 70 metrů. Firma Krones tuto funkci vyu-
žila a propojila napájení natahovacích modu-
lů a pohonů přes stejnosměrnou sběrnici. Při
výpadku sítě je možné přesměrovat napájení
z vyfukovacího kola a zajistit řízené zastave-
ní systému s natahovacími tyčemi v bezpečné
poloze.
Energie se na stejnosměrnou sběrnici vrací
i při běžném provozu. Energii vznikající při
brzdění natahovacích tyčí mohou využívat jiné
stanice. Každá stanice tedy odebírá průměrně
pouze 250 W.
Výhody nové řady vyfukovacích strojů Krones
jsou evidentní. Není tedy překvapením, že byl
o novou generaci strojů Contiform velký zájem
ještě před oficiálním uvedením na trh.
B+R automatizace, spol. s r. o.
Stránského 39
616 00 Brno
Tel: 541 420 311
www.br-automation.com
Technology by THE INNOVATORS
Generic
Motion
Control
www.br-automation.com
Obr. 3 K obsluze stroje
slouží zákaznický panel
od B&R.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/26 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
P
ro střídavé indukční motory byly
v různých rozvinutých zemích vypra-
covány standardy minimální účin-
nosti MEPS (Minimum Efficiency
Performance Standard). Hlavní pozornost
byla věnována tomuto typu motoru z důvodu
jeho obrovské instalované základny po celém
světě. Standardy MEPS pro motory jsou jednou
z oblastí, v níž mají globální prvenství USA,
přičemž silné pozice zaujímají mimo jiné také
Austrálie, Brazílie a Kanada. V poslední době
se se stanovením povinnosti MEPS připojila
také Evropská unie. Mnoho zemí navíc zaved-
lo dobrovolné standardy pro účinnost motorů
a některé z nich budou brzy uzákoněny.
V USA byly standardy pro indukční moto-
ry rozšiřovány ve fázích. Zákon EPAct 1992
(Energy Policy Act), implementovaný v roce
1997, se vztahoval na motory v rozsahu výko-
nu 1–200 koní (0,75–150 kW). Zákon EPAct
2005 nařizoval, aby nákupy motorů pro potřeby
státu ve výkonnostním rozsahu 1–200 koní byly
na vyšší úrovni účinnosti „NEMA Premium“.
Zákon Energy Independence & Security Act
(EISA 2007) vešel v platnost v prosinci 2010
a rozšiřoval působnost na motory o výkonu
až 500 koní (375 kW) a na provedení/varianty
motorů, které byly původně z normy MEPS
vyňaty. Normou EISA byly doplněny varianty
motorů s rámem typu U, NEMA provedení C,
motory s těsně spřaženým čerpadlem, vertikální
motory s pevným hřídelem a normálním tlakem,
osmipólové (900 ot./min.) a mnohofázové moto-
ry s napětím do 600 V (mimo 230 nebo 460 V).
Hodnoty účinnosti při plném zatížení pro
energeticky účinné motory jsou uvedeny pub-
likaci Standard Publication Motors and Gene-
rators (MG 1-2011), tabulka 12-11, organizace
National Electrical Manufacturers Associati-
on (NEMA) a pro motory s účinností „Premi-
um“ (nepravidelně vinuté a pravidelné vinuté)
jsou uvedeny v tabulkách 12-12, 20-B (motory
do 500 k) a 20-C (motory pro střední napětí).
Další iniciativa amerického ministerstva
energetiky (Dept. of Energy, dále jen DOE) usi-
luje o zahrnutí menších elektromotorů do snah
o vyšší energetickou účinnost. Takzvané koneč-
né rozhodnutí DOE „Energy Conservation
Program: Energy Conservation Standards for
Small Electric Motors,“ publikované v březnu
2010 ve federálním registru (10 CFR, část 431),
pokrývá univerzální třífázové elektromotory,
hlavní téma
Elektromotorům věnují normy pro energetickou účinnost a předpisy mimořádnou pozornost
z důvodu jejich širokého průmyslového využívání a dobře dokumentovaného provedení,
výkonu a zkušebních specifikací. Na úrovni motorů bylo dosaženo významných zlepšení
účinnosti, avšak nyní již dosahují svých technologických a ekonomických mezí. V poslední
době se pozornost soustředí na větší „hnaný systém“ připojený k motoru, kde se očekávají
další přínosy v oblasti účinnosti.
Novinky v oblasti zvyšování účinnosti
motorem hnaných systémů
Frank J. Bartos
Control Engineering
Tabulka 1: Globální normy IEC pro energetickou účinnost motorů
Označení IEC Datum Název publikace
IEC 60034-1 2010 Jmenovité údaje a vlastnosti
IEC 60034-2-1 2007 Standardní metody určování ztrát a účinnosti ze zkoušek (s výjimkou strojů pro trakční vozidla)
IEC 60034-2-2 2010
Specifické metody pro určování dílčích ztrát velkých strojů ze zkoušek – Dodatek
k IEC 60034-2-1
IEC 60034-30 2008 Třídy účinnosti jednootáčkových trojfázových asynchronních motorů nakrátko (IE kód)
IEC 60034-31 2010
Výběr motorů s vyšší účinností včetně jejich použití v aplikacích s proměnnými
otáčkami – Uživatelská příručka
IEC 60034-2-3
Připravuje
se
Standardní metody určování ztrát a účinnosti střídavých motorů napájených z měničů,
řízených měničem VFD
Zdroj: IEA, 4E Electric Motor Systems a Control Engineering
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 27
často chráněné proti kapající vodě, typicky
s výkonem pod 1 k (0,75 kW), avšak u některých
typů sahajících až k výkonu 3 k.
Toto rozhodnutí DOE konkrétně zavádí stan-
dardy pro úsporu energie na motory o výkonu
0,25–3 koní (0,18–2,2 kW) u dvou-, čtyř- a šes-
tipólového provedení s velikostí rámů 42 až 56.
Zahrnuty jsou také jednofázové motory s rozbě-
hovým kondenzátorem stejného výkonnostního
rozsahu a počtu pólů a příslušné motory IEC
a odpovídající rozměry rámů. Toto rozhodnutí
má účinnost od března 2015.
Rozhodnutí DOE platné pro malé motory se
nesetkalo s nadšením ze strany výrobců moto-
rů. Námitky přicházejí z různých důvodů, jako
např. větší rozmanitost aplikací, různé typy či
provedení motorů, méně uznávané zkušební
metody apod. – v poměru k širokým zkušenos-
tem s většími indukčními motory v průmyslu
(viz odkaz č. 1).
Evropa na palubě
Mezitím byly v Evropské unii (EU) vypracová-
na série norem organizace IEC (International
Electrotechnical Commission), které pokrýva-
jí nejrůznější oblasti střídavých indukčních
motorů a dalších typů motorů. V tabulce 1 jsou
shrnuty předpisy tvořící kombinovanou normu
IEC 60034.
Pokrytí výkonového rozsahu motorů bylo
v normě IEC 60034-30 rozšířeno na rozsah
0,12–500 kW, pro jednotky běžící na síťové frek-
venci 50 Hz. Vyšší výkony až do 800 kW budou
mít ploché limity účinnosti.
Nyní je zahrnuto více typů motorů: veške-
ré motory s fixní rychlostí, synchronní moto-
ry s vinutým rotorem, jednofázová provedení
a téměř všechny typy brzdových motorů, stejně
jako synchronní motory s proměnlivou rychlos-
tí a permanentními magnety (PM) s rozsahem
rychlostí otáčení 1000–5000 ot.min-1
.
Norma IEC 60034-30 definuje pro střídavé
indukční motory čtyři mezinárodní třídy účin-
nosti (International Efficiency – IE): standardní
účinnost (IE1), zvýšená účinnost (IE2), vysoká
účinnost (IE3) a velmi vysoká účinnost (IE4).
Třídy IE zhruba odpovídají určitým úrovním
MEPS specifikovaným v USA, zejména třída
IE2 úrovni EPAct a třída IE3 úrovni NEMA Pre-
mium. Byla navržena ještě vyšší třída IE5, při-
čemž takto způsobilý komerčně dostupný motor
nebyl specifikován ani nebyl dostupný. Nicméně
se do budoucna předpokládá tato technologie
motorů, která by oproti třídě IE4 dokázala snížit
ztráty o 20 %.
I když střídavé indukční motory byly primární
technologií pro normy účinnosti, je pro tento typ
motoru stále těžší splňovat vyšší požadavky IE.
Zde přicházejí do hry další typy motorů, jako
jsou synchronní motory s permanentními mag-
nety. Nadcházející normy se zaměří na motory
napájené ze sítě versus motory napájené měni-
čem VSD (například norma IEC 60034-2-3).
Když je v motorovém systému začleněn měnič
VSD, je nutno posuzovat harmonické ztráty
pohonu a účinnost sinusového filtru. Technické
výbory IEC rovněž pracují na dalších topologiích
motorů, jako jsou spínané reluktanční motory,
elektronicky komutované motory a motory spe-
cificky vyrobené pro provoz s měničem VSD,
které budou zahrnuty do budoucích norem
účinnosti IEC.
Nařízení EU č. 640/2009 na základě defi-
nic tříd IE implementovalo povinné požadavky
na energetickou účinnost v Evropě, podle násle-
dujícího časového rozvrhu:
účinnost IE2 k 16. červnu 2011 pro motory
o výkonovém rozsahu 0,75–375 kW,
účinnost IE3 k 1. lednu 2015 pro motory
o výkonovém rozsahu 7,5–375 kW,
účinnost IE3 k 1. lednu 2017 pro motory
o výkonovém rozsahu 0,75–375 kW.
Druhá a třetí fáze
tohoto nařízení před-
stavují zajímavou vazbu
k pohonům s proměn-
nou rychlostí (VSD). (Viz
také: „Přidání pohonu
pro splnění požadavků
energetického naříze-
ní.“)
Elektromotory s nej-
vyšší účinností posky-
tují největší přínos
takovým aplikacím, kde
motory běží za téměř
konstantních rychlostí
a jsou v provozu velký
počet hodin za rok.
Mezi takové aplikace
patří mj. výroba pro-
vozního plynu a venti-
látory pro oběh vzduchu
u elektráren. Nicméně
u mnoha ostatních apli-
kací vyžadují části vět-
ších systémů hnaných
motory posouzení účin-
nosti před implemen-
tací nebo posouzení
z hlediska přepracování
návrhu nebo moderni-
zace.
Nad rámec
motorů
I když vypracování
norem MEPS zaměři-
www.bibus.cz
Snímače tlaku
Snímače teploty
Snímače hladiny
Snímače průtoku
Již 20 let nabízíme zákazníkům
na českém trhu technickou
podporu, návrhy řešení
a dodávky komponent.
hlavní téma
„U kombinace
motoru
a převodovky
s 95% účinností
těchto komponent
je celková
účinnost systému
jen 90,2 %.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/28 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
lo pozornost na motory, na celkovou
účinnost systému mají výrazný dopad
i připojená zařízení. Jako jednoduchý
příklad si vezměme kombinaci moto-
ru a převodovky. I při komponentech
s poměrně vysokou efektivitou – motor
i převodovka s 95% účinností – je
výsledkem účinnost celkového „systé-
mu“ ve výši 90,2 %. Účinnost systému
by samozřejmě dále snižovaly i další
připojené prvky.
Právě z tohoto důvodu se rozjíždějí
iniciativy pro vyšší účinnost motory
hnaných zařízení. Nicméně vypraco-
vání norem pro efektivitu celého sys-
tému je stále těžší. Údaje o účinnosti
jsou omezené nebo nedostatečné pro
nespočet provozovaných průmyslo-
vých a komerčních systémů. Složitost
a velký počet proměnných přítom-
ných v tak velkých systémech jsou
podstatou problému. Další vývojo-
vou oblastí je posuzování a zvyšování
výkonu při částečném zatížení (napří-
klad při zatížení na 50 % a 25 %), ať už
jde o motory nebo připojená zařízení.
Pro celé motorové systémy neexis-
tují mezinárodní normy pro účinnost,
avšak proběhl určitý vývoj v oblasti
kombinací motor-čerpadlo, motor-
-ventilátor a motor-VSD (viz postran-
ní sloupec). Komplexní publikace
(odkaz č. 2) organizace International
Energy Agency o energetických zásadách pojed-
nává mezinárodní normy a zkušební normy pro
systémy motor-čerpadlo/ventilátor v Evropě.
Ve fázi návrhu se momentálně nachází něko-
lik nařízení EU v oblasti energetické účinnos-
ti pro čerpadla (včetně systémů oběhu vody
v budovách) a ventilátory v kombinaci s motorem
a pohonem. Ukázka nadcházejících nařízení pro
energetickou účinnost zahrnuje stále přísnější
hodnoty indexu energetické účinnosti pro obě-
hová čerpadla s datem účinnosti leden 2013
a srpen 2015. Pro ventilátory ve výkonovém
rozsahu 125 W až 500 kW byl představen návrh
nařízení, rovněž s dvoustupňovým zaváděním
požadavků na účinnost, které má vejít v účinnost
v roce 2012 a 2015 (odkaz č. 2).
V USA v současnosti neplatí pro čerpadla,
ventilátory a kompresory žádné zákonné normy.
Nicméně DOE pracuje na aktualizaci postupů
„nejlepší praxe“ pro účinnost systémů, které
zahrnují výše popsané motorem poháněná zaří-
zení. Sdružení NEMA a konsorcium zastánců
energetické účinnosti je součástí tohoto úsilí
(viz tabulka 2), poznamenal John Malinowski,
předseda sekce pro motory a generátory sdružení
NEMA a senior product manager pro střídavé
motory společnosti Baldor Electric, člena skupi-
ny ABB Group. Vzhledem ke složitosti posuzo-
vání účinnosti na úrovni systému je smysluplné
využít kooperativní iniciativy pro shromáždění
odborných znalostí a dosažení synergie různých
organizací v rámci vývoje zásad nejlepší praxe.
Časem se zásady nejlepší praxe mohou přepraco-
vat do norem pro energetickou účinnost.
Malinowski uvedl, že konsorcium a mnoho
dalších přizvaných stran pracuje na aktuali-
zaci různých publikací vypracovaných DOE
v rámci programu Industrial Technology Pro-
gram (nedávno přejmenovaného na Advanced
Manufacturing Office).
K souvisejícím aktivitám patří vývoj softwaro-
vých nástrojů pro pomoc při implementaci sys-
témů ke zvyšování energetické účinnosti, školicí
programy a technologické konference vzdělávající
uživatele v oblasti těchto systémů. K významným
konferencím konaným jednou za dva roky patří
konference Motor Summit, pořádaná ve švýcar-
ském Curychu (další se koná v prosinci 2012)
a Energy Efficiency in Motor Drive Systems
(EEMODS), pořádaná poprvé v USA v září 2011
a následně plánovaná do Brazílie na rok 2013.
Další konferenci k propagaci energeticky účin-
ných systémů organizuje sdružení NEMA, DOE
a další subjekty na období duben–květen 2013,
dodává Malinowski.
Nástroje, modernizace, vzdělávání
K dispozici již jsou nejrůznější softwarové
nástroje a zásady nejlepší praxe. Následují-
cí příklady jsou bezplatné on-line softwarové
nástroje dostupné v programu DOE Advanced
Manufacturing Office:
Nástroj pro posuzování ventilátorové-
ho systému (Fan system assessment
tool – FSAT) – pomáhá kvantifikovat spotřebu
energie a příležitosti k úsporám v průmyslo-
vých ventilátorových systémech (odkaz č. 3).
Nástroj pro posuzování čerpadlové-
ho systému (Pump system assessment
tool – PSAT) – umožňuje výpočet potenciál-
ních úspor energie a nákladů u čerpadlových
systémů. Data o výkonu čerpadel pocházejí
z norem institutu Hydraulic Institute; data
o výkonu motorů pocházejí z databáze NEMA
Motor- Master+ (odkaz č. 4).
AirMaster+ – pomáhá analyzovat využívání
energie a potenciální úspory v průmyslo-
vých systémech stlačeného vzduchu, jakožto
základní linii pro stávající aplikace nebo pro
modelování budoucích aplikací (odkaz č. 5).
K dalším významným společným iniciativám
v oblasti čerpadel a systémů stlačeného vzdu-
chu patří iniciativy Pump Systems Matter (PSM)
a Compressed Air Challenge (CAC). PSM a CAC
pomáhají uživatelům příslušných systémů se
Motory s vnitřním permanentním
magnetem (IPM) mohou dostat
účinnost motoru i nad úrovně vysoké
účinnosti (Premium). V aplikaci
ventilátoru chladicí věže se použitím
tohoto motoru IPM s přímým pohonem
(a frekvenčním měničem) odstranila
nutnost použití redukčního šnekového
převodu používaného společně
s dvourychlostní indukčním motorem
a dosáhlo se snížení spotřeby elektrické
energie o více než 50 %, zvýšení
spolehlivosti a snížení hlučnosti.
Obrázek poskytla společnost Baldor
Electric, člen skupiny ABB Group.
hlavní téma
ONLINE
Další informace a odkazy
z textu hledejte v digitálním
vydání časopisu na www.con-
trolengcesko.com/e-vydani:
Odkaz 1 - “Motor Summit 2010:
Comparative standards, regula-
tions”
Odkaz 2 - “Energy-Efficiency
Policy Opportunities for Electric
Motor-Driven Systems,” Inter-
national Energy Agency (2011)
Odkaz 3 - Fan System Assess-
ment Tool
Odkaz 4 - Pump System
Assessment Tool
Odkaz 5 - Air Master+
Odkaz 6 - Pump Systems Matter
Odkaz 7- Compressed Air Chal-
lenge
Odkaz 8 - “EEMODS ‘11—effi-
cient motor systems conference:
standards, new technologies”
Odkaz 9 - “Looking at electric
drive efficiency”
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.rscomponents.cz
Kompletní sortiment průmyslových řešení od
předních světových výrobců nyní k dispozici
na www.rscomponents.cz
Nenašli jste značku,
které důvěřujete?
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/30 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
zvyšováním energetické účinnosti a úsporami
nákladů prostřednictvím produktově neutrál-
ních informací a vzdělávání (odkazy č. 6 a 7).
Americký institut Air-Conditioning, Heating
and Refrigeration Institute nedávno vydal normu
AHRI Standard 1210 (I-P), Performance Rating
of Variable Frequency Drives (Výkonová klasifi-
kace frekvenčních měničů) pro řízení střídavých
indukčních motorů. Tato norma obsahuje poža-
davky na zkušební místo rychlosti či krouticího
momentu z hlediska účinnosti hnacího systému
a harmonických složek napájecího vedení, jež
jsou platné pro aplikace s konstantním a pro-
měnlivým krouticím momentem.
V Evropě se budoucí normy zaměří na stále
se rozšiřující systémy. Jedním z příkladů, který
na konferenci Motor Summit 2010 prezentoval
Dr. Ing. Martin Doppelbauer, svolavatel pracovní
skupiny IEC TC2 31, je norma IEC 528xx, která
bude pokrývat účinnost frekvenčních měničů,
motorových pohonných systémů a „kompletních
pohonných systémů“ (odkaz č. 8).
Další oblastí s velkým potenciálem úspory
energie je účinnost převodu energie. Při imple-
mentaci jakéhokoliv nového systému si zaslouží
důkladnou pozornost. Nicméně mohou vyvstat
také cenné příležitosti k modernizaci. Konkrét-
ním příkladem je modernizace ventilátorů chla-
dicích věží, které se používají v různých průmys-
lových a komerčních závodech. John Malinowski
ze společnosti Baldor Electric zmiňuje výměnu
kombinace neefektivního šnekového redukčního
převodu a dvourychlostního indukčního motoru
za synchronní motor s vnitřním permanentním
magnetem a přímým pohonem třídy IE4 (viz foto-
grafie) a měnič VSD, která přinesla 50% úsporu
spotřeby elektrické energie a další přínosy. Tato
relativně jednoduchá modernizace odstranila
nutnost použití redukčního převodu.
Malinowski shrnuje perspektivy zvyšování
účinnosti motorových systémů: „Již mnoho
let provádíme výměnu komponent za účelem
modernizace pro vyšší účinnost. Ačkoliv jde
o dobrou praxi, přináší to jen mírné úspory.“ Co
je zapotřebí, je pohled na kompletní „systém“,
od rozvodného transformátoru, přes chytrý star-
tovací motor a pohon, až po mechanické převodní
komponenty a poháněnou zátěž.
„Optimalizace všech komponent v rámci kom-
pletního systému, stejně jako využívání proces-
ního řízení, může přinášet vysoké procentuál-
ně dvouciferné úspory, zvýšenou produktivitu
a zkrácení doby prostojů,“ uzavírá Malinowski.
ce
Frank J. Bartos, PE, je specialistou časopisu
Control Engineering pro obsah dodaný
přispěvateli. Kontaktujte jej na adrese
braunbart@sbcglobal.net.
Přidání pohonu pro splnění
požadavků energetického nařízení
Část evropské normy pro účinnost motorů připouští
použití pohonu s proměnlivou rychlostí za účelem
splnění požadavků na úspory energie.
Fáze 2 a 3 nařízení Evropské unie EC č. 640/2009 ukládají používání moto-
rů třídy IE3 od roku 2015 a 2017 v závislosti na výkonovém rozsahu (viz
hlavní článek). Nicméně tato směrnice obsahuje důležitou možnost. Namísto
motoru IE3 umožňuje následující alternativu: „…nebo vyhovovat třídě IE2
a být vybaveny pohonem s proměnnými otáčkami [VSD].“ Pokud je známo,
jde dosud o jedinou normu pro zvyšování účinnosti, která formálně zahrnuje
pohony VSD.
Pro toto ustanovení je několik dobrých důvodů. Pohony VSD (označova-
né také jako frekvenční měniče – VFD) mohou přizpůsobovat výkon motoru
měnícím se podmínkám zatížení u aplikací s proměnným krouticím momen-
tem, a tím snižovat energetické ztráty. EU se bezesporu spoléhá na to, že
obrovské množství takových aplikací čerpadel, ventilátorů a kompresorů,
údajně až 2/3 všech aplikací, přinese smysluplné zvýšení účinnosti prostřed-
nictvím použití pohonu. Samozřejmě, že kombinace motoru třídy IE3 a poho-
nu by byla ještě účinnější, avšak marketingové problémy pozdržely dřívější
přijetí motorů vyšší třídy IE na evropském trhu.
Mezitím si z hlediska účinnosti získávají pozornost pohony VSD a kombi-
nace motoru a pohonu. Ačkoliv jsou pohony VSD poměrně účinné za jme-
novité rychlosti nebo krouticího momentu, se ztrátami typicky 2–5 %, při
25% rychlosti či krouticím momentu mohou ztráty pohonu VSD dosahovat
10–30 %, jak uvádí odkaz č. 2. Tyto faktory je při implementaci systémů
s pohony nutno vyhodnotit nebo pokud možno napravit.
Jedním z výsledků v této oblasti je návrh normy C838 sdružení Energy Effi-
ciency Test Methods for Three-Phase Variable Frequency Drive Systems sdru-
žení Canadian Standards Association (CSA). Tím, že norma CSA C838 pokrý-
vá „systémy“ kombinací motoru a pohonu, stanovuje požadavky na vhodné
testování a postupy, které porovnávají účinnost za různých rychlostí a stupňů
zatížení systému. Základ tohoto návrhu normy je odvozen z práce Pierra
Angerse, technika společnosti Hydro-Quebec of Canada, která byla již dříve
citována v časopisu Control Engineering (odkaz č. 9). Norma CSA C838 se
připravuje, přičemž fáze připomínek byla uzavřena 8. dubna 2012.
Další informace o iniciativách na poli zvyšování účinnosti motorových systé-
mů viz hlavní článek „Novinky v oblasti zvyšování účinnosti motorem hnaných
systémů“.
Tabulka 2: Někteří zastánci zvyšování energetické
účinnosti spolupracující s americkým ministerstvem
energetiky (DOE) a sdružením NEMA
Organizace Webová stránka
ACEEE – American Council for an Energy-Efficient
Economy
www.aceee.org
Alliance to Save Energy www.ase.org
ASAP – Appliance Standard Awareness Project www.appliance-standards.org
Earthjustice www.earthjustice.org
Hydraulic Institute www.pumps.org
NEEA – Northwest Energy Efficiency Alliance www.neea.org
NRDC – Natural Resources Defense Council www.nrdc.org
Zdroj: Control Engineering
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/placená inzerce
Záznamník datové komunikace FTP logger (obr. 1), který
vyrábí společnost Papouch s. r. o., zaznamenává data ze
zařízení připojeného linkou RS232 (sériový port COM)
nebo RS485 či RS422 a ukládá je do své vnitřní paměti.
