Stáhněte si č. 16 v PDF - Česká společnost pro údržbu
Transkript
Stáhněte si č. 16 v PDF - Česká společnost pro údržbu
29 Průzkum trhu průmyslových robotů: Kam člověk nemůže, nastrčí robota www.udrzbapodniku.cz 1. ročník konference AUTOMATIZACE A MODERNIZACE TEPLÁREN 2011 22. září 2011, Praha Jaká je budoucnost tepláren v České republice a jaký vliv má existence těžebních limitů na investice do pořízení moderních technologií v českém teplárenství? Tyto otázky si klade za cíl zodpovědět konference Automatizace a modernizace tepláren 2011. WWW.KONFERENCE-TMI.CZ Témata přednášek: • Důvody absence dlouhodobých smluv tepláren s důlními společnostmi • Možnosti prolomení těžebních limitů v severních Čechách na severní Moravě • Vývoj technologií zpracování paliva • Současnost používaných technologií • Predikce vývoje automatizace tepláren • Investiční možnosti provozovatelů tepláren • Schopnost ostrovního provozu Editorial REDAKCE Vydavatel Michael J. Majchrzak Šéfredaktor Lukáš Smelík Odborná spolupráce Petr Moczek Petr Hlawiczka Viktor Svobodník Martina Bojdová Monika Galbová Zdeněk Mrózek Petr Klus Kamil Hanák Reklama Account Manager František Cvik Miroslava Pyszková Grafické zpracování Eva Nagajdová Tisk Printo, spol. s r. o. REDAKCE USA Šéfredaktor Jack Smith Redaktoři Bob Vavra Kevin Campbell Amara Rozgusová REDAKCE POLSKO Šéfredaktor Tomasz Kurzacz VYDAVATEL Trade Media International, s. r. o. Mánesova 536/27 737 01 Český Těšín Tel.: +420 558 711 016 Fax: +420 558 711 187 www.udrzbapodniku.cz ISSN 1803-4535 MK ČR E 18395 Milan Katrušák ředitel [email protected] Redakce si vyhrazuje právo na krácení textů nebo na změny jejich nadpisů. Nevyžádané texty nevracíme. Redakce neodpovídá za obsah reklamních materiálů. Časopis je vydáván v licenci CFE Media. Vážení čtenáři, před nějakým časem jsme s americkým kolegou řešili zajímavou problematiku z kategorie kuře versus vejce. Jelikož jsme samozřejmě více technicky smýšlející lidé, trápilo nás, zda se Edisonovi rozsvítilo až po vynálezu žárovky, nebo se mu nejprve rozsvítilo a on si pak řekl: „To je nápad, tohle bych měl vynalézt!“ Tak si říkám, že člověk musí sympatizovat s takovými velikány, jako byl da Vinci, Galileo a Newton, kteří měli všechny ty skvělé nápady, aniž by mohli využít výhody náhlého „rozsvícení žárovky u hlavy“. Nejblíže k tomu měl asi Newton při zásahu jablkem, kdy mu přišel na mysl nápad s gravitací. Ať tak či onak, vzhledem k postupnému stahování obyčejných žárovek z trhu a jejich pozvolnému nahrazování zářivkami vyvstává nová otázka. Jaký je nový symbol značící zrození dobrého nápadu? Možná je to přehnané, ale zanedlouho si naše děti na tradiční žárovku již ani nevzpomenou, což zavání mírným sentimentem, nicméně jde prostě o nezbytnou evoluci ve výrobě předmětů pro běžné užití. A vymizelo už poměrně dost věcí, které jsme ještě nedávno považovali za samozřejmost. Dnes jen stěží uvidíte v hromadné dopravě dospívající mládež s tradičním walkmanem, děvčata si před domem nehrají s gymnastickými obručemi (známými také jako „hula hop“) a kolega Bob prý jen marně pátrá po nejnovější verzi amerického předchůdce tamagochi s nízkými nároky na údržbu. Americká hra Pet Rock vznikla v roce 1975 v baru jako vtip jistého Garyho Dahla, který přišel s myšlenkou, že nejlepší mazlíček pro dítě je kámen, jejž není třeba krmit, venčit, koupat a hlavně nikdy neumře, což z něj – světe div se – udělalo během prvních Vánoc milionáře. Všechny tyto nesourodé a ve své podstatě poměrně jednoduché záležitosti měly jednu společnou věc. Ve chvíli svého vzniku přišel okamžik, kdy jejich tvůrci zažili známý „AHA efekt“. Pokud nyní přijdete s perfektním nápadem, který rozsvítí symbolickou žárovku u vaší hlavy, můžete si být celkem jisti, že právě v danou chvíli někdo monitoruje spotřebovanou energii nutnou k rozsvícení žárovky a přemýšlí, jestli by nebylo lepší s nápadem přijít až během dne, kdy bude napájení ze sítě v nižším tarifním pásmu. Pohled na vše, co dnes konzumujeme, se totiž výrazně změnil. Například právě v oblasti energetických úspor může být správné řízení toků neskutečnou konkurenční výhodou. Toto pravidlo se však někdy stává až příliš dogmatickou záležitostí a řídí se jím dnes vše, od pochopitelného hledání úspor nasazením účinnějších ložisek až po úsměvné úvahy, jestli ředitel opravdu potřebuje elektrické ořezávátko na tužky. A můžete si být více než jisti, že hledání úspor se mnohdy může stát fenoménem, jenž zastíní opravdová řešení, která mohou být ještě přínosnější. Mnoho takových řešení stále můžete nalézat na stránkách našeho časopisu, ba dokonce můžete některá řešení sami komentovat, přičemž víte, že naše redakce je Vašim názorům vždy upřímně nakloněna. Aby mé zakončení korespondovalo s úvodem, poznamenám ještě jedno. Můžete na energetický management hledět jako na způsob kontroly nákladů. Otázkou zůstává, zda na to stejně nahlíží například další účastníci Vašeho dodavatelského řetězce. A pokud ne, je to natolik závažný problém, že bude nutné dodavatele ihned měnit. Pokud se budeme bezmyšlenkovitě hnát za koncepcí energetického managementu jako nástroje pro řízení ziskovosti namísto původních ekologických aspektů, můžeme nechtěně narazit také na nemalé problémy. Sledování energetických toků je samo o sobě skvělá myšlenka, nicméně posuzování této myšlenky v každé fázi provozu je jednoznačně dobře vynaložená energie. Přeji Vám ničím nerušenou četbu a spoustu energie tam, kde ji budete zrovna potřebovat… řízení & údržba průmyslového podniku Lukáš Smelík Šéfredaktor Květen 2011 • 1 4 Fórum FOR INDUSTRY shromáždilo dodavatele pro průmysl již podesáté 6Období dynamických změn výroby prověří řídicí systémy nejen v těžkém průmyslu Květen 2011 ČÍSLO 4 (16) ROČNÍK IV 8 Téma z obálky OPC pomáhá vylepšit vzájemnou součinnost 11 Budete naslouchat tomu, co vám stroje říkají? 12 Strojní inženýrství Zdokonalení technologie CNC přináší velké změny do výrobních hal 15 Zvažte snížení nákladů a pozitivní dopad na životní prostředí zajištěné místní výrobou dusíku 16 Elektrotechnika Jiskrově spolehlivá zařízení zajišťují bezpečnost 20 Automatizační technika Výrobní aplikace jsou zkouškou bezdrátových systémů 22 Bezdrátové technologie umožnily v chemickém závodě realizovat „Projekt nula“ 25 Harmony XB5R: Marconi by se divil, jak lehce to jde bez drátů a baterií! 26 Diagnostika sítí PROFIBUS 28 Průzkum trhu: Průmyslové roboty 29 Kam člověk nemůže, nastrčí robota 35 Jak čistý je můj robot? 38 Údržba & správa Servis v „těžkých“ podmínkách 40 Diagnostika tlakových rozvodů, ventilů, mechanických a elektrických zařízení 42 Jak volit správnou cestu k úspěšnému programu prediktivní údržby 46 Nářadí Nářadí pro zpracování plechu a kovů 49 Top produkty Magelis HMI STU – pokročilé funkce, Ethernet a jedinečný způsob instalace 50 Energeticky nejúčinnější bezmazný kompresor ZH 350+ 8 OPC pomáhá vylepšit vzájemnou součinnost Rychlost, synchronizace v reálném čase a široká konektivita jsou klíčovými požadavky pro implementaci systému řízení pohybu. 52 Zaostřeno Úniky páry a kondenzátu Přeložené texty jsou v tomto časopise umístěny se souhlasem redakce časopisu “Plant Engineering Magazine 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. Plant Engineering je registrovanou ochrannou známkou, jejímž majitelem je vydavatelství CFE Media. Zaostřeno Úniky páry a kondenzátu 52 12 Strojní inženýrství Zdokonalení technologie CNC přináší velké změny do výrobních hal Výrobní proces nutí závody neustále vyvíjet výrobní postupy. Cílem je poskytovat kvalitní výrobky za konkurenční ceny při udržitelných praktikách hospodaření a připravovat se na budoucí změny v technologii. 16 Elektrotechnika Jiskrově spolehlivá zařízení zajišťují bezpečnost Bylo by nepřesné tvrdit, že jiskrová bezpečnost není v Severní Americe a Evropě populární. 20 Automatizační technika Výrobní aplikace jsou zkouškou bezdrátových systémů Podobně jako byla v 70. letech 20. století oslavována existence distribuovaných řídicích systémů, je i bezdrátová technika novým žhavým tématem v oblasti řízení procesů. 38 Údržba & správa Servis v „těžkých“ podmínkách Převodovky pro těžký průmysl se vyznačují svou robustností, která je v prostředí lomů, uhelných pásových cest či drtičů rozhodně na místě. 46 Nářadí Nářadí pro zpracování plechu a kovů V oboru nářadí používaných pro zpracování kovů, a v rámci toho i plechu, nedochází zdánlivě k žádným změnám, avšak ve skutečnosti zde nastává významný technologický pokrok. řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 3 FÓrum FOR INDUSTRY shromáždilo dodavatele pro průmysl již podesáté J en co se stihli sbalit vystavovatelé po letošním prvním ročníku veletrhu ELECTRON, již si v Pražském veletržním areálu v Letňanech začali vybalovat svá fidlátka účastníci tradičnějšího spojení výstav FOR INDUSTRY, FOR SURFACE a FOR WASTE & CLEANING. V místním veletržním kalendáři totiž nastal čas, kdy se na výstavišti objeví vše možné, od nejrůznějších strojírenských technologií přes nástroje povrchových úprav až po řešení odpadového hospodářství. Vý z n a m né jubi leu m nejst a rší z výstav, tedy desáté výročí veletrhu FOR INDUSTRY, se tak stalo jakýmsi jarním svátkem strojírenství, kdy po tři dny trvání veletrhu (3.–5. května 2011) mohli návštěvníci zhlédnout ve dvou halách letňanského Výstaviště novinky a trendy těchto úzce navazujících oborů. Ve srovnání s předchozím rokem tak narostla velikost výstavní plochy u těchto veletrhů o 40 %. Nutno však dodat, že za oborovými velikány ještě stále 4 • Květen 2011 značně mešká. Na druhou stranu z úst vystavovatelů zní jednoznačná spokojenost, co se návštěvnického spektra týká. Kvalitní obchodní kontakty je zde možné získat zejména díky faktu, že zvolená lokalita – Praha – bezesporu patří k nejvýznamnějším obchodním křižovatkám. Návštěvníky jako vždy lákal také bohatý doprovodný program, který přinesl zajímavé informace ze světa průmyslu a technologických inovací. Samotný veletrh FOR INDUSTRY dosáhl své exkluzivity díky striktnímu zaměření na výrobní technologie, což je také jeden z důvodů, proč záštitu nad touto akcí převzala Česká společnost strojírenské technologie. V letošním roce se tak návštěvníci mohli díky prezentaci společnosti ONDRÁŠEK INK-JET SYSTÉM kochat například portfoliem společnosti Markem-Imaje, která je technologickým lídrem v oboru označování výrobků ve výrobním procesu. Pro zájemce o nové trendy v oblasti svařování zde byla připravena společnost ARC-H a. s., která představi- řízení & údržba průmyslového podniku la řadu MinarcMig – lehké a přenosné investorové zdroje pro svařování v ochranné atmosféře a obalené elektrodou. Oblast softwarových řešení pro průmysl zde zastupovala firma dataPartner s. r. o., která již poněkolikáté představila svůj systém plánování výroby. V oboru povrchových úprav byla v rámci veletrhu FOR SURFACE (konajícího se s dvouletou periodicitou) k vidění také spousta novinek, jako například v expozici společnosti ABRASIV, a. s., která předvedla ukázku robotizovaného pracoviště broušení. S praktickou ukázkou řídicího systému pro lakovny HIVision® Complex se na veletrhu prezentovala společnost IDEAL-Trade Service, spol. s r. o. Poprvé v České republice a hned na veletrhu FOR SURFACE se představila firma MUNK, která již 40 let úspěšně dodává zdroje pro povrchové úpravy do celého světa. FOR WASTE, i přes své teprve šestileté fungování, začíná pomalu aspirovat na největší veletrh ve svém oboru v České republice, není tedy divu, že nad ním převzala záštitu samotná Česká asociace odpadového hospodářství. Právě odpadové hospodářství je a bylo i v době krize významným segmentem naší ekonomiky a našeho dalšího života. Na tento resort pak velmi úzce navazuje obor úklidu a čištění. Veletržní Řekli o veletrzích „I když se zdá, že význam výstav kvůli pokroku v informačních technologiích klesá, je veletrh stále místem, kde dochází k přímému kontaktu jak s potenciálními, tak starými zákazníky a obchodními partnery obecně. A to je věc, kterou internet a podobné komunikační prostředky těžko nahradí.“ Ing. Ota Lang, jednatel GravoTech s. r. o. „Právě nyní na jaře 2011 hodnotím prezentaci na jarních veletrzích jako velmi důležitou. Ekonomické oživení je patrné a všude jsou zjevná pozitivní očekávání v souvislosti s příštím vývojem. Automobilový průmysl již nyní prožívá velký boom a obecně jej lze označit jako tahouna ekonomiky, strojírenství zvlášť. Samotná účast firem na veletrzích také přispívá k růstu optimistu a překonávání ‚blbé nálady‘ z doby krize.“ Ing. Václav Peterka, MBA, jednatel, procesní specialista, AT OIL s. r. o. správa pořadatelské společnosti ABF, a. s., si toho je plně vědoma, přistoupila proto od letošního roku ke společné prezentaci těchto vzájemně se doplňujících oborů a zařadila k doposud pořádanému veletrhu také specializovaný veletrh úklidu a čištění FOR CLEANING. Dle slov pořadatelů bylo účelem tohoto propojení vysoce odborných veletrhů vytvořit komplexní platformu pro prezentaci a řešení problematiky rozvoje technologií, strojních zařízení, výrobků a služeb v daných oborech, přičemž i zde bylo novinek více než dost. řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 5 FÓrum – rozhovor Období dynamických změn výroby prověří řídicí systémy nejen v těžkém průmyslu Každý odborník z praxe vám potvrdí, že nejenom spolehlivost technologických prvků (mechanických součástí nebo napájecí soustavy), ale zejména spolehlivost ŘS (řídicího systému, pozn. redakce) je klíčová. Optimálně navržený ŘS nezajišťuje pouze realizaci technologických algoritmů, ale je rovněž diagnostickým nástrojem obsluhy. Při správné implementaci a užívání dokáže jak predikovat technologické poruchy, tak poskytovat data pro nadřazené informační systémy (MES, ERP), které realizují vlastní plánování výroby. V redakci časopisů Control Engineering a Řízení a údržba průmyslového podniku se přelom měsíců května a června nese v těžkém duchu. Není to však naštěstí tím, že bychom měli práce, kolik neuneseme, ale spíše témata a oborová praxe nás nasměrovaly na resort těžkého průmyslu. Vzhledem k tomu, že naše redakce je situována nedaleko lídrů metalurgie i těžebního průmyslu, není se tedy čemu divit. Nicméně ani společnost Schneider Electric se sídlem poněkud více na západ není v tomto oboru nováčkem, což nám s úsměvem na tváři potvrdil její obchodní ředitel (viceprezident) pro průmyslovou automatizaci Ing. Vladimír Janypka. D í k y va š í o p a k ova né úč a s ti na konferencích o automatizaci v těžkém průmyslu, které pořádá naše sesterská redakce časopisu Control Engineering Česko, vím, že si Schneider Electric a oblast těžkého průmyslu nejsou vůbec cizí. Mohl byste našim čtenářům přiblížit, jaké ambice zde máte? Těžký průmysl je velmi široký pojem, který zahrnuje spektrum prů6 • Květen 2011 myslových podniků od petrochemické výroby přes metalurgii až po produkci stavebních hmot a stavebních prefabrikátů. Různorodost výrobních technologií přímo podtrhuje rozdílné nároky na provedení ASŘTP (automatizovaného systému řízení technologických procesů, pozn. redakce) – zejména z pohledu koncepce, topologie a stupně integrace. Řešení společnosti Schneider Electric tyto požadavky plně reflektují. Odvětví těžkého průmyslu, stejně jako zbytek ekonomiky, byla citelně poznamenána masivním propadem poptávky, poklesem produkce, s tím související restrikcí investiční aktivity a přechodem do úsporného provozního režimu. Právě období dynamických změn výroby, kdy je třeba pružně reagovat na aktuální tržní situaci a přikročit i k dílčímu odstavení provozních souborů, prověří, zda jste si zvolili správnou koncepci ASŘTP a jí odpovídající HW základnu – zejména s ohledem na spolehlivost. Chápu-li to správně, z vašeho pohledu je klíčem k úspěchu správně navržený řídicí systém? řízení & údržba průmyslového podniku V teoretické rovině to samozřejmě zní logicky, nicméně jakými prostředky by se dalo kýženého stavu, tedy optimálního ŘS, dosáhnout? Klíčovým bodem pro splnění výše uvedených požadavků je správa jednotlivých inteligentních zařízení, snímačů a akčních členů. Mám na mysli takovou funkci hardwaru a softwaru ŘS, která zajistí komunikační provázání technologické úrovně s operátorsk ý m pracovištěm obslu hy a SCADA systémem. Pokud je řešení navíc založeno na jednotné databázi prvků, kterou využíváme jak pro tvorbu funkčních bloků aplikačního SW, tak pro tvorbu objektů SCADA systému, získáváme vlastnosti typické pro DCS (distributed control systems, pozn. redakce). V kontextu těžkého průmyslu zmiňuji DCS koncept zcela záměrně, protože je v tomto odvětví doménou. Proč je doménou DCS konceptu právě těžký průmysl? Pro těžký průmysl jsou typické spojité, popř. dávkové procesy, u kterých je přehled o kompletním stavu výrobní technologie, nástroje pro rychlé rozhodování, vyhodnocení zásahu operátora a jednoduchost implementace změn zásadní. Abychom zabránili znehodnocení výroby nebo zničení celé výrobní technologie, musíme tak Podniková úroveň Systém ERP Výroba Proces Historian Systém MeS Dávkový systém Redundantní systém serverů Inženýrská stanice Správa prostředků (AMS) Operátorské stanice Dvojitý okruh Ethernet Bezpečnostní kontrolér Řídicí systém Hot Standby Vizualizace Technologická úroveň Vzdálené v/v Distribuované v/v Vzdálené v/v Řízení pohonů Spouštění motorů Snímače a akční členy Snímače a akční členy zpravidla ovlivnit jejich chování jako celku. Zmíněné vlastnosti technologického procesu nahrávají koncepci integrovaného systému. Právě integrovaný systém představuje optimální kombinaci SCADA systému a výkonných kontrolérů s možností redundance a s úzkou vazbou na inteligentní přístroje. Z toho plyne, že všechny zásahy a změny se provádějí v jednotném inženýrském prostředí – vysoká bezpečnost a spolehlivost vlastního zařízení je zajištěna. Ochrana motorů Energetický monitoring Vzhledem k zasvěcenému názoru to vypadá, že právě toto je směr, kterým hodlá vaše společnost kráčet. Co konkrétně může Schneider Electric nabídnout? Společnost Schneider Electric se opírá o koncepci ŘS s výše zmíněnou funkcionalitou již řadu let. Inženýrské nástroje (OneStepGenerator, UAG) mají naši uživatelé a zákazníci k dispozici od poloviny 90. let 20. století. V současné době je toto řešení doplněno jednotnou, stabilní Systém iPMCC Vzdálený dohled HW platformou založenou na osvědčeném konceptu s možností „HotStand-By“ a distribuovaných I/O. Architektura s širokou dostupností může být kombinována s bezpečnostním řízením kategorie SIL 3. Otevřené řešení založené na propracované komunikaci na bázi Ethernetu doplňuje široká nabídka průmyslových sběrnic s podporou FDT/DTM. PlantStruxure: energetická efektivita výroby pod kontrolou D íky koncepci PlantStruxure od Schneider Electric lze získat komplexní a jasný obraz o technologickém procesu napříč celým podnikem. PlantStruxure přínáší odpověď na aktuální potřebu uživatelů získat robustní, spolehlivý a plně integrovaný systém, který jim poskytne vysokou efektivitu realizace projektu při zachování cenové výhodnosti PLC řešení. Velkou výhodou PlantStruxure je kompatibilita s prvky energetického monitoringu. Možnost přepočítat spotřebu energie na měrnou jednotku produkce a schopnost vidět v reálném čase rozložení spotřeby energie v rámci výrobního procesu patří k ceněným vlastnostem informačního systému podniku. Získaná data – interpretována prostřednictvím MES nebo archivována s využitím Vijeo Historian funkcionality – poskytují vedoucím pracovníkům výchozí základnu pro další technická a organizační opatření. Těžký průmysl představuje oblast, kde lze – vzhledem k velké energetické náročnosti výroby – vytěžit z výhod PlantStruxure nejvíce. řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 7 Téma Zobálky Řízení pohybu je nedílnou součástí technologie balení. Výhody využití standardu OPC pro koncového uživatele je možnost propojení řízení pohybu s ostatními vyspělými automatizačními řešeními, jako je monitorování výkonu či správa majetku. OPC pomáhá vylepšit vzájemnou součinnost Roy Kok Kepware Technologies 8 • Květen 2011 R ychlost, synchronizace v reálném čase a široká konektivita jsou klíčovými požadavky pro implementaci systému řízení pohybu. Nejčastěji se využívá propojení pomocí síťové architektury založené na protokolech, jako jsou Profibus, DeviceNet, SERCOS, Profinet, EtherCAT, Ethernet I/P a mnoha dalších. OPC je užitečným partnerem v tomto síťovém prostředí – dnes i v budoucnosti. řízení & údržba průmyslového podniku Pozadí vzniku OPC Technologie OPC, která byla představena v roce 1996, byla vyvíjena skupinou společností (zakladatelskou OPC Foundation), aby poskytla obecnou specifikaci pro vzájemnou součinnost softwarových aplikací. OPC Specifications navrhla způsob předávání dat z jedné aplikace do druhé v architektuře klient-server. První generace OPC se rozvinula do tří odlišných specifikací: OPC-DA navržená pro přístup k datům v reálném čase, OPCA&E navržená pro přístup k výstrahám a událostem a OPC-HDA pro přístup k historickým datům. Vývojáři softwarových řešení si mohou vybrat z těchto specifikací a implementovat nejvhodnější OPC funkcionalitu. Protože se automatizace ve světě většinou točí kolem přístupu k datům v reálném čase, OPC-DA se stala nejvíce podporovanou specifikací, následují APC-A&E a OPC-HDA. S pochopením technologie OPC se objasní její využitelnost a další vývoj. Termín OPC se během let měnil. Původně byl znám pod zkratkou OLE pro řízení procesů (OLE for Process Control), následně byl aktualizován a nyní znamená otevřenou konektivitu (Open Connectivity) využívající otevřené standardy. K této změně došlo současně s uvedením nejnovější sady OPC specifikací, tj. OPC-UA. Zkratka OLE znamená propojení a vložení objektu (Object Linking and Embedding). Ty jsou definovány další technologií Microsoftu nazývanou COM, což představuje model komponent objektu (Component Object Model). Microsoft využívá tyto technologie v rámci svých operačních systémů, aby umožnil vzájemnou komunikaci mezi aplikacemi. Tato technologie také umožňuje aplikacím sdílet komponenty. Například Word a Excel mohou sdílet stejnou technologii kontroly pravopisu. OLE a COM vytvářejí základní cesty pro tok dat a vzájemnou součinnost aplikací. Aby je bylo možné využívat pro automatizaci, bylo jednoduše zapotřebí definovat způsob práce s odlišnými druhy dat a metody pro přístup k nim. OPC metody pro přístup k datům mohou podporovat datové výzvy, přihlašování k datovým změnám, synchronní i asynchronní schopnost čtení a zápisu, schopnost číst z cache (vyrovnávací paměť) či požádat o čtení ze zdroje. Jedná se opravdu o širokou škálu schopností. Zahrnuje to všechny požadavky jak pro obecné propojení, tak i pro vysoce výkonné připojení v reálném čase pro aplikace komunikující v rámci PC. Řešení komunikací mezi více PC vyžaduje rozšíření COM technologie nazývané DCOM (z anglického Distributed COM). V dokonalém světě DCOM poskytuje výbornou distribuovanou konektivitu. DCOM však byl navržen pro obchodní systémy, ne pro distribuovanou součinnost v reálném čase. Proto například chybové módy, zpoždění při detekci síťového přerušení a opětovného navázání spojení znemožňují jeho využívání jakožto kanálu pro tok dat v reálném čase mezi počítači mimo rámec dokonale nastavených systémů. Pro propojení počítačů existují automatizaci na míru uzpůsobené alternativy (pro více informací prozkoumejte řešení pomoci „tunelování“). Po objasnění termínu OPC se nyní můžeme podívat na jeho využití pro řízení pohybu. OPC metody pro přístup k datům mohou podporovat datové výzvy, přihlašování k datovým změnám, synchronní i asynchronní schopnost čtení a zápisu, schopnost číst z cache či požádat o čtení ze zdroje. Využití OPC pro řízení pohybu Systémy pro řízení pohybu obvykle kaci s řadičem pohybu – obvykle PLC vyžadují úzkou vazbu mezi pohonný- či CNC – využívajícím komunikační mi prvky a řadičem. Specifické řídicí protokol vyšší úrovně. Řadiče budou často obsahovat více sítě prodejců jsou téměř vždy využívány pro vzájemnou součinnost na řídicí informací, než je v řídicí síti dostupúrovni. Dnes je však řízené vybavení né, také agregované informace z někopod větším tlakem než kdykoli jindy, lika datových zdrojů, celkové součty, protože musí velmi spolehlivě fungo- časy cyklů, provozní rychlost atd. Tyto vat a podávat optimální výkony v nej- proměnné jsou vhodnější pro kontrolní analýzy. Využití OPC jakožto rozhralepší možné kvalitě. Dodavatelé řízení pohybu pociťu- ní pro dohledová řešení se stalo průjí vyšší tlak na integraci systémů pro myslovou normou. Většina prodejců se kontrolu řízení do řídicích systémů, spojila s komunikačními společnostkteré umožňují analýzu výkonnos- mi, které z nich sňaly břemeno složité ti stroje pomocí kalkulace celkové nabídky a podpory různých protokoefektivity zařízení (OEE) a informa- lů. OPC je běžnou vrstvou, jež umožcí o správě majetku. To uživatelům ňuje propojení těchto systémů s téměř umožňuje například řídit plánovanou jakýmkoli pozemním průmyslovým údržbu a výpočet celkových nákladů strojem, včetně vybavení pro řízení na vlastnění (TCO). Tato řešení jsou pohybu. tradičně dodávána dalšími společnostmi, které na ně soustředí svou hlavní OPC na cestě kupředu Technologie OPC dosahuje velképozornost a síly. Požadavek na vzájemnou součinnost aplikací třetích ho pokroku. V roce 2009 vydala OPC stran a řízení pohybu se dnes stává stále častějším požadavkem. Integrace vyžaduje instalaci komunikačního ovladače, podporu automatizačního protokolu využívaného systémem pro řízení pohybu a podporu standardního rozhraní OPC pro integraci aplikací třetích stran. Zatímco protokoly řízení pohybu mají své OPC umožňuje připojení mobilního příslušenství, robotů ovladače, typický scé- a dalších komponentů pro manipulaci s materiálem k síti, nář zahrnuje komuni- což umožňuje zajištění plynulejšího výrobního procesu. řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 9 Téma z obálky Automatizované mobilní příslušenství zadržuje část karoserie pro přístup ke svařování za užití průmyslových robotů. Foundation novou sadu specifikací pro technologii nazývanou OPC-UA neboli OPC – Unified Architecture. Tato nová specifikace sjednocuje ty minulé do jedné, všeobsahující specifikace. OPC-UA nabízí vysokou úroveň součinnosti. OPC-UA je postavena na technologii známé jako architektura orientovaná na službu (SOA – Service Oriented Architecture). Vysoká spolehlivost a výkonnost jsou ve světě automatizace povinností; rozhraní musí fungovat velmi spolehlivým způsobem. Hlavní hrozbu představuje bezpečnost, a tak rozhraní musí nejen podporovat bezpečný přístup, ale musí být také imunní vůči zákeřným útokům, které by mohly narušit automatizaci. OPC-UA funguje jako webová služba. A protože se chová jako kterákoli jiná webová služba, spolupracuje s firewally a může být řízena správcem systému. Umožňuje definici portů pro přístup ke službě a řízení síťového 10 • Květen 2011 pomohla standardům provozu přímočarým Microsoftu, OPC-UA a předvídatelným způ- Požadavek na vzáje účelově vytvořesobem. Představuje to jemnou součinnost no pro potřeby autovýznamné zlepšení matizačního průmyslu oproti OPC v minulos- aplikací třetích stran a staví do popředí všeti, které bylo založeno prostupující technolona COM a DCOM, jež a řízení pohybu se vyžadovalo