Zaznamenaná data jsou přístupná přes ethernetové roz-
hraní (počítačovou síť) na vnitřním FTP serveru. Lze je
tedy z kteréhokoli místa počítačové sítě stáhnout jako
soubor protokolem FTP.
Vlastnosti
Záznamník datové komunikace může být využit pro ukládání
dat z linky RS232 (ze signálu RXD) nebo dat z linek RS485 či
RS422 (jeden směr). Kapacita paměti pro uložení záznamů je
1 MB, paměť je přitom zálohována pro případ výpadku napáje-
ní. Je možné zvolit funkci pro vkládání aktuálního data a času
do zaznamenávaných dat.
Konfigurace se provádí přes ethernetové rozhraní. Na webo-
vých stránkách je možné nastavit parametry sériového portu,
síťové parametry i další vlastnosti. Ke konfiguraci je ale také
možné použít protokol Telnet. Pro stažení dat pak slouží interní
FTP server zabezpečený jménem a heslem. K tomu je možné
použít různý software, protokol FTP umí většina souborových
manažerů atd.
Popis funkce
Záznamník datové komunikace při příjmu prvního bytu dat
vytvoří v interní paměti soubor, do kterého zapisuje. Jméno
souboru se vytváří ve tvaru file_NNN.log, kde NNN je pořadové
číslo souboru (v intervalu 0 až 255). Pokud tento soubor svou
velikostí dosáhne 500 kB, uzavře se a začne se vytvářet další.
Tento další soubor se plní podobně, dokud nedosáhne 500 kB.
Pokud od FTP klienta přijde požadavek na stažení dat,
aktuální soubor je uzavřen a je dovoleno jej stáhnout a sma-
zat. Současně se začne vytvářet nový soubor. Tím je zajištěno,
že se žádná data neztratí. Blokové schéma FTP loggeru je
na obrázku 2.
Typické aplikace
FTP logger lze použít pro záznam dat a jejich následnou analý-
zu, pro záznam dat z měřicích přístrojů, čteček čárových kódů
i pro jiné případy, kde je třeba zaznamenat komunikaci a pak
ji přenést. Výhodou zvoleného protokolu FTP je, že je široce
dostupný a pro přenos dat tedy není třeba žádný speciální
software.
Tak jako u všech produktů společnosti Papouch s. r. o,
i v tomto případě je možné ke konfiguraci síťových parametrů
použít program Ethernet konfigurátor. Umožňuje nastave-
ní, i když zařízení na síti „není vidět“, tedy má nastavenou
nesprávnou IP adresu, masku sítě atd. Program Ethernet kon-
figurátor lze zdarma stáhnout z webu dodavatele.
FTP logger je dodáván v robustním provedení. Napájení
může být v širokém rozsahu, a to 8 až 30 V. Záznamník datové
komunikace je možné zapůjčit k vyzkoušení; technici výrobce
ochotně poradí s jeho aplikací.
FTP logger – záznamník
datové komunikace
Obr. 2: Blokové schéma FTP loggeru.
Obr. 1: Záznamník datové komunikace přenáší data protokolem
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/systémová integrace
Díky promyšleným akvizicím (např. firem
Elau, Telvent nebo Viridity EnergyCenter)
dokáže Schneider Electric vlastními silami
realizovat jak komplexní projekty v jed-
notlivých oblastech (automatizace budov,
datová centra, atd.), tak mezioborově pojaté
projekty. Přesto na cestě k maximálním
energetickým úsporám – zejména ve sféře
průmyslu – zůstává spolupráce se systémo-
vými integrátory klíčovou strategií.
Vyplatí se systémová integrace?
K tradičním obchodním modelům společnosti
Schneider Electric patří prodej zboží skrze pro-
středníky – firmy, které poskytují koncovému
uživateli další přidanou hodnotu. V případě vel-
koobchodů s elektroinstalačním materiálem se
jedná například o regionální dostupnost, kva-
lifikovaný personál nebo individuální obchodní
podmínky.
Vrátíme-li se zpět k systémovým integrátorům
(SI), pak je jejich přidanou hodnotou zejména
projekční kompetence, aplikační znalosti řídi-
cích systémů resp. automatizačních prostředků
v širším slova smyslu a v neposlední řadě i dobrá
orientace v jednom či více průmyslových odvět-
vích (v závislosti na komplexnosti daného oboru,
případně na velikosti subjektu SI).
Od špendlíku po lokomotivu
Přes v současnosti vysoký podíl automobilové
výroby je pro průmysl v České republice cha-
rakteristické široké spektrum odvětví – stručně
řečeno „od špendlíku k lokomotivě“. To vyžaduje
od dodavatelů automatizačních řešení širokou
oborovou znalost, zejména v porovnání se země-
mi s dominancí určitého průmyslového odvětví,
např. petrochemie.
Výše uvedená struktura českého průmyslu tak
logicky podtrhuje význam systémových integrá-
torů – jak z pohledu uživatelů a investorů, tak ze
strany výrobců automatizační techniky. Uživa-
telé požadují partnera (SI) schopného efektivně
zrealizovat projekt a dosáhnout zlepšení tech-
nologických výrobních parametrů, při zachová-
ní vysoké spolehlivosti a zejména bezpečnosti.
Výrobci potřebují k budování úspěšné obchod-
ní pozice partnera (SI), který optimálně využi-
je specifickou nebo univerzální funkcionalitu
jejich řídicího systému a zrealizuje projekt, jehož
výsledný ekonomický přínos pro zákazníka/uži-
vatele se stane základem instalované (referenční)
báze pro další aplikace.
Které partnerství je nejsilnější? To, které
se vyplatí všem zúčastněným!
Pohnutky a požadavky uživatelů i výrobců strojů
jsme si již ozřejmili. Víme ale, co potřebuje sys-
témový integrátor?
Jako podnikatelský subjekt je SI pochopitel-
ně závislý na množství a kvalitě zakázek, které
se mu podaří získat a úspěšně zrealizovat. Pro-
tože k základním přínosům systémového inte-
grátora patří odborná znalost, potřebuje velmi
vysokou úroveň technické podpory ze strany
výrobce – od přípravy architektury ŘS resp.
projektu, přes samotné programování a práci
se SCADA systémem, až po případnou asistenci
při uvádění do provozu. Výrobce (dodavatel)
řídicích systémů se silnou obchodní značkou
a stabilním finančním zázemím citelně zvyšuje
šance SI na zisk zakázky – výhodné pro všechny
zúčastněné strany.
Alliance Partners: záruka kvality,
efektivity a zdravého rozumu
Společnost Schneider Electric trvalé rozvíjí
nástroje a programy pro efektivní spolupráci
se systémovými integrátory. Výhodou zmíně-
ných programů je především jejich korporátní
platforma, která poskytuje srovnatelné podmín-
Je český průmysl nakloněn
systémovým integrátorům?
Ing. Vladimír Janypka
Schneider Electric
Cílem programu Schneider
Electric Alliance Partners
je vybudování mezinárodní
sítě špičkových
systémových integrátorů.
32 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/systémová integrace
ky systémovým integrátorům na celém světě.
Například již v roce 2010 byla zahájena činnost
programu „Schneider Electric Alliance Partners“.
Jeho cílem je vybudování mezinárodní sítě sys-
témových integrátorů s důrazem na jejich regio-
nální působnost, vysokou odbornou kompetenci
a jasný profil v oblasti technologických procesů.
Vybraným partnerům je nabízena účast v první
a/nebo druhé úrovni programu.
Účast v první úrovni programu zajistí part-
nerovi (SI) přístup k aktuálním inženýrským
nástrojům pro přípravu, tvorbu i správu pro-
jektů na úrovni procesního řízení (SCADA,
HMI, PLC, atd.) a registraci jména účastníka
v mezinárodní databázi systémových integrá-
torů Schneider Electric. V rámci České repub-
liky pracují v tuto chvíli čtyři alianční partneři
úrovně jedna.
Postupem do druhé úrovně se daný SI stane
tzv. přímo vyjmenovanou firmou, kterou bude
Schneider Electric celosvětově doporučovat
k realizaci projektů – samozřejmě s přihléd-
nutím k jeho oborové a regionální působnosti.
V tomto případě, kdy SI zaštiťuje přímo jméno
společnosti Schneider Electric, je podmínkou
certifikace personálu (inženýrů) potenciálně
pracujícího na daných mezinárodních projek-
tech. Uvedený postup je nejen prověrkou úrovně
znalostí ze strany Schneider Electric, ale může
být rovněž dobrým vodítkem pro SI při hodnoce-
ní potenciálu vlastních zaměstnanců (potvrzeno
řadou z více než 700 certifikovaných SI).
Je český průmysl systémovým integrátorům
nakloněn? Ano, těm schopným rozhodně.
www.schneider-electric.cz
Struktura českého
průmyslu podtrhuje
význam systémových
integrátorů.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/34 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
R
ozhodnutí, zda ponechat projekt inte-
grace automatizace nebo nechat co
nejvíce služeb řízení procesů reali-
zovat interně nebo některé či všech-
ny služby zadat externím dodavatelům, závisí
na mnoha kritériích. Asi nejzřejmější je pracovní
vytížení, ale také riziko, že implementace nabe-
re nesprávný směr, jestliže si interní odborníci
vezmou příliš velké sousto.
„I když se může zdát logické nechat si co nej-
více služeb realizovat interně, zvažte faktory, jako
je pracovní vytížení, plánování, harmonogramy,
termíny, odborné znalosti, kvalita návrhu, odpo-
vědnost a rizika,“ doporučuje obchodní ředitel
John Koehler a koordinátorka technického mar-
ketingu Melissa Strietová ze společnosti Process
Plus.
„Může se jevit jako rozumné udržet co nejvíce
prací interně,“ poznamenává Koehler a Strie-
tová. „Proč byste najímali někoho na provede-
ní práce, kterou můžete udělat sami? Jestliže
jsou automatizační a provozní služby hlavním
předmětem vašeho podnikání, ponechání těch-
to služeb ve vlastní firmě může dávat smysl,“
shodují se.
„Nicméně pokud tyto služby nepředstavují
hlavní obor vaší činnosti, možná byste si to měli
rozmyslet,“ dodávají. Zajišťování služeb, které
nejsou vaší hlavní pracovní náplní, se může
nepříznivě projevit na vašich finančních výsled-
cích.
„Musíte zvážit faktory, jako jsou režijní nákla-
dy na tyto zaměstnance, nákladová efektivita
a také náklady na ušlé obchodní příležitosti
Měly by se služby automatizace a řízení procesů realizovat interně, nebo najímat zvenčí?
Uvádíme doporučení systémových integrátorů pracujících na frontové linii projektového
managementu v oblasti automatizace a řízení procesů.
Služby systémové integrace:
Vlastní, nebo najímané zvenčí?
Mark T. Hoske
Control Engineering
hlavní téma
Právě pro menší firmy
může být nejvíce
přínosné doplnit interní
pracovníky pro služby
v oblasti automatizace
nebo posílit podporu
na projektové bázi.
Obrázek poskytla
společnost Optimation.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 35
Partner in Industrial
Connectivity
Mezinárodní strojírenský veletrh
10. - 14. 9. 2012
výstavišt Brno
venkovní plocha p ed pavilonem F,
stánek .12
T šíme se na setkání
týkající se vašich pracovníků, kteří nepři-
spívají k vaší hlavní obchodní činnosti,“
připomínají.
„U každého designového projektu exis-
tují dva základní nákladové prvky: náklady
na služby a celkové náklady na životní cyk-
lus projektu.“ Náklady na externí technic-
ké zajištění se rovnají ceně na objednávce.
Interní náklady jsou mnohem více než jen
mzdy a benefity – závisí na přesné eviden-
ci času stráveného na projektu a dalších
aktivitách spojených s projektem, jako je
cestování a spotřební materiál, zisk a přes-
ný odhad režijních nákladů. Po dobu život-
ního cyklu projektu může být srovnání
obtížné, jak tvrdí Koehler a Strietová.
Podle jejich doporučení byste měli
zohlednit následující aspekty:
vrcholy a propady pracovního vytížení,
harmonogram a kapacita projektu,
odbornost potřebná pro projekt,
kvalita a inovace,
odpovědnost a rizika.
Další informace o těchto aspektech
naleznete v internetové verzi tohoto člán-
ku na adrese http://bit.ly/IcBIMO. Viz
také tabulka „Kontrolní seznam aspektů
služeb“.
Obchodní studie pro případ
využití externích služeb
„Vypracujte obchodní studii pro případ
využití pomoci se službami podpory auto-
matizace a ujistěte se, že dostáváte odpo-
vídající soubor odborných dovedností pro
požadované procesy a technologie,“ uvedla
Cherri J. Schmidtová, manažerka pro stra-
tegické zákazníky společnosti TEC Sys-
tems Group.
„V souvislosti s tím, jak se výrobní
prostředí stále více automatizuje, firmy
často soustředí své investice na zvyšování
dovedností výrobního týmu pro využívání
nových technologií,“ všímá si Schmidto-
vá. Ale co dovednosti a znalosti zdrojů,
které mají podporovat a udržovat tyto
nové systémy? „Elektrotechnici, mechani-
ci a technici, kteří tvoří organizaci služeb
závodu, jsou často v pozadí, často jsou
přehlíženi při fázích plánování nového
Kontrolní seznam aspektů služeb: Vlastní síly, nebo na-
jímané zvenčí?
Tento seznam vám pomůže při rozhodování, zda by se služby technického zajištění
automatizace měly realizovat interně, nebo najmout zvenčí.
Ano Ne Kontrolní otázky
Jsou automatizace a služby provozního technického zajištění hlavní oblastí
činnosti vaší firmy?
Představují automatizace a služby provozního technického zajištění většinu
činnosti vaší firmy?
Vezme vám realizace tohoto projektu interními silami příležitost věnovat se
ziskovějším projektům?
Mohou vaši interní pracovníci podporovat tento projekt, s ohledem na momentální
pracovní vytížení a počet pracovních sil?
Převyšují jednorázové náklady na najatého externího poradce náklady na najmutí
doplňkových interních pracovních sil?
Dokážou vaši interní pracovníci dodržet kritické termíny dané harmonogramem
projektu?
Je harmonogram projektu dostatečně flexibilní, aby bylo možno prognózovat práci
a lépe vyplňovat mezery v pracovním vytížení interních pracovníků?
Mají vaši interní pracovníci speciální odborné znalosti nebo specifické projektové
zkušenosti potřebné pro realizaci projektu?
Dostanete stejnou kvalitu práce od interních pracovníků, jako byste dostali
v případě najmutí služeb technického zajištění?
Jste ochotni přijímat riziko a potenciální odpovědnost související s tímto
projektem?
CELKEM
Pokud zní většina odpovědí „ano“, pak můžete uvažovat o realizaci projektu interními
silami. Je-li většina odpovědí „ne“, zvažte najmutí služeb technického zajištění, doporučuje
společnost ProcessPlus.
www.processplus.com.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/36 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
hlavní téma
řešení a poslední, kterým se dostává školení,“
dodává. A příležitosti ke kariérnímu postu-
pu jsou omezené, pokud nejsou ochotni odejít
ze svého zvoleného oboru a přejít do obecněji
zaměřených pozic firmy. Outsourcing těchto
vysoce kvalifikovaných služeb elektrotechnické
a automatizační podpory nabývá na popularitě
jakožto způsob zvyšování kvality a pružnosti
těchto služeb při současném snižování nákladů
na jejich pořízení.
Interní, externí a hybridní řešení
„Tváří v tvář těmto nárokům mají výrobci něko-
lik možností zajištění pracovních sil,“ reaguje
Schmidtová.
„Jedním extrémem je nechat si všechny elek-
trotechnické a automatizační služby pro investič-
ní projekty a údržbu zajišťovat interně. Druhým
extrémem je objednat si téměř všechny takové
služby externě. Ty nejúspěšnější firmy se však
stále více přiklánějí k hybridnímu přístupu, kdy
si nechávají kriticky významné úkony technic-
kého zajištění realizovat interně a pro externí
zadávání volí obecnější služby.“
Další argumenty k tomuto tématu, jež zahrnují
šíři nabídky produktů, přizpůsobování, náklady,
kvalitu, bezpečnost, regulaci a integraci pláno-
vání podnikových zdrojů, demytizaci argumentů
pro interní přístup a doporučení personálnímu
oddělení pro zvládání rizik spojených s outsour-
cingem naleznete v článku (pouze v angličtině)
na adrese: http://bit.ly/Ifxu5Z.
Služby údržby řízení procesů
Služby systémové integrace pro systémy říze-
ní procesů a infrastrukturu IT jsou zapotřebí
po celý životní cyklus projektu. „Když se rozho-
dujete mezi interním nebo najatým integráto-
rem, zohledněte kvalitu a typ dostupných slu-
žeb a položte si následující otázky,“ doporučuje
Vladimir Morenko, generální ředitel ruské spo-
lečnosti Industrial Automation Systems (Insist
Avtomatika).
Co zákazník dostane, když zapojí technickou
firmu servisní údržby do všech fází životního
cyklu řídicího systému? Jaké zásadní kompo-
nenty určují kvalitu služeb? Jaká kritéria zvolit
pro výběr dodavatele služeb? Co si vybrat: služby
dodavatele automatizace, nebo služby nezávislé-
ho systémového integrátora? Jak sladit požadav-
ky na nezávislost systémového integrátora a jeho
loajalitu dodavateli?
Morenko, na základě podnětů Andreje Permi-
nova, Sergeje Faruntseva a Eleny Kholinyové,
nabízí následující kontrolní seznam dodavatele
služeb pro systémy řízení procesů, který může
rozhodování usnadnit.
Osvědčené zásady při externím
zajišťování systémové integrace:
Mějte rizika pod kontrolou!
1. Ke stávajícím zaměstnancům přistupujte s úctou.
2. Nechte kriticky významné úkony realizovat interně.
3.
Využívejte jasně definované kontrakty na bázi
vykonané práce.
4. Ochraňujte své nejlepší zdroje.
5.
Zvolte si spolehlivého a zavedeného poskytovatele
služeb.
6.
Diverzifikujte riziko: U dlouhodobého kontraktu zvažte
využití nejméně dvou poskytovatelů služeb.
Obrázek poskytla společnost TEC Systems Group.
Zatímco skladovací nádrže v ropném poli poskytují úložnu pro produkt, systémoví integrátoři mohou
poskytovat ustálený tok procesního řízení, služeb a talentů projektového řízení.
Obrázek poskytla společnost Industrial Automation Systems (Insist Avtomatika), Rusko.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/hlavní téma
Rozbor kvality služby: Co
by měl být dodavatel schopen
dělat? Na základě zkušenos-
tí se servisní údržbou by se
ve fázi provozu procesních
automatizačních systémů,
informačních systémů a pří-
strojové techniky měly plnit
následující úkoly:
minimalizace rizik souvisejících s řídicími sys-
témy na nejrůznějších úrovních (přístrojová
technika, řízení provozních zařízení, úroveň
dohledového řízení, řízení výroby),
zabezpečení požadované úrovně dostupnosti
a spolehlivosti řídicích systémů,
minimalizace doby odstávek hlavního proces-
ního zařízení (výroba, injekční vrty, přečer-
pávací stanice, centrální procesní zařízení,
produktovody apod.),
zvyšování energetické účinnosti a produktivity
zařízení,
zvyšování kvality produktů,
minimalizace doby oprav a zajištění vysoké
kvality oprav,
snižování nákladů na údržbu zařízení,
průběžná modernizace hardwaru a softwaru
systému, rychlé reagování na změny technolo-
gií a požadavků regulačních
orgánů.
Aby těchto cílů mohl doda-
vatel služeb dosáhnout, musí
mít zkušenosti a zdroje pro:
plánování preven-
tivní údržby systémů proces-
ní automatizace, informač-
ních systémů a přístrojové
techniky,
provádění neplánovaných oprav,
provádění modifikací systému, včetně návr-
hu, výroby, dodání, montáže, spuštění a kon-
trol,
spouštění operací závodu,
prošetřování závad zařízení,
vedení provozní dokumentace a manuálů pro
udržované systémy,
udržování vhodných úrovní zásob náhrad-
ních dílů a komponent,
předkládání přehledových zpráv o vykonané
práci.
Další informace o životním cyklu projek-
tu ropného pole, kontrolním seznamu doku-
mentů, kritériích kvality služeb a příklady
naleznete v internetové verzi článku na adre-
se http://bit.ly/It0B2h. K datu vydání tohoto
„Při každém kroku
hrajte aktivní roli a mějte
členy týmu soustředěné
na jasně definované
výsledky projektu.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/38 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
hlavní téma
článku byla společnost Insist Avtomatika jedi-
ným ruským zástupcem ve sdružení Control
System Integrators Association (CSIA). ce
Mark T. Hoske je obsahový ředitel časopisu
Control Engineering. Kontaktovat jej můžete
na adrese mhoske@cfemedia.com.
Potřebujete služby technického zajištění
automatizace? Važte si interních auto-
matizačních techniků a zapojte je, zvolte
si správný externí tým, pomozte najatému
systémovému integrátorovi porozumět
vaší obchodní činnosti a hrajte aktivní roli
a mějte všechny členy týmu soustředěné
na jasně definované výsledky projektu, aby
se zachovala hodnota řídicích systémů,
což je jednou z nejvýznamnějších součástí
vašeho závodu. Jaká je správná rovnováha
interních a zvenčí najímaných služeb? Sys-
témoví integrátoři společnosti Optimation
vysvětlují, kdy má smysl udržovat vlastní
tým a kdy vyhledat pomoc.
Při zvažování, zda najmout či nenajmout
vlastní automatizační techniky, posuďte
výhody zachování této činnosti ve firmě.
„Interní pracovníci budou obeznáme-
ni se specifickými výrobními operacemi
a požadavky firmy lépe než externí firma,“
konstatuje Jim Cummings, generální ředi-
tel zastoupení společnosti Optimation
ve Philadelphii.
Tato obeznámenost může být cenným
aktivem u firem s citlivými informacemi,
jako jsou obchodní tajemství, nové produk-
ty ve vývoji a speciální procesy.
„Interní tým lze využít za účelem udržení
chráněných informací uvnitř firmy,“ zdů-
razňuje Mike Triassi, manažer pro rozvoj
obchodu společnosti Optimation.
I když u některých firem může být
zachování důvěrnosti důležitým faktorem,
u jiných firem může být významným aspek-
tem velikost. „Menší firmy pravděpodobně
zjistí, že menší počet interních pracovníků
nebude mít všechny schopnosti potřebné
pro realizaci široké řady krátkodobých pro-
jektů se specifickými technickými potře-
bami,“ připouští Greg Gacioch, regionální
obchodní ředitel zastoupení společnosti
Optimation v Minnesotě.
Dan Purvis, generální ředitel zastoupení
společnosti Optimation pro oblast Sou-
thwest, uvádí své doporučení. „Můžete
mít malou skupinu lidí, která opravdu ví,
co a jak. Ale vaše potřeby automatiza-
ce mohou být velmi proměnlivé. Můžete
si najmout síly pro velký implementač-
ní projekt, ale co budete dělat po jeho
dokončení?“
Cummings upozorňuje, že interní pra-
covníci nemusejí být schopni držet krok
s nejmodernějšími technologiemi jako
externí firma.
„I když máte interní tým, zvažte harmo-
nogram a složitost projektu – dva největší
důvody k najmutí sil zvenčí,“ radí Purvis.
A když potřeby nového projektu přesahují
kapacitu interních zdrojů, řešením je při-
jmout více pracovníků, projekty zpozdit
anebo služby zadat externě.
Proto by měl proces výběru externího
týmu zahrnovat přezkoumání metodiky
projektu a doklady o dodržování zásad
nejlepší praxe, jako jsou například zásady
doporučované sdružením Control System
Integrators Association (CSIA). Často
budou využívat osvědčené metody pro
zajištění efektivity, jako je sledovatelnost
požadavků a dokumentace snižování rizika,
schopnost pořádání konferencí pro hodno-
cení návrhu a systému a sledování přejíma-
cích zkoušek v závodě pomocí webkamery.
Cummings, Gacioch, Purvis a Triassi
nakonec uznávají, že i ten nejlepší exter-
ní tým s nejlepšími dovednostmi bude
stále potřebovat určitou křivku učení, aby
porozuměl vaší firemní činnosti, na rozdíl
od interních pracovníků. Klíčem k úspěšné-
mu projektu s využitím externí firmy je hrát
aktivní roli při každém kroku cesty a zajis-
tit, aby všichni členové týmu byli soustře-
děni na jasně definované výsledky projektu.
V internetové verzi článku naleznete
informace o tom, jak využívat odborné zna-
losti externí firmy, jak profitovat ze zásad
nejlepší praxe a jak zvolit ten správný pří-
stup k outsourcingu: http://bit.ly/IfvSuH.
Jennifer Palumbová je specialistka na mar-
ketingovou komunikaci společnosti Opti-
mation Technology.