mnoho dnes stává stále čas- gie. Stává se tak velmi efektivní v oblasti jedzměn v konf iguranoduchosti použití, ci bezpečnosti Win- tějším požadavkem. výkonnosti a bezpečdows, aby bylo možné nosti. Produkty zalorozběhnout distribuované operace. DCOM také neposkyto- žené na OPC-UA jsou dnes na trhu val dostatečnou kontrolu nad komuni- a očekává se, že jejich rozšíření rychkací mezi počítači v oblasti portů, což le stoupne. omezovalo inženýrům či IT profesioRoy Kok je viceprezident markenálům možnost řídit komunikaci přes tingového a obchodního oddělení firewally. Ty to změny umožní OPC-UA v Kepware Technologies, kde pracuposkytovat ještě vyšší hodnotu v dis- je od července 2007. Můžete ho kontribuovaných aplikacích, kde se bude taktovat na adrese: Roy.Kok@kepwakomunikační server nacházet na jed- re.com. Více informací ohledně OPC nom PC a dohledové řešení bude vzdá- a OPC-UA naleznete na internetové lené, zřejmě dostupné jako hostovaná adrese www.opcfoundation.org služba. Zatímco první generace OPC řízení & údržba průmyslového podniku Budete naslouchat tomu, co vám stroje říkají? Denis Brandl BR&L Consulting S e zařízením MTConnect se obráběcí st roj chová jako webový server a sdílí informace o sobě samém. Nadcházející standard rozhraní OPCUA doplňuje funkčnost řízení. Moder ní pr ůmyslová zař ízení jsou velmi inteligentní a jejich interní výpočetní výkon je srovnatelný se špičkovými servery. Tato zařízení mohou provozovat stovky řídicích smyček, denně sbírat megabajty dat, mít zabudované rozhraní HMI a přístup k síti Ethernet. Avšak mnoho inteligentních zařízení nesdílí své informace snadno. Dodavatelé jedné třídy průmyslových zařízení, obráběcích strojů, pracují na změně této situace. Obráběcí stroje jsou zařízení, která vyřezávají a tvarují kovové obrobky, a patří k nim soustruhy, frézy, obrážečky, srovnávačky, stojanové vrtačky a pomocná zařízení pro měření, přesun obrobků a nasazování a snímání obráběcích nástrojů. Tato zařízení jsou často součástí montážního procesu a u mnoha v ý robních procesů jsou ú zk ý m hrdlem. Proto se vynakládá značné úsilí na to, aby byly nástroje používány a byly v provozuschopném stavu. Za tímto účelem výrobci obráběcích strojů a koneční uživatelé spolupracují prostřednictvím institutu MTConnect (www.mtconnect.org) na definování standardního rozhraní. Institut MTConnect rovněž pracuje na specifikacích rozhraní pro připojené roboty, kalibrační zařízení a adaptéry. Obráběcí stroje v sobě uchovávají informace o svém současném stavu, využití energie, rychlosti otáčení, pozicích a režimech řídicího počítače. Specifikace institutu MTConnect definuje standardní model pro identifikaci těchto informací a přístup k nim. V modelu institutu MTConnect obsahují zařízení určité součásti (jako jsou informace o napájení, stavu řídicího prvku a údaje o ose), tyto součásti mohou obsahovat další prvky (jako je osa obsahující tři směry) a prvky obsahující datové položky ( jako je poloha). MTConnect používá pro rozhraní model REST, což je zkratka pro přenos reprezentativního stavu (Representational State Transfer). Jde o odlehčený protokol rozhraní využívající služby http GET. V modelu REST zařízení obsluhuje pouze jednotlivé požadavky a je odpovědností klientské aplikace uchovávat případné informace o relaci nebo transakci. V současné specifikaci MTConnect, verzi 1.0.1, jde o rozhraní určené pouze pro čtení. Obráběcí stroj se chová jako webový server a na požadavky HTTP GET odpovídá souborem XML. I když je získávání informací z obráběcích strojů cenné, je rovněž důležité, aby nástroje bylo možno řídit a konfigurovat jako součást celkové výrobní strategie. Klientská aplikace nebo klientský skript mohou vydávat tři základní požadavky: • součásti a datové položky pro zařízení (příkaz „probe“ (sondování)), • snímek posledních hodnot datových položek zařízení (příkaz „current“ (aktuální hodnoty)) nebo • historické vzorky a události uložené v zařízení (příkaz „sample“ (vzorek)). K dispozici ke stažení je vývojová sada MTConnect C++ Agent SDK, který usnadňuje implementaci rozhraní MTConnect. Integrace rozhra- ní MTConnect do průmyslové nebo obchodní sítě je jednoduchá, protože využívá pouze standardní porty a protokoly HTTP. I když je získávání informací z obráběcích strojů cenné, je rovněž důležité, aby nástroje bylo možno řídit a konfigurovat jako součást celkové výrobní strategie. Model REST však neposkytuje snadnou podporu zabezpečení, řízení stavu, časové synchronizace a publikování událostí. Pro řešení těchto otázek institut MTConnect rovněž spolupracuje s organizací OPC Foundation (www.opcfoundation.org) na vývoji rozhraní OPC-UA využívajícího model zařízení MTConnect. Rozhraní OPC-UA (Unified Architecture) vychází z modelu rozhraní SOAP (Simple Object Access Protocol). I když je rozhraní OPC-UA složitější než model REST, poskytuje funkčnost, kterou nelze snadno implementovat pomocí rozhraní REST. Konkrétně rozhraní OPC-UA poskytuje robustní model zabezpečení a obvyklé metody pro stahování programů a parametrů zařízení v rámci širšího programu řízení základní řídicí úrovně. Vývojové sady ANSI C a Java SDK jsou dostupné na adrese www.opcfoundation.org a usnadňují implementaci klientů a serverů OPC-UA. Rozhraní MTConnect je k dispozici již nyní. S podporou konečných uživatelů je možné, že bude standard rozhraní OPC-UA/MTConnect k dispozici již v roce 2010. Využíváte-li ve svém výrobním procesu obráběcí stroje a chcete-li je připojit k vašim širším strategiím řízení na základní výrobní úrovni, podívejte se na technologie MTConnect a OPC-UA, které mohou vyřešit vaše problémy s připojením. Dennis Brandl je prezident společnosti BR&L Consulting se sídlem v Cary v Severní Karolíně. řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 11 STROJNÍINŽENýrství Zdokonalení technologie CNC přináší velké změny do výrobních hal Elizabeth Kautzmannová FANUC FA America V ýrobní proces nutí závody neustále vyvíjet výrobní postupy. Cílem je poskytovat kvalitní výrobky za konkurenční ceny při udržitelných praktikách hospodaření a připravovat se na budoucí změny v technologii. Jak lze potom něco tak základního jako CNC technologii považovat za hybný prvek inovace? Pokud si vezmeme vývoj výrobní technologie, dá se říci, že skutečná inovace bývá ve skutečnosti výsledkem hodin, měsíců, ba dokonce roků trpělivé práce, která se následně promítne do technologie jednotlivých desetiletí. Starší, tradiční CNC technologie byly úzce zaměřené a měly omezenou použitelnost. Následkem zvyšování nároků na výrobní nástroje a jejich flexibilitu a spolehlivost se přirozenou cestou dospělo k výkonnějším CNC strojům. 12 • Květen 2011 Řezací systémy na bázi laseru CO2, vzniklé koncem 70. a začátkem 80. let 20. století, si vybudovaly pevnou pozici v oblasti nástrojových technologií v první polovině 90. let minulého století. Řezací technologie s CO2 laserem se neobjevily jako nějaká mysteriózní záležitost, ale jako rovnou použitelné, konkurenceschopné výrobní řešení. První laserové rezonátory byly původně nestabilní a nákladné. Přestože se již začalo zvažovat jejich nasazení ve výrobě, ke skutečnému použití ještě musely dospět. Výrobci těchto systémů se sice dívali do budoucnosti, ale zároveň brali ohled na osvědčenou, uznávanou technologii, která se používala ve zbylé části výrobní dílny. Rychlý vývoj podnícený zájmem a investicemi dovedl laserová řešení na přelomu tisíciletí do stavu široce uznávané technologie pro skutečné výrobní nasazení. Laserové systémy si vydobyly respekt a lví podíl na trhu řezání plechů. Přirozený vývoj směrem řízení & údržba průmyslového podniku ke zvýšené automatizaci umístil laserovou technologii přímo na post jednoho z nejžádanějších vybavení kovozpracující dílny. CNC obrábění není ve srovnání s laserem až tak v popředí zájmu, ale výrazným způsobem se podílí na efektivitě využití investice do laseru ve výrobním prostředí. Nová generace řídicích systémů musí umožňovat přesné ovládání os a precizní kontrolu výkonu laseru. Nové CNC systémy dokážou zajistit ladnou souhru navigace a modulace výkonu, a to buď v obrovských rychlostech při tenkostěnném řezání, nebo ve formě precizní regulace výkonu laseru při zpracování kovů s tloušťkou, která byla dříve považována za nemyslitelnou v souvislosti se schopnostmi laseru. Zdokonalení základních systémů CNC, servosystémů a rozhraní obráběcích nástrojů umožňuje zajistit funkcionalitu na velmi vysoké úrovni. U nových systémů CNC je ze strany operátorů, kteří jsou obeznámeni s průmyslový- Atlas Copco Kompresory Služby a podpora jsou rovněž velmi důležité. Inteligentní kontrolní prvky, které dokážou provádět softwarové testy za účelem řešení problémů, informovat vzdálené servisní týmy a urychlit cyklus opravy, podporují důvěru zákazníka v pracovníky provozu a údržby. Některé systémy CNC kombinují osvědčenou technologii CNC s inovativními aplikacemi v jazyce CNC obrábění není C; tyto systémy běží na pozadí a využívave srovnání s lasejí displeje s podporou více oken. Poskytují rem až tak v popředí podobný uživatelský zájmu, ale výrazným komfort jako klasické počítače bez nevýhod způsobem se podílí plynoucích z neustále se měnící architekna efektivitě využití tury počítačů, které investice do laseru pak mají zpravidla se zpětnou ve výrobním prostředí. potíže kompatibilitou. mi standardy předních řídicích platforem a jejich provozních prostředí, pouze minimální potřeba školení a programování. Vzestupná kompatibilita je garantována a starší obráběcí programy tak lze bez problémů provozovat s novým řídicím systémem. Flexibilita CNC strojů V globálním měřítku je s ohledem na spolehlivost široce uznávaná technologie laseru CO2, která se zároveň skloňuje se slovem konzistence. Další z vlastností připadajících na tuto technologii je flexibilita. Nové, sofistikované ovládání poskytuje vysokou míru inovace a špičkové pracovní charakteristiky základních jednotek. Inherentní hodnotu, kterou laserová technologie nabízí, je potřeba dále postupně zdokonalovat. Proces další inovace v dnešní době zahrnuje vývoj hardwaru i softwaru. Hardware zajišťuje spolehlivost a software inovaci ve formě vyšší efektivity a dokonalejšího monitorování procesů. Inteligentní kontrolní prvky, které umožňují rychlou nápravu v případě přerušené nebo problémové výroby, jsou propojeny s programy, jež vytvářejí plány preventivní údržby sloužící k minimalizaci následků situací, kdy výroba stojí. Aby se systém stal konkurenceschopným předním řešením, je nutné výrazné úsilí směrem k dokonalé funkčnosti a dlouhodobé spolehlivosti. Spolehlivost je v této souvislosti často zaklínaným termínem a přitom významnou složkou, ať už ji budeme vztahovat přímo na výrobu, či nikoli. Spolehlivost je nejkritičtější ze všech klíčových prvků kvalitních služeb zákazníkům. Spolehlivost musí být primárním požadavkem kladeným na budoucí i aktuálně uváděnou technologii. Všechny výrobní procesy vyžadují minimální referenční odchylku – spolehlivost je záležitost, která odchylky udržuje v použitelných mezích. Předvídatelné výrobní cykly Kromě klíčových aspektů s ohledem na spolehlivost vyžadují výrobní závody předvídatelný tok výrobků s aktualizací v reálném čase a se sledováním procesů. Řádně fungující výrobní cykly musí mít realitě odpovídající nastavitelné funkce hlášení výkonu zařízení s možností použití výkonných příkazů pro soustavné řízení činnosti a případné korekce, které umožní zajistit nadprůměrné výsledky. Softwarové monitorování a příkazy budou účinné pouze v případě, že jsou správně nastaveny každodenní činnosti a podle potřeby jsou prováděny korekce. Provozovatelé a zaměstnanci výrobních dílen by zároveň měli mít na paměti význam vhodně motivované pracovní síly, která má daleko vyšší pozitivní vliv než jakýkoli nový software nebo hardware. Různé dílny mohou mít identické obráběcí nástroje, ale špičkové výsledky a vysoce kvalitní výrobky bude vždy schopna zajistit pouze výrobní dílna s filozofií zaměřenou na kvalitu, která je zastoupena ve všech aspektech organizace. Během prezentace LASERFAB 2010 v CTi v Chicagu a Tube and Iron v Romeoville ve státě Illinois obdržel Bruce Butterfield dotaz, zda je povoleno fotografovat a natáčet. Jeho sebevě- Vyrábíte stlačený vzduch? Potřebujete uspořit elektrickou energii? Zavolejte nám na tel.: 225 434 382 a my Vám poradíme jak na to. Domluvíme si s vámi osobní konzultaci, provedeme měření a navrhneme optimalizaci výroby stlačeného vzduchu. Atlas Copco s.r.o. Průmyslová 10, 102 00 Praha 10 [email protected] www.atlascopco.cz STrojní inženýrství NAOBZORU Invensys podepsal třetí projektovou dohodu s China Nuclear Power Engineering Společnost Invensys Operations Management, dodavatel technologických systémů, softwarových řešení, podepsala třetí projektovou dohodu se společností China Nuclear Power Engineering o dodávce bezpečnostních systémů a distribuovaných řídicích systémů a řešení pro jednotky 3 a 4 jaderné elektrárny Fujian Fuqing, dvou generátorových jednotek o výkonu 1 000 MW budovaných v provincii Fujian v jihovýchodní Číně. Podle podmínek smlouvy dodá společnost Invensys svůj systém pro kritické řízení Triconex®, distribuované řídicí systémy (DCS) Foxboro® I/A Series® a řešení rozhraní člověk-stroj, která jaderné elektrárně Fuqing pomohou dosáhnout excelence. www.invensys.com Akvizice Enginuity PLM pomůže Dassault Systèmes urychlit inovaci Společnost Dassault Systèmes, světový lídr v oblasti 3D a PLM řešení, oznámila akvizici firmy Enginuity PLM. Ta je předním poskytovatelem takzvaného „formula-based PLM“. Převzetím Enginuity posiluje Dassault Systèmes rozsáhlé portfolio nástrojů pro spolupráci, které vycházejí z platformy ENOVIA V6. Právě použití této platformy pomůže společnostem, které produkují výrobky pomocí chemických vzorců či receptů. Uplatní se tak ve farmaceutickém a kosmetickém průmyslu, ale také v potravinářství. Podnikům působícím v těchto odvětvích umožní výrazně urychlit vývoj nových produktů a jejich uvádění na trh. www.grayling.com 14 • Květen 2011 CNC stroje mají velký vliv na efektivní využití investic do laserových technologií ve výrobě. domá a památná odpověď byla: „Jistě že je to povoleno. Je nám jasné, že si můžete obstarat identické vybavení, ale jsou to pracovní postupy a péče o zaměstnance, které mají největší vliv na naši schopnost poskytovat prvotřídní kvalitu.“ Současně s oslavou 50letého výročí laserové technologie v roce 2010 jsme se stali svědky příchodu nové technologie, která původně nebyla určena pro řezání. Po výstavě Eurotech 2010 a Fabtech 2010 se dostává do popředí a zájmu trhu nyní již reálně použitelná technologie vláknového laseru. Zbývá jen prakticky ověřit, jak tato nová technologie dokáže splnit očekávání, jako je slibovaná nulová údržba a nízké provozní náklady. V průmyslu, který dosud téměř výhradně využíval pilného zástupce laserové technologie laser CO2, má před sebou nová technologie vysokou laťku, kterou musí zdolat, pokud chce stávající technologii nahradit. Je možné, že výsledkem bude koexistence s tlakem na neustálé zdokonalování a rozšiřování možností obou systémů. Základem všech vhodně nasazených inovací je dostatečné proškolení a nejspíš to tak bude i v tomto případě. Protože jediným ome- řízení & údržba průmyslového podniku zujícím faktorem je naše představivost, nemusí se zavedené a osvědčené špičkové technologie obávat příchodu nových technologií, ale spíše se jimi inspirovat. Můžeme vzít dva výrobní procesy a navrhnout nové pracovní postupy, které budou využívat přednosti obou technologií. V konstr ukční centrále společnosti FANUC, největšího výrobce CNC strojů na světě, mají na stěně unikátně navržené hodiny. Jsou více než metr široké a sekundová ručička udělá celou otáčku za 6 sekund namísto 60 sekund. Tím, že tyto hodiny běží desetkrát rychleji než skutečný čas, se návštěvníkům sděluje něco ve smyslu: „Konstruktér nemá čas se zastavit, musí stále tvořit.“ Proto se raději spoléhejte na poskytovatele technologií, kteří hledí do budoucnosti, než na ty, co se budoucnosti bojí! Elizabeth Kautzmannová je manažerka pro laserové produkty společnosti FANUC Factory Automation, Hoffman Estates, Illinois. Další informace získáte na webu www.fanucfa.com . Zvažte snížení nákladů a pozitivní dopad na životní prostředí zajištěné místní výrobou dusíku Paul Humphreys Atlas Copco D usík je kritickým komponentem na množství průmyslových trhů. Výzkumníci v oblasti inovací se snaží hledat nové možnosti řešení problémů současných výrobních závodů. Při čím dál naléhavějším důrazu na cenově úsporné a ekologicky šetrné provozní postupy přechází velké množství podniků na výrobu dusíku přímo na místě, což pro ně představuje efektivnější řešení a následně plynulejší provoz. Úspora nákladů Přechodem na výrobu dusíku na pracovišti mohou výrobci jednoduše ušetřit přibližně 40 až 80 % s tímto prvkem souvisejících nákladů, a to v závislosti na aktuálních cenách tekutého dusíku na trhu. Cena za dodávku tekutého dusíku se na průmyslovém trhu může pohybovat od 0,12 USD za 1 m³ po 0,50 USD za 1 m³. U tlakových lahví se cena může vyšplhat až na 1 USD za 1 m³. Přechod na výrobu dusíku na místě může ihned snížit náklady na přibližně 0,07 USD za 1 m³. A to jen pro začátek. V některých případech se i po zohlednění investičních nákladů souvisejících s výrobou dusíku na místě (například generátory, kompresory, zásobníky, instalace, napájení a údržba) přijde na to, že návratnost investic může být již pouhé dva roky. Každý následující rok mohou běžné provozní náklady klesnout zhruba až na 0,04 USD za 1 m³ – náklady v tuto chvíli již zahrnují pouze údržbu a energii. Tyto úspory nezahrnují dodatečné náklady účtované dodavateli dusíku, což se může lišit podle oblasti. Poskytovatelé vybavení pro výrobu dusíku na místě, jako je například společnost Atlas Copco, spolupracují s výrobci na vytvoření tabulkových dat, jež usnadní odhadnout úspory, které lze očekávat při přechodu z dodávaného tekutého dusíku na výrobu na místě v množství průmyslových odvětví. Na fakturách za dodávku dusíku se standardně vyskytuje řada obvyklých položek – náklady za tekutý dusík na 1 m³, poplatky za pronájem tlakových nádob, poplatky za dopravu, poplatky za práci s nebezpečnými látkami a zároveň množství nejrůznějších dalších nákladů. Dodávka tekutého dusíku vyžaduje, aby byl dusík v plynném stavu převeden na tekutý dusík, aby jej bylo možno přepravit, a na místě určení převeden zpět na plynný dusík. Ztráty vzniklé mezi těmito dvěma přechodovými body přispívají k exponenciálnímu nárůstu ztrát produktu společně s dalšími poplatky za dodání. Dodávaný dusík musí být před použitím rovněž skladován. Při skladování dodávaného dusíku v chlazené nádrži dochází automaticky ke ztrátě 10 % dodaného objemu. Nádrž s dostatečným podtlakem navíc ztrácí minimálně 0,4 % objemu každý den, kdy dochází k nárůstu vnitřního tlaku následkem koncentrace nevyužitého produktu v horní části nádrže. Upouštění tlaku kvůli kompenzaci přispívá k dalším zbytečným ztrátám. Toto řešení je zkrátka nevýhodné. Pozitivní dopad na životní prostředí Označování výrobních praktik a procesů slovem „ekologické“ se stalo již celkem běžnou záležitostí a mnoho zákazníků nyní toto nic neříkající označení vnímá s despektem. Určité organizace tento termín dokonce označily za jedno z „nejneužívanějších“ slov za rok 2008. Zákazníci v dnešní době potřebují jasná, ověřitelná fakta, která jim umožní rozhodnout se, zda výrobek skutečně dostojí své avízované ekologičnosti. Výroba tekutého dusíku vyžaduje velké množství elektrické energie, protože bod zkapalnění dusíku je pod -195 °C. Jistě jste již viděli videozáznam toho, co se stane, když nějaký předmět (například růži) namočíte do tekutého dusíku a upustíte na zem. Přestože to vypadá efektně, v 80 % případů se dusík používá v plynné formě, nikoli tekuté. Jediným důvodem pro zkapalnění dusíku je usnadnění přepravy a při té, jak již bylo zmíněno, dochází ke ztrátám hned na dvou úrovních. Vezměte si spotřebu motorové nafty a emise oxidu uhličitého spojené s přepravou a máte jasně identifikovatelné transparentní výhody pro životní prostředí v případě výroby na místě. Výroba na místě také snižuje možnost zranění pracovníků v souvislosti s nebezpečím úniku z tlakových nádob a kontaktu s tekutým dusíkem o teplotě -195 °C, při čemž s velkou pravděpodobností hrozí vážné popáleniny kůže. Průmyslové využití Plynný dusík je nezbytný v mnoha výrobních závodech a prostředích. V potravinářském průmyslu, v distribuci energií, jako je ropa a plyn, nebo v dalších energetických závodech, v elektrotechnickém průmyslu, chemickém a farmaceutickém průmyslu potřebují plynný dusík k mnoha různým procesům. Výroba dusíku na místě rovněž umožňuje dosáhnout optimální čistoty; v takových oblastech, kde je vyžadována vyšší citlivost nebo přesnost, jako například ve farmaceutickém průmyslu, elektrotechnickém průmyslu a chemickém průmyslu, kde je čistota dusíku zlatým standardem, dokáže výroba dusíku na místě lépe splnit požadavky podniku. Výrobci v mnoha oborech mohou s minimálním či žádným školením optimalizovat výkon a současně snížit náklady či vytvářené emise oxidu uhličitého za pomoci jednoduchého přechodu na výrobu dusíku na místě. Paula Humphreyse pracuje v americké pobočce společnosti Atlas Copco. Kontaktovat jej můžete na adrese [email protected]. řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 15 ELektrotechnika Jiskrově spolehlivá zařízení zajišťují bezpečnost Joseph A. Kaulfersch Pepperl+Fuchs E xistuje starý příběh o dostavníkové společnosti hledající nového řidiče. K pohovoru byli přizváni tři uchazeči. Každý dostal stejnou otázku: „Jak blízko útesu dokážete jet a stále zachovat bezpečnost?“ První odpověděl: „Jsem tak dobrý řidič, že dokážu jet jeden palec od útesu a stále být v bezpečí.“ Aby se nenechal zahanbit, druhý řidič odpověděl: „Já jsem tak dobrý řidič, že dokážu jet polovinou kola přes okraj útesu a druhou polovinou po zemi, a přesto budu v bezpečí.“ Třetí jen dodal: „Nevím, jak blízko dokážu jet bezpečně kolem okraje útesu. Vždycky se držím od útesu co nejdále.“ Místo dostal ten třetí. Metody ochrany Možná že by se mohl přístup dostavníkové společnosti uplatnit při navrhování moderních závodů s procesní automatiza- 16 • Květen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku cí. Jak bezpečný jste učinili závod, kde pracují vaši zaměstnanci? Jak blízko by se měl konstruktér přiblížit minimálním křivkám vznícení? Měl by zvolit jiskrově bezpečnou technologii, nebo nevýbušnou technologii? V Evropě jsou továrny relativně blízko obydlí dělníků a vedení závodů oprávněně nechce riskovat ani jen potenciální možnost nehody. Typicky zde používají jiskrově bezpečnou technologii jako primární metodu pro dosažení bezpečnosti závodu. V Severní Americe se velké petrochemické závody staví co nejdále od obytných oblastí a pro zajištění bezpečnosti se zde běžně volí nevýbušná technologie. Mnoho lidí se domnívá, že nevýbušná technologie má již tak zavedené postavení, že to omezuje nasazení jiskrově bezpečné technologie. Mnoho závodů již funguje řadu let a výměnu nástrojů nelze dostatečně odůvodnit. Je možné, že způsob ochrany nebezpečných oblastí je ovlivněn zvykem, ale data ukazují, že severoameričtí technici začínají tento zvyk prolamovat. Ani ne před deseti lety by mnoho techniků nedokázalo umístit jejich I/O do nebezpečných prostor, pokud nebyly v nevýbušném krytu nebo odsávané (purged). Nelze však popřít, že nevýbušné kryty mají stále své místo. Nejlepším argumentem pro jejich použití jsou vysokonapěťová zařízení nebo oblasti, kde je kvůli úrovním energie nepraktické použít jiskrově bezpečnou ochranu. Příznaky zlepšení Bylo by nepřesné tvrdit, že jiskrová bezpečnost není v Severní Americe populární. Mohla to být pravda před 15 lety, ale trh s produkty jiskrové bezpečnosti každoročně velmi rychle roste, kromě loňska v době hospodářského útlumu. Výrobci jiskrově bezpečných bariér zaznamenali nárůst prodeje a oblasti jiskrové bezpečnosti se věnuje více firem. V několika průmyslových odvětvích byla dokonce standardizována jiskrová bezpečnost pro všechny závody v Severní Americe i pro ostatní závody na světě. Tento rostoucí trend má několik příčin. Globalizace Pokud chtějí severoamerické firmy podnikat na světovém trhu, musejí se přizpůsobit mezinárodním normám. V současné době elektrické specifikace CE a ATEX Zone 0 vyžadují jiskrovou bezpečnost ve většině světa mimo Severní Ameriku. Je zajímavé, že jiskrová bezpečnost je jedinou metodou přijatelnou v oblastech zóny 0. Mnoho severoamerických firem bylo koupeno nebo sloučeno s jiným zahraničními organizacemi, takže jejich postupy a koncepce pronikly i do jejich technické kultury. Jiskrově bezpečné vzdálené I/O Před více než 10 lety se na trhu řídicích prvků pro průmyslovou automatizaci objevily vzdálené I/O se zabudovanou jiskrovou bezpečností a technologií HART. To zákazníkovi umožňuje vést jednoduchý nebo redundantní pár vodi- čů od stovek provozních zařízení, čímž ušetří tisíce dolarů na kabeláži a čímž je také umožněna základní diagnostika provozního hardwaru. Fieldbus U standardů Foundation Fieldbus a PROFIBUS je jiskrová bezpečnost součástí specifikace a vyžaduje kompatibilitu, aby se mohlo připojit zařízení jakéhokoli výrobce. Je to náročný požadavek, ale funguje. Nové technologie Průmysl podporuje inovaci přinášející technologicky vyspělý diagnostický a konfigurační software pro technologii Fieldbus. Vyžaduje vysokou dostupnost, nižší střední dobu mezi chybami a kratší střední dobu pro opravu. Pro bezpečnou odstávku systémů a trh s bezpečnými řídicími prvky nyní platí požadavky SIL2 a SIL3. Průmysl nadále hledá cesty, jak zachovat minimální náklady, takže bezdrátová technologie rychle získává převahu nad kabelovými technologiemi. Ale i bezdrátová technika se nějak musí napájet, takže je vyžadována jiskrová bezpečnost. Někteří pracovníci tvrdí, že se tím omezí bariéry mezi body. To mohla být pravda před několika lety, kdy byla používána stará technologie, ale totéž odborníci tvrdili o instalacích technologie Fieldbus. Pro vyřešení těchto problémů se do výzkumu a vývoje investovaly velké prostředky. Vyšší napětí a redundantní usměrněné zdroje napětí umožňují na sběrnici Fieldbus připojit více segmentů a přístrojů. Dostupné jsou vyspělé diagnostické moduly zkracující dobu zprovozňování, jež předvídají selhání a odstraňují jakékoli problémy. Nové technologie dokonce dokážou říci, který vodič ve kterém modulu a ve které skříni se uvolňuje. Rozměry, hmotnost a koroze Omezování prostorové náročnosti, hmotnosti a koroze je vždy důležitou otázkou a je kritické zejména u příbřežních plošin. Nevýbušné kryty jsou velké, těžkopádné a těžké. A protože kryty nejsou nikdy zcela vzduchotěsné, komponenty uvnitř jsou náchylné ke korozi. Pokud navíc dojde uvnitř nevýbušného krytu k explozi, dojde k narušení elektroniky a komponent uvnitř skříně. Navíc je nutno instalovat také nevýbušné kabelovody a odpovídající těsnění. Před sejmutím krytů je dále nutno odpojit napájení. Nesprávné otevření a zavření nevýbušného krytu může narušit jeho integritu. si Vás dovolují pozvat na odborný seminář. Který se uskuteční dne: 15. 06. 