Hledání správné rovnováhy: Vlastní síly, nebo najímané zvenčí?
„Při hybridním přístupu si firma
nechává kriticky významné
úkony technického zajištění
realizovat interně a pro externí
zadávání volí obecnější
služby.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Balluff s více než 50 roky zkušeností v oblasti snímačové technologie je celosvětově
uznávaný specialista na snímače pro všechny oblasti průmyslové automatizace. Balluff
vede celou řadu technologií se všemi operačními principy, jako jsou například elektro-
nické a mechanické snímače, rotační a lineární snímače, identifikační nebo sběrnicové
systémy.
B
alluff tento rok do svého portfólia přidal novou řadu optoelektronických snímačů BOS 50K s
červeným světlem, které jsou navrženy pro snímání větších objektů. Tyto snímače se vyznačují
svojí kompaktností a umožňují flexibilní montáž díky vhodně navrženému pouzdru z PC/ABS,
které poskytuje krytí IP 67. Pro speciální montáž snímače je možné využít Balluff montážní systém, který
disponuje různými doplňkovými držáky pro uchycení různých typů snímačů. Řada BOS 50K zahrnuje
difusní snímače s potlačeným pozadím, difusní snímače, retro-reflexní optické závory, jednocestné op-
tické závory.
Difusní snímače s potlačeným pozadím umožňují realné snímání objektů na vzdálenost 2 m. Výhodou
těchto snímačů je výborně viditelný světelný bod s ostrými konturami, což umožňuje snadné za polo-
hování „za jakýchkoliv podmínek”. Další předností je reálné na barvě nezávislé potlačené pozadí, které
umožňuje snímání tmavých objektů i proti odrazivému pozadí. Díky extrémně malému posunu hodnoty
šedé je možné snímání objektů nezávislé na jejich barvě. Nejdelším snímacím rozsahem z této řady dis-
ponují jednocestné optické závory, které umožňují snímání až na vzdálenost 60 m.
K přesnému nastavení snímačů slouží robustní 10-ti otáčkový nebo 270-ti stupňový potenciometr. Vy-
soký stupeň provozní spolehlivosti je zajištěn pomocí indikace chyby a „Error-výstupem”. Snímač je
vybaven inteligentní elektronikou a moderními optickými filtry, které zaručují spolehlivé snímání i lesklých
objektů. Více informací o snímačích BOS 50K naleznete na internetových stránkách www.balluff.cz.
Nové optoelektronické snímače BOS 50K
Balluff CZ s.r.o.
Pelušková 1400
198 00 Praha 9 - Kyje
Česká republika
Telefon +420 281 000 666
Fax +420 281 940 066
obchod@balluff.cz
Snímače BOS 50K s červeným světlem nabízejí:
■ Reálné na barvě nezávislé potlačení pozadí dokonce i při snímání
tmavých objektů proti odrazivému pozadí
■ Velké snímací vzdálenosti pro spolehlivé snímání objektů i na velké
vzdálenosti
■ Výborně viditelný světelný bod s ostrými konturami pro snadné za
polohování „za jakýchkoliv podmínek“
■ Snadná a rychlá kalibrace pomocí robustního potenciometru
■ Robustní plastové pouzdro pro snadnou a rychlou montáž i v
drsných podmínkách
■ Vysoce viditelné indikační LED diody pro snadné
sledování funkce ve výrobě
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/40 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
hlavní téma
D
ebata o tom, zda jsou lepší distri-
buované řídicí systémy (Distributed
Control Systems – DCS), nebo pro-
gramovatelné automaty (Program-
mable Logic Controllers – PLC) probíhá již nej-
méně čtyři desetiletí. S tím, jak se technologie
vyvíjejí, mění se i tato debata. Výběr dříve býval
jednoznačnější, ale protože se rozdíly ve funkč-
nosti zmenšují a cenové úrovně srovnávají, argu-
menty pro a proti jednotlivým systémům jsou
stále neurčitější.
Pro pochopení této rozepře je nejdůležitěj-
ší porozumět základním rozdílům mezi těmi-
to dvěma platformami. Architektura DCS vze-
šla z celosystémového přístupu se zaměřením
na distribuci řízení po síti, aby operátoři mohli
monitorovat a interagovat s celým záběrem závo-
du. Jádrem architektury DCS je koordinace,
synchronizace a integrita procesních dat přená-
šených po vysoce výkonné a deterministické síti.
Architektury PLC se na druhou stranu sou-
středí na velmi flexibilní a rychlé lokální říze-
ní, přičemž nedávná vylepšení technologie PLC
doplnila funkce pro řízení procesů. Při integraci
softwarových balíků PLC a HMI výsledek vypadá
hodně jako u DCS, ale stále jde do značné míry
o přístup „výroby na koleně“, což znamená, že
technici musejí dohlížet na sestavování systému
od samotného počátku. I když je to flexibilní pří-
stup k řízení, s variantou vlastní výroby obvykle
přicházejí zvýšená technická rizika v oblasti sítí
a výkonu a také zvýšené náklady, které nejsou
vždy okamžitě patrné.
Dříve byl nákup systému DCS obvykle draž-
ší než pořízení systémů na bázi PLC a mnoho
závodů mělo nižší nároky na tempo výroby,
výnosy, odpad, bezpečnost a shodu s předpisy
než mají dnes. Proto byly systémy na bázi PLC
atraktivní, neboť nabízely nižší investiční nákla-
dy a z funkčního hlediska pracovaly adekvátně.
Ale doba se změnila. Na celém globálním trhu se
nároky na výrobní firmy zvýšily a cena systémů
DCS poklesla. V důsledku toho se mnoho řídicích
techniků, údržbových manažerů a ředitelů závo-
dů při plánování svých investic do automatizace
začalo dívat jinak na rozdíly mezi architekturami
řídicího systému na bázi DCS a PLC.
S ohledem na všechny tyto skutečnosti je
nutno při rozhodování zohlednit několik aspek-
tů: zda zvolit systém DCS nebo postavit vlast-
ní distribuovaný řídicí systém s architekturou
na bázi prvků PLC.
Dodavatel systémů DCS vysvětluje, proč byste si měli složitý řídicí systém k provozování
procesní jednotky spíše koupit, než si jej stavět sami na bázi PLC.
Koupit či postavit
systém řízení procesů?
Tim Sweet
Honeywell Process
Solutions
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 41
hlavní téma
Výkon sítě
Dobrý výkon sítě začíná náležitým plánováním
sítě, které lze provést jen s důvěrnými znalost-
mi komunikačního chování každého síťového
uzlu a protokolu používaného k přenášení zpráv.
Osvědčení výrobci automatizace se o tento poža-
davek postarali. Poskytují informace o nejlepších
postupech, takže uživatel může začít se zdra-
vým návrhem sítě pro řídicí systém. Srovnejte to
s přístupem „výroby na koleně“, kdy může být
aplikační technik vlastně prvním, kdo sestavuje
topologii dané sítě.
Po dokončení plánování a instalace sítě je
dalším krokem posouzení, jak síť funguje. Pro
stejnou topologii sítě lze použít široké možnosti
komunikačního provozu na základě množství
pořizovaných dat, vykazování alarmů, kompilace
historie, zpráv typu peer-to-peer a zálohovacích
úkonů, které lze zjistit pomocí rozsáhlého testo-
vání maximální topologie.
Za předpokladu, že uživatel plánoval a instalo-
val svou síť, závod dosáhl své maximální výrobní
kapacity a vše funguje podle očekávání, je obvyk-
lým úkolem udržení tohoto plynulého síťového
provozu.
Jedním z řešení je implementovat již na počát-
ku nekolizní Ethernet (Fault-Tolerant Ether-
net – FTE) –síťovou technologii redundantního
průmyslového Ethernetu, která využívá cenově
dostupné komerční komponenty pro zajištění
řešení s vysokou dostupností. FTE průběžně
pečuje o procesní řídicí síť tím, že poskytuje
dostatečnou síťovou diagnostiku, jež je sledována
a hlášena jako součást základního systému DCS.
Závod navíc musí kvalifikovat funkčnost
a výkon servisních balíčků a důležitých záplat
dříve, než jsou nahrány do výrobního systému.
Zkušení síťoví technici vědí, že každé jednotlivé
zařízení v síti musí fungovat správně jako součást
funkční síťové komunity, protože jeden nefunkční
člen může narušit chování celé sítě.
Výkon řízení
Dobré procesní řízení stojí na spolehlivé a opa-
kovatelné realizaci řídicí strategie. Řídicí prvky
procesu, které jsou součástí tradiční architek-
tury DCS, mají v zásadě jiné provozní filozofie
než řídicí prvky PLC. I když PLC fungují relativně
rychleji, u procesního řídicího prvku je prefe-
rována opakovatelnost. To znamená, že řídicí
strategie běží na fixních cyklech hodin – rychlejší
nebo pomalejší běh není tolerován. Opakovatelné
řízení v každém cyklu má podporovat opakovatel-
nost kvality, výnosu a výsledků závodu.
Cykly hodin nejsou jediným tajemstvím. Také
další systémové služby jsou navrženy pro zajiš-
tění priority řešení konfigurace řídicího prvku.
Například alarmy generované řídicím prvkem lze
omezit, pokud ruší řízení a obnovit je později,
když se sníží jejich rušivost pro proces. To lze
efektivně řídit jen úzkou koordinací generování
alarmů a subsystémů pro alarmy a události,
které tyto alarmy shromažďují, ukládají a vyka-
zují. A opět má systémový přístup od samotného
počátku zásadní význam pro chod systému DCS.
Grafika rozhraní HMI
Dodavatelé softwarových balíků HMI se obvykle
holedbají tím, jak snadné je navrhovat grafiku
rozhraní pro operátora. Ale navrhování grafiky,
ať už je jakkoli působivá, závodu ještě peníze
nepřinese. Představte si prostředí řízení procesu,
v němž nemusíte vytvářet grafiku, protože již je
předem zabudovaná. V systému, kde se řídicí
a operátorské prostředí navrhuje a vytváří spo-
lečně, lze standardizovat 90 % toho, co je potřeba
k provozování procesního závodu.
Řídicí algoritmy
Objektově orientované funkční bloky se využí-
vají především pro specifikaci vlastností jakékoli
dané uživatelské funkce. Vytvářením funkčních
bloků s kompletní sadou funkcí na bázi paramet-
rů může uživatel vyvíjet a ladit řídicí strategie bez
navrhování řídicích funkcí, přičemž zajistí, aby
byly všechny potřebné funkce dostupné a doku-
mentované jako konfigurovatelné volby. Apli-
kační technik jednoduše, s minimálním úsilím
sestaví bloky do požadované řídicí konfigurace.
Konfigurace řídicího prvku se samodokumento-
váním a bez nutnosti programování je důvodem,
proč je u architektury DCS technické zajištění
a odstraňování chyb tak efektivní.
Podívejme se například na běžně využívanou
funkci procesního řízení – blok PID. Pomocí glo-
bálního datového modelu typu DCS lze obvykle
přistupovat ke všem aspektům funkce PID pomo-
cí jediné konfigurační obrazovky, kde je možno
snadno zvolit různé časem ověřené algoritmy.
Parametry používané pro alarmy, trendy a histo-
rii v rozhraní HMI se dají snadno najít a konfigu-
rovat na jednom místě.
Aplikační software
Při životnosti automatizačního systému 20 až
30 let je důležité zohlednit, jak často bude typický
uživatel potřebovat rozšiřovat nebo modifikovat
své systémy, a jak často k nim bude chtít doplnit
novou řídicí technologii.
Ve světě vlastní výroby je možné najít všech-
ny aplikace potřebné pro provozování závodu
pouhým nahlédnutím do katalogů dodavatelů
PLC a HMI a zadat objednávku. Brzy dorazí
licence, DVD, návod ke stažení a další užitečný
obsah poskytující nejrůznější materiály. Nicmé-
ně je snadnější objednat pod jedním objednacím
číslem a dostat vše potřebné v rámci stejného
obsahu. Jednou licencí můžete získat veškerý
„Doba se
změnila.
Na celém
globálním
trhu se nároky
na výrobní firmy
zvýšily a cena
systémů DCS
poklesla.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/42 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
software pro řízení (controlware), datový sklad,
trendové objekty, software pro integraci do pod-
niku a grafiku potřebnou k provozování procesní-
ho závodu. Díky schopnostem architektury DCS
se veškeré řídicí aplikace správně nahrají, a bude
tak zaručeno, že mají správnou verzi a jsou tes-
továny pro vzájemnou spolupráci.
Správa dat
Když sestavíte vlastní systém DCS, řada dato-
vých modelů může produkovat mnoho datových
elementů přestavujících stejné informace. A když
se součásti dají dohromady, aby tvořily systém,
různé datové modely je nutno synchronizovat
a udržovat. Tento úkol leží na aplikačních tech-
nicích a systémových administrátorech.
Ve světě architektury DCS byl vypracován celý
datový model tak, aby zahrnoval všechny části
systému. Proto může vlastník dat poskytnout
jednu informaci kterékoli aplikaci nebo službě
kdekoliv v systému. Počet databází zde není
podstatný. Klíčem je mít jednotný datový model,
takže bez ohledu na to, kde datový prvek leží,
jej může využít jakýkoli jiný element architek-
tury a tento konkrétní datový element se nikdy
neduplikuje.
Automatizace dávkových procesů
Komplexní povaha architektury DCS byla dlouho
oblíbenou platformou pro projekty automatizace
dávkových procesů. Dávkové procesy vyžadu-
jí více než cokoliv jiného pečlivou koordinaci
mezi fázemi, jednotkami, recepturami, složeními
apod. I po klasické architektuře DCS bylo vyža-
dováno, aby poskytovala kompletní balíčkové
řešení z důvodu všech různých a odlišných prvků
v prostředí dávkových procesů. Z tohoto důvodu
se mnoho projektů automatizace dávkových
procesů uchýlilo k využití nespočtu balíčků shro-
mážděných dohromady, aby vytvořily řešení.
Nicméně datový model dávkového procesu již
není tak obtížný, jak byl dříve a různé aspek-
ty řešení automatizace dávkového procesu lze
nyní zachytit v jednom datovém modelu DCS.
Například všechny elementy potřebné pro sprá-
vu a realizaci dávek běží na procesním řídicí-
ho prvku nebo na redundantním páru řídicích
prvků, pokud je požadována robustnost. To
znamená, že již není zapotřebí PC fungující jako
dávkový server. Protože všechny elementy dáv-
kového procesu ovládají řídicí prvek, provádě-
ní dávek je rychlejší, doba cyklu se zkracuje
a objem výroby se zvyšuje.
Otevřená konektivita
Dnešní procesní závody už jen málokdy spravují
řídicí prvky jen jedné značky. Proto tradiční
architektura DCS slouží také k tomu, aby pře-
vedla zařízení třetích stran do stejného datového
modelu, jaký využívá systém DCS. Díky tomuto
začlenění stávajících řídicích prvků si operátoři
mohou prohlížet informace z řídicích prvků růz-
ných značek konzistentním způsobem. Je také
důležité zvolit takové řízení, které umožní hladké
přidání podnikových řešení do jedné řídicí vrstvy.
Technologie simulací
Řídicí strategie potřebují důkladné „prozváně-
ní“, než se nasadí pro řízení skutečného pro-
cesu. Protože se řízení procesů tolik soustředí
na opakovatelnost, je nezbytné, aby simulační
prostředí provozovalo řídicí strategii beze změn.
U řízení procesů má načasování zásadní význam
a simulátor musí replikovat načasování realizace
procesu věrným způsobem.
S ohledem na tuto skutečnost nabízejí dodava-
telé systémů DCS vyspělou simulační technologii
podporující zvýšený výkon po dobu životnosti
závodu. To sahá od off-line použití v simulaci
ustáleného provedení a kontroly řízení a školení
operátorů, až po on-line použití při řízení a opti-
malizaci, monitorování výkonu a obchodním
plánování.
Historie procesu
Průběžné zlepšování procesu se opírá o dobrá
procesní data, což znamená, že sběr historických
dat se musí koordinovat s automatizačním sys-
témem závodu fungujícím tak, aby nekolidoval
s urgentnějšími požadavky na řízení. Pokud
přesto bude nutné pozastavit sběr historických
dat, musí se historická data získat, protože neú-
plná historie je nepřijatelná. Závody potřebují
spolehlivé řešení pro archivaci historických dat
a také pro jejich vyvolání za účelem stanovení
trendů a analýzy kvality.
Proto má většina současných platforem DCS
přímo zabudované robustní funkce procesní his-
torie, které technikům a vedení závodu umožňují
analyzovat chování celé operace z jediného místa.
Výběr
Každý závod má samozřejmě jedinečné požadav-
ky, pokud jde o automatizaci a řízení. Ani DCS,
ani PLC nebudou samospasitelným řešením pro
každý závod. Nakonec je nutno pečlivě zvážit spe-
cifické aplikační a provozní potřeby při určování,
která technologie je nejvhodnější pro procesní
řízení. Přesto by se měla více, i pro malé aplikace,
vnímat hodnota systému DCS,. Zvážení možných
výše zkoumaných problematických oblastí by
mělo dát operátorům a technikům představu
o možnostech systémů na bázi DCS a PLC a lépe
jim nastínit, na co by se měli při svém výběru
mezi nimi zaměřit.
Tim Sweet je manažerem řešení pro malé systémy
společnosti Honeywell Process Solutions.
hlavní téma
Velký systém DCS, bez
ohledu na výrobce, by měl
nabízet všestrannost pro
řídicí strategii společně se
schopností komunikovat
se všemi možnými
provozními zařízeními
a síťovými strategiemi.
Konečná instalace by měla
být přímočará jak fyzicky,
tak funkčně.
„Protože se
řízení procesů
tolik soustředí
na opakovatelnost,
je nezbytné, aby
simulační prostředí
provozovalo řídicí
strategii beze
změn.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 43
Unikátní automatizační platforma SYSMACma SYSSMMMAAAACCCCCCCSa
placená inzerce
Na trhu automatizace byl nedávno
představen zcela nový produkt řady
Sysmac, která je systémem řízení pro
automatizaci a pohyb strojů. Společ-
nost Omron představila první výrobek
řady Sysmac již v roce 1971 a od té
doby nejenže dodala více než 10 milio-
nů jednotek do celého světa, ale uvedla
na trh i řadu inovací, například nume-
rické řízení, hardware bez základové
desky, kompaktní velikosti. Od této
chvíle však reprezentuje Sysmac celist-
vou platformu pro automatizaci strojů.
Tato platforma představuje bezprecedentní systém řízení
všech funkcí stroje, který integruje řízení pohybu, sekvenční
řízení a komunikaci, nový software Sysmac Studio, jenž je
určen pro konfiguraci, programování, simulaci a monitoro-
vání pomocí velmi rychlé komunikace EtherCat pro řízení
strojů. Tato rychlá komunikace umožňuje řízení kamerovými
systémy, snímači, akčními členy stejně jako řízení pohybu
v reálném čase.
Sysmac je tedy jedna platforma pro řízení celého stroje nebo
celé výrobní buňky, která znamená soulad stroje a člověka
a stává synonymem pro jednoduchost programování. Sysmac
je elegantním řešením budoucnosti.
Jedna řídicí jednotka pro řízení celého stroje
Jádrem nové automatizační platformy je řídicí jednotka stroje
Sysmac NJ navržená s ohledem na potřebu vysoké rychlosti
a flexibility. Zahrnuje bezventilátorový systém s mikroproceso-
rem Intel, který se osvědčil v průmyslových prostředích a pra-
cuje v systému RTOS (Real Time Operating System), v němž je
možné použít 4-, 8-, 16-, 32- nebo 64osé procesorové jednotky.
Jednotka se tak přesouvá od nepružné architektury založené
na systému ASIC k flexibilní a rozšiřitelné architektuře sou-
středěné kolem softwaru.
Jeden software pro řízení
strojů
Software Sysmac Studio byl
vytvořen tak, aby výrobcům
strojů poskytl úplnou kontrolu
nad jejich automatizačním sys-
témem. Cílem bylo zkrátit dobu
programování, ladění a insta-
lace a současně maximalizovat
funkčnost a výkon stroje. Proto
Sysmac Studio integruje v jed-
nom programovém celku konfi-
guraci, programování, simulaci
a sledování a přináší skutečné integrované vývojové prostředí
(IDE), které eliminuje nutnost používat více samostatných
softwarů, s nimiž bylo navrhování, vývoj a ladění programů
těžkopádné.
Jedna síť pro řízení strojů
Jedno připojení prostřednictvím řídicí jednotky řady Sysmac
NJ umožňuje plynulé řízení a komunikaci jednotlivých částí
stroje i vazbu mezi člověkem a strojem. Nové řídicí jednotky
používají pro komunikaci síť EtherCAT, nejrychleji rostoucí síť
v odvětví pro automatizaci strojů. Jako fyzická vrstva se pou-
žívá standardní 100Base/TX Ethernet s rychlostí 100 Mb/s,
plný duplex. Tím je zajištěn rychlý, přesný a velmi efektivní
přenos dat s velmi krátkými komunikačními cykly.
Sysmac stručně
Sysmac je určen pro řízení menších strojů stejně jako celé
výrobní linky a splňuje požadavky na jednoduchost a efektivitu
od programování takovéhoto stroje přes jeho uvedení do provo-
zu až po následnou údržbu či další možné úpravy.
Omron Electronics,
www.omron.cz
Automatizační platforma Sysmac
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/44 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
rozhovory/události
Na židli generálního ředitele Omron Europe se v květnu
nově usadil Hiroyuki Usui, což bylo reakcí na návrat
dosavadního ředitele Shizuta Yukumoty do Japonska,
kde povede divizi Enviromental Solutions Bussines.
Usui přichází s ambicí spojit své zkušenosti a nadšení
pro technologie, management a zaměstnance s nápady.
Konkrétněji rozvádí své vize v rozhovoru, který poskytl
redakci časopisu Control Engineering Česko.
Pane Usui, velmi Vám gratulujeme k Vašemu jmenování
do funkce výkonného ředitele společnosti Omron Europe.
Můžete nám říci, jaké jsou Vaše první dojmy ze situace spo-
lečnosti Omron v Evropě?
Můj předchůdce, Shizuto Yukumoto, mi předal evropskou
organizaci, která je ve velmi dobrém stavu. Podařilo se nám
úspěšně proplout náročnou ekonomickou situací na trhu
v posledních letech a loni jsme přijali přes 50 dalších techni-
ků, aby sloužili našim zákazníkům. Jedním z našich cílů je
přidaná hodnota pro naše zákazníky, protože podle nás je to
jediný způsob, jak dosáhnout v Evropě významného růstu.
Když se hovoří o lídrech na evropském trhu průmyslové
automatizace, mnoho lidí si Omron nevybaví. Předpokládám,
že byste tento dojem rád změnil.
Ano, patříme mezi přední společnosti, ale možná jsme pří-
liš skromní, příliš nesmělí. Je to jedna z našich výzev: potře-
bujeme zajistit, aby naše plné kompetence uznávaly i firmy,
které s námi dosud nespolupracují. Koneckonců, společnost
Omron se vyvíjela společně s odvětvím průmyslové automa-
tizace od jeho vzniku před téměř 85 lety a nyní jsme globální
organizací s více než 36000 zaměstnanci. I když se naším
postavením všude nechlubíme, ve skutečnosti jsme lídry
v našem hlavním oboru kompletní automatizace strojů.
Všichni v našem odvětví tvrdí, že mají nejnovější techno-
logie, zvyšují výkon, snižují náklady a nabízejí vysokou spo-
lehlivost. Může se zdát, že si tyto aspekty rozporují, ale s tím
já nesouhlasím. Nejenže to všechno dokážeme nabídnout, ale
i vyladit podle potřeby. Jsme jediní, kteří mají natolik kom-
pletní portfolio a organizaci, aby to mohli nabídnout.
Každý týden mi zákazníci říkají o výhodách hladké inte-
grace mezi vstupy, logikou a výstupy: výrobci strojů tak mají
jistotu, že nedochází k plýtvání časem při komunikaci mezi
zařízeními a vše funguje rychleji a spolehlivěji. Pravdou je,
že jsme jednou z mála společností, které skutečně pokrývají
celý cyklus vstupy-logika-výstupy. Možná právě to bychom
měli říkat hlasitěji!
V globálním hledisku se zdá, že svět průmyslové automa-
tizace je rozdělen na určité sféry vlivu: v USA je to Rockwell
Automation, v Evropě Siemens a v Asii Mitsubishi. Předpo-
kládám, že s tím nebudete tak úplně souhlasit. Jaký je tedy
Váš názor na pozici společnosti Omron?
Asie je naší domovskou základnou a v celém regionu máme
nezpochybnitelné vedoucí postavení, které sahá až do histo-
rie. Stačí jeden příklad – ještě předtím, než Čína otevřela své
trhy, Omron zde působil již dlouhou dobu a aktivně pomáhal
čínským podnikům zavádět automatizační technologii.