2011 Místo konání: Seminář je zdarma a je určen především pro projektanty a technické pracovníky. Přihlásit se můžete na kontaktech: Tel: +420 538 707 107 E-mail: [email protected] Bližší informace najdete na www.systemotronic.cz řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 17 Elektro technika Prevence vs. izolace Způsob ochrany Výhody Nevýhody Jiskrová bezpečnost (Prevence) ■ Nevyžaduje speciální kabely ■ Bezpečná pro pracovníky ■ Nepotřebuje povolení k práci pod napětím ■ Vhodná pro všechny klasifikace prostor – Div. 1, 2 a zóny 0, 1, 2 ■ Nevhodná pro vysokonapěťová zařízení, ale to se může v budoucnu s novou technologií změnit ■ Vyžaduje zepředu instalované technické provedení a dokumentaci Nevýbušné / nehořlavé provedení (Izolace) ■ Osvědčený způsob ■ Vhodné pro vysokonapěťová zařízení. ■ Rozměrné kryty, drahá těsnění a kabelovody ■ Práce pod napětím je nepřípustná. ■ Chyby při instalaci a údržbě jsou nebezpečné ■ Nepružné řešení ■ Není vhodné pro všechny nebezpečné prostory Odsávání a přetlak (Oddělení) ■ Může být jediným řešením, zejména u velkých zařízení ■ Levnější než kryty v nevýbušném provedení. Novější jiskrově bezpečné bariéry jsou výrazně menší a lehčí než předchozí generace bariér. Bylo sníženo množství tepla, jež produkují, čímž se zvýšila životnost elektroniky a snížila zátěž, kterou mohly představovat pro další elektroniku, jež mohla být na stejném místě ve skříni. Použití slabšího napájení má další skrytou výhodu. Všechny bezpečnostní systémy vyžadují velmi drahé záložní napájecí systémy a klimatizaci. U větších instalací SIS a DCS zkušenosti ukazují, že uživatel může při použití těchto bariér zvolit menší záložní zdroje UPS a klimatizační systémy. Úspora nákladů je obrovská. Koncepce Když závod vydělává 20 000 dolarů a více na produktu nebo procesu a přístroj lze opravit za chodu, nevyplatí se zastavit výrobu, pokud to není absolutně nutné. U nevýbušné technologie uživatelé potřebují povolení k práci pod napětím, jehož získání vyžaduje určitý čas. Je také důležité si zapamatovat, že když je kryt otevřen za účelem opravy, elektronické komponenty jsou nejen vystaveny vlivům okolního prostředí, ale 18 • Květen 2011 ■ Může vyžadovat složitou instalaci ■ Její provoz vyžaduje další metody ochrany ■ Údržba pod napětím je nepřípustná navíc už nejsou nevýbušné. Proces se musí kvůli opravě zastavit, není jiná možnost. Je možné, že po opravě technici kryty neuzavřou správně. Kryty mají zámky a šrouby, které je drží bezpečně uzavřené, ale je velká pravděpodobnost, že kvůli spěchu nejsou zámky vždy zajištěny a ne každý šroub je správně utažen. Vzpomínáte na příběh o bezpečnosti a dostavníku? Jak daleko od okraje útesu už je dostatečně bezpečno? U jiskrově bezpečného systému lze I/O připojit a odpojit za chodu jednotky. Jiskrově bezpečná bariéra má velmi rychlou návratnost investice. Navíc je svým způsobem pojistkou: zamezuje výbuchu. I když se vše provede správně, nevýbušná technologie jen snižuje pravděpodobnost šíření výbuchu mimo nevýbušný kryt. Nedělá nic pro to, aby nedošlo k výbuchu uvnitř krytu. Mnoho závodů je klasifikováno jako nebezpečné prostory třídy Class I Division 2. Tento typ klasifikace snižuje náklady na pojištění, protože tento prostor je považovaný za nebezpečný jen za abnormálních podmínek, na rozdíl od prostor třídy Division 1, které jsou považovány za nebezpečné i za nor- řízení & údržba průmyslového podniku málního provozu. Ale zákazníci by měli zvážit případ, kdy jejich technici nebudou obeznámeni s určitou částí závodu nebo jsou ve své funkci noví. Pokud technik udělá chybu při použití jiskrově bezpečných bariér, obvod nebude schopen vydat dostatečnou elektrickou nebo termální energii, a to ani za abnormálních podmínek, aby způsobil vznícení určité nebezpečné atmosférické směsi. Proto mnoho závodů standardizuje používání jiskrové bezpečnosti pro prostory klasifikované jako Class I, Division 1 a Division 2. Závěr V posledních 10 letech investovalo mnoho předních firem z oblasti řízení procesní automatizace miliony dolarů do nových jiskrově bezpečných řešení řízení. Investici by nerealizovali, pokud by šlo jen o přechodný trend. Také mnoho firem, které nikdy v minulosti nepoužívaly jiskrovou bezpečnost, ji nyní využívá nejen z bezpečnostních důvodů, ale také pro rychlou návratnost investice. Je-li jiskrová bezpečnost považována za nejbezpečnější metodu ochrany, neměla by se nevýbušná zařízení rozhodně nahradit jiskrově bezpečnými systémy? Pokud byste byli v onom dostavníku, chtěli byste, aby řidič zůstal co možná nejdál od okraje útesu? Řekl bych, že ano. Samozřejmě že nevýbušnou technologii můžete potřebovat v závislosti na vašem závodě nebo operacích. V moderním procesním závodě mohou ve skutečnosti existovat společně jiskrově bezpečná, odsávaná i nevýbušná zařízení. Všechny tři metody mají odpovídající uplatnění, stejně jako výhody a nevýhody. Dobrá technická praxe a školení v oblasti elektrotechnických předpisů pro vaši zemi a obor jsou tou nejlepší ochranou před výbuchy v nebezpečných prostorách. Joseph A. Kaulfersch je tržní analytik společnosti Pepperl+Fuchs, Twinsburg, stát Ohio. Můžete jej kontaktovat na adrese [email protected]. Webová stránka společnosti je www.pepperl-fuchs.us. 2. ročník konference AUTOMATIZACE V CHEMICKÉM A PETROCHEMICKÉM PRŮMYSLU 2011 24. listopadu 2011, Praha Konference si klade za cíl zmapovat investiční a technické možnosti provozovatelů chemických a petrochemických výrobních provozů při automatizaci produkce. Dodavatelé automatizace informují o technologickém pokroku v tomto průmyslovém segmentu. WWW.KONFERENCE-TMI.CZ Cílová skupina: Kontakt: • dodavatelé automatizačních technologií • majitelé, manažeři a technický personál chemických podniků • zájmová sdružení • zástupci státní správy • výzkumní pracovníci Petr Pohorský, manažer konference Tel.: 558 711 016 mobil: 777 793 395 e-mail: [email protected] WWW.KONFERENCE-TMI.CZ řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 19 www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO BŘEZEN 2011 33 Automatizačnítechnika Technik využívá bezdrátový přenosný tabletový počítač pro správu výrobních prostředků v terénu. ji této technologie. Avšak příklady z reálného světa průmyslových podniků prokazují hodnotu, kterou bezdrátová technika nabízí, pokud jde o zvýšení bezpečnosti, spolehlivosti a efektivity průmyslových závodů. Výrobní aplikace jsou zkouškou bezdrátových systémů Jeff Becker Honeywell Process Solutions 20 • Květen 2011 P odobně jako byla v 70. letech 20. století oslavována existence distribuovaných řídicích systémů, je i bezdrátová technika novým žhavým tématem v oblasti řízení procesů. Mnoho firem přechází na bezdrátové systémy s očekáváním, že jim pomohou ušetřit peníze odstraněním nákladů na kabeláž. Proto si bezdrátová technika získává uznání za zlepšování operací v oblastech, jako je potřeba vykazování životně/bezpečnostně kritických údajů, úniků a přetečení chemikálií, hlášení incidentů zaměstnanců a signalizace kódových alarmů. Vedoucí závodů jsou zavaleni informacemi o bezdrátové technice a o nejnovějším vývo- řízení & údržba průmyslového podniku Bezdrátová technika zvyšuje bezpečnost Společnost CSL Behring je předním světovým dodavatelem na trhu bioterapeutik na bázi plazmatických proteinů a zaměstnává přes 6 000 pracovníků v 18 zemích. Společnost CSL Behring je zaměřena na léčbu vzácně se vyskytujících a závažných onemocnění a její výrobní program léčiv zahrnuje produkty pro léčbu hemofilie a dalších poruch srážlivosti, imunoglobuliny pro prevenci a léčbu poruch imunity, léčiva zabraňující tvorbě krevních sraženin, prostředky pro léčbu ran používané při rozsáhlých chirurgických zákrocích a operacích a látky zvětšující objem plazmy pro ošetření v případě šoku, popálenin a oběhových poruch. Nádrže s alkoholem patřící společnosti Behring se nacházejí vně závodu, nejsou v uzavřeném prostoru. Zaměstnanci musejí po úzkých schůdcích vystoupat k vrcholu 50 let starých nádrží o objemu 40 m3, které jsou ve výšce asi 4,5 m. „Naši zaměstnanci museli k těmto nádržím chodit vždy, ať už pršelo či sněžilo,“ podotýká Jeff Dabney, vedoucí procesní technik závodu společnosti Behring v Kankakee ve státě Illinois. Vysoká koncentrace alkoholu v nádržích představovala potenciální riziko výbuchu a bezpečnostní rizika pro zaměstnance, kteří manuálně kontrolovali výšku hladiny alkoholu v nádržích. Společnost Behring hledala způsob, jak lépe monitorovat výšku hladiny ve svých nádržích a snížit bezpečnostní rizika, a rozhodla se odstranit jeden z nejobvyklejších úkonů cyklu: manuální monitorování výšky hladiny alkoholu v nádržích. Vedení signálové kabeláže k této venkovní aplikaci by vyžadovalo překročit několik silnic, což vyloučilo možnost použití výkopů. K nádrži musejí mít přístup velká nákladní vozidla, která představují další omezení pro kabeláž a přístup. „Měli jsme velký problém najít systém pro měření hladiny, který by fungoval v našem prostředí třídy Class 1 div. 1 a nenesl by s sebou nutnost vybudování jiskro- vě bezpečných bariér v hodnotě tisíců dolarů,“ uvedl Dabney. „Znamenalo by to vysoké náklady na vybudování nadzemního kabelovodu. Náklady na kabeláž nám bránily projekt realizovat.“ Společnost Behring vyřešila dilema s monitorováním výšky hladiny alkoholu v nádržích pomocí bezdrátového řešení, které jí umožnilo monitorovat nádrže v reálném čase, aniž by byli operátoři vystavováni rizikům manuálního měření. Bezdrátový vysílač umožnil společnosti automatizovat monitorování v oblastech, kde by byly napevno zapojené vysílače příliš drahé nebo by jejich instalace byla komplikovaná či příliš časově náročná. Základna bezdrátového systému společnosti Behring se nyní nachází zhruba 280 m od skladovacích nádrží vedle chladicí věže v prostorách závodu. Snímače tlaku snímají hmotnost alkoholu v nádržích a zasílají data do základny bezdrátového systému, která hodnoty přenáší do PLC. Zaměstnanci nyní mohou data neustále sledovat na obrazovce počítače namísto ručních kontrol výšky hladiny. Bezdrátové snímače navíc společnosti Behring umožnily snížit množství výparů alkoholu vypouštěného do ovzduší, protože pracovníci již nemusejí za účelem měření fyzicky nádrže otevírat. Díky implementaci bezdrátových vysílačů společnost CSL Behring efektivněji splňuje požadavky předpisů a zlepšuje přístup k datům a jejich dostupnost, což přispívá k lepšímu rozhodování. Zaměstnanci jsou nyní více v bezpečí, protože bylo odstraněno manuální monitorování výšky hladiny alkoholu v nádrži. Spolehlivost monitorování Společnost Repsol YPF je integrovaným globálním zpracovatelem ropy a zemního plynu a působí ve více než 28 zemích. Je průmyslovým lídrem ve Španělsku a Argentině a největší privátní energetickou společností v Latinské Americe, pokud jde o objem aktiv. Společnost Repsol, nadnárodní energetická a chemická společnost produkující 1,2 milionu barelů denně, pevně věří v technologickou inovaci provázenou rozvojem ekologicky šetrné technologie. V roce 2004 byl dokončen podvodní produktovod protínající řeku Colorado v těžební oblasti Puesto Molina v Argentině. Pod řekou byl nainstalován jeden ropovod, dva plynovody a vodovod o délce 940 km. Bezpečnostní a ekologické normy vyžadovaly, aby společnost Repsol zachovala přesné monitorování produktovodů, aby se zamezilo únikům do řeky v případě porušení potrubí. Společnost Repsol zvažovala použití tlakových snímačů pro snímání tlaku Bezdrátový vysílač nainstalovaný na potrubí shromažďuje na potrubí, ale náklady data z této vzdálené terénní lokality. na montáž a údržbu byly ● snížení nákladů na vývoj, instalaci, nepřijatelné. Avšak bezdrátová technologie nabízela výrazné výhody v oblasti technické zajištění, montáž a spuštění; ● zvýšení spolehlivosti dat a měření měření a monitorování. Navíc bylo bezdrátové řešení navr- s odstraněním chyb přenosu dat; ● 50% snížení nákladů na údržženo pro aplikace s omezeným nebo žádným přístupem k elektrické ener- bu díky vysoké spolehlivosti, stabilitě gii, pro riziková nebo vzdálená místa a schopnostem automatické diagnostis častými změnami přístrojové techni- ky bezdrátového systému; ● odstranění překážek monitorováky nebo tam, kde byly obvykle prování proměnných, kde byla implementace děny manuální odečty. Jak uvádí Sergio Iurchuk, projektový tradiční technologie příliš nákladná. technik společnosti Repsol, bezdrátové měření tlaku pomohlo odstranit pře- Strategické rozhodnutí Bezdrátová technologie se stává více kážky nákladů na instalaci a spouštění, a přesto poskytuje spolehlivý, zabezpe- než jen usnadněním: stala se obchodčený a bezpečný monitorovací systém. ním nástrojem, který nabízí úspory Neustálé monitorování tlaku v potru- nad rámec nákladů na instalaci a údržbí a integrace do vykazovacího systé- bu. Pomáhá snižovat finanční ztráty mu SCADA byly implementovány jako související s ušlou výrobou a čištěním součást zavedeného řídicího systému. a pomáhá zajistit bezpečnost pracovJakmile bylo bezdrátové řešení vybrá- níků. Mnoho firem zjišťuje, že bezdráno, byly analyzovány různé možnos- tová technika je účinnou metodou pro ti, jak provádět měření tlaku v potru- zachování ekologické šetrnosti v soulabí. Po dokončení koncepce technického du s předpisy. Šíře používání bezdrátonávrhu byla zvolena implementace bez- vých zařízení v odvětví řízení procesů bude dána ochotou firem vidět technodrátové techniky. Díky použití bezdrátových snímačů logii nikoli jako taktický, ale strategictlaku pro zachování přesného monitoro- ký prostředek. vání potrubí protínajícího řeku ColoraJeff Becker je ředitel globální divido v Argentině získala společnost Repze bezdrátových systémů společnosti sol několik přínosů, jako je: ● úspora celkových