Abych byl upřímný, nevidím moc logiky v rozdělování světa
na mnoho různých částí. V oblasti průmyslové automatizace
má každá firma svou pozici v jedné ze tří vrstev: lídr, násle-
dovatel a opakovatel. Je to globální, univerzální struktura
pyramidy, která se neřídí hranicemi zemí a v každé vrstvě je
poptávkový trend téměř stejný. Ve společnosti Omron tomu
rozumíme a jsme schopni podporovat naše zákazníky v tako-
vé fázi, v jaké se právě nacházejí.
Samozřejmě, že respektuji odlišné kultury a myslím,
že je skutečně důležité chránit rozmanitost. Ale zákazníci
společnosti Omron Europe se již nepovažují jen za evropské
obchodníky: výrobci strojů působí na celém světě, stejně jako
my. Po celá desetiletí jsme pracovali jako vskutku globální
firma, s výrobními závody, centry pro výzkum a vývoj a ser-
visní podporou všude, kde byli naši zákazníci. Mou snahou je
náš svět ještě více zprůhlednit, aby relevantní znalosti a zku-
šenosti mohly snadno a rychle proudit od nás k technikům
našich zákazníků.
Zůstaňme u této mezinárodní perspektivy a globálního
vlivu, který považujete za základní cíl. Když jste v Norim-
berku prezentovali platformu Sysmac, řekl jste, že zapadá
do strategie VG2020 společnosti Omron. Můžete nám o tom
říci více?
VG2020 znamená Value Generation 2020 (10letý plán
zdůrazňující skutečnost, že tvorba hodnot pro zákazníka
musí být základem a počátkem každé činnosti). Jak jsem již
řekl, společnost Omron je odhodlána vytvářet přidanou hod-
notu pro všechny naše zúčastněné partnery na celém světě:
zákazníky, zaměstnance a společnost jako celek. Takže vše,
co děláme, je navrženo tak, aby to zvyšovalo naše znalosti
a my díky tomu mohli vytvořit přidanou hodnotu. Například
v naší laboratoři Tsunagi Labs pracují specializovaní techni-
ci, jejichž jediným úkolem je zajistit, aby zařízení Sysmac bylo
možno připojit k nejrůznějším druhům zařízení od jiných
výrobců, a to co nejoptimálnějším způsobem.
Jaké jsou hlavní přínosy platformy Sysmac?
Především je důležité pochopit, že platforma Sysmac je
navržena pro automatizaci strojů: na vše, co dělá, je možno
pohlížet z perspektivy strojů budoucnosti, kde vývojový tech-
nik bude spíše tvůrcem než řešitelem problémů. Vedl jsem
jednu divizi, která se zabývala vývojem platformy Sysmac
Na židli generálního ředitele Omron Europe se v květnu kládám že s tím nebudete tak úplně souhlas
Společnost Omron
vyrůstala společně s odvětvím
průmyslové automatizace
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 45
a v každé fázi jsme se ptali sami sebe: „Jak to bude podporo-
vat stroje a vývojového technika?“
Naši zákazníci si vysoce cení našeho kompletně integrova-
ného softwarového prostředí, které zahrnuje senzory, akční
členy apod. Značně zkracuje čas potřebný na vývoj, ladění
a údržbu.
Způsob, jakým přistupujeme k problémům, je jedinečný
a hodnotný pro výrobce strojů.
Největším přínosem je tedy fakt, že platforma Sysmac spo-
juje vstupy-logiku-výstupy tím nejoptimálnějším způsobem:
například signál z jednoho z našich senzorů způsobí reakci
systému polohování v řádu milisekund, a to s absolutně
žádným zpožděním při interpretaci signálů a jejich konver-
zi na příkazy. Sysmac je výsledkem kombinace know-how,
provozních zkušeností a inovací ve všech našich hlavních
oblastech působnosti, s připomínkami a návrhy od tisíců
techniků ze společnosti Omron a od našich zákazníků. A to je
jen začátek: hledáme další cesty, jak začlenit stejně plynulou
technologii do naší organizace, abychom se posílili ve snaze
sloužit zákazníkům co nejefektivněji a nejrychleji, jak to jen
bude možné.
Nedlouho po vašem jmenování jste hovořil o urychlení
procesu zavádění evropských technologií na evropský trh.
Můžete nám říci, co mohou zákazníci v následujících měsí-
cích očekávat?
Již jsme na trh uvedli řídicí prvek NJ5, ale to byl jen
začátek. Naši platformu rozšíříme o senzory, bezpečnostní
systémy, rozhraní HMI, sítě a samozřejmě o vyspělé poloho-
vací funkce.
Tento rozhovor budou možná číst i čtenáři, kteří společ-
nost Omron neznají. Jak byste tedy popsal vašeho typického
zákazníka?
Většinou to jsou výrobci strojů, kteří chtějí stavět lepší
a chytřejší stroje, které mohou výrobcům na celém světě
pomáhat vyrábět produkty, které my všichni používáme
každý den.
Do společnosti Omron Europe jste přišel poté, co jste si
vybudoval kariéru v Asii. Předpokládám, že Vám evropská pra-
covní kultura připadá odlišná od kultury, na kterou jste zvyk-
lý. Říkáte, že chcete, aby Omron Europe profitoval z nepochyb-
ného vedoucího postavení a ověřené infrastruktury, kterou má
Omron v Číně, Indii a Japonsku. Bude obtížné toho dosáhnout
ve světě, kde je obchodní prostřední natolik odlišné?
Nevím, jestli s vámi souhlasím v tom, že evropská pracov-
ní kultura je příliš odlišná od té, v níž jsem dříve působil.
Samozřejmě jsou určité rozdíly, ale je tu mnohem víc podob-
ností a bezesporu je tomu tak i u společnosti Omron. Každý
v našem oboru používá koncepce jako je bezdefektní práce,
výroba přesně na čas (just-in-time), celkové řízení kvality
a podobně. Nebude to tedy obtížné a já jsem odhodlán zajistit,
aby to fungovalo.
Ukončeme náš rozhovor pohledem z jiného úhlu. Po loň-
ském zemětřesení a tsunami v Japonsku Vaše firma projevila
velkou solidaritu s oběťmi. Je společnost Omron stále aktivní
v oblasti charitativní činnosti?
Domnívám se, že naším největším příspěvkem společnosti
je technologický pokrok, který na trh přinášíme již 85 let
a rádi přispíváme k průmyslovému rozvoji zemí. Náš zakla-
datel Kazuma Tateisi řekl: „Strojům práci strojů, člověku
radost z vytváření budoucnosti“ a toto heslo je stále mou GPS
navigací, pokud jde o směr, jakým řídit firmu. Samozřejmě
s konečným cílem učinit svět lepším pro všechny.
Od doby, kdy byla společnost Omron založena, uplatňuje-
me podnikovou společenskou odpovědnost, i když v té době
se tomu tak ještě neříkalo. Vždy jsme se starali o naše pro-
středí a byli jsme mnoha různými způsoby zapojeni do aktivit
ve světě, který sdílíme. Takže naše podpora obětem loňské
tragédie nebyla ničím výjimečným, tak to prostě děláme.
Naše Zásady Omron, kterými se všichni řídíme, vycházejí
z myšlenky, že vše, co děláme jako firma a jako osoby, v pro-
duktech, které vyrábíme a v aktivitách, kterým se věnujeme,
by mělo podporovat společnost. Nevím, jestli bych to nazýval
charitativní činností, protože by to naznačovalo, že je to něco
odděleného. Jde o to, že Zásadami Omron skutečně žijeme
každý den. ce
Lukáš Smelík
Control Engineering Česko
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/46 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
rozhovory/události
Pro zářijové vydání časopisu Control Engineering Česko
jsme zabrousili do řad odborníků u našich východních sou-
sedů na Slovensku. Konkrétně jsme nahlédli pod pokličku
pobočky společnosti Invensys Operations Management.
Pozvání k rozhovoru přijal Marian Karšai, ředitel inženýr-
ského střediska (Engineering Excellence Center) společ-
nosti Invensys Operations Management v Bratislavě.
Zkuste charakterizovat bratislavskou pobočku společnos-
ti Invensys Operations Management. Jakou pozici zaujímá
v rámci celosvětové skupiny Invensys? Jaké jsou „nejoblíbe-
nější“ slovenské obory a odvětví, jimž se na Slovensku věnuje-
te, a o které je mezi uživateli největší zájem?
Aj napriek tomu, že prvé obchodné zastúpenia predchodcu
spoločnosti vznikli na území Čiech a Slovenska už v roku
1992, je Invensys v regióne východnej Európy pomerne nová
značka. Obchodné zastúpenie na Slovensku bolo v roku 2008
transformované na plnohodnotnú pobočku a od tohto dátumu
prichádza aj zásadné oživenie aktivít v našom regióne. V Bra-
tislave je zastúpená divízia Invensys Operations Management.
V Českej republike a na Slovensku je Invensys Operations
Management známy predovšetkým svojimi značkami, ako sú
Wonderware, Foxboro, Eurotherm či Triconex. Naša pobočka
poskytuje automatizačné a informačné technológie, systémy,
softvérové riešenia, služby a konzultácie pre priemyselnú
výrobu na území Českej republiky, Slovenska a ďalších kra-
jín východnej Európy. Navrhujeme, vyrábame, inštalujeme
a nasadzujeme hardvér a softvér pre automatizáciu priemysel-
ných prevádzok a pre riadenie výroby. Súčasťou ponuky sú aj
prístroje pre meranie a reguláciu.
V roku 2008 sme na Slovensku založili inžinierske stredisko
(Engineering Excellence Center). V súčasnosti má Invensys
na celom svete osem inžinierskych stredísk a jedno z nich je
práve v Bratislave. Cieľom tohto strediska je realizácia pro-
jektov nasadenia riadiacich systémov, technická podpora pre
vybrané produktové rady a technológie ako aj vývoj softvéro-
vých nástrojov na zvyšovanie produktivity inžinieringu. Väčš-
ina našich aktivít smeruje do chemického, petrochemického
a energetického priemyslu, ale v našom portfóliu sú zastúpené
aj oblasti ako potravinárstvo, farmácia, spracovanie papiera,
skla a železa. Väčšina našich projektov bola zrealizovaná pre
zákazníkov z Európy.
Jak slovenská pobočka „ustála“ či „ustává“ projevy recese
v průmyslu? Promítla se nějak např. v omezení vývoje a výroby
či ve snížení pracovních příležitostí?
Spomalenie priemyslu zasiahlo náš predaj meracích prí-
strojov na trhoch východnej Európy. Prepad však nebol
dramatický a vyvážili sme ho novými aktivitami v oblasti rea-
lizácie projektov. Situácia na trhu bola komplikovaná a museli
sme pružne reagovať prispôsobením našich plánov budova-
nia inžinierskeho tímu. Kvôli zmene v správaní zákazníkov
a v štruktúre našich zákaziek počas recesie sme boli nútení
prehodnotiť aj budúce zameranie služieb, ktoré poskytujeme.
Popri pôvodnej realizácii projektov nasadenia distribuova-
ných riadiacich systémov a bezpečnostných systémov pre
petrochemický priemysel sme naše služby postupne rozšírili
o ďalšie oblasti. Začali sme realizovať projekty pre plávajúce
ťažobné plošiny (FPSO), zaoberať sa inteligentnou formou
migrácie konkurenčných systémov na naše systémy, v roku
2010 sme otvorili oddelenie technickej podpory pre produkty
Wonderware a v roku 2012 sme ho rozšírili o poskytovanie
prvej úrovne podpory pre celú Európu. Stali sme sa školiacim
strediskom pre produkty Foxboro a Triconex. Tieto a ďalšie
aktivity podporili rast našej pobočky – za posledné tri roky sme
strojnásobili počet zamestnancov na súčasných 80.
Kdo je typickým odběratelem produktů společnosti Inven-
sys Operations Management? Jaký je zájem o tyto služby např.
v ČR nebo na Slovensku?
Invensys Operations Management poskytuje širokú škálu
riešení s rôznou oblasťou uplatnenia. Distribučný model pro-
duktov je rôzny podľa typu riešenia. Kým veľké systémy ako
Foxboro IA Series zabezpečujeme vždy priamo, produkty Won-
derware sú zákazníkovi dodávané prostredníctvom siete dis-
tribútorov a integrátorov - takzvaného Ekosystému partnerov
spoločnosti Invensys. Štruktúra typických odberateľov našich
riešení v Českej republike a na Slovensku je veľmi rozmanitá,
zatiaľ čo pre veľké kontrolné systémy, akými sú Foxboro IA
Series a Triconex, je typickým zákazníkom rafinéria, pre pro-
dukt Wonderware InTouch sú to desiatky až stovky prevádzok
rôznych veľkostí a priemyselných oblastí – od mliekarne až
po jadrovú elektráreň. Čo sa týka meracích prístrojov, najväč-
šej obľube sa tešia tlakomery a prietokomery.
Co vaši společnost odlišuje od jiných, konkurenčních firem?
V čem tkví jádro celosvětového úspěchu a v čem se Invensys liší?
Invensys Operations Management je spoločnosť, ktorá ma
viac ako 40000 zákazníkov a jej riešenia sú používané vo viac
ako 225000 prevádzkach na celom svete. Vďaka najstarším
divíziám spoločnosti dokážeme zužitkovať viac než 100 ročnú
skúsenosť plnú inovácií a prvenstiev. Aj napriek rýchlemu
tempu prinášania noviniek si udržujeme tzv. „Continuosly
Current“ filozofiu, ktorá zabezpečuje neustálu aktuálnosť
systému bez potreby jeho komplexnej výmeny, bez zbytoč-
ných rozhraní a ekonomicky výhodným spôsobom. To zais-
ťuje ochranu investícií našich zákazníkov a nízke náklady
na vlastníctvo systému. Náš systém je založený na spoločnej
otvorenej integračnej platforme Archestra, ktorá zabezpečuje
jednoduchosť, flexibilitu a škálovateľnosť všetkých prvkov
nášho systému riadenia podniku. Vieme sa oprieť o sieť tvore-
nú viac než 3000 partnermi v rámci globálneho Ekosystému
spoločnosti Invensys. Vďaka týmto skutočnostiam sú mnohé
riešenia lídermi vo svojej oblasti (Wonderware InTouch #1 HMI
softvér na svete) a pravidelne zbierajú ocenenia od zákazníkov,
poradenských spoločností a odborných médií na celom svete.
Na návštěvě v Inženýrském středisku
bratislavské pobočky Invensys
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 47
rozhovory/události
Nudíte se? Kupte si medvídka mývala! Proslulý citát
Bohumila Hrabala si k srdci rozhodně nevzali tři studen-
ti postgraduálního studia v Dánsku. Esben Ostergaard,
Kasper Stoy a Kristian Kassow si místo obětavé péče
o netradičního zvířecího miláčka vybrali zcela odlišný
koníček: nadchla je myšlenka vytvořit lehkého robota,
který by byl mnohem jednodušší v instalaci a programo-
vání ve srovnání s konkurencí.
Slovo dalo slovo, padly zkušební návrhy a po prvních
aplikacích tři spolužáci založili společnost Universal Robots.
V současnosti sídlí v dánském městě Odense a mezi hlavní
činnosti patří vývoj a prodej cenově dostupných průmyslo-
vých robotů, kteří se vyznačují vysokou flexibilitou v aplika-
cích, jež automatizují a zefektivňují výrobní procesy.
Od roku 2010 má společnost Universal Robots celosvěto-
vou síť distributorů, od roku 2012 funguje na pěti kontinen-
tech a má okolo 76 partnerů ve více než 34 zemích. V České
republice má Universal Robots čtyři hlavní distributory: spo-
lečnost Exactec, Formetal, Teximp a Plastochem Brno.
K hlavním produktům náleží dva tzv. Kloubové roboty
s 6 stupni volnosti. Od roku 2009 je v prodeji robot UR5,
od letošního roku robot UR10. Redakce měla možnost otes-
tovat robota UR5. Svetlana Vinogradova, Area Sales Manager
společnosti Universal Robots, představila tohoto šikovného
pomocníka a vyjmenovala veškeré jeho parametry. Jak jsme
si mohli sami ověřit, robot UR5 se charakteristikou „snadné
použití a programování“ nechlubí náhodou. Prostřednictvím
intuitivního grafického rozhraní, kompletně v českém jazyce
se velmi snadno používá. Robotické rameno lze přizpůsobit
libovolným aplikacím v různých výrobních závodech. Pro ilu-
straci, jak vypadá např. příprava ranní kávy, sledujte webové
stránky www.controlengcesko.com v sekci video.
Co říct závěrem? Titulek opravdu není zavádějícím pojmem.
Na novinářské prezentaci jsme se dokázali přesvědčit, že
při troše snahy a intuice zvládnou naprogramování jedno-
duchých aplikací oprav-
du i ti méně zdatnější
z nás…
Barbora Byrtusová
Control Engineering
Česko
dí ? i d ídk ý l ! l lý i á d l íh k b 0 d k l
Universal Robots – dánské roboty naprogramují
snad i redaktoři Control Engineering Česko
Ponúkame najkomplexnejšie portfólio rieše-
ní, ktoré je v súčasnosti k dispozícii – všetko
navrhnuté tak, aby merateľne maximalizo-
valo efektivitu prevádzok našich zákazní-
kov, zvyšovalo hodnotu ich aktív, zlepšovalo
bezpečnosť a redukovalo negatívny dosah
na životné prostredie.
Jaké jsou plány společnosti Invensys
Operations Management v nejbližší době?
Připravujete nějaké novinky, s nimiž přijdete
na trh do konce letošního roku?
V najbližšej dobe plánujeme naďalej posil-
ňovať a rozvíjať naše realizačné kapacity
pre obsluhu zákazníkov z Českej republi-
ky, Slovenska a ostatných krajín východ-
nej Európy vo všetkých segmentoch našich
služieb. Budeme sa viac venovať inteligent-
nému inžinieringu, adaptovať do praxe nové
produkty, akými sú Intelligent Marshalling
či nové verzie kľúčových systémov Foxboro
DCS, Triconex atď. V súčasnosti v Bratisla-
ve budujeme kompetenčné stredisko pre jadrové elektrárne
(Center of Expertise Nuclear). Našim cieľom je, aby táto nová
inžinierska skupina o počte 30 ľudí bola plne funkčná a nasa-
dená na projekty do konca tohto roka. ce
Marian Karšai
Ředitel Engineering Excellence Center Slovakia
Invensys Operations Management
iom.invensys.cz
Nový trhák v českých médiích! Souboj Editor vs. Robot.
Více hledejte na facebooku a webových stránkách časopisu Control Engineering Česko.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/48 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
rozhovory/události
Program letošního roč-
níku tradičního setkání
(nejen) grafického pro-
gramování byl opět napě-
chován k prasknutí, ale
i přesto se dá nalézt něko-
lik klíčových bodů, které
se staly pojítkem jedno-
ho srpnového týdne (6. až
8. srpna 2012) v Austinu,
hlavním městě Texasu…
Během tří dnů hlavní-
ho programu konference
se v austinském Conven-
tion Center mihlo na 3500
účastníků, což bylo o celých
12 % více než v roce před-
chozím. Na všechny pak
čekalo nejen úctyhod-
ných 275 přednášek či
118 doprovodných vysta-
vovatelů, ale zejména velice
populární hlavní přednáš-
ky, které odhalily to nejlep-
ší z nejlepšího, co společ-
nosti National Instruments
přinesl uplynulý rok.
Nechceme soudit, změříme
První přednášku tradičně proslovil sám zakladatel firmy
Dr. James Truchard (všeobecně znám jako Dr. T.). Letos byl
důraz kladen na grafický návrh systémů, což předurčilo již
úvodní dynamické video s prezentací o rozsáhlých možnos-
tech aplikace klíčového produktu NI LabVIEW. Po éře tran-
zistorů a integrovaných obvodů dle jeho mínění vstupujeme
do softwarové fáze evoluce ekosystému. Cílem, dle slov Dr.
T., je udělat pro zabudovaný design to, co udělalo PC pro
stolní počítače. Myšlenka je zakotvena v tzv. „V“ schématu,
které umisťuje činnost návrhu systému na levé rameno
a fázi testování a verifikace na rameno pravé. Dr. T. navíc
uvedl několik demonstrativních příkladů toho, co nazval
časem, kdy se samotný software stává instrumentem.
Aby shrnul své poselství, Dr. T. vylíčil nabídku z roku
1989, kdy nabídli každému odpůrci i zastánci teorie stu-
dené fúze zdarma kopii LabVIEW, s níž mohli své teorie
potvrdit nebo vyvrátit daleko snadněji. I přesto, že pouze
několik z nich této nabídky využilo, šlo o dobrý příklad jedné
z poznámek Dr. T., že ať už jde o jakoukoliv aplikaci, jaký-
koliv obor, vždy se drží stejného hesla: „Nechceme soudit.
Změříme“.
Revoluce přichází… Znovu!
Zlatý hřeb programu nebyl ochoten čekat déle než do prvního
dne, a tak jsme se přes připomenutí principů Moorova zákona
v podání Erica Starkloffa, jednoho z viceprezidentů pro pro-
duktový marketing, dostali až k otázce, proč principy tohoto
zákona dokážou platit pro PC, ale pro některá zařízení zůstává
vývoj statický. Společnost National Instruments (představila
první VF vektorový signálový transceiver (VST) s označením NI
PXIe-5644R a spolu s ním novou třídu softwarově definova-
né instrumentace. Tato softwarově orientovaná architektura
představuje novou éru, v níž mohou technici a vědci používat
pro své specifické potřeby LabVIEW k tvorbě otevřeného hard-
waru s programovatelnými hradlovými poli (FPGA).
„Před čtvrt stoletím redefinovala společnost NI instrumen-
taci prostřednictvím softwaru pro návrh systémů LabVIEW,
a nyní to činíme opět s naším vektorovým signálovým transce-
iverem,“ řekl Dr. James Truchard, prezident, CEO a spolu-
zakladatel NI. „Když jsme založili naši společnost, předvídali
jsme význam role, kterou bude v instrumentaci hrát soft-
ware, a nyní skutečně vidíme, že LabVIEW působí revoluci
ve způsobu, jakým technici přistupují k návrhu a testování
VF technologií.“
„U Qualcomm Atheros jsou flexibilita instrumentace
a možnost řízení na nejnižší úrovni kritickými hledisky pro
dosažení co nejefektivnějšího procesu pro testování VF tech-
nologií, a tak vítáme nárůst výkonu, který jsme pozorovali
při testování s tímto novým vektorovým signálovým transce-
iverem od NI,“ řekl Doug Johnson, technický ředitel společ-
nosti Qualcomm Atheros. „Přístroj NI PXIe-5644R nám dává
volnost a flexibilitu ve způsobu, jakým vyvíjíme svá řešení
802.11ac pro naše zákazníky. Výrazně rovněž zvýšil kapacitu
při našem testování.“
LabVIEW je tady s novou verzí… Znovu?
Přednáškový blok druhého dne nezahájila osobnost o nic
menší než ten první. Za zvuků vážné hudby, které je Jeff
Kodosky milovník, vkráčel do sálu sám duchovní otec Lab-
VIEW (část rozhovoru s ním naleznete v tomto vydání, plnou
verzi pak na www.controlengcesko.com). Jeho úvodní výstup,
který hovořil o budoucnosti grafického systémového designu
pro horizont 25 let, si jen prokopával cestu k ukázce nových
modifikací produktu NI s možným označením „numero uno“.
I na základě jeho neutuchající touhy po dalším rozvoji se již
dávno pracuje na klíčových prvcích moderní doby, jako je
paralelní funkcionalita a vysoká intuitivnost ovládání (Člověk
by nevěřil, že k některým zlomovým myšlenkám ve vývoji může
posloužit hraní Angry Birds – doporučujeme zhlédnutí videa
v online verzi; pozn. red.). Jak už však bylo zmíněno, podstat-
nou součástí druhého dne bylo dokázat publiku, jak silný
nástroj je, a hlavně jakým způsobem se stává nejrozšířeněj-
NIWeek 2012:
Před 26 lety změnili instrumentaci…
Letos v srpnu se rozhodli udělat to znovu
P
n
(
g
c
i
l
s
h
8
h
h
s
t
ú
c
č
n
v
p
k
š
n
p
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 49
rozhovory/události
ším vývojovým, prostředím pro návrh systémů pro techniky
a vědce, a proč přichází nová verze LabVIEW 2012.
„Při tvorbě systému je důležitá rychlost, ale stejně tak
důležité je vytvořit jej správně – to znamená použít dobrou
architekturu a prověřené vývojové postupy,“ vypočítává
hlavní přínos nové verze Dr. James Truchard. „Nové funkce
a zdroje v LabVIEW 2012 kladou důraz na školení a na tako-
vé vývojové praktiky, jež našim zákazníkům pomáhají tvořit
systémy s vyšším výkonem a kvalitou za kratší dobu, a tím
minimalizují náklady na vývoj a údržbu.“
Je pravda, že pokročilý systém školení vlastním tempem
a zejména vzorové projekty a šablony jsou zajímavým příno-
sem LabVIEW 2012. Tyto důvody pro vyhledání nové verze,
nicméně jen tak neutiší názory a přirovnání k jinému pro-
duktu jistého pana Gatese – naštěstí zatím pouze ve frekvenci
uvádění nových verzí.
Lepší zítřky již dnes
Poslední den konference byly prezentace věnované spolupráci
s technickými univerzitami. Dominovaly v nich výstupy v čele
s Rayem Almgrenem, viceprezident produktového marketingu
pro základní platformy NI, a Thomasem R. Kurfessem, zástup-
ce ředitele pro pokročilé výroby pro Bílého domu, Úřadu oblasti
vědy a techniky. U jeho přednášky si nezbylo jen povzdechnout
nad myšlenkou, že to opravdu jde i jinak… Stačí, když se chce.
Konference rozhodně splnila očekávání všech hostů a part-
nerů společnosti National Instruments. Možnost přímého kon-
taktu výrobce s uživatelem software i hardware, který počítal
s komplexní výměnou informací a názorů, se opět ukázala jako
přínosná záležitost. Věříme, že se stane natolik inspirující, že
jistě již v příštím ročníku vykrystalizuje v neuvěřitelný týden
technických novinek, které bez nadsázky mohou změnit svět.
ce
Internetová verze časopisu Control Engineering Česko
(www.controlengcesko.com) si pro vás připravila daleko
rozsáhlejší popis klíčových bodů NI Week. Kromě plné verze
rozhovoru s duchovním otcem LabVIEW, Jeffem Kodoskym, zde
naleznete videozáznamy všech klíčových prezentací z Austinu
nebo linky na bližší produktové informace novinek pro letošní rok.
Lukáš Smelík
Control Engineering Česko
„Chtěli jsme jej prodávat výhradně k testování techniky, ale tito inženýři
nás prostě ignorovali,“ vzpomíná s úsměvem otec LabVIEW
Místo setkání: Austin v Texa-
su. Respondent: Jeff Kodosky.
Téma: LabVIEW. Kde jinde
než ve městě, kde vše zača-
lo a s kým jiným, než s jeho
duchovním otcem byste mohli
nahlédnout pod pokličku
řešení, které doslova položilo
základ grafického systému pro-
gramování. Během účasti na letošním NIWeek měla
naše redakce možnost mluvit se spoustou inspirativ-
ních zaměstnanců tohoto průmyslového kolosu, ale
ruku na srdce – na žádný jsme se netěšili více. Ať už
jste, či nejste aktivním uživatelem této platformy,
podívejte se společně s námi do hlavy člověka, který
redefinoval průmyslovou instrumentaci.
V průběhu NI Week 2012 jsme viděli spoustu vysoce
inovačních projektů založených na LabVIEW. Přerostlo
LabVIEW Vaše očekávání od doby, kdy jste ho vytvořil?
Vidět, co všechno naši zákazníci s LabVIEW dokáží,
mě naplňuje obrovskou pýchou. Prostě mě to udivuje
a dává mi větší nadšení, když vidím věci, které zákazníci
vytvoří pomocí LabVIEW a dalších našich platforem.
Když bylo LabVIEW poprvé uvedeno, mysleli jsme si, že
jej budeme prodávat k testování techniky, ale testovací
inženýři nás prostě ignorovali. Místo toho jsme získali
zákazníky z řad mnoha druhů průmyslu všech možných
zaměření, kteří viděli potenciál v tom, že je jim nabízena
možnost dělat svou práci výrazně jednodušeji. Byly to pro
nás opravdu těžké časy, snažili jsme se vstoupit na trh,
který nás ignoroval, ale na druhou stranu jsme získali
nové příležitosti, o kterých jsme téměř nic nevěděli. Ris-
kovali jsme a změnili náš trh. Bylo to rozhodnutí, kterého
jsme nikdy nelitovali. Při pohledu na celý projekt, který
měl obrovský dopad na průběh našich životů a naše
platformy, jsem opravdu velmi šťastný. Ale nikdy bych
to nepředpokládal.
Toto je ochutnávka rozhovoru, jehož plný přepis obsahující
například pohled na historii, současnost a budoucnost
grafického programování či zamyšlení nad tím, kde by
se dnes nacházel Jeff Kodosky (a celý průmysl), kdyby
nebylo LabVIEW, naleznete na internetových stránkách
www.controlengcesko.com.
M
s
T
n
l
d
n
ř
z
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/50 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
produkt exclusive
Vzdálená údržba
na bázi cloudu
Nové routery eWON umožňují výrobcům strojů vzdálenou podporu
K
líčovou strategií mnoha výrobců je
budovat pevné, dlouhodobé vztahy
se svými zákazníky tím, že poskytují
spolehlivou a prvotřídní poprodejní
podporu. Uvědomují si, jakou hodnotu přináší
vzdálená podpora strojů pro jejich zákazníky
a také pro ně samotné. Mnoho z nich vám také
řekne, že mnoho z těchto zákazníků stále pou-
žívá „staré dobré“ vytáčené modemy, navzdory
nedostatkům, které mají – to znamená, že spo-
jení mohou být nestabilní a nezabezpečená a že
přenos i relativně malých souborů může trvat
věky. Společnost eWon se sídlem v Belgii chce
dát těmto firmám další důvod, proč vytáčenou
technologii opustit.
TatofirmapředstavujeeWonCosy(COmmuni-
cation made eaSY) (www.ewon.biz/cosy), novou
řadu průmyslových VPN routerů pro vzdálenou
správu průmyslových
zařízení, určenou pro
zákazníky,kteřípotře-
bují rychlý a cenově
příznivý vzdálený pří-
stup ke svým zaříze-
ním PLC. Toto řešení
je navrženo tak, aby
nahradilo stará připo-
jení na bázi modemu
a využilo stávající síť
zákazníka. Zařízení
Cosy 141 doplňuje
stávající řadu řeše-
ní pro vzdálený pří-
stup, která zahrnuje
eWon 2005CD s funk-
cí alarmů a 4005CD
s archivací dat. Nová
produktová řada je
navržena pro dlouhou
životnost v náročném průmyslovém prostředí
a je dostupná za konkurenceschopnou cenu, což
umožňuje zákazníkům, např. výrobcům strojů
OEM a systémovým integrátorům, mít přístup
ke všem svým strojům, a to za stejnou cenu,
jakou má průmyslový modem.
„Pro společnost eWon je to novou iniciati-
vou – zajistit dostupnost vzdáleného přístu-
pu k jakémukoliv průmyslovému stroji,“ uvedl
Serge Bassem, CEO společnosti eWon. „Všimli
jsme si, že mnoho firem hledá přímočaré řešení
pro vzdálený přístup k jejich strojům a komuni-
kaci v reálném čase s automatizačními zřízení-
mi, včetně PLC, HMI, pohonů a IP kamery pro
odstraňování problémů a pomoc zákazníkům,
aniž by museli na jejich pracoviště vyjíždět.“
Zařízení Cosy 141 s novým webovým rozhraním
se velmi snadno nastavuje, říká Serge Bassem
a dodává: „Do 15 minut může technik využívat
zabezpečené připojení VPN a dostat se k jakému-
koliv sériovému nebo ethernetovému PLC. Práce
je stejná, jako kdyby byl technik vedle stroje
a připojoval se, aby nahrál projekty, vzdáleně
využíval HMI, ladil program PLC a v případě
potřeby stahoval nová nastavení nebo program.
To vše funguje vzdáleně, jako okamžitá podpora
zákazníka.“
Pierre Crokaert, technický ředitel a spoluza-
kladatel společnosti eWon, říká, že nová řada je
plně kompatibilní s aplikací eWon Talk2M. Soft-
ware Talk2M poskytuje zabezpečenou komuni-
kační cestu pro VPN prostřednictvím internetu
mezi uživatelem a vzdáleným strojem. „Software
Talk2M, díky plné integraci standardů zabez-
pečení IT, umožňuje internetový tunelling mezi
uživatelem a vzdáleným strojem bez nutnosti
provádět jakékoli změny IT zabezpečení sítě
na obou stranách,“ dodává Serge Bassem. „Tato
revoluční změna umožňuje jednoduché zavá-
dění na pracovištích zákazníků. Uživatel může
přistupovat jen k zařízením za jednotkou eWon
a nemá přístup do sítě LAN zákazníka. Poskytuje
rovněž plnou viditelnost a zprávu o připojení.“
Serge Bassem, CEO společnosti eWon, dodá-
vá: „Zařízení Cosy znamená okamžitý přístup
k strojům výrobce OEM a rychlejší reakční doby.
Díky vzdálené podpoře a údržbě budou moci
omezit počet výjezdů na pracoviště. A to šetří
čas i peníze.“
Výrobky společnosti eWON v České republice
distribuuje společnost Foxon (www.foxon.cz).
Jejich dobrá pověst, vynikající technické kom-
petence v oblasti průmyslové automatizace
a nadšení jejich technického týmu pro produk-
ty eWON je dobrým znamením pro zákazníky,
kteří vyžadují spolehlivý vzdálený přístup k PLC
a automatizovaným zařízením. Pro další infor-
mace o produktech společnosti eWON navštivte
webovou stránku www.ewon.biz.
s
z
z
b
p
s
n
j
n
j
a
z
C
s
n
s
e
c
s
p
n
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/produkt exclusive
Čím vyniká nová generace legendárních
záložních zdrojů APC Smart-UPS?
Přehledným displejem, intuitivním ovládáním, automatickou regulací napětí
s by-passem, až šestiletou zárukou a ovladatelnými výstupy!
www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 51
A
PC od Schneider Electric přináší
v reakci na rostoucí požadavky uži-
vatelů novou generaci legendárních
záložních zdrojů Smart-UPS®
, které
disponují řadou užitečných funkcí.
Smart-UPS: pátá generace spolehlivosti
Vedle základních provozních stavů poskytuje
nová řada Smart-UPS také tyto informace:
• měření aktuální spotřeby připojených zaříze-
ní,
• měření provozní efektivity,
• předpokládaný termín výměny baterie v závis-
losti na provozních podmínkách,
• detailní diagnostiku UPS,
• doplňující údaje: sériové číslo, revize firmware,
typ náhradních baterií atd.
Nový displej má intuitivní strukturu menu
s ovládáním pomocí šipek a tlačítek Enter / Esc.
Unikátní AVR by-pass šetří
provozní náklady
Absolutní technologickou novinkou je
tzv. AVR by-pass. Funkce AVR (auto-
matická regulace napětí) má stan-
dardně za úkol vyrovnávat výstupní
napětí UPS tak, aby byla minimalizo-
vána rizika spojená s poklesem napětí
nebo s přepětím. Zároveň umožňuje
přechod na baterie UPS až v případě
reálného výpadku. Nevýhodou běžné-
ho AVR je spotřeba energie, což snižuje
efektivitu UPS. Naproti tomu patento-
vaná technologie AVR by-pass doká-
že při správném napětí obvody AVR
obcházet a šetřit tak provozní nákla-
dy – tedy nejen např. ztráty samotné
UPS, ale i následné chlazení vzniklého odpadního
tepla apod.
Podstatným vylepšením prošlo ovládání
nových Smart-UPS. Přibyla možnost vzdáleného
ovládání skupin výstupů (vypnutí, zapnutí či
restart) a nastavení jejich chování v závislosti
na výpadku / obnově proudu a aktuálním stavu
dobití baterie.
Všechny modely nové řady záložních zdrojů
APC Smart-UPS lze získat s prodlouženou záru-
kou až na 6 let (včetně baterie).
Monitoring pod taktovkou StruxureWare
Nejrychleji rostou nároky uživatelů na vzdálený
a centralizovaný dohled. Samotné připojení UPS
do ethernetové sítě dnes již není dostačující,
protože s množstvím dohledovaných zařízení
roste také riziko chyb. Zásadní zjednodušení
dohledu poskytuje oblíbená platforma Struxu-
reWare Central. Nová verze 7.1 je k dispozici
jak v serverové podobě, tak pro instalaci na vir-
tuální server.
K typickým uživatelům StruxureWare Central
patří společnosti využívající 5 a více záložních
zdrojů Smart-UPS s ethernetovými kartami.
Tento bezpečný a cenově dostupný nástroj šetří
provozní i krizové náklady.
www.schneider-electric.cz
„Nové modely APC Smart-UPS lze
jednoduše identifikovat přítomností displeje.
Ten umožňuje zobrazení informací, které
byly u předchozích generací dostupné
pouze přes software instalovaný
na počítači.“
Václav Míka, Manažer pro klíčové zákazníky
Schneider Electric
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/52 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
Napájecí zdroje a transformátory Phaseo slouží k napájení
aplikací elektrickou energií s jinými parametry, než jaké jsou
dostupné z běžné distribuční sítě. Použitá technologie spínání
zaručuje u zdrojů Phaseo ABL4 přesně takovou kvalitu výstup-
ního proudu, jaká je požadována. Vysoce výkonná řada Phaseo
představuje nejkompaktnější napájecí zdroje na trhu – vyža-
duje nebývale malý prostor v rozváděči.
Práci při údržbě zjednodušuje rychlá instalace na DIN lištu
nebo snímatelná svorkovnice (až do provedení 240 W včetně).
Signalizační LED nepřetržitě informují o jakémkoliv případném
problému v systému.
Pro napájení řídicích obvodů je velkou výhodou volba auto-
matického nebo manuálního režimu pro obnovení funkce
napájecího zdroje po odstranění příčiny jeho výpadku vlivem
zkratu či přetížení.
V příslušenství lze najít ucelenou řadu funkčních modu-
lů zajišťujících spolehlivé napájení při výpadku primárního
napájení pomocí zálohovacího a bateriového modulu ABL8B,
dále také při paralelním zapojení napájecích zdrojů díky
modulu redundance ABL8RED nebo během jištění 24V obvodu
s modulem selektivní ochrany ABL8PRP.
www.schneider-electric.cz
Společnost Cognex®
Corporation, světový dodavatel systémů
počítačového vidění, oznámila vydání nového inteligentního
displeje SensorView®
2 určeného pro obrazové snímače Chec-
ker®
. S displejem SensorView 2 mohou výrobní technici plně
konfigurovat, testovat a monitorovat obrazové snímače Chec-
ker 4G, přičemž k tomu v žádné fázi nepotřebují PC.
Displej SensorView má velkou dotykovou obrazovku o úhlo-
příčce 225 mm, která usnadňuje jeho používání a prohlížení
v provozních úsecích. Díky zabudované komunikaci na bázi
Ethernetu může být displej SensorView 2 nainstalován všude
tam, kde jsou k síti připojeny snímače Checker. Software
displeje SensorView má stejné známé uživatelské rozhraní
jako standardní software snímačů Checker pro PC, takže jeho
použití nevyžaduje žádné další zaškolování.
Nový displej SensorView 2 je jen jednou z novinek v pro-
duktové řadě Checker, jež jsou navrženy pro rozšíření rozsahu
aplikací, kde se může snímač Checker používat, a pro jeho
snadnější nasazení než kdykoli dříve.
První z těchto novinek je nový snímač Checker 4G7S, který
dokáže řešit jednoduché aplikace přítomnost/absence za nižší
pořizovací cenu. Snímač Checker 4G7S má stejné rozlišení
752×480 a volitelné barevné osvětlení a filtry jako vyšší modely
produktové řady Checker 4G.
Druhou významnou novinkou je nová vývojářská sada Chec-
ker SDK (Software Developers’ Toolkit). SDK umožňuje výrob-
cům OEM integrovat snímač Checker do jejich zakázkových
rozhraní HMI (Human Machine Interface) a volit parametry
potřebné pro kontrolu runtimu. Výrobci OEM si mohou zobra-
zovat statistiky inspekce, pohlížet obrázky z několika snímačů
Checker, vytvářet databáze snímků a provádět přestavování při
změně zakázky. Sada SDK usnadňuje výrobcům OEM plnou
integraci snímačů Checker do strojů, které vyrábějí.
www.cognex.com/Checker
Schneider Electric
Koncentrovaný výkon
v kompaktním těle
Cognex
Nový a větší inteligentní displej pro obrazové snímače checker
produkty
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 53
Dostupnost systému lze výraz-
ně zvýšit pomocí jedno nebo tří-
fázových napájecích zdrojů řady
QUINT POWER SFB od společnosti
Phoenix Contact se zatížitelností až
do 24 V/40 A. Díky technologii SFB
(Selective Fuse Breaking – selek-
tivní odpojení jističe) s proudový-
mi špičkami až do 200 A po dobu
12 ms dokáží odpojit standardní
jističe s charakteristikou B. Chybné
obvody se selektivně odpojí, chyba
se lokalizuje a důležité součásti
systému zůstávají v provozu. Sys-
tém preventivního sledování funkcí
hlásí kritické provozní stavy ještě předtím, než fakticky nasta-
ne chyba.
Záložní zdroj TRIO POWER UPS 24 V/5 A představuje
funkční balíček, který je určen pro napájení průmyslových PC.
Pokud selže přívod střídavého proudu, IPC zůstává bez přeru-
šení funkční po dobu až tří hodin. Při delším přerušení zajistí
režim PC automatický restart, jakmile dojde k obnovení dodáv-
ky proudu. Napájecí jednotka a elektronická přepínací jednot-
ka jsou umístěny v jediném pouzdru s úspornou konstrukcí.
Dobu záložní dodávky proudu lze
individuálně konfigurovat až s čtyř-
mi moduly nabíjecích baterií.
Záložní zdroj MINI POWER UPS
pro 4 A / 12 V DC se vstupním
napětím 85 až 264 V AC nebo 100
až 350 V DC skýtá nové možnosti
aplikace. Jakmile dojde k selhání
vstupního napětí AC, UPS přepne
napájení na externí modul nabí-
jecích baterií, aniž by došlo k pře-
rušení dodávky energie, a všechny
připojené spotřebiče jsou napájeny
napětím 12 V DC. Lze připojit bate-
rie 1,6 nebo 2,6 Ah a dosahovat
dodávek náhradní energie až 30 minut. Komplexní signalizační
funkce zajišťuje rychlou a jednoduchou diagnostiku.
Napájecí zdroje STEP POWER pracují s širokým teplotním
rozsahem od -25 do +70 °C a dosahují ve své třídě vysoké
úrovně energetické účinnosti. U modulů 5 V/6,5 A, 15 V/4 A
a 48 V/2 A lze nyní tuto výhodu využít např. v nových aplika-
cích v oblasti automatizace budov. Zařízení lze nasadit na DIN
lištu nebo přišroubovat na rovnou plochu.
www.phoenixcontact.cz
Firma IAI, japonský výrobce elektrických pohonů a aktuáto-
rů (tzv. ROBO Cylindrů), víceosých systémů a SCARA robotů,
uvedla na trh novou řadu elektrických pohonů RCP4 s kroko-
vým motorem společně s řídicími jednotkami PCON-CA. Nové
ROBO Cylindry a řídicí jednotky výrazným způsobem zvyšují
výkonnost aplikací, ve kterých jsou použity. Kratší „takt time“
výrazně zvyšuje produktivitu systému. Díky použití
řídicích jednotek PCON-CA s novou technologií
řízení dosahují nyní pohony RCP4 až 1,5násobku
rychlosti původních modelů pohonů. Přitom zatí-
žitelnost vzrostla až o dvojnásobek. Různá škála
typů pohonů navíc pokrývá co největší množství
aplikací.
IAI zkonstruovala zcela nový typ válcového poho-
nu se zabudovaným vedením a celé konstrukční
řešení je také patentem IAI. Válcové provedení
pohonu se zdvihem až 500 mm dosahuje maximál-
ní rychlosti 800 mm/s s maximální zátěží až 80 kg.
Řídicí jednotka PCON-CA ukládá a vyhodnocuje
počet cyklů pohonu – po dosažení určitého počtu
cyklů dojde k sepnutí binárního výstupu, což může
být použito pro sledování objemu výroby nebo vyu-
žití pohonu. Velkou výhodou je funkce automatické
optimalizace pracovního cyklu: řídicí jednotka
PCON-CA s novým softwarem (není nutná znalost programo-
vání) umožňuje minimalizovat čas cyklu tak, že automaticky
navrhne optimální pohybovou rampu, tj. rychlost, zrychlení
a zpomalení. Jednotka PCON-CA také upozorňuje na blížící se
čas údržby na základě sledování počtu zdvihů.
www.rem-technik.cz
PHOENIX CONTACT, s. r. o.
Napájecí zdroje pro vysokou dostupnost systému
REM-Technik s. r. o.
Nové elektrické pohony s vyšší rychlostí a zatížitelností
produkty
D
i
m
p
n
a
a
v
n
j
r
p
n
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/produkty
Firma Euchner doplňuje svůj široký sortiment bezkontakt-
ních bezpečnostních spínačů s unikátně kódovanými RFID
transpondéry novými typy CES-AP/CET-AP, které jsou určeny
pro snadné a rychlé pro přímé připojení ke vstupně/výstup-
ním modulům decentralizovaných řídicích systémů (například
k modulům ET200S / ET200 Pro).
Všechny spínače a zámky jsou nově vybaveny standardními
konektory M12 se 4-mi piny, spojení s modulem je tedy jen
otázkou připojení kabelu do konektorů, a to včetně zámků
typu CET-AP. Ty jsou vybaveny dvěma konektory, jedním se
přenáší informace o uzavření/uzamčení dveří, druhý slouží pro
ovládání zamykacího elektromagnetu.
Spínače řady CES vyhovují kat.4/PLe dle ČSN EN 13849-1
při použití jediného spínače na dveřích, zámky CET mají PLe
dokonce i na funkci monitorování uzamčení. Díky unikátně
kódovaným transpondérům uvnitř aktuátorů mají všechny
tyto systémy velmi vysokou odolnost proti neoprávněné mani-
pulaci – spínače reagují jen na jeden předem naučený aktuátor.
www.euchner.cz
Uvedením elektronického klíčového systému EKS Light
na trh otevřel před časem Euchner možnost použití techno-
logie EKS i pro malé a decentralizované aplikace. Hlavními
výhodami je jednoduché připojení přes paralelní rozhraní
a snadná integrace i do existujících aplikací.
Systémy EKS Light lze použít pro řízení přístupu a jako
náhradu hesel a jsou velmi rozšířené nejen v průmyslu
automobilovém, ale i v potravinářském, chemickém apod.
Prostě všude tam, kde je potřeba zabráněním neoprávněné
manipulace s nastavením stroje nebo procesu předejít vzni-
ku situace nebezpečné pro obsluhu nebo pro kvalitu proce-
su či výrobků. Úroveň přístupu je uložena v transpondéru
uvnitř klíče, lze rozlišit 16 hodnot.
Pro instalace, kde je nedostatek místa, bylo vyvinuto
modulární provedení EKS Light Modular, které má čtecí
hlavu oddělenou od vyhodnocovací elektroniky, která je
umístěna v rozvaděči na DIN liště. Čtecí hlavu lze snad-
no instalovat do standardní „tlačítkové“ díry o průměru
22,5 mm, má také velmi malou zástavbovou hloubku. Díky
tomu lze systém použít i pro modernizace a rekonstrukce,
například jako náhradu běžných vícepolohových přepínačů
provozních režimů s mechanickým klíčkem. Utěsněné pro-
vedení hlavy se zaoblenými rohy, ze speciálního materiálu
s FDA certifikátem, vyhovuje i pro použití v prostorách
s náročnými hygienickými předpisy, například v potravi-
nářství.
www.euchner.cz
EUCHNER electric s. r. o.
Euchner CES – bezpečnost pro přímé připojení
k decentralizovaným I/O modulům
EUCHNER electric s. r. o.