nákladů více Honeywell Process Solutions. než 37 % díky použití bezdrátové technologie; řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 21 aUTOMATIzační technika Bezdrátové technologie umožnily v chemickém závodě realizovat „Projekt nula“ S polečnost Huntsman, výrobce chemikálií, chtěla zřídit systém, který by pracovníkům v reálném čase poskytoval přístup k informacím potřebným k provozování závodu co nejbezpečněji a nejefektivněji, bez ohledu na to, kde se nacházejí. Výsledkem je jedna z nejrozsáhlejších a nejambicióznějších aplikací průmyslových bezdrátových sítí, která kdy byla realizována. Viceprezident společnosti Huntsman pro výrobní excelenci John Prows a jeho t ý m zde usilovali o navržení a implementaci systému, jenž by zvýšil bezpečnost, šetrnost k životnímu prostředí a procesy v chemickém závodě o rozloze 10 km 2 v Port Neches. Přísný program pro výrobní excelenci společnosti Huntsman, výrobce a prodejce nejrůznějších chemikálií, vyžadoval „jednu z nejrozsáhlejších a nejambicióznějších aplikací průmyslových bezdrátových sítí, která kdy byla realizována“, jak tuto aktivitu popisují zúčastnění pracovníci. Bezdrátové technologie pomáhají společnosti Huntsman při plnění jejího cíle nuly produktových vad, nuly bezpečnostních incidentů a úrazů, nuly úniků do životního prostředí a nuly neplánovaných prostojů. Závod společnosti Huntsman v Port Neches, nacházející se v jihovýchodním Texasu, zhruba 160 km od města Houston, má přes 500 zaměstnanců, 100 dodavatelů a 16 provozních jednotek. Viceprezident společnosti Huntsman pro výrobní excelenci John Prows a jeho tým zde usilovali o navržení a implementaci systému, který by zvýšil bezpečnost, šetr- Stáčírna minerální vody: jedna z mnoha typických aplikací Harmony XB5R. 22 • Květen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku nost k životnímu prostředí a procesy v chemickém závodě v Port Neches. Společnost Huntsman chtěla zřídit systém, jenž by pracovníkům v reálném čase poskytoval přístup k informacím, které potřebují k provozování závodu co nejbezpečněji a nejefektivněji, bez ohledu na to, kde se nacházejí. „Když operátoři na svých obchůzkách zjistí rizika, měli by je okamžitě řešit,“ říká Kim Hoyt, výrobní ředitel společnosti Huntsman. „Pokud něco funguje mimo bezpečný rozsah, mohou okamžitě podniknout kroky, jež zabrání vzniku incidentu v procesu. Protože jednotky budou fungovat vyrovnaněji a spolehlivěji, očekáváme, že se zlepší i finanční výsledky dané jednotky. Předpokládáme, že se bezpečnostní a ekologické incidenty nakonec zcela odstraní.“ První výsledky naznačují velmi dobrou návratnost investice s pozitivním dopadem na cíle Projektu nula. Podobné aktivity nyní probíhají i v dalších závodech. Síť Apprion Ion využívá síť WiMAX (IEEE 802.16) a prvky Apprion Ionizer (IEEE 802.11) v bezdrátové aplikační síti pro přenos informací operátorům v závodě o rozloze 10 km2 v reálném čase. Na splnění cílů Projektu nula společnost Huntsman spolupracovala s firmami Turner Industries, Apprion a Motorola. Společnost Turner Industries přispěla svým softwarem MobilOps pro mobilitu v provozu, který umožňuje provozním operátorům provádět elektronické „inteligentní“ obchůzky a ověřovat kontrolní seznamy, zadávat v provozu v reálném čase pracovní požadavky na odstraňování závad, monitorovat a kontrolovat standardní provozní podmínky jednotlivých zařízení a přistupovat k nejaktuálnějším stan- dardním provozním postupům pro realizaci v provozu, včetně specifikovaných následků odchylek a nápravných zásahů. Bezpečnost z jednoho místa Spravování bezpečnostně kritických informací z jednoho místa je podle společnosti Huntsman efektivnější než zabudovávání síťově propojených dat do každé obchůzky, kontrolního seznamu nebo postupu. Řešení MobilOps obsahuje databázi standardních provozních podmínek, která operátorům a technikům poskytuje bezpečnostně kritická data v místě rozhodování na základní provozní úrovni. Ruční terminály pro provozní spustitelné postupy, obchůzky a kontrolní seznamy získávají bezpečnostně kritická data ze stejného zdroje. Na vyžádání jsou na provozní úrovni dostupné také informační toky o starších systémech (procesní a přístrojové diagramy, diagramy procesních toků, výkresy, postupy, hlášení o incidentech atd.). Společnost Apprion zvolila odolné přenosné počítače Motorola MC9090 jako platformu pro software Mobil Ops. Jejich prostřednictvím se pracovníci společnosti Huntsman napojují v rámci závodu o rozloze 10 km 2 na bezdrátovou aplikační síť Apprion Ion System-a třídy 1, div. 2. Jako mobilní platformu pro provozování softwaru MobilOps v rámci Přísný program pro výrobní excelenci společnosti Huntsman, výrobce a prodejce nejrůznějších chemikálií, vyžadoval „jednu z nejrozsáhlejších a nejambicióznějších aplikací průmyslových bezdrátových sítí, která kdy byla realizována“. svého systému Ion System zvolila společnost Apprion odolné přenosné počítače Motorola MC9090. Jejich prostřednictvím se pracovníci společnosti Huntsman v rámci závodu o rozloze 10 km 2 napojují na bezdrátovou aplikační síť Apprion Ion System-a třídy 1, div. 2. Ion System společnosti Apprion nabízí využívání bezdrátových aplikací (včetně videa, hlasové komunikace a monitorování energetické účinnosti či stavu) a centrálního přístrojového panelu integrujícího v sobě aplikační data, bezdrátové regionální mapy či zobrazení a přehledy o stavu zařízení a o údržbě. Ion System společnosti Apprion v závodě firmy Huntsman zahrnuje: ● 91 bezdrátových průmyslových provozních pr vků Apprion Ioni- zer třídy 1, div. 2 (řada 2200 Series) využívajících vysílače IEEE 802.11g pro komunikaci s 50 ručními počítači Motorola MC9090 se čtečkami kódu RFID; ● rádiovou síť 802.16 WiMax pro centralizaci dat z izolovaných úseků; ● pasivní značky RFID umístěné na tisících zařízení sloužící pro automatickou identifikaci během obchůzek. Množství bezpečnostních incidentů nižší o 75 % V říjnu daného roku implementace bylo řešení společnosti Huntsman pro mobilitu nainstalováno ve třech jednotkách závodu. První výsledky ukazují na výrazná zlepšení a naznačují, že cílů Projektu nula bude dosaženo. Díky bezdrátovému sledování aktivit obchůzek v reálném čase se počet čerpadel vyžadujících denní kontrolu snížil o 50 %, a tak zbude více času na jiné, důležitější oblasti inspekcí. Sledování pracovních požadavků inicializovaných v provozu automaticky poukazuje na redundance, což zefektivňuje plánování práce a výrazně zkracuje průměrnou „dobu vyřešení“ každého požadavku. Monitorování standardních provozních podmínek v reálném čase přineslo výrazné zlepšení procesů a úspory díky zvýšené době provozuschopnosti a delší životnosti zařízení. Protože všechny datové body jsou zachycovány elektronicky, Potřebujete zvýšit kvalitu plánování a optimalizaci výroby? ODPOVĚDÍ JE APS PREACTOR VÝKONNÝ NÁSTROJ PRO POKROČILÉ PLÁNOVÁNÍ. Vyzkoušejte ZDARMA nový Preactor Express a seznamte se s přednostmi APS! Poradíme vám a sdělíme více informací, pište na: [email protected] APS Preactor zavádí v České republice a na Slovensku jediný Silver Solution Provider firmy Preactor International, Minerva ČR. Vysokou odbornost Minervy ČR v oblasti plánování řízení & údržba průmyslového podniku a optimalizaci výrobních procesů využily pro své zdokonalení desítky výrobních společností. Květen 2011 www.minerva-is.eu • 23 aUTOMATIzační technika NAOBZORU Lineární osy a mechatronické systémy Lexium pro průmyslové aplikace Měřicí systémy, přesun materiálu, regálové zakladače, vyřezávání profilů – to jsou jen některé z aplikací typických pro lineární osy a mechatronické systémy, které umožňují přesné polohování v 1D, ve 2D a 3D prostoru. Společnost Schneider Electric nabízí tyto modulární a stavebnicově koncipované systémy – včetně pohonů a řízení – pod značkou Lexium již několik desítek let. Aktuálně si lze vybrat ze 4 základních řad: • lineární osy PAS, včetně ekonomické varianty PAS E, • lineární stoly TAS, • výložníkové a teleskopické osy CAS, • robotické systémy MAX (sestavené z os PAS a CAS) pracující ve 2D nebo 3D prostoru. Jako pohonná jednotka slouží servomotor nebo krokový motor napájený z příslušného měniče Lexium. Pro řízení těchto pohonů a synchronizaci víceosých systémů se využívají PLC s jednotkami pro osové řízení, které jsou vybaveny aplikačním SW (většinou sestaveným z funkčních bloků). K eliminaci chyb, jež mohou vzniknout ve stadiu návrhu, slouží SW nástroj Motion Sizer. Ten vybere vhodnou velikost profilu osy a zároveň přiřadí příslušný pohon v souladu se zadáním. S Motion Sizer trvá návrh i relativně složitého systému jen několik desítek minut. Jednoduchost, robustnost, provozní spolehlivost, vysoká dynamika a komplexnost dodávky představují hlavní atributy lineárních os a mechatronických systémů Lexium od Schneider Electric. Více informací je připraveno na DVD „Regulované pohony“, které lze bezplatně získat na lince Zákaznického centra +420 382 766 333. www.schneider-electric.cz Objem trhu s produkty počítačového vidění v Severní Americe v roce 2010 vyletěl vzhůru o 54 % Prodej komponent systémů počítačového vidění v Severní Americe v roce 2010 prudce vzrostl o 54 % a dosáhl objemu téměř 1,8 miliard dolarů, uvádí nová čísla publikovaná průmyslovým obchodním sdružením Automated Imaging Association (AIA). Zpráva Quarterly Machine Vision Sales Tracking Report organizace AIA zaznamenala rekordní robustní růst prodeje ve všech segmentech trhu s produkty počítačového vidění, včetně kamer, osvětlení, optiky, zobrazovacích panelů, aplikačně specifických systémů počítačového vidění, softwaru a inteligentních kamer. Nová zpráva rovněž píše o široce sdíleném optimismu do budoucna, když téměř tři čtvrtiny firem poskytujících data pro zprávu očekává v první polovině roku 2011 zvýšení objemu prodeje nad současnou úroveň. www.machinevisiononline.org noví pracovníci, kteří nahrazují zkušené veterány odcházející do důchodu, mají dostatečná a přesná data pro své zaškolení. Síť Apprion Ion využívá síť WiMAX (IEEE 802.16) a prvky Apprion Ionizer (IEEE 802.11) v bezdrátové aplikační síti pro přenos informací operátorům v celém závodě v reálném čase. 24 • Květen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku Jako mobilní platformu pro provozování softwaru MobilOps v rámci svého systému Ion System zvolila společnost Apprion odolné přenosné počítače Motorola MC9090. Jejich prostřednictvím se pracovníci společnosti Huntsman v rámci závodu o rozloze 10 km2 napojují na bezdrátovou aplikační síť Apprion Ion System-a třídy 1, div. 2. K výsledkům patří: ● vyšší spolehlivost zařízení a zlepšení procesů díky tomu, že provozní pracovníci mají v rukou přesné a spolehlivé údaje o standardních provozních podmínkách; ● 75% snížení počtu bezpečnostních incidentů, přičemž se očekává další snižování; poskytování údajů o bezpečném provozu operátorům na základní provozní úrovni zajišťuje, že se bude dodržovat ten nejbezpečnější způsob provádění všech úkonů; přístup k provozním údajům rovněž zajistí, že budou podnikány kroky v souladu s bezpečnostními kritérii; ● efektivnější odhalování závad a zajištění spolehlivosti na všech úrovních organizace, včetně provozních a údržbových pracovníků, manažerů a vedoucích pracovníků odpovědných za zajištění bezpečného a efektivního pracovního prostředí; ● nižší náklady na údržbu, ● vyšší doba provozuschopnosti díky zlepšení celkové účinnosti zařízení, která zvyšuje kvalitu a objem výroby. „Operátor ručním zařízením načte značku RFID, zobrazí si nabídku výběru závad a stiskne tlačítko enter. Je to opravdu tak rychlé,“ tvrdí Prows. „První výsledky naznačují velmi dobrou návratnost investice s pozitivním dopadem na cíle Projektu nula. Podobné aktivity nyní probíhají i v dalších závodech,“ informuje Prows. Harmony XB5R: Marconi by se divil, jak lehce to jde bez drátů a baterií! V případě poruchy hraje v dnešních automatizovaných a bezobslužných výrobních provozech rozhodující roli včasný zásah operátora. Nové bezdrátové a bezbateriové tlačítko Harmony XB5R mu dovolí provést tento úkon rychle a spolehlivě, a to i v případě dohledu nad několika výrobními linkami. Bezdrátové a bezbateriové tlačítkové ovládače Harmony XB5R využívají nejmodernější IT technologie. Oprostily se od přežitků minulosti – drátů a baterií. Naopak vynikají jak rychlou montáží, tak energeticky efektivním a „bezstarostným“ provozem. Jejich spolehlivost je garantována příslušností k rodině Harmony – hegemonovi v ovládání a signalizaci. Bez drátů? Rychle a ekonomicky Bezdrátové tlačítkové ovládače Harmony XB5R se snadno instalují jak do nových, tak do stávajících aplikací. Již nejsou zapotřebí kabely, a tudíž ani kabelové žlaby. Dochází ke snížení nákladů a zkrácení montážního času o 20 % (ve srovnání s klasickým „drátováním“). Stáčírna minerální vody: jedna z mnoha typických aplikací Harmony XB5R. Doporučené vzdálenosti mezi vysílačem a přijímačem jsou: ● 100 m bez překážky, ● 25 m v případě, že přijímač je umístěn v kovovém rozváděči, ● 40 m v případě použití antény. Nepoután kabely se může operátor pohybovat i mezi více výrobními linkami s jistotou, že bude schopen kterýkoliv proces rychle a spolehlivě zastavit, respektive přerušit. Bez baterií? Efektivně a ekologicky Tlačítkové ovládače Harmony XB5R nepotřebují baterie. Pracují na jednoduchém principu – stiskem hmatníku se generuje elektrická energie, která umožní přenos rádiového signálu z vysílače do přijímače. Každý vyslaný signál má svůj ID kód, jenž garantuje jeho přijetí pouze tím správným přijímačem. Harmony XB5R zajistí nepřetržitou dostupnost a citelnou úsporu elektrické energie – baterii není třeba použít, a tudíž