Euchner EKS Light Modular – snadné řízení přístupu i pro
modernizace strojů
54 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 55
Název společnosti strana www telefon
ABF a.s. 33 www.for-elektro.cz 225 291 136
APPLIC s.r.o. PV 13 www.applic.cz 485 382 222
B + R automatizace, spol. s r. o. 9, 24, 25 www.br-automation.com 541 420 311
Balluff CZ s. r. o. 39 www.balluff.cz 281 000 666
BIBUS s. r. o. 27 www.bibus.cz 547 125 300
Cognex 52, PV 14–15 www.cognex.com/cognexconnect 737 489 292
Distrelec Ges.m.b.H. 5 www.distrelec.cz 800 142 525
ERHARDT EISENACHER MEDIA E.K. 15 www.eisenacher-medien.de +49 228 65 00 13
EUCHNER electric s.r.o. 54, 55 www.euchner.cz 533 443 150
eWON 50 www.ewon.biz +32 (0)67 709 143
Invensys Operations Management 21 iom.invensys.com 267 182 220
Lenze, s.r.o. III. obálka www.lenze.cz 565 507 111
MICRO-EPSILON Czech Republic spol. s r. o. 11 www.micro-epsilon.cz 381 213 011
Moravské přístroje a. s. PV 8–11, PV 12, IV. obálka www.mii.cz 577 107 171
National Instruments 7, 16, 17 www.ni.com/czech 800 142 669
Omron Electronics s. r. o. 43 www.industrial.omron.cz 234 602 602
Papouch s. r. o. 31 www.papouch.com 267 314 267
PHOENIX CONTACT, s. r. o. 53 www.phoenixcontact.cz 542 213 401
REM-Technik s. r. o. 53 www.rem-technik.cz 548 140 000
Rittal Czech, s.r.o. II. obálka www.rittal.cz 234 099 071
RS Components 29 www.rscomponents.cz 228 882 613
Schneider Electric CZ, s. r. o. 32, 33, 51, 52 www.schneider-electric.cz +420 382 766 333
TSI System s. r. o. 12, 13, PV 7 www.tsisystem.cz 545 129 462
Výstavisko Trenčín 37 www.expocenter.sk +421 327 704 325
Weidmüller, s.r.o. 35 www.weidmueller.cz 244 001 400
Ná l č ti t
Zadavatelé reklamy
produkty
Nový Euchner CKS je systém využívající princip kódovaných RFID trans-
pondérů, který se skladá z klíče s unikátním kódem, čtecího adaptéru (hlavy)
a vyhodnocovací jednotky řady CES. Díky kompaktnímu a robustnímu
provedení s krytím IP67 je CKS připraven na použití v těžkém průmyslovém
prostředí.
Princip funkce CKS už nemůže být jednodušší: pokud je klíč vložen ve čte-
cím adaptéru, přečte vyhodnocovací jednotka data z transpondéru v klíči
a zkontroluje jejich neporušenost a platnost. Zejména se může kontrolovat,
zda se sériové světově unikátní číslo klíče shoduje s číslem, které se uložilo
do paměti jednotky během procesu učení nového klíče. Pokud je vše v pořád-
ku, sepne vyhodnocovací jednotka svoje bezpečnostní výstupy. Tak je možno
spustit nebezpečné pohyby zařízení jen v případě, že je správný klíč zasunut
uvnitř adaptéru.
CKS mohou používat například údržbáři nebo servisní technici, kteří si při
vstupu do nebezpečného prostoru klíč vytáhnou a vezmou si jej s sebou. I když
dojde k nechtěnému zavření bezpečnostních dveří a někdo se pokusí
zařízení spustit, je to bez vloženého klíče nemožné. Lze jej také
použít pro řízení práv zastavit výrobní proces: bez vloženého
klíče nelze například přivést napětí na solenoid zámku a tím
zámek odemknout a zastavit výrobní proces. CKS lze integro-
vat do bezpečnostních řešení s nejvyšší úrovní bezpečnosti
(kat. 4/PLe dle ČSN EN ISO 13849-1).
www.euchner.cz
EUCHNER electric s. r. o.
Euchner CKS – bezpečný vstup
do nebezpečných prostor
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/56 ZÁŘÍ 2012 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
J
ednou z věcí, kterou považujeme
za samozřejmost pokaždé, když se dívá-
me na něco na internetu nebo v průmys-
lovém řídicím systému, je to, že naše sítě
dokáží odesílat a přijímat data z jakéhokoli počtu
zdrojů zároveň a vypadá to, že vše funguje. Takto
to ovšem nebylo vždy, vděčíme za to technologii
datových paketů (balíčků).
V raných dobách výpočetní techniky spolu
zařízení komunikovala pomocí sériové komunika-
ce mezi dvěma body typu point-to-point. V zásadě
šlo o to, že data proudila ze zařízení A do zařízení
B tak, jako teče voda, když se na obou stranách
otevřou příslušné ventily. Bylo to primitivní, ale
v rámci svých omezení to fungovalo. Dříve se to
dalo tolerovat, protože bylo jen málo počítačů,
které spolu komunikovaly.
Na počátku 60. let již počítačů přibývalo a způ-
sob přenosu dat nabýval na významu. Paul
Baran, který pracoval pro společnost Rand Cor-
poration, dospěl k závěru, že pokud by data
mohla být rozdělena na kousky a nepřenášela se
v jednom souvislém proudu, mohlo by to podpo-
rovat robustnější systém, který by mohl propojo-
vat mnohem více zařízení ve společné síti. Systém
by mohl dokonce přežít i jaderný úrok, což bylo
v dobách studené války relevantním faktorem.
Baran byl vizionář a dokázal si představit něco
jako Internet dlouho předtím než většina lidí.
Co je to paket?
Když se vrátíme k analogii tekoucí vody, namís-
to rozvádění vody potrubím ji naplníte do lahví
a můžete ji poslat kamkoliv. Jiní přirovnáva-
jí datové pakety k dopisům, kdy dáte zprávu
do obálky a zašlete ji poštou.
Paket je datový rámec se specifi-
kovanou velikostí a strukturou. Má
hlavičku a zakončení, které obsa-
hují identifikační údaje o odesíla-
teli, místu určení apod. Uprostřed
je místo pro samotnou zprávu, čili
datová oblast (payload). V určité síti
mívá datová oblast omezenou délku,
takže se delší zprávy mohou rozdě-
lovat do několika paketů. Pokud je
zpráva krátká, ostatní části paketu
se nijak nezmenší. V různých síťo-
vých protokolech jsou detaily vlastní
realizace různé, ale základní koncep-
ce je do značné míry stejná. Aplikace
na odesílací a přijímací straně vkládá
data do paketů pro přenos a rozbalu-
je je, když na místo dorazí.
Síťové protokoly se kategorizují podle jejich
efektivity, neboli objemu datové oblasti ve srovná-
ní s celkovou velikostí paketu. Pokud příliš mnoho
místa paketu zabírá hlavička, zakončení a další
obslužná data, protokol se považuje za neefektiv-
ní. Jedním z argumentů proti používání Ether-
netu pro průmyslovou přístrojovou techniku je
představa, že má příliš mnoho obslužných dat
vzhledem k malému množství dat, která tato
zařízení generují.
Jednou z výhod rozdělení velkých objemů
dat na menší jednotky je možnost kontrolovat
nepoškozenost zprávy pomocí protokolu kont-
roly chyb, jako je cyklická redundantní kontrola
(Cyclic Redundancy Check – CRC). Jednoduše
řečeno jde o to, že všechny informace ve zprávě
v daném paketu mají k sobě přiřazenu numeric-
kou hodnotu. Protokol všechny tyto hodnoty sčítá
a součet vydělí jiným číslem. Zbytek tohoto dělení
se přiřadí k této zprávě. Přijímací strana provede
stejný výpočet a zkontroluje, zda je hodnota zbyt-
ku stejná. Pokud není, ví, že některá data zprávy
obsažená v tomto paketu musela být poškozena
a tento paket označí příznakem (flag).
Aplikace v Ethernetu
Ethernetová komunikace se opírá o pakety,
neboli, jak se častěji označují, o rámce. Bylo
vytvořeno mnoho variací, ale rámec obvykle tvoří
sedm částí:
úvod (preamble) (používá se pro bitovou syn-
chronizaci)
oddělovač začátku rámce (Start of Frame Deli-
miter – SFD)
cílová MAC adresa
zdrojová MAC adresa
délka nebo specifický typ
zpráva neboli data
kontrolní součet rámce (Frame Check Sequen-
ce – FCS).
Velikost každého z těchto prvků je pevně daná,
kromě datové oblasti. Ta se může podle potřeby
měnit podle zasílaných informací, ale maximum
je okolo 1,5 kB. Kdybychom tento článek odesílali
jako prostý text, pravděpodobně by potřeboval
tři pakety.
S tím, jak neustále přicházejí nové technologie,
je těžké nezapomínat na jednu, která se stále
využívá a byla upravována tolika způsoby, na tu,
o níž se opíráme v tolika aplikacích. ce
Peter Welander je obsahovým ředitelem časopisu
Control Engineering. Kontaktujte jej na adrese
pwelander@cfemedia.com.
Peter Welander
Control Engineering
K ZÁKLADŮM
Datové pakety
Rozdělení dat na pakety je základem v podstatě všech používaných koncepcí sítí.
Kzpět
Ethernetový rámec
62 bitů
Úvod (preamble)
používaný pro bitovou
synchronizaci
2 bity
Oddělovač začátku
rámce (Start of Frame
Delimiter – SFD)
48 bitů
Cílová ethernetová
adresa
48 bitů
Zdrojová ethernetová
adresa
16 bitů Délka nebo typ
46 až 1500
bytů
Datová oblast
32 bitů
Kontrolní součet
rámce (Frame Check
Sequence – FCS)
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO ZÁŘÍ 2012 PV1
Příloha
POČÍTAČOVÉ VIDĚNÍ
Tipy pro navrhování
počítačového vidění
Roboty naváděné počítačovým
viděním zvyšují produktivitu
Vyrábějte lepší stroje pomocí
počítačového vidění
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Počítačové vidění
PV2 CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA www.controlengcesko.com
Když integrujete počítačové vidění a polohování, začněte
stanovením typu integrace v závislosti na automatizačních
úkolech stroje. Počítačové vidění může mnoha aplikacím přinést
automatizační řešení, které může zvýšit efektivitu výroby, snížit
náklady a zvýšit spokojenost zákazníků, a to s téměř nulovými
defekty a předělávkami. Pro maximalizaci přínosů počítačového
vidění se integrátoři musejí zaměřit na návrh integrovaného sys-
tému. Dobře promyšlený a vypracovaný návrh, ať už pro účely
základní automatizované kontroly, nebo pro přesnou automa-
tizaci naváděnou počítačovým viděním, je klíčem k dosažení
vysoké návratnosti investice (ROI). Získejte přínosy díky integraci
podsystému počítačového vidění s podsystémem polohování.
Zaměření na dobrý návrh přinese včasnou a přesnou soupisku
materiálu, snižuje riziko nekompatibility komponent polohování
a počítačového vidění, zkracuje dobu integrace a redukuje náklady
a snižuje celkové náklady na vlastnictví při současném zajištění
přínosů počítačového vidění.
V integrovaném systému počítačového vidění mohou mít sys-
témy počítačového vidění a polohování různou míru interakce,
od základní výměny informací až po vyspělou zpětnou vazbu
na bázi počítačového vidění. Míra interakce závisí na požadavcích
stroje, tzn. sekvenci, věrnosti a přesnosti, a na povaze úkolu, který
má stroj provádět. V závislosti na míře interakce mezi systémy
polohování a počítačového vidění může být návrh založen na jed-
nom ze čtyř typů integrací: synergická integrace, etická integrace,
synchronizovaná integrace, polohování naváděné počítačovým
viděním a vizuální servořízení. Aby byla zajištěna vysoká návratnost
investice, musí stroj splňovat specifikované požadavky při svém
nasazení a zároveň se dobře přizpůsobovat nové generaci procesu
a produktovým vylepšením. Integrátoři musejí identifikovat aktuální
a budoucí požadavky a poté určit typ integrace, který je pro danou
aplikaci nejvhodnější.
Počítačové
vidění
Zaměření na kvalitu
Dobře navržený systém počítačového vidění
dovoluje výrobcům zvýšit kvalitu produktu,
zlepšit řízení procesu a zvýšit výrobní efektivitu
při současném snížení celkových nákladů na
vlastnictví. Zahrnout počítačové vidění do celkového návrhu stroje přináší další výhody.
Tento průvodce navrhováním systémů počítačového vidění a jejich aplikacemi přináší
nápady pro váš příští automatizační projekt. Použijte odkazy na konci každé části
pro získání dalších informací a obrázků. Podívejte se také na odkazy s videem. Další
informace naleznete na adrese http://controleng.com/machinevision.
Mark T. Hoske, Control Engineering
Tipy pro navrhování počítačového vidění
Návrh smyčky polohování naváděného počítačovým
viděním následuje řídicí smyčku: snímání, rozhodnutí
a akce. Software NI LabVIEW integruje počítačové vidění,
polohování a další prvky. Obrázek poskytla společnost
National Instruments.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA PV3
Počítačové vidění
zkracuje dobu montáže
Montáž fotovoltaických zařízení patří k oborům, které profitují
ze systémů automatického pájení rozšířených o technologii
počítačového vidění. Přináší kratší dobu cyklu, vyšší kvalitu
produktu a širší použitelnost zařízení. Výrobci fotovoltaických
zařízení využívají větší míru automatizace pro zvýšení konkurence-
schopnosti. U plně automatizovaného pájecího systému společnosti
Mondragon Assembly z německého Stockachu optimalizuje inteli-
gentní systém počítačového vidění proces pájení propojek mezi
fotovoltaickými moduly. Důležitými faktory při vytváření dokonalého
pájeného spoje je co největší kontaktní plocha, vyšší pevnost pájky
a malý kontaktní odpor. Tato kritéria do značné míry určují vodivost
a průchod proudu a tím zajišťují vysokou míru účinnosti zkomple-
tovaného solárního modulu.
Paralelní pracovní tok šetří čas. Kontrolu kvality vlastních pájených
spojů provádí automatizovaný pájecí stroj. Díky počítačovému vidění
dosáhla společnost Mondragon Assembly doby cyklu 80 sekund
u pracovních buněk se třemi přípojnicemi modulů se šesti řetězci,
což je výrazně kratší doba než u ruční výroby. Další informace o
podrobnostech aplikace a dosažených přínosech naleznete v článku
„Počítačové vidění zkracuje dobu montáže fotovoltaického modulu“.
http://bit.ly/IkM774
John Lewis je manažer pro rozvoj trhu společnosti Cognex.
www.cognex.com/in-sight
www.mondragon-assembly.com/photovoltaic-technology/?lang=en
Synergická integrace
Synergická integrace je nejzákladnějším typem integrace. U tohoto
typu integrace si polohovací systém a systém počítačového vidění
vyměňují základní informace, jako je rychlost nebo časová základ-
na. Doba potřebná pro komunikaci mezi polohovacím systémem
a systémem počítačového vidění je obvykle v řádu desítek sekund.
Dobrým příkladem synergické integrace je systém inspekce pásu,
kde polohovací systém pohybuje pásem, obvykle ustálenou
rychlostí. Systém počítačového vidění generuje sled impulzů pro
spouštění kamer a pomocí pořízených snímků kontroluje pás. Sys-
tém počítačového vidění potřebuje znát rychlost pásu, aby mohl
určit rychlost spouštění kamer.
VIDEO: Počítačové vidění je synchronizované
s vysokorychlostním
tříděním při kontrole
kvality. V internetové
verzi tohoto článku
klikněte na obrázek
výše nebo přejděte
na adresu http://
controleng.com/
videos. Obrázek
poskytla společnost
National Instruments.
Schéma ukazuje synchronizovanou integraci u vysokorychlostního třídění. Obrázek poskytla společnost National Instruments.
Populární aplikace pro počítačové vidění. Společnost
Mondragon Assembly využívá inteligentní systém
počítačového vidění Cognex In-Sight 5100 pro optimalizaci
procesu indukčního pájení propojek mezi fotovoltaickými
moduly. Obrázek poskytla společnost Cognex.
pokračování na straně PV7
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Počítačové vidění
PV4 CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA www.controlengcesko.com
Automatizovaná montáž těžařských nástrojů – počítačové
vidění lokalizuje díly, které má jeden robot uchopit, a kontro-
luje průměr i umístění trubky, přičemž druhý robot na závit
trubky našroubuje chránič, aniž by díly musely být uloženy
v přípravcích nebo přesně umístěny. Tato aplikace může
přinést novou generaci robotů s počítačovým viděním, které
zvyšují produktivitu a kvalitu těžařských nástrojů. Montáž
chrániče závitů na odhalené závity trubky u těžařských nástrojů
je obtížným a časově náročným úkolem. Žádná jiná známá
technologie dosud tuto operaci v tomto odvětví neprováděla
z důvodu složitosti operace a mnoha rozměrů a druhů chráničů
závitů i trubek. Společnost JMP Engineering ve spolupráci
s výrobcem z odvětví těžby ropy vyvinula flexibilní automatizační
proces využívající dva roboty naváděné počítačovým viděním pro
zpracování široké palety dílů, který je možno snadno konfiguro-
vat, aby v budoucnu pracoval i s jinými variantami bez nutnosti
programování.
„Klíčem k úspěchu této aplikace je použití počítačového
vidění pro lokalizaci dílů k uchopení prvním robotem a pro kon-
trolu průměru a umístění trubky před našroubováním chrániče
druhým robotem,“ popsal situaci Scott Pytel, projektový manažer
společnosti JMP Engineering, která integruje počítačové vidění
a roboty pro aplikace, kde díly nejsou přesně umístěny ani osazeny
v přípravku a nejsou jasně odděleny.
Chrániče závitů se instalují na ropné a plynové trubky, aby je
chránily před poškozením při přepravě. Celá řada produktů je
montována v relativně velkých objemech, avšak žádný jednotlivý
produkt nemá dostatečný počet, aby to ospravedlnilo automa-
tizaci. Výrobce těžařských nástrojů chtěl montovat chrániče
závitů rychlostí přibližně tři kusy za minutu. Pneumatické nástroje
s vysokým krouticím momentem jsou užitečné, avšak práce je
fyzicky náročná.
Při operaci vyjímání dílů z přepravek jsou chrániče závitů
baleny v přepravkách ve vrstvách oddělených lepenkovými des-
kami. Systém počítačového vidění řídí rameno robota. Systém
počítačového vidění sestává z průmyslové kamery pro počítačové
vidění připojené k vysokorychlostnímu rozhraní standardnímu
pro průmyslové kamery
s digitalizační kartou
na průmyslovém osob-
ním počítači. Dioda LED
v krytu kamery vyzařuje
červené světlo, které přesvítí
okolní osvětlení pro pořízení
snímku.
Programátoři společnosti
JMP vypracovali grafické
uživatelské rozhraní pro
pracovní buňku v jazyce
Microsoft Visual Basic,
které provádí operace
počítačového vidění vyvo-
láním nástrojů počítačového
vidění ze softwarové kni-
hovny stroje, které zajišťují
předem nakonfigurovanou,
vysoce integrovanou pod-
poru pořizování snímků
pro průmyslové kamery
a videoformáty. Multifunkční
robot s horizontálním dosahem 1,4 m a nosností 80 kg přesunuje
kameru nad přepravku a signalizuje, že je připraven na pozici pro
pořízení snímku přepravky. PLC předá požadavek do systému
počítačového vidění, aby pořídil snímek. Kamera pořídí snímek
a nástroj počítačového vidění identifikuje umístění každého
chrániče závitu v přepravce, identifikuje chrániče závitu na snímku
a vypočte umístění. Rozhraní Visual Basic provede konverzi
z pixelů v kameře na milimetry pro řídicí systém robota.
PLC navádí robota, aby vyjmul z přepravky jeden z chráničů
závitu. Chrániče závitů se dodávají v jedenácti velikostech
Roboty naváděné počítačovým viděním
zvyšují produktivitu
Spolupráce dvou robotů – šroubovací robot vlevo a vyjímací
robot vpravo. Obrázek poskytla společnost Cognex, JMP
Engineering.
Robot vyjímá z přepravky
chrániče závitů uložené
ve vrstvách oddělených
lepenkovými deskami.
Obrázek poskytla společ-
nost Cognex, JMP Engi-
neering.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA PV5
o průměru 4–8 palců. Systém počítačového vidění, zaučený pro
všechny typy chráničů, identifikuje umístění dobrých dílů a deteku-
je přítomnost dílů o nesprávném rozměru, které jsou případně
zamíchány mezi správné díly.
Robot předá díl druhému robotu (stejný model), který namon-
tuje chránič závitu na trubku. PLC uloží pozice dílů v jedné vrstvě
v přepravce a navádí robota, aby je jednotlivě vyjímal. Když je
přepravka prázdná, robot odstraní lepenkovou oddělovací desku
a kamera pořídí snímek další vrstvy.
Druhý robot přenese chránič závitu do přípravku se sestavou
těžařského nástroje, kde je připravena část trubky, kam se má
chránič závitu namontovat.
Průmyslová kamera počítačového vidění připojená k druhému
robotu lokalizuje trubku pro instalaci chrániče závitu. Jasně
červené světlo osvětlí trubku pod šikmým úhlem, aby vznikl stín
umožňující přesné měření průměru trubky. Software počítačového
vidění zkontroluje průměr trubky, aby se ujistil, že odpovídá
chrániči závitu, a přesněji určil umístění trubky. Rameno robota
je osazeno vyrovnávacím zařízením, které dovoluje závitu trubky
mírně posunout rameno a chránič závitu při šroubování chrániče
na trubky.
Na obrazovce se zobrazí poslední snímek z kamery společně
s výsledky, jako jsou velikost chrániče závitu a trubky. Snímek
a výsledky robota vyjímajícího díly jsou na levé straně obrazovky
a snímek a výsledky robota montujícího závit jsou zobrazeny
vpravo. Konfigurační nabídka umožňuje operátorovi kameru
nastavovat.
Scott Pytel tvrdí, že tato aplikace může „vést k nové generaci
robotů s počítačovým viděním, která zvýší produktivitu a kvalitu
v odvětví těžařských nástrojů“.
Další podrobnosti a této aplikaci a o jejích přínosech, včetně
automatizace výroby těžařských nástrojů, porovnání tradiční tech-
nologie vzorů s technologií porovnávání geometrických vzorů,
kalibrace a zprovozňování, najdete v článku „Roboty naváděné
počítačovým viděním automatizují montáž těžařských nástrojů“.
http://bit.ly/I6TfqJ
John Lewis je manažer pro rozvoj trhu společnosti Cognex.
www.cognex.com
www.jmpeng.com
http://controleng.com/machinevision
Záběr obrazovky aplikace Cognex VisionPro ukazuje snímek
přepravky (vlevo) a snímek trubky (vpravo). Obrázek poskytla
společnost Cognex, JMP Engineering.
Snímek obrazovky ukazuje software Cognex Vision-
Pro se snímkem přepravky s chrániči závitů. Obrázek
poskytla společnost Cognex, JMP Engineering.
Vyjímací robot z pohledu dílu – kamera se nachází vpravo nahoře.
Obrázek poskytla společnost Cognex, JMP Engineering.
Šroubovací robot se přibližuje k trubce. Obrázek poskytla
společnost Cognex, JMP Engineering.Engineering
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Počítačové vidění
PV6 CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA www.controlengcesko.com
Cenově přijatelné, vysoce výkonné nástroje počítačového
vidění umožňují výrobcům strojů zvyšovat přesnost a objem
výroby u nového provedení stroje s využitím čtyř kamer, jed-
noho řídicího prvku a vysokorychlostní komunikace. Pokud jste
v poslední době neintegrovali počítačové vidění u automatizační
linky nebo strojů, možná vám unikla určitá výkonná a cenově
příznivá řešení. Andy Wright, manažer pro automatizační tech-
niku společnosti Istech, pomáhá firmě
poskytovat zakázková automatizační
řešení na klíč pro nejrůznější odvětví
s využitím vyspělých počítačových
a automatizačních technologií.
První projekt společnosti
Istech využívající novou platformu
počítačového vidění spočíval v navržení
a postavení zakázkového montážního
stroje pro společnost Conductive Tech-
nologies, jež působí v oblasti lékařských
zařízení. Stroj aplikuje víčka – proužky
průhledného plastu dodávané na roli,
které se odlepují jako štítky – na plas-
tový podklad. Každý list obsahuje šest
sítotiskem vyznačených podkladů neboli kupónů. Aby se víčka
aplikovala spolehlivě a přesně pro splnění výrobních cílů, několik
prvků na každém víčku musí tzv. lícovat s jednotlivými odpovída-
jícími kupóny. Výrobní pracovníci prováděli tento proces ručně.
Tato metoda však postrádala konzistentnost, byla časově náročná
a neposkytovala požadovaný objem výroby a přesnost. Technici
společnosti Istech proto začlenili do montážního stroje systém
počítačového vidění. Čtyři kamery GigE s vysokým rozlišením
jsou připojeny k průmyslovému řídicímu prvku, který poskytuje
rozšiřitelná kamerová rozhraní gigabitového Ethernetu zajišťující
snížení ceny systému u vícekamerových aplikací. Dvě kamery jsou
umístěny na každé straně listu a další dvě jsou po obou stranách
víčka.
Po zavedení listu na pohyblivý podtlakový stůl kamery iden-
tifikují a lokalizují u listu šest kupónů. Kamery u víčka identifikují
a lokalizují odpovídající prvky na jednotlivých víčkách. Software
systému počítačového vidění provede výpočet a zjistí hodnoty
X, Y a korekce rotace. Tyto hodnoty jsou odeslány do robota
Epson, který umístí víčka na jednotlivé kupóny. Zatavovací
nástroje pak jednotlivá víčka připevní a po dokončení všech šesti
je list přemístěn do stohu pro další zpracování. Schopnost sys-
tému počítačového vidění asynchronně zpracovávat informace
měla zásadní význam pro úspěch této aplikace. Pro dosažení
požadované rychlosti cyklu společnost Istech naprogramovala
robota, aby pracoval napřed. Když se jeden list odstraňuje z pod-
tlakového stolu, nové víčko je již připraveno, když se zavádí nový
list. Normálně by se hodnoty pro systém počítačového vidění zjist-
ily nejprve pro daný kupón, avšak během sekvence výměny listů se
nejprve počítají data víčka. Informace z kamer se musejí přenášet
asynchronně.
Algoritmy u této aplikace byly přímočaré a právě díky způsobu
zacházení s daty byl systém počítačového vidění úspěšný.
Kompletačním pracovníkům společnosti Conductive Technologies
(zákazníka společnosti Istech) trvalo několik minut, než zarovnali
a aplikovali víčka na každý list. „Naším cílovým parametrem bylo
zpracovat jeden list za 30 sekund a tuto rychlost se nám podařilo
ještě překonat,“ zdůraznil Wright. Přesnost umisťování víček
instalovaným strojem daleko přesahuje původní cíle projektu.
„Software počítačového vidění poskytuje extrémně výkonnou sadu
programovacích nástrojů v rámci cenově dostupného produktu,“
připomněl Wright.
Podívejte se na video na adrese www.youtube.com/user/
ISTECHInc.
http://bit.ly/I5eTVe
Maureen Clancyová je manažerka marketingových projektů
společnosti Teledyne Dalsa.
www.teledynedalsa.com
www.conductivetech.com
www.istech.us.com
www.robots.epson.com
Vyrábějte lepší stroje pomocí
počítačového
vidění
Společnost Istech poskytuje zakázková
automatizační řešení na klíč pro nejrůz-
nější odvětví s využitím vyspělých počí-
tačových a automatizačních technolo-
gií. Kamery GigE identifikují a lokalizují
prvky na kupónech a víčkách.
Software systému počítačového vidě-
ní Teledyne Dalsa Sherlock provede
výpočet a zjistí hodnoty X, Y a korekce
rotace, které použije robot Epson pro
náležité umístění víček na jednotlivé
kupóny. Obrázek poskytla společnost
Teledyne Dalsa.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Počítačové vidění
www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA PV7
Tipy pro navrhování počítačového vidění
Synchronizovaná integrace
U synchronizované integrace jsou polohovací systém a systém
počítačového vidění synchronizovány pomocí vysokorychlostního
spouštění (triggering) I/O. Vysokorychlostní signály kabelově pro-
pojené mezi polohovacím systémem a systémem počítačového
vidění se používají pro spouštění událostí a komunikaci příkazů
mezi těmito dvěma systémy. Tato synchronizace I/O efektivně
synchronizuje softwarové rutiny běžící na jednotlivých systémech.
Dobrým příkladem synchronizované integrace je vysokorychlostní
třídění na bázi rozdílu barvy, tvaru nebo rozměru.
Při vysokorychlostním třídění spouští systém počítačového
vidění kameru, aby pořídila snímek dílu pohybujícího se před kam-
erou. Systém počítačového vidění využívá stejný spouštěč pro
zaznamenání pozice dílu. Následně analyzuje systém počítačového
vidění snímek, aby určil, zda se v dané pozici skutečně zájmový díl
nachází. Pokud ano, tato pozice se uloží do vyrovnávací paměti.
Protože se dopravníkový pás pohybuje ustálenou rychlostí,
polohovací systém může použít pozici uloženou do vyrovnávací
paměti pro pozdější spuštění vzduchové
trysky na dopravníku. Když se díl dostane
ke vzduchové trysce, tryska odfoukne
díl na jiný dopravník v rámci třídění různě
barevných dílů. V potravinářském průmyslu
se pomocí vysokorychlostního třídění člení
typy produktů a vyřazují se vadné výrobky.
Dosahuje se tím velkého objemu výroby,
snižují se pracovní náklady a omezují vadné
dodávky.
Polohování naváděné počítačovým
viděním
U polohování naváděného počítačovým
viděním pomáhá systém počítačového
vidění navádět polohovací systém, například
určováním polohy dílu nebo nesprávné
orientace dílu. Pokročilejší typy integrace
využívají úroveň interakce mezi polohováním
a počítačovým viděním, jako je vysokory-
chlostní spouštění I/O. Příkladem je flexi-
bilní podávání dílů, kdy se díly nacházejí
v náhodných pozicích a orientacích. Systém
počítačového vidění pořídí snímek dílu, určí
jeho souřadnice a poskytne tyto souřadnice
polohovacímu systému. Na základě těchto
souřadnic pohybuje polohovací systém
akčním členem k dílu, aby jej uchopil nebo
opravil jeho orientaci před umístěním, což
odstraňuje nutnost použití přípravků pro
orientování a umisťování dílů před jejich
uchopením a umístěním. Inspekční kroky
se mohou překrývat s umisťovacími úkony.
Systém počítačového vidění může kontro-
lovat díl na výskyt vad a poskytovat polo-
hovacímu systému informace typu vyhověl/
nevyhověl a akční člen pak může díl vyřadit.
V internetové verzi článku naleznete
další informace, například o úskalích při
navrhování, programování integrovaného
softwaru pro počítačové vidění a o vizuálním servořízení, včetně
diagramů, fotografií a videí „Počítačové vidění: Zaměření na návrh“.
http://bit.ly/IccyOe
Priya Ramachandranová je hlavní technička společnosti National
Instruments. www.ni.com/vision
Poččíítaččovéé viděěníí
Blokový diagram polohování naváděného počítačovým
viděním zahrnuje řídicí smyčku – snímání, rozhodnutí
a akce. Obrázek poskytla společnost National Instruments.
MI3HT
Vysokoteplotní hlavice
s laserovým zaměřováním
Bezkontaktní
teploměry Compact
Nejmenší pyrometry
pro měření teploty
od -40°C do1800°C
Optické rozlišení až100:1
Rychlá odezva do10 ms
Nastavitelné měřicí parametry
Analogová a digitální rozhraní
Vícekanálové aplikace
Program DataTemp Multidrop
Odolné průmyslové provedení
MI3
TSI System s.r.o.
Mariánské nám. 1 61700 Brno ČR
tel.+420 545129 462 fax 545129 467
info@tsisystem.cz www.tsisystem.cz
pokračování ze strany PV3
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Počítačové vidění
PV8 CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA www.controlengcesko.com
G
rafický procesor se stal běžnou a již samozřej-
mou součástí většiny počítačů. Současný počítač
tak představuje heterogenní výpočetní prostředí,
ze kterého velká většina programového vyba-
vení bohužel stále používá jen jeho v určitém směru méně
výkonnou část. Právě algoritmy strojového vidění jsou velmi
náročné na výpočetní výkon a často jsou také velmi dobře
paralelizovatelné. Proto se plné využití potenciálu počítačů
může pro aplikace strojového vidění a vizuální inspekce stát
značnou konkurenční výhodou.
GPU mohou provádět mnoho operací s daty, které jsou
tradičně prováděny pomocí CPU, a některé z těchto operací
mohou velmi významně urychlit. Zatímco CPU mají jen něko-
lik výpočetních jader, GPU jich mají několik set. Grafické
procesory byly původně navrženy pouze pro akceleraci počí-
tačové grafiky a pro práci s grafickými daty. I když dnešní sys-
témy mohou pracovat i s obecnými daty, funkčnost grafických
procesorů stále zůstává hodně omezená a zdaleka ne všechny
typy úloh je vhodné řešit prostřednictvím GPU.
Důležitým momentem byl příchod vysokoúrovňových jazy-
ků pro programování shaderů. Všichni tři zástupci (Cg – NVI-
DIA pro DirectX i OpenGL, HLSL „High-Level Shading
Language“ – Microsoft DirectX a GLSL „OpenGL Shading
Language“ – dodnes standardní jazyk shaderů pro OpenGL)
mají obdobné schopnosti a jejich zápis se velmi podobá jazy-
ku C. Tyto jazyky jsou již dobře použitelné pro programování
obecných výpočtů, to znamená, že jsou jim přístupné téměř
veškeré vlastnosti současných GPU, nicméně stále ještě
z programátorů nesnímají nutnost znát vlastnosti grafického
řetězce a přistupovat ke GPU prostřednictvím grafického API.
Původní základní princip GPU, totiž vytváření obrázků, je
i v jazycích vysoké úrovně stále viditelný.
Naštěstí v oboru strojového vidění pracujeme převážně
s obrazovými daty a tradiční podoba grafického řetězce nám
většinou velmi dobře vyhovuje.
Při obecných výpočtech pracuje GPU velmi podobně. Pouze
místo obrazových dat se pracuje se vstupními a výstupními
bloky obecných dat a shadery jsou do jisté míry obecnými
paralelními vlákny. Obraz z kamery vstupuje do GPU jako
objekt textury, jenž musí být na začátku přenesen ze systé-
mové paměti počítače do grafické paměti, která je přístupná
pro GPU. Výsledný obrazový buffer nakonec také musí být
často přenesen zpět do systémové paměti počítače. Také
bloky obecných dat je nutno takto přenášet mezi systémovou
a grafickou pamětí. Tento princip může být pro programátora
částečně zakryt programovým rozhraním vývojového prostře-
dí, limity z něj plynoucí však překonat nelze.
Právě přenosy velkých objemů dat mezi systémovou a gra-
fickou pamětí (grafické adaptéry jsou obvykle připojeny přes
sběrnici PCI-Express) mohou představovat citelné zpomalení
a stát se tím rozhodujícím faktorem promlouvajícím v nepro-
spěch využití GPU.
Úloha vhodná pro GPU také musí mít několik charakteris-
tických znaků. CPU má jen několik jader, ale každé toto jádro
může pracovat na zcela odlišné úloze. GPU má výpočetních
jader mnoho, ale zjednodušeně řečeno všechna jádra musí,
byť s různými vstupními daty, zpracovávat tutéž úlohu.
Výhody takovéto masivní paralelizace se více projeví v úlo-
hách s vysokou výpočetní intenzitou, s velkými objemy para-
lelně zpracovávaných dat a s minimální závislostí mezi těmito
jednotlivými daty. Výsledek každého paralelního výpočtu
v GPU závisí jen na vstupních datech, nikoli na výsledcích
výpočtů ostatních paralelních procesů. Jednotlivá výpočetní
jádra se tedy v průběhu výpočtů nemohou ovlivňovat, pouze
mohou číst mnoho vstupních vektorových dat z mnoha dato-
vých polí.
Prostředky GPU
Pro zpracování obrazu nás zajímají především:
• Programovatelné procesory – v uniformní architektuře
mohou vystupovat jako vertexové, fragmentové a geomet-
rické; při zpracování obrazu z kamery využijeme tradiční
funkce vertexových a fragmentových shaderů:
o Vertexový shader je spuštěn pro každý vertex,
tj. vykreslujeme-li např. trojúhelník, je spuštěn celkem
třikrát. Jeho výsledkem je grafický element, který je
předán do rasterizéru.
o Fragmentový shader je spouštěn výstupem rasteri-
zéru pro každý fragment, tedy pro každý obrazový bod
vykreslované scény.
Co jsou zač ty podivné grafické procesory, které máme všichni ve svých počítačích? Máme se o ně zajímat?
Zabýváme-li se aplikacemi strojového vidění, pak je dobré vědět, jak grafické procesory (GPU – Graphics
Processing Unit) pracují, kde nám mohou vydatně pomoci a na co si naopak musíme dát pozor.
Využití grafických procesorů
v systémech strojového vidění
Řetězec zpracování grafických dat v GPU.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Počítačové vidění
www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA PV9
• Rasterizér – prostřednictvím interpolace vytváří jednotlivé
fragmenty z obrazových elementů; základním obrazovým
elementem je trojúhelník definovaný třemi vertexy; v jeho
ploše jsou pak resterizérem interpolovány texturové sou-
řadnice nebo barvy fragmentů.
• Textury – jsou bloky grafické paměti, které mohou být
čteny fragmentovými procesory; data z texturových objektů
lze pouze číst, zápis do nich není fragmentovými shadery
možný.
• Framebuffer – je blok paměti, do které fragmentové pro-
cesory zapisují výsledky běhu fragmentových shaderů;
data uvnitř framebufferu nelze fragmentovým procesorem
číst, a dokonce každý z paralelně běžících fragmentových
shaderů může zapsat jen do jediné pozice v bufferu, která
odpovídá jeho instanci v rámci plochy obrazu.
Omezení textur jako zdrojů dat, do nichž není možno zapi-
sovat, a framebufferů jako cílů, které nelze číst, klade další
nároky na kopírování bloků dat v grafické paměti během opa-
kovaného vícenásobného spouštění shaderů pro daný frame-
buffer. Proto dnes existuje možnost přiřazení textury jako cíle
vykreslování. Tato možnost umožňuje realizovat vícenásobné
vykreslování maximálně efektivně.
Datové typy a programovatelnost
GPU byly navrženy pro práci s obrazovými daty a zpočátku
tak byly podporovány pouze celočíselné datové typy, které
popisovaly fragmenty, tj. obrazové body – pixely. Pro všeo-
becné výpočty je důležitá schopnost dnešních GPU pracovat
s poli vektorů čísel s plovoucí řádovou čárkou, a to jak s jed-
noduchou (FP32 – 4 byty na jedno číslo s plovoucí řádovou
čárkou – float), tak i s dvojnásobnou (FP64 – 8 bytů na jedno
číslo s plovoucí řádovou čárkou –double) přesností. Vstupní
a výstupní data mohou být obvykle v těchto formátech:
• 8 bitů na pixel – takto je reprezentován buď index do palety
barev, nebo dva bity pro červenou, tři pro zelenou a tři pro
modrou barvu;
• 16 bitů na pixel – obvykle pět bitů určuje červenou a po šesti
bitech má k dispozici zelená a modrá barva;
• 24 bitů na pixel – osmibitový červený, zelený a modrý
kanál;
• 32 bitů na pixel – osmibitový červený, zelený, modrý a alfa
kanál reprezentující míru průhlednosti;
• 1 až 4 čísla v plovoucí řádové čárce na pixel, kdy každé číslo
má přesnost na 16, 24, 32 nebo 64 bitů (FP16, FP24, FP32
nebo FP64).
Podstatnou vlastností paralelních procesorů v GPU je také
to, že pracují v jedné instrukci s celými vektory. Například při
sčítání dvou čtyřrozměrných vektorů jsou současně sečteny
všechny jejich příslušné složky.
Ovladače grafických adaptérů
Se začleněním překladačů vysokoúrovňových jazyků se gra-
fické ovladače dále zkomplikovaly a jejich dlouholetá pověstná
chybovost se mohla rozšířit do nových rozsáhlých oblastí.
V počátcích těchto technologií to opravdu programátoři neměli
jednoduché. Relativně nejméně chyb vždy bývalo v ovladačích
pro grafické adaptéry NVIDIA. Dnes je již v této oblasti situace
naštěstí celkem stabilní a software využívající GPU obvykle
pracuje spolehlivě s ovladači všech hlavních výrobců.
Využití GPU v systému strojového vidění
VisionLab
Algoritmy strojového vidění často pracují s velkými objemy dat
a v těchto případech nebývá nikdy výpočetního výkonu nazbyt.
Využití GPU všude tam, kde je to rozumné, nejenže přináší
podstatnou akceleraci zpracování, ale dokonce umožňuje rea-
lizovat takové algoritmy, které by jinak byly v akceptovatelném
čase nerealizovatelné.
V programovém systému Control Web existují dva základ-
ní typy kamerových virtuálních přístrojů. Kromě základního
přístroje camera existuje ještě přístroj gl_camera, který pro
zpracování obrazových dat z kamery i jejich zobrazování pou-
žívá vykreslovací stroj systému Control Web, jenž se vyznačuje
architekturou klient-server a pracuje ve vlastním paralelním
vláknu. Tento vykreslovací server mohutně využívá programo-
vatelné GPU. V optimální situaci se tedy jedno jádro CPU stará
o přípravu grafických dat a o jejich transport do grafické paměti,
kde jsou tato data masivně paralelně zpracována grafickým
procesorem. Takové řešení přináší výjimečně vysoký výkon při
minimálním zatěžování vláken v reálném čase běžící aplikace.
Zde je několik příkladů:
Pokročilá adaptivní interpolace barevné mozaiky
Podstatnou záležitostí hovořící ve prospěch kvality obrazu je
možnost číst z barevných kamer syrová data a interpolovat
barevnoumozaikuažvpočítači,nikolijižvkameře.Řadaoperací
s obrazem je vzhledem k omezeným možnostem čipů kamero-
Srovnání kvality bilineární (vlevo) a adaptivní (vpravo) interpolace
barevné mozaiky.
Znázornění obrazové mapy pro geometrickou kalibraci.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Počítačové vidění
PV10 CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA www.controlengcesko.com
vých řídicích jednotek
velmi kompromisní.
Kamera při interpo-
laci barevné mozaiky
musí zůstat omezena
na základní bilineár-
ní interpolaci, která
je řešitelná celočísel-
nými výpočty. Obraz
je pak zatížen všemi
nežádoucími artefakty tohoto postupu, které plynou mimo
jiné ze vzájemného prostorového posunu červeného a mod-
rého barevného kanálu. Ve výsledku pak pozorujeme v blíz-
kosti kontrastních hran šachovnicové vzory a modro-červené
lemování. Pokročilé algoritmy, které produkují výrazně čistší
a ostřejší obraz, musí využívat výpočtů v plovoucí řádové čárce
a obsahují více průchodů plochou obrazu. Takový algoritmus
již není možno v reálném čase na proudu dat z kamery řešit
ani pomocí vícejádrových CPU, je však příkladem ideální úlohy
pro masivní paralelizaci v GPU. Virtuální přístroj gl_camera
umožňuje volit mezi několika algoritmy interpolace barevné
mozaiky.
Adaptivní interpolace je v CPU nerealizovatelná v reálném
čase a použití jakéhokoli, byť „zastaralého“ GPU je velkým
přínosem.
Korekce geometrických zkreslení obrazu
Programovatelná GPU umožňují velmi elegantně řešit pro-
blematiku změn geometrie obrazu, tzv. pixel displacement.
Virtuální přístroj gl_camera tímto způsobem obratně řeší nejen
kalibraci geometrických zkreslení objektivů, ale dokáže např.
i korigovat perspektivní zkreslení, odstranit natočení obrazu,
rozvinout obraz z povrchu válce či koule. Umožňuje srovnat
libovolně nelineárně deformovaný obraz.
Tato úloha je rozdělena na dva klíčové problémy: zaprvé jak
informaci o správných pozicích získat a zadruhé jak obraz kva-
litně zpracovat v reálném čase bez neúnosné zátěže počítače.
Nejprve musíme získat obrazovou mapu, která popisuje
změny pozic všech pixelů výsledného obrazu. Mapu získáme
tak, že do zobrazovací roviny vložíme bodový rastr a systém si
uloží kalibrační data pro daný objektiv a konfiguraci měření.
Algoritmus měření mapy objektivy pracuje v CPU s přesností
na setiny pixelu. Zde nám tolik nezáleží na rychlosti, tvorba
mapy proběhne jen jednou, ale požadujeme nejvyšší přesnost.
Rychlost geometrických korekcí každého snímku z kamery je
již kritická a tento algoritmus musí běžet v GPU. Ukazuje se, že
kvalita hardwarových texturových filtrů a interpolátorů u námi
vyzkoušených GPU není dostatečná pro kvalitu obrazu požado-
vanou pro tuto úlohu. Proto je tvorba výsledného obrazu řešena
s vysokou subpixelovou přesností programem fragmentového
shaderu, který poskytuje zaručeně kvalitní a stabilní výsledky
na veškerých GPU.
Některé systémy strojového vidění se pokoušejí kalibraci
geometrie obrazového pole řešit v CPU. Výsledky ale odpovídají
tomu, že z důvodu šetření výpočetním výkonem musí být zave-
dena řada omezení a kompromisů. Často se používá po částech
bilineární interpolace obrazové mapy a také filtrace obrazu
nemůže být dostatečně kvalitní. Výsledkem je pak nespojitý
schodovitý obraz.
Tato funkce je i prostředky nejvýkonnějších vícejádrových
CPU realizovatelná jen problematicky a použití i slabšího zasta-
ralého GPU je velkým přínosem.
Obrazové filtry
Obrazové filtry vypadají na první pohled jako optimální úlohy
pro řešení v GPU. Často tomu tak je, ale nemusí to platit uni-
verzálně. Potíž může být v tom, že řada jednoduchých kernelo-
vých filtrů nemá příliš vysokou výpočetní intenzitu (a současné
vícejádrové CPU také nepočítají až tak zoufale pomalu). Režie
přenosu obrazových dat mezi systémovou a grafickou pamětí
pak může i stonásobně vyšší rychlost výpočtů kernelu v GPU
oproti CPU znehodnotit.
Situace se ale dramaticky změní v případě filtrů s nutností
složitějších výpočtů v plovoucí řádové čárce, jako je tomu např.
u transformací barevných prostorů, řešení saturačních matic,
šumových filtrů atd. Pak nám může využití GPU zrychlit tyto
kroky až o dva řády.
Jednoznačnou úlohou pro GPU jsou i takové filtry, kdy je
pro výpočet každého pixelu nutno číst mnoho pixelů z jeho
okolí – příkladem mohou být algoritmy lokálního prahová-
ní obrazu. Pak schopnost GPU načítat desítky gigapixelů
za sekundu z textur je nenahraditelná. GPU řešení může být
i několiksetkrát rychlejší než snaha o totéž v CPU.
Rychlost i velmi komplexních GPU filtrů
je omezena převážně režií přenosu dat.
Anisotropický šumový filtr využívá výkonu GPU ve výpočtech
s plovoucí řádovou čárkou.
Lokálně prahovací filtr využívá mohutného datového toku GPU při
čtení pixelů textur.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Počítačové vidění
www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA PV11
Ve prospěch GPU se situace dále přiklání ve všech případech,
kdy je nutno určitý filtr vícekrát opakovat. Tento požadavek je
charakteristický např. u morfologických filtrů, které nejsou
samy o sobě výpočetně příliš náročné, ale často potřebují desít-
ky či stovky opakovaných běhů – příkladem může být např.
hledání koster objektů nebo segmentace ploch kolem objektů.
Obrazová data během opakovaných běhů filtru neopouštějí
grafickou paměť a jsou stále rychle přístupná pro GPU. Pro tyto
algoritmy je masivní paralelizace velkým přínosem.
Transformační kódování
Příkladem zde může být dvojrozměrná Fourierova transforma-
ce – převod obrazu z prostorové (časové) do frekvenční domény
(krok gpu_fast_fourier_transform_2D). Byť je zde použit algo-
ritmus rychlé Fourierovy transformace (FFT), transformace
obrazu je natolik výpočetně intenzivní, že v reálném čase není
jinak než s využitím GPU realizovatelná. Zde již není možno
použít starší GPU, potřebné jsou vektory vstupních textur
i výstupních bufferů s plovoucí řádovou čárkou. Takže nemá-
me na výběr – bez moderního grafického procesoru to v tomto
případě nejde.
GPU dokáže realizovat rychlou dvojrozměrnou Fourierovu
transformaci na proudu obrazových dat z kamery v reálném
čase.
Další možnosti
Veškeré dosud uváděné příklady byly celkem jednoznačné.
Existují však i problematické úlohy, kde přínosy GPU nemusejí
být takto jasné.
Příkladem takové úlohy může být např. rozpoznávání vzorů
realizované prostřednictvím GPU (krok gpu_match_monochro-
me v systému VisionLab). Během hledání obrazového vzoru
musí systém mnohokrát provádět normalizovanou křížovou
korelaci s velkým počtem pixelů. To vyžaduje mnohonásobně
opakované výpočty středních jasů, směrodatných odchylek,
odmocnin atd. – to vše s plovoucí řádovou čárkou. Navíc krok
hledá i pootočené nebo zvětšené či zmenšené obrazy předloh.
Veškeré výpočty tedy navíc podléhají lineárním transforma-
cím. Toto všechno vypadá na první pohled jako ideální úloha
pro GPU. Je zde však závažný problém – výpočetní intenzita
algoritmu je natolik vysoká, že algoritmus není hrubou silou
rozumně proveditelný ani nejvýkonnějšími GPU. Podobně jako
v algoritmech pro CPU musí i zde nastoupit řada optimalizací.