ani dobíjet, respektive stále vyměňovat. Řešení, které jistě ocení zejména údržbáři strojů. Tlačítka Harmony XB5R jsou platnými členy skupiny „Energy Efficiency“ společnosti Schneider Electric a výrazně přispívají k ochraně životního prostředí. Harmony XB5R v detailu Ovládače Harmony XB5R se skládají z plastových (Harmony ZB5A), resp. kovových (Harmony ZB4A) ovládacích hlavic, z vysílače se spojovacím dílem a programovatelného, resp. neprogramovatelného přijímače. P rog ra movatel ný př ijí mač (24–240 V) je vybaven 2 reléovými nebo 4 PNP výstupy a osazen 6 LED, neprogramovatelný (24 V) pak disponuje pouze 1 reléovým výstupem (bez indikace LED). Oba přijímače se montují standardním způsobem – do kovového rozváděče. Ovládací hlavici s vysílačem lze umístit do klasických skříněk Harmony XAL nebo do mobilního „handy boxu“. Praktický a odolný „handy box“ si může operátor zavěsit na krk a vyvarovat se Antonín Zajíček Schneider Electric Harmony XB5R spolehlivě ovládá výrobní procesy: bez drátů a bez baterií. tak jeho ztráty. Pro případ nutnosti přenést signál přes neprostupné překážky doplňuje nabídku externí reléová anténa. Unikátní nabídka „Připraveno k použití“ Jako pr v ní nabízí Schneider Electric Výhodné balení výhodná balení „Připra- je „Připraveno veno k použití“. Dané k použití“. balení obsahuje vysílač a přijímač, které byly spolehlivě spárovány již ve výrobě – stačí je tedy pouze namontovat. Velmi jednoduchý výběr tak doprovází snadná a rychlá instalace. Nabídka „Připraveny k použití“ uspokojí ovládače Harmony XB5R většinu nejběžnějších průmyslových aplikací. Jednotlivé komponenty řady Harmony XB5R si lze ovšem objednat také samostatně. Například programovatelný přijímač s PNP výstupy se skvěle hodí pro aplikace s PLC. Široké uplatnění naleznou jistě i reléová anténa nebo prázdné „handy boxy“, o osvědčených ovládacích hlavicích Harmony ani nemluvě. Bezdrátové a bezbateriové tlačítkové ovládače Harmony XB5R prošly důkladným testováním v náročném průmyslovém prostředí. Byly nasazeny ve výrobně koňaku, v cementárnách i v automobilkách. Všude prokázaly, že jsou schopny pracovat spolehlivě a efektivně. řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 25 aUTOMATIzační technika Diagnostika sítí PROFIBUS T r ápí vá s ne pr av ide l né výpadky sítě PROFIBUS? Postavili jste novou výrobní linku a chcete znát kvalitu signálu PROFIBUS ? Jedinečný PROFIBUS Tester Kit Ultra PRO vám posk y t ne nadstandardn í nástroje a analýzy pro odladění sítí PROFIBUS DP+PA, odstranění rušení, poklesů signálu, komunikačních chyb atd. PROFIBUS Tester Kit Ultra PRO Tester holandské společnosti PROCENTEC je díky svým vlastnostem a ceně špičkovým nástrojem pro analýzu sítě PROFIBUS, který nechává konkurenční přístroje daleko za sebou. Měření signálu se provádí v programu ProfiTrace 2, který je dostupný v češtině a zároveň v anglickém, německém, francouzském, polském, italském nebo čínském jazyce. Výsledné reporty z měření tak můžete v českém jazyce ukládat u sebe v počítači nebo je v anglickém jazyce poslat pro kontrolu zahraničnímu dodavateli vaší výrobní linky. Tester nevyžaduje externí napájení, a proto síť PROFIBUS můžete měřit ihned po připojení testeru přes USB kabel k počítači. Zajímavé je rovněž licenční řešení používání testeru. Abyste mohli používat tester s libovolným počítačem, nakopírujete si licenční soubor do více počítačů a přestáváte být závislí na jednom konkrétním odemknutém počítači. Jak se měří PROFIBUS? PROFIBUS je velmi silný komunikační protokol, který přestane fungovat při jedné fatální chybě (např. zkrat) nebo při několika malých chybách (zakončovací odpory, špatné stínění, elektromagnetické rušení od frekvenčních měničů apod.). Způsoby měření sítě PROFIBUS se proto dají rozdělit na dvě metody – základní a pokročilé. Mezi základní patří měření úrovně napětí na stanicích, měření tvaru signálu pomocí osciloskopu a sledování statistik provozu každé stanice v síti. Může se stát, že všechna napětí jsou v pořádku, osciloskop ukazuje nádherný signál, a přesto má síť PROFIBUS občasný výpadek. V tu chvíli jsou na řadě pokročilé nástroje analýzy, zejména pak čtení zpráv v síti PROFIBUS nebo možnost simulace stanice MASTER. Čtení zpráv je nejpodrobnější nástroj analýzy sítě, pomocí kterého jasně vidíte komunikaci mezi stanicemi MASTER a SLAVE. Pro PROFIBUS je typické, že chyba na začátku sítě způsobuje výpadky zařízení na druhé straně sítě. Vyměníte kabely a konektory u daného zařízení, ale příčina je v elektromagnetickém rušení, které způsobuje frekvenční měnič 50 m daleko. Měření sítě PROFIBUS je proto třeba provádět při plném zatížení linky, jinými slovy když linka vyrábí. Bez toho se neprojeví všechny faktory ovlivňující kvalitu komunikace PROFIBUS, jako např. rušení, kvalita vedení kabeláže, kvalita zapojení konektorů, funkčnost I/O periferií, samotné komunikační rozhraní PROFIBUS jednotlivých zařízení apod. Nástroje pro měření sítě PROFIBUS Live List ukazuje všechny dostupné stanice v síti a názorně zobrazí nalezené problémy na těchto stanicích. Stav každé stanice je barevně odlišen a navíc místo čísla stanice můžete vidět konkrétní název stanice, což výrazně zlepšuje orientaci mezi zařízeními. Sloupcový graf zobrazuje pr ůměrnou úroveň amplitudy signálů 26 • Květen 2011 Ing. Jaromír Peterka FOXON řízení & údržba průmyslového podniku ze všech dostupných zařízení v síti. Jedná se o přehledný nástroj pro zjištění celkové kvality signálu v celé síti. Na rozdíl od ostatních analyzátorů zobrazuje analyzátor ProfiTrace 2 živé napětí na všech stanicích najednou. Díky integrovanému osciloskopu lze kontrolovat kvalitu signálu jed- notlivých zařízení a jasně definovat, zdali je signál narušený zkratem, přerušeným vodičem, vypnutým odporem, rušením od frekvenčních měničů apod. Veškeré zprávy v síti lze přehledně číst, filtrovat, nahrávat a analyzovat. Máte náhodný výpadek a potřebujete ho zachytit? Nastavíte jednoduše podmínku spuštění nahrávání a čekáte. Jakmile dojde k naplnění podmínky, spustí se nahrávání zpráv a vy vidíte zprávy, které předcházely danému okamžiku. Lepší podklady pro analýzu situace si umíme jen těžko představit. ProfiCaptain - simulátor stanice PROFIBUS MASTER ProfiCaptain je PROFIBUS DP Master software aplikace, která je určena pro testování, parametrizaci a demonstraci PROFIBUS produktů (PLC, PC karty, kabely atd.). Pomocí programu ProfiCaptain můžete zmapovat topologii vaší sítě PROFIBUS, detekovat parametry jednotlivé stanice, testovat I/O, ověřit správné nastavení stanic atd. V konfiguračním prostředí může uživatel nastavit své Slave stanice s odpovídajícími moduly a parametry. Pro Master stanici mají programátoři k dispozici API, aby mohli vytvořit své vlastní Master aplikace (DLL). Reporty z měření PROFIBUS Repor tovací nást roj u mož ňuje po skončení měření vygenerovat detailní zprávu do formátu PDF s výsledky měření, včetně zobrazení elektrických signálů všech zařízení, jejich vad, topologie sítě, sloupcových grafů a dalších informací. Úvod zprávy obsahuje doporučení, zda je síť PROFIBUS schválena k provozu, či nikoli. Reporty slouží zároveň jako předávací protokoly k novým sítím, případně jako revizní dokumentace. Automaticky generované reporty z měření obsahují všechny důležité výsledky z měření jako např: • Seznam stanic s popisy, topologií sítě, napětí na stanicích • Graf z osciloskopu pro každou stanici PROFIBUS • Seznam nalezených chyb Reporty slouží jako předávací protokoly k novým sítím, případně jako revizní dokumentace z provedeného měření. PROFIBUS je velmi propracovaný protokol a dokáže udržet síť v běhu i za situace, kdy jsou v síti již nějaké menší problémy. Síť začne vykazovat chyby až v okamžiku, kdy se tyto problémy vystupňují, případně se objeví problém nový. Z tohoto důvodu doporučujeme provádět pravidelné revizní kontroly vaší sítě PROFIBUS, a to přinejmenším alespoň jednou ročně. ProfiTrace 2 je analyzátor sběrnice PROFIBUS, který zobrazuje informace srozumitelným způsobem a obsahuje všechny potřebné nástroje pro diagnostiku. Byl vytvořen odborníky společnosti PROCENTEC a je vhodný pro každého, kdo se technologií PROFIBUS DP/PA zabývá. Pro své vlastnosti je velmi oblíbený a rozšířený po celém světě. Více informací najdete na stránkách www.foxon.cz Největší nabídka OPC produktů na trhu! TECHNOLOGIES OPC Servery pro stovky PLC systémů Archivace dat do ODBC databáze Archivace dat do Oracle MES / MOC Podpora Windows 7 Spolehlivý, rychlý, výkonný FOXON Oficiální zastoupení Kepware CZ/SK s.r.o. Liberec www.foxon.cz řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 27 PRůMYSLOVé roboty Průzkum TRHU Fotografie poskytla společnost FANUC Robotics. 28 • Květen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku PRůMYSLOVÉ ROBOT Y Kam člověk nemůže, nastrčí robota Robotická pracoviště již nejsou v průmyslových provozech záležitostí, která by připomínala příslovečný šafrán, a dle výsledků průzkumu mezi jejich uživateli velí současný trend: „Jen houšť a větší… roboty.“ B ude tomu již devadesát let, co jeden významný český prozaik obohatil světovou slovní zásobu o slovo, bez něhož si nedokážeme představit žádnou atraktivní vědecko-fantastickou záležitost. Slovo robot, které tvořilo ústřední charakter dramatu R. U. R. (zkratka z Rossumovi univerzální roboti), tak značně předběhlo svou dobu. I když, jak podotýká Branislav Lacko z Ústavu automatizace a informatiky Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně, dnes mohlo být ústřední téma tohoto článku spojeno se slovem zcela jiným: „Původně prý Karel Čapek plánoval použít pro označení bytostí uměle vytvořených v laboratoři slovo labor, ale jeho bratr mu doporučil odvodit slovo robot od náročné ‚roboty‘, kterou měla tato průmyslově vyrobená stvoření od lidí převzít.“ Ať už pravý či domnělý, samotný autor by se však jistě podivil, že celých 47 let po vzniku jeho díla našel tento vynález své stálé místo také ve světě průmyslu, a to již v roce 1967, kdy byl do výroby nasazen první robot. Ve druhé dekádě třetího tisíciletí nejsou roboti ani jejich průmyslové mutace nikterak vzácnou záležitostí. A po období všeobecného průmyslového útlumu posledních let se opět objevují zprávy, které hlásí silný návrat odvětví robotiky. Jednu takovou nedávno přineslo také statistické oddělení organizace IFR (International Federation of Robotics), které uvádí, že v roce 2010 se s celkovým počtem 115 000 prodaných průmyslových robotů jejich prodej oproti roku 2009 téměř zdvojnásobil, přičemž rok 2009 byl nejslabším rokem od počátku devadesátých let 20. století. Obavy, že by mohlo jít o jev nahodilý a že se blíží období další stagnace, však zástupci IFR ve zprávě také zahánějí. „Vyhlídky na rok 2011 a další léta jsou slibné,“ komentuje situaci prezident IFR Åke Lindqvist. „Odvětví robotiky pomáhá stoupající poptávka po automatizaci, zejména na rostoucích asijských trzích s Čínou v čele.“ Očekávat se tak tedy může další růst prodeje i v následujících letech, což potvrzuje také zástupce jednoho z nejvýznamnějších producentů průmyslových robotů na našem trhu. „Čekáme, že se poptávka ustálí a vrátí se na úroveň minulých let a bude dále pokračovat růstem, i když ne tak prud- Jaké uplatnění mají průmyslové roboty ve vaší společnosti? Lukáš Smelík šéfredaktor kým, jak jsme zaznamenali v minulých měsících. Nicméně růst prodeje průmyslových robotů do všech odvětví průmyslu je nevyhnutelnou cestou k udržení naší a celoevropské konkurenceschopnosti,“ odhaduje budoucí vývoj Petr Duchoslav, jednatel společnosti FANUC Robotics Czech, jehož slova potvrzuje také zástupce výrobců z druhého státu naší bývalé federativní republiky Dušan Vallo, jednatel společnosti Robotec, který odpovídal na otázku, zda očekává nárůst poptávky po průmyslových robotech. „Jednoznačne. Prichádza obdobie nutného zvyšovania konkurencie schopnosti firiem, ich produktivity a efektívnosti výroby. Priblížime sa už konečne vyspelým ekonomikám? Automatizácia a osobitne robotizacia je v praxi overená cesta,“ uvádí Vallo. Také další ohlasy firem zastupujících stranu nabídky zní více než optimisticky, nicméně jak velí klíčové pravidlo obchodu, ten ovlivňuje také poptávka. Za účelem odhalit skutečný stav na trhu průmyslových robotů v České a Slovenské republice jsme se opět obrátili na naše čtenáře, kteří odpověďmi v naší anketě pomohli současné reálie přiblížit. V jakém oboru působí váš podnik? řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 29 PRůMYSLOVÉ ROBOT Y Průzkum TRHU Upeč třeba chleba, postav třeba auto I když je tento podtitul opravdu mírně přehnaný, pravdou zůstává, že roboty si nacházejí své posty na mnohých místech průmyslových provozů. Ačkoli zmíněný chleba nám zřejmě ani oblíbený robot ASIMO jen tak neupeče (i když…), dnešní moderní výrobní linky automobilů bez průmyslových robotů jsou již spíše raritou. Jasnější tato pravda je ve světle výsledků průzkumu, kdy na dotaz zjištující obor působnosti respondentova podniku téměř polovina odpověděla právě automobilový průmysl, přičemž znatelnějšího zastoupení pak nalezly další sféry strojírenského průmyslu. Ovšem z dostupných informací je patrné, že nárůst v národním i mezinárodním měřítku zaznamenávají také oblasti, jako je výroba plastů, potravin a elektroniky, což potvrzují také zástupci výrobních a distributorských firem, kteří svorně uvádějí, že jejich řešení jsou natolik diverzifikovanou záležitostí, že své uplatnění naleznou napříč celým průmyslovým spektrem. Ve chvíli, kdy tedy víme KDE, jistě se nabízí otázka, nač se roboty v průmyslových aplikacích užívají nejčastěji. Zde je však poměrně patrné, že toto ovlivňuje právě druh podniku, kde je robot implementován. Z odpovědí v našem průzkumu vyplynulo, že nejčastějším úkonem v režii robotů je přenášení různých výrobních dílů. Mezi dalšími významnými úkony, což potvrzuje třeba i průzkum prováděný naší sesterskou redakcí časo- pisu Control Engineering před 2 lety, jistě vyniká svařování – třeba právě při výrobě karoserií v automobilovém průmyslu. Uplatnění však nachází také v činnostech, jako je montáž, řezání, paletizace, broušení či kontrola kvality. Jinak řečeno, není toho mnoho, co by dobře naprogramovaný robot v průmyslových procesech nezvládl. „Robot je sám o sobě velmi univerzální stroj, a tudíž použitelný pro rozličné aplikace. Díky široké řadě produktů nabízíme roboty do všech odvětví průmyslu, od tradičního strojírenství přes potravinářství nebo farmaceutický průmysl až po vědu, výzkum a školství,“ potvrzuje výsledky z pohledu druhé z tradičních obchodních stran Petr Duchoslav z FANUC Robotics. Kupuji, tedy prosperuji Použití robotů přináší mnoho výhod v širokém spektru aplikací. Výrobci, kteří uvádějí roboty do výroby, zaznamenávají významnou změnu v produktivitě a efektivitě. Čeho konkrétně se dá dosáhnout implementací robotického pracoviště směrem ke zlepšení výrobního procesu, se pokusil shrnout specializovaný server společnosti ABB – www.roboti.cz: – snížení provozních nákladů, – zlepšení kvality výroby a její stálosti, – vyšší množství produkce za jednotku času, – zvýšení flexibility výroby, – snížení zmetkovitosti - omezení materiálových ztrát, Splnily roboty, které jste zakoupili, naděje, jaké do nich byly vkládány? 30 • Květen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku – zvýšení bezpečnosti na pracovišti, – úspora užitné plochy pracoviště (instalace na podstavci, na stropě…), – vysoká efektivita návratnosti investice, – vylepšení pracovního prostředí pro zaměstnance, – snížení počtu pracovníků a nákladů na jejich vyhledávání (pro obsluhu robotizovaných pracovišť postačují pracovníci s nižší kvalifikací). Jak vidno, i přes potřebné investiční náklady, které jsou se zaváděním nových technologií do výroby samozřejmě spjaty, se ukazuje, že zavedení průmyslových robotů s sebou nese opravdu velké množství výhod. V dnešním vysoce konkurenčním tržním prostředí jde o výhody již dávno nejen příjemné, ale spíše nutné. Většinou jsou přednosti užití průmyslových robotů poměrně patrné, nicméně mnohdy mohou být některé dodatečné úspory při návrhu tohoto řešení pro potenciální kupce skryty. Při snižování provozních nákladů je patrné, že omezení lidské práce je zdárným krokem k jejich snižování, ale šetření se projeví i na jiném místě. Odpadají například požadavky na osvětlení a vytápění, robot nabízí možnost obrovských úspor nákladů na energii. Současné studie odhadují možné úspory až 8 % při snížení teploty o 1 °C, další úspory mohou být dosaženy vypínáním nadbytečného osvětlení. Jak bylo uvedeno výše, podstatným benefitem plynoucím z užívání robotů je zvýšení bezpečnosti na pracoviš- Očekáváte, že výdaje na průmyslové roboty v nadcházejícím období budou v porovnání s uplynulými roky: www.zuk.de FA N U C – N O . 1 V P R Ů M Y S LO V É A U TO M AT I Z A C I A R O B OT I Z A C I FANUC ROBOTICS Ve žlutém světě FANUC Robotics snižujeme náklady, zlepšujeme výrobky a zrychlujeme Váš byznys. Objevte nejširší spektrum průmyslových robotů s neporazitelnou 99.99% spolehlivostí. Zvyšte svoji konkurenceschopnost s inteligentním řešením robotické automatizace FANUC – máme vše, co potřebujete. Nastartuje svůj byznys. FANUC Robotics Czech Tel.: +420 234 072 900 www.fanucrobotics.cz řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 31 PRůMYSLOVÉ ROBOT Y Průzkum TRHU tích, proti čemuž nemůže protestovat ani nejzarytější odborový odpůrce s nápisem „nenechte stroje brát nám práci“. Robot od lidí přebírá nepříjemné, namáhavé, život a zdraví ohrožující úkoly. Robot snižuje pravděpodobnost nehod a úrazů způsobených kontakty se stroji, nářadím a jinými nebezpečími ve výrobním procesu a pomáhá snížit počet onemocnění zaměstnanců, která jsou zapříčiněna opakovanými nebo namáhavými úkoly. Z našeho průzkumu je poměrně patrné, že naši čtenáři a současní nebo budoucí uživatelé robotů jsou si všech, nebo alespoň těch nejpodstatnějších výhod jasně vědomi. Co je však významnější, očekávání vkládaná do nákupu tohoto technického řešení jdou většinou ruku v ruce s dosaženým výsledkem. Jak jinak totiž vyhodnotit 60% spokojenost v technickém i ekonomickém směru z dosud realizovaných nákupů dotázaných, přičemž celková nespokojenost ve všech aspektech je na úrovni pod 10 %. Pokud k těmto číslům přidáme ještě vyhodnocení grafu týkajícího se nejbližších plánů respondentů směrem k možným nákupům robotů v nejbližším období, kdy více než polovina odpovědí předpovídala zvýšení nákupů, můžeme očekávat, že výše uvedené předpovědi dalšího růstu trhu nejsou nijak přehnané. Nákupem to u dobrého dodavatele nekončí Kdo by tipoval, že nejdůležitějším faktorem, který rozhoduje v prostředí českého a slovenského trhu robotů o konečném nákupu (výběru dodavatele), bude jednoznačně cena, se zlou Jak rychlou návratnost v případě nákupu očekáváte (očekávali jste)? Jak hodnotíte úroveň spokojenosti při spolupráci s dodavatelem průmyslových robotů? 32 • Květen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku by se potázal. Tento jistě také velice důležitý aspekt rozhodování naopak zůstal daleko za klíčovějšími vlastnostmi, mezi nimiž dominovala zejména technická podpora ze strany dodavatele a spolehlivost daného řešení. Zatímco u spolehlivosti je výběr zcela jasný, jelikož koresponduje s hlavními důvody realizací robotických pracovišť, technická podpora by mohla být zavádějící. Je důležité si ovšem uvědomit, že náklady spojené s dodatečným vyškolením zaměstnanců, nutnost změn v servisních postupech a řada dalších atributů může z nového pracovního prostředí udělat rovnou noční můru. Dnes už si v průmyslu těžko představíme produkt, který by mohl úspěšný dodavatel prodávat, aniž by k němu nenabídl jakoukoli další podpůrnou službu a hlavně vědomosti pracně získané z dosavadně realizovaných projektů. Jakých doprovodných služeb si zákazníci váží nejvíce, je opět patrné z přidruženého grafu, kde hraje prim nabídka kvalitního servisu nebo pomoc dodavatele během havarijních situací. Nicméně co zákazník, to požadavek – vědí samotní distributoři. Obchodní zástupce společnosti Mitsubishi Electric tak mezi nejčastější požadavky zákazníků řadí prodlouženou záruku, servisní smlouvy a stále rostoucí oblibu v nabídce preventivní údržby, Petr Duchoslav z FANUC ROBOTICS pak k nabídce přidává zajímavost v podobě vzdálené diagnostiky a telefonické hotline v režimu 24/7. Od spolehlivého operátora po Terminátora? Na otázku, co nám budoucnost na trh průmyslových robotů přinese, není jednoduchá odpověď. Zatímco v množství vědeckofantastické literatury a přírůstcích kinematografie se nám možnosti humanoidních robotů ukazují v jasných obrysech, eventuality v oblasti průmyslového užití jsou trošku tvrdším oříškem. Autoři oblíbených sci-fi už mají jasno, že roboti nám mohou sloužit (až do obskurních reálií lechtivější tématiky), ba že nás dokonce jednou může míra umělé inteligence takovýchto entit i vyhubit. PRůMYSLOVÉ ROBOT Y Průmyslový robot – bezostyšný zloděj pracovních míst? „To je starý mýtus. Ešte z doby rozvinutého socializmu máme zakorenenú v mysli tézu o najväčšej prednosti starého režimu – dokáže dať všetkým ľuďom prácu a postará sa o nich. Každý iný režim ľudí o prácu oberá. Postkomunistické krajiny majú najvyššiu mieru nezamestnanosti a najlacnejšiu pracovnú silu. Ako je možné, že tam, kde je najvyššie nasadenie priemyselných robotov vo svete (Japonsko, USA, Nemecko, ...), je v obdobi mimo kríz, ale aj počas nich niekoľkonásobne nižšia nezamestnanosť než u nás? Patria medzi najbohatšie štáty sveta. Majú najvyššie daňové zaťaženie. Je tam najviac dovolenkujúcich dôchodcov. Čo tak zamyslieť sa nad produktivitou a efektívnosťou ich výrobných firiem a výškou pridanej hodnoty k produktom. Našim firmám chýbajú hlavne konkurencie schopné produkty. Tie prinášajú zahraniční investori spolu s významným podielom robotizácie na ich produkcii. Štát ich za to štedro finančne podporuje. Prečo im ‚nezakáže‘ tie roboty, veď logicky by mohli zamestnať viac ľudí? Je v tom kus ironie. Schopný človek je najvačšie bohatstvo, s čim štát disponuje, a štát by mal ľudí chraniť a šetriť ich. Koľko ľudí študuje v zahraničí a zostanú tam? Koľko u nás vyštudova- ných ľudí odíde za prácou do zahraničia? Vyspelé štáty otvárajú trhy práce a lákajú schopných ľudí. My ich ‚vyháňame‘. Všetci títo by mohli pracovať na nových konkurencie schopných produktoch a zvyšovat ich pridanú hodnotu. Ostatní môžu zdokonaľovať služby a infraštruktúru. Niekde sa robí chyba. Meniť veci k lepšiemu je úloha pre štát a politikov. Desať rokov robíme pioniersku prácu v českých a slovenských firmách a šírime osvetu o zvyšovaní konkurencie schopnosti, o výhodnosti a potrebe robotizácie. Tie zahraničné to nepotrebujú, oni sú dávno presvedčení. Nízke dane, nízke platy a mizerné sociálne zabezpečenie sú postrach pre ľudí. Robotizácia je príležitosť pre človeka.“ Dušan Vallo, Robotec „To, že robot ‚bere lidem práci‘, je již zažitý omyl. V dnešní době obrovské globální konkurence není možné obstát bez zvýšení produktivity a efektivity práce. Takže robotizace a automatizace v podstatě brání odlivu výroby např. do asijských ekonomik a tím udržuje pracovní místa stále u nás v Evropě.“ Petr Duchoslav, FANUC Robotics řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 33 PRůMYSLOVÉ ROBOT Y Průzkum TRHU Nicméně abychom neodbočili úplně, tak já (my) se vrátím(e) díky názorům nejpovolanějších – výrobců – k možnostem, které se rýsují na poli užitém, k němuž máme blíže. „V zásade bude aj do budúcna platiť, že rameno robota nahrádza ruku človeka a bude sa stále väčšou mierou podieľať na humanizácii práce,“ přemýšlí Ivan Vallo, „v dnešnom pretechnizovanom svete je neprijateľné a nedôstojné, aby práca poškodzovala zdravie človeka. Toto sa deje stále a štát to stojí nemalé financie. Úroveň ‚inteligencie‘ robotov sa stále zvyšuje, a tak budú pribúdať oblasti využitia. Obrovský priestor vidím napriklad pri spracovaní a triedení komunálneho odpadu, ktorý je spravidla kontaminovaný.“ Petr Duchoslav se pak také domnívá, že vývoj průmyslových robo- tů nabírá vysokých obrátek, díky čemuž se oblasti užití robotů v průmyslu stále rozšiřuji. „Populární jsou dnes například systémy robotického vidění pro vizuální navádění robotu, které naše firma nabízí v robotech v podstatě jako standard. Dále se prudce rozvíjí bezpečnostní prvky a bezpečná kontrola pozice a pohybu robotu z hlediska bezpečnosti obsluhujícího personálu nebo operátora. To potvrzují trendy v aplikacích, kde např. robot spolupracuje s člověkem,“ uvádí Duchoslav, čímž se lehce dotýká choulostivého tématu, kdy je pro vedení velice těžké přesvědčovat své kmenové zaměstnance, že instalace robotického pracoviště ještě neznamená jejich nadbytečnost (více v podbarveném infoboxu u článku). Konec roboty, přichází roboty Jak je patrno, od první premiéry hry R. U. R. i od první instalace robotu pro průmyslové použití jsme ušli dlouhou cestu. Velké průmyslové provozy jsou již bez těchto automatizovaných pracovníků jen těžko myslitelné a budoucnost se nám rýsuje směrem k tomu, že jich budeme na procházkách továrnou potkávat stále více, jak se svým ocelovým temperamentem budou svědomitě vykonávat svou práci. Ať tak či onak, vždy bude zřejmě platit, že roboty budou „milovat“ i práci, kterou lidé nenávidí… Další informace a zajímavé odpovědi z dodavatelské části průzkumu naleznete na internetových stránkách www.udrzbapodniku.cz u stejnojmenného článku. Jaké důležité jsou faktory při výběru průmyslových robotů (5 nejvíce)? Jak důležité jsou jednotlivé služby požadované po dodavateli (5 nejvíce)? 34 • Květen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku PRůMYSLOVÉ ROBOT Y Jak čistý je můj robot? N aše každodenní činnosti se za posledních deset let změnily natolik, že už si nedokážeme představit život bez pohodlí iPhonu, digitálních videorekordérů, digitálního fotoaparátu a jiných oblíbených elektronických zařízení. Všechny snímky, hudba či video vytvořené a uložené na těchto zařízeních kladou ohromné požadavky na datový úložný prostor. Studie ukazují, že s vysokou rychlostí a jednoduchostí přenosu souborů ukládá průměrný zákazník tyto paměťově náročné soubory nejméně na dvou místech, což vyžaduje ještě větší kapacitu. Údaje z průmyslu dále naznačují, že spotřebitelé zakoupí za deset let nejméně dva pevné disky, takže poptávka po výrobě ukládacích zařízení a pamětí exponenciálně roste. Co tedy potřebujete vědět o robotech a zařízeních pro čisté místnosti, abys- Jim Remski Siemens Industry te mohli dodávat na tento trh? Jak se liší od tradičních robotů? A co osvědčení, údržba a ty proklaté prachové částice? Jak už jejich označení říká, v čistých místnostech se kontroluje přítomná míra částicové kontaminace, která by mohla potenciálně zhoršit kvalitu vyráběného produktu. Čisté místnosti jsou klasifikovány podle povoleného počtu a rozměrů částic na objemovou jednotku vzduchu. Například v čisté místnosti třídy 10 je na čtvereční stopu vzduchu povoleno maximálně deset částic o průměru nad 0,5 µm a žádná částice o průměru nad 5,0 µm. Kontaminace může pocházet od lidí, z procesu, ze závodu či zařízení. Aby bylo možno kontrolovat kontaminanty neviditelné lidskému oku, musí se kontrolovat výrobní buňka a v mnoha případech i celá místnost. Roboty používané v tomto prostředí musejí splňovat přísné