A právě v těchto optimalizacích, bez nichž ale problém tak jako
tak řešit nelze, se skrývá kámen úrazu. Algoritmus je
nutno rozdělit do více fází, mezi kterými musí probíhat
výměna dat mezi GPU a CPU. Časové ztráty přinášejí
jednak kopírování bloků dat, ale také to, že CPU i GPU
musí na sebe vzájemně mezi jednotlivými fázemi čekat
a nemohou běžet paralelně. Tento krok je tedy výhodné
použít jen s moderními, velmi výkonnými GPU – čas
hledání může být až desetinásobně kratší než na vícejá-
drových CPU. S méně výkonnými grafickými procesory
se ale může situace obrátit a krok může být i pomalejší
než obdobný, realizovaný čistě v CPU. Autor aplikace
tedy musí vše zvážit a prakticky vyzkoušet.
Obdobně jako existují úlohy, pro které nelze použít
masivně paralelní algoritmy v GPU, je zde i spousta
úloh, které nelze efektivně řešit, dokonce ani paralelními vlákny
v CPU. Neexistuje zde jediný lék na všechno.
Pro každou aplikaci musí její autor zvolit nejlepší způsob
řešení. A k tomuto rozhodování patří i to, kde využije mohutné-
ho potenciálu grafických procesorů.
Závěr
Systém strojového vidění VisionLab poskytuje krokům, které
využívají GPU, značný prostor. S vykreslovacím jádrem systé-
mu Control Web i virtuálním přístrojem gl_camera komunikují
jen prostřednictvím velmi jednoduchého povelového rozhraní.
Kroky dostanou k dispozici paměťový pixelbuffer dané velikosti
a formátu pixelů a mohou si zcela samostatně alokovat libo-
volné prostředky GPU – mohou si vytvářet např. vlastní textu-
rové objekty, další framebufferové objekty, samozřejmě mohou
načítat a spouštět vlastní shadery atd. Kroky strojového
vidění tak mohou využívat veškerá nejnovější rozšíření, která
přinášejí aktuální grafické ovladače. Tyto možnosti umožňují
systému strojového vidění VisionLab stále sledovat poslední
vývoj technologií a přinášet tak svým uživatelům vysoký profit
a konkurenční výhodu.
Roman Cagaš
Moravské přístroje
Dvojrozměrná obrazová funkce… … a její obraz ve frekvenční doméně.
Hledání vzorů realizované prostřednictvím GPU – tento příklad trvá
asi 50 ms na procesoru G80.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Počítačové vidění
PV12 CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA www.controlengcesko.com
V
ětšinu komplika-
cí a práce navíc
si autoři zakáz-
kových systémů
v oblasti průmyslové auto-
matizace způsobí již v samém
počátku své práce – při volbě
koncepce celého řešení.
Jednoznačně nejsložitější
částí většiny automatizačních
systémů je programové vyba-
vení. Proto má takovou důležitost požadavek jednotného
programového prostředí pro všechny komponenty a všechny
činnosti systémem vykonávané. Představa, že budeme muset
v mnoha různých vývojových prostředích programovat regulá-
tory, programovatelné automaty, řídicí jednotky pohonů, řídicí
jednotky pneumatických a hydraulických systémů, algoritmy
strojového vidění, vizualizaci a operátorské rozhraní, komuni-
kaci s databázemi atd. je docela odrazující.
S výjimkou opravdu jednoduchých úkolů je obvykle ve vět-
šině aplikacích strojového vidění použit počítač standardu
PC. Tento počítač je nutný pro veškeré složitější algoritmy
zpracování obrazu. Navíc jej můžeme velmi výhodně použít
i k řízení celého stroje a jeho spolupráci s obsluhou i s dalšími
informačními systémy podniku. Toto řešení je vysoce efektivní,
ale musíme mít k dispozici takové programové prostředí, které
umožňuje integrovat a současně provozovat algoritmy stro-
jového vidění, řízení strojů v reálném čase, grafické rozhraní
pro operátory, komunikaci v síťovém prostředí informačního
systému podniku a mnoho dalšího. Současně musí takový
systém komunikovat s digitálními kamerami, osvětlovací-
mi jednotkami, jednotkami průmyslových vstupů a výstupů
a případnými dalšími zařízeními, jako jsou např. PLC, pohony
motorů atd. A právě takových programovým prostředím je
systém Control Web.
Do již tak mohutně vybaveného prostředí systému Cont-
rol Web lze nainstalovat systém strojového vidění VisionLab
a získáme dokonalé propojení úloh strojového vidění s řízením
strojů a výrobních linek. Veškeré programové vybavení pak
vyvíjíme maximálně efektivně v jednotném, grafickém a intui-
tivním vývojovém prostředí.
Control Web je navíc velmi cenově atraktivní, proto je pou-
žíván nejen v rozsáhlých aplikacích ve velkých firmách, ale
i v malých a vestavěných aplikacích a také ve vědě a výzkumu.
Struktura typických aplikací se v poslední době podstatně
změnila. Postupně ubývá zakázek, ve kterých je požadováno
jen prosté operátorské pracoviště s vizualizací a případným
sběrem dat. Požadavek rozhraní pro webové klienty je již
samozřejmostí. Většina současných systémů je zapojena,
často bezdrátově, do počítačových sítí, obvyklá je spolupráce
s nějakým databázovým informačním systémem. Stále častější
jsou také požadavky na práci s digitálním obrazem z kamer.
Systémy se také často skládají z více částí, které spolu musejí
komunikovat. Stále větší výhodou se tak stává to, že i malý
vestavný systém je vybaven veškerými komunikačními kanály
a jeho programové vybavení dokáže pracovat se všemi součas-
nými standardy výměny dat. I malá vestavěná řídicí jednotka
tak má k dispozici Ethernet, USB, Wi-Fi, Bluetooth a může
obsahovat internetový HTTP server, ale současně také webový
klient, dokáže posílat e-maily, posílat a přijímat SMS zprávy,
komunikovat přes GPRS nebo radiové mosty, spolupracovat
s Plug-and-Play zařízeními na rychlé sběrnici USB i jednot-
kami na TCP/IP síti atd. V řadě případů dokáže malý a levný
průmyslový počítač nahradit kombinaci PLC a počítače pro
operátorské řízení. Zde pak výhoda jednoho programového
prostředí pro vývoj aplikací nabývá na ceně.
Také se oproti minulému období výrazně zlevnilo veškeré
technické vybavení, máme k dispozici levné a výkonné prů-
myslové počítače, vstupně/výstupní zařízení, digitální kamery,
prvky síťové infrastruktury i akční členy. Naopak se ale zvýšil
tlak na cenu a dobu vývoje aplikace. Přitom jsou zákazníky
požadovány aplikace stále lépe vybavené a graficky působivé.
Control Web je programovým systémem, který dokáže
vystupovat v mnoha rolích. Může pracovat v řídicích jednot-
kách strojů, může spojovat výrobní technologii s informačním
systémem podniku, může být datovým serverem s mnoha
webovými klienty, může modelovat a simulovat procesy, může
řešit strojové vidění a vizuální inspekci, dokáže vytvářet nároč-
né vizualizace, zajišťovat operátorské řízení a mnoho dalšího.
Dokáže nám posloužit tak, jak zrovna potřebujeme.
Roman Cagaš
Moravské přístroje a.s.
www.mii.cz
S využitím jednotného programového prostředí a snadno propojitelných zařízení pomocí USB a Ethernetu
lze sestavit širokou škálu zakázkových systémů využívajících moderních technologií.
Zjednodušte si svou práci
v
m
p
k
č
s
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/ komplexní dodávky včetně značení výrobků od zavedených firem
konzultace k novým i řešeným projektům
projekce, konstrukce
tvorba zákaznického SW
databázové aplikace
webové aplikace
sběr dat, archivace, grafické rozhraní
realizace projektů na klíč
záruční i mimozáruční servisní služby
rychlé dodávky
komplexní vizuální inspekce výrobků
kontrola úplnosti, rozměrů a funkce výrobků
vysoce výkonné snímače kódů pro těžce čitelné 1D + 2D kódy
jednoúčelové stroje, měřicí stanice a robotické aplikace
Puškinova 445, 460 08 Liberec, tel.: 485 382 222
fax: 485 382 211, e-mail: cognex@applic.cz
www.applic.cz
placená inzerce
Velmi často je potřeba provádět kontrolu sériově vyrá-
běných výrobků automatickým systémem bez účasti
lidské obsluhy. Jedná se jak o rozměrovou kontrolu,
tak o kontrolu přítomnosti jednotlivých dílů na výrob-
ku a čtení identifikačních údajů z výrobků. Při rozmě-
rové kontrole je výrobek měřen a výsledek porovnán
se zadanou tolerancí rozměru. Identifikačními údaji
obvykle bývají texty, 1D či 2D kódy různých norem.
Firma Cognex v letošním roce představila novinku – kame-
rový inspekční systém In-Sight 7000. Tato nová kamera
vychází z velmi úspěšné řady In-Sight 5000. Jedná se o inte-
ligentní kameru, která je obraz schopna sejmout a zároveň
vyhodnotit bez použití dalších přídavných zařízení. Výsledek
testů je předáván pomocí binárních výstupů nebo pomocí
některého z komunikačních rozhraní.
Kamera je zhotovena tak, aby bylo její použití co nejjedno-
dušší a to i ve složitějších podmínkách, kterým je přizpůso-
beno krytí IP67. Dle požadavků aplikace se objektiv dodává
z průmyslové řady se závitem C-mount nebo M12. V případě
potřeby je možno kameru doplnit o interní osvětlení výrobků
a objektiv s funkcí autofocus.
In-Sight 7000 se dodává v několika variantách dle rozliše-
ní CCD, rychlosti nebo SW výbavy. Rozlišení čipu může být
800×600 pixelů nebo 1280×1024, rychlost snímání obrazu je
až 102 snímků/s. Kamera je vybavena třemi binárními vstupy
a třemi binárními výstupy, které jsou volně programovatelné
pro spolupráci se strojem nebo nadřazeným systémem. Pro
komunikaci s uvedenými zařízeními je kamera vybavena roz-
hraními RS232 a Ethernet. Napájení kamery je 24 VDC. Jed-
notlivé modely zařízení se mohou lišit i programovou výbavou.
Kromě plné výbavy pro kompletní inspekci výrobků je možno
získat i model s omezení na čtení kódů a textů. Tato varianta
je velmi výhodná v případě, že není požadavek na kontrolu
rozměrů nebo přítomnosti součástí výrobků.
Kamera In-Sight 7000 je vhodná na řešení složitějších
úloh ve všech průmyslových odvětvích náročných na rych-
lost vyhodnocení obrazu. Kamera je schopna měřit výrobky
z různých materiálů od plastů po kovové odlitky, popřípadě
hotové výrobky a jejich části – např. v elektrotechnice nebo
v automobilním průmyslu. Čtení kódů a textů je také vysoce
výkonné a je určeno pro obvykle nejtěžší úlohy – pro přímé
značení na výrobek různými technologiemi (laser, inkjet, mik-
roúder, leptání apod.).
Novinka – inspekce výroby kamerou Cognex In-Sight 7000
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Počítačové vidění
PV14 CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA www.controlengcesko.com
P
ivovar Everards Brewery je zavedeným pivovarem,
který byl založen v roce 1849 a sídlí v Midlands
ve Spojeném království. Vaří vlastní pivo a po této
ostrovní zemi distribuuje značky světlého piva
a ležáků také od jiných výrobců. Pivovar Everards využívá
ve svém závodě v Leicestershiru (tovární plocha 50600 m2
)
špičkovou technologii vždy, když je to možné.
Pivovar Everards se svého času potýkal s problémy s čáro-
vým skenerem při procesu stáčení do sudů, kdy jsou zno-
vupoužitelné kovové sudy plněny pivem. Prázdné sudy nesou
1D čárové kódy a jsou váženy pro stanovení „táry“, která
se u každého sudu mírně liší. Sud je skenován a vlastní
hmotnost sudu se zanese do databáze. Po naplnění se sud
přesouvá po lince do vážicí stanice. Štítek sudu je skenován
pro identifikaci sudu v databázi a následně zvážen pro výpočet
přesné hmotnosti piva v každém sudu.
Proces stáčení do sudů s sebou nese vysoké nároky na zachy-
cování a evidenci těchto informací. Protože se sudy pravidelně
používají, čárové kódy se mohou při převážení a používání
ve sklepech pivnic značně poškodit.
Dříve využíval pivovar Everards pro čtení čárových kódů
laserový skener. Nicméně z důvodu míry poškození štítků
s čárovými kódy skener dosahoval jen 60–65% úspěšnosti
správného přečtení. To znamená, že významné množství infor-
mací nebylo zachyceno tak přesně, jak je potřeba pro audit
úřadu Trading Standards. Z důvodu neefektivity laserového
skeneru se pivovar Everards začal poohlížet po alternativním,
spolehlivějším řešení.
Pivovar Everards nakonec zvolil společnost Fairfield Labels,
poskytovatele automatizačních služeb (ASP) společnosti
Cognex, aby vyvinula nový systém pro identifikaci a vážení
sudů během výroby. Společnost Fairfield navrhla systém
na bázi softwaru Procon pro komunikaci s váhou na sudy
pomocí průmyslového snímače ID kódů DataMan®
500 společ-
nosti Cognex. Tento systém nyní skenuje čárový kód každého
plněného sudu projíždějícího po dopravníku, aby identifikoval
vlastní hmotnost sudu. Sud je pak zvážen a informace je pře-
dána softwaru pro výpočet přesné plněné hmotnosti sudu.
Beze změny procesu štítkování byl snímač DataMan 500
schopen dosáhnout 63% zlepšení úspěšnosti čtení, což byl
obrovský pokrok oproti jeho laserovému předchůdci. Společ-
nost Everards Brewery je výsledky nadšena. „Snímač Data-
Man 500 poskytuje fantastickou přesnost čtení. Čte kódy,
u nichž jsme nečekali, že by je nějaký snímač vůbec mohl
přečíst. Množství dat, která nyní shromažďujeme, nám dovo-
luje nadále mnohem komplexněji splňovat požadavky zákona
o váhách a mírách,“ vysvětluje Graham Armston, vedoucí
týmu technického zajištění pivovaru Everards Brewery. „Insta-
lace a zprovoznění bylo provedeno v rámci našeho výrobního
rozvrhu pro zajištění minimálního narušení provozu. Celkově
jsme se snímači DataMan 500 velmi spokojeni a již nyní máme
představu, pro které další oblasti naší výroby by mohly být
přínosné,“ uzavírá Armston.
„Klíčovou výhodou snímače DataMan 500 je to, že nemá
žádné pohyblivé díly, což znamená menší pravděpodobnost
selhání z důvodu mechanické závady. Vyspělý algoritmus
umožňující čtení nekvalitních a poškozených kódů je základem
úspěchu této aplikace. Snímač DataMan 500 se také snadno
používá a nastavuje, což znamená, že operátoři mohou nasta-
Úřad Trading Standards uplatňuje ve Spojeném království přísnou regulaci na základě zákona o váhách
a mírách z roku 1985 (Weights and Measures Act), aby bylo zajištěno, že zákazníci dostanou správné
množství údajů k provedení informovaného rozhodnutí o nákupu. Tento zákon obsahuje regulační údaje
o typu a způsobu poskytovaných informací, o množství, která lze prodávat, a o měrných jednotkách.
Systém pro identifikaci a vážení sudů
v Everards Brewery pomocí
snímače DataMan 500
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Počítačové vidění
www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA PV15
vovat nebo pozměňovat systém sami, tj. bez nutnosti technické
pomoci,“ konstatuje Lee Wragg, ředitel pro rozvoj obchodu
společnosti Fairfield Labels.
Společnost Cognex
Společnost Cognex Corporation navrhuje, vyvíjí, vyrábí a uvádí
na trh systémy počítačového vidění a průmyslové systémy
snímání ID kódů neboli zařízení, která dokážou „vidět“. Spo-
lečnost Cognex je světovým lídrem v oblasti počítačového vidění
a průmyslového snímání ID kódů. Její systémy počítačového
vidění a snímání ID kódů se využívají po celém světě, a to
v celé řadě inspekčních, identifikačních a naváděcích aplikací
v rámci výrobního a distribučního procesu. Klíčovými trhy
jsou automobilový průmysl, výroba potravin a nápojů, farma-
ceutický průmysl, logistika a výrobci OEM. Společnost Cognex
má sídlo ve státě Massachusetts (USA) a regionální zastoupení
a distributory po celé Severní Americe, Evropě, Asii, Japonsku
či v Latinské Americe. Také ve východní Evropě rozšiřuje spo-
lečnost Cognex svou lokální přítomnost a nyní nabízí technic-
kou podporu a školení v učebnách svých zastoupení v polské
Vratislavi (Wrocłav) a maďarské Budapešti. Další podrobnosti
naleznete na webové stránce společnosti Cognex na adrese
www.cognex.com.
Kontakt na prodejce:
Pavel Sejček, Sales Engineer Czech Republic, info.cz@cognex.com
Jan Kučera, Sales Engineer Slovakia, info.sk@cognex.com
www.cognex.com
Co oko nevidí, vidí systémy počítačového vidění
David Hinchliff, Regional Sales managerem společ-
nosti Cognex pro východní Evropu, se může pyšnit
dvacetiletými zkušenostmi v oblasti průmyslové
automatizace. U společnosti Cognex pracuje již 8 let.
Proč jsou, podle Vašich zkušeností, systémy počítačové-
ho vidění v České republice tolik populární?
V závodech v České republice v současné době existu-
je potřeba nadále automatizovat výrobní procesy, a tím
zvyšovat produktivitu. Tato potřeba nebyla až tak patrná
před 8 lety, kdy společnost Cognex zahájila své působení
v České republice. Dále je na české dodavatele vyvíjen ze
strany konečných uživatelů v jiných částech Evropy tlak
na to, aby byly produkty vyráběny podle nejvyšších mož-
ných standardů a byly sledovatelné v rámci celého výrob-
ního procesu. Toho lze dosáhnout jen pomocí systémů
počítačového vidění. Člověk tento úkol nedokáže provádět
24 hodin denně, sedm dnů v týdnu.
Je to v jiných zemích odlišné?
Ani ne, i když se domnívám, že se Česká republika
tímto směrem pohybuje rychleji než některé jiné země
ve východní Evropě, zejména díky blízkosti České republi-
ky k Německu, kde je mnoho našich konečných zákazníků.
Jak vidíte současnou situaci na trhu produktů počíta-
čového vidění ve srovnání s minulými lety? Podívejme se
na prognózy prodeje těchto zařízení. Očekáváte zvýšení
nebo snížení objemu prodeje anebo nečekáte žádné dra-
matické změny?
Trh je velmi dynamický. Očekávám, že bude v následu-
jících letech růst s tím, jak bude technologie počítačového
vidění stále běžnější a bude součástí standardní nabídky
automatizačních produktů dostupných průmyslu.
Celý rozhovor naleznete na www.controlengcesko.com.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Počítačové vidění
PV16 CONTROL ENGINEERING ČESKO PŘÍLOHA www.controlengcesko.com
P
oužití počítačového vidění se stává stále běžnější
záležitostí a čím dál tím častěji se s ním můžeme
setkat i v běžné praxi. Ve velice zjednodušené ana-
logii je možné systémy počítačového vidění brát
jako náhradu očí, které sledují prostředí kolem sebe. Shro-
mažďují data a umožňují tak, přeneseno na průmyslovou
praxi, zlepšovat výrobní procesy a následně pomáhají učinit
správná rozhodnutí. Díky těmto systémům můžeme daleko
snáze a rychleji kontrolovat správnost a kvalitu výrobků,
a to již ve fázi výroby, což snižuje riziko produkce zmetků.
Nicméně výčet úkonů, které lze díky systémům počítačového
vidění provádět, je daleko impozantnější. „V některých výro-
bách jde situace až tak daleko, že kontrolovány jsou nejen
veškeré viditelné parametry hotového výrobku, ale i během
výroby jsou pomocí prostředků optické inspekce testovány
výsledky veškerých klíčových výrobních kroků,“ vypočítává
přednosti systému Roman Cagaš, ředitel společnosti Morav-
ské přístroje a. s.
Kontrola, ale i mnohem více…
„Jak v sériové, tak i v kusové výrobě je při procesu výroby nebo
při výstupní kontrole nutno ověřovat přesnost rozměrů výrob-
ků nebo jejich částí. Pomocí kamerových systémů lze takováto
měření provádět rychle a spolehlivě,“ vyjmenovává základní
výhody Simona Holejšovská, marketingová manažerka společ-
nosti Neovision, s. r. o., jednoho z dodavatelů řešení. Důkazem,
že sami zákazníci vidí v těchto funkcích hlavní přednosti, je
bezesporu výsledek naší ankety, kde se mezi třemi hlavními
oblastmi použití systémů objevuje kontrola jakosti, čtení čáro-
vých kódů či měření rozměrů. Rostoucí oblibě se však jistě těší
také aplikace pro tvorbu 3D modelací.
Dalším z klíčových bodů průzkumu byla snaha upřesnit,
která odvětví se těší největší oblibě, a pokusit se predikovat,
kde se mohou systémy začít intenzivně prosazovat. U prvního
bodu nebylo velkým překvapením zjištění, že největšími odbě-
rateli jsou firmy působící v oblasti automobilového, potra-
vinářského či farmaceutického průmyslu, což jsou obory,
kde je termín počítačové vidění skloňován již dlouhou dobu.
Nicméně i v průzkumu se objevují náznaky většího rozšíření
(což už probíhá dlouhodobě) do oborů mimo sektor průmys-
lu. Nejčastěji do medicíny, například pro detekci nádorů,
arteriosklerózy nebo jiných maligních změn tkáně. Velkým
uživatelem řešení počítačového vidění je bezesporu vojenský
sektor, kde nachází stále větší rozptyl možností.
Důvěra v produkt důležitější než cena
Kdo by čekal, že při výběru řešení bude v hlavách zákazníků
mozek nahrazen jednoduchým počitadlem, krutě by se mohl
mýlit. „Cena hraje při výběru kamery významnou, ne však zcela
určující roli. Zejména u kamer platí, že zákazník musí získat
důvěru v nabízený produkt i v kvalifikaci dodavatele a až poté
řeší cenu,“ vysvětluje Tomáš Gřeš, obchodní zástupce společ-
nosti ELCOM, a. s. I v tomto případě průzkum potvrdil, že si
dnes zákazníci hledí také doprovodných služeb, kde prim hraje
dostupnost technické podpory.
Tendence užívání počítačového vidění roste a je jedno,
zda za účelem zlepšování finálního výrobku nebo na základě
požadavků zákazníků, co se vizuální kontroly týče, či kvůli
optimalizaci výrobního procesu (což jsou tři hlavní důvody
uváděné našimi respondenty). „Díky již dostatečnému výkonu
počítačů, nízkým cenám digitálních kamer a především díky
dostupnému programovému vybavení pro práci s obrazovými
daty přestávají mít systémy strojového vidění pověst drahých
a nedostupných technologií,“ přidává s nadějí v pokračující
růst Cagaš.
Nicméně pořád je třeba mít na paměti, že i když nadnárodní
společnosti používají systémy počítačového vidění
již dlouhá léta, stále jsme spíše na počátku této
éry. „Vzhledem k situaci v ekonomice neočekáváme
v tomto ani v příštím roce skokové změny. Nicméně
stále se jedná o nárůst jak počtu prodaných kusů,
tak počtu zákazníků,“ krotí přehnaná očekávání
Pavel Sejček, zástupce světového výrobce společ-
nosti Cognex. ce
Všechny výsledky průzkumu trhu v přehledných
grafech naleznete v internetové verzi článku
na stránkách www.controlengcesko.com
Lukáš Smelík
Control Engineering Česko
Jak vypadá obecná konjunktura na českém trhu počítačového (pro průmysl možná lépe strojového) vidění?
Odvíjí se jeho rostoucí popularita od objemu prodeje? Jakým směrem se trh těchto zařízení ubírá? Analýzou
výsledků čtenářské ankety se snažíme odpovědět na tyto i některé další otázky…
Perspektivy českého trhu
počítačového vidění
s
j
é
v
s
t
P
n
g
n
L
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/Ve strojírenství budete muset příště zvládat rozsáhlejší úkoly ve stále kratším čase. Pak je
dobré mít na své straně specialistu na pohony a automatizaci, který pro Vás mnoho úkolů
zjednoduší. To je naše nejvyšší priorita – v centru našeho dění jste Vy! Společně s Vámi
vypracujeme nejlepší řešení a s nadšením uvedeme Vaše nápady do pohybu. Objevte s námi
budoucnost strojírenství a získejte si tak volný prostor pro to podstatné: Vaše nápady.
Navštivte nás na MSV 2012 v Brně, hala D, stánek č.2.
Více se dozvíte na www.Lenze.com. Je to tak jednoduché.
Volný prostor pro Vaše nápady
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/76
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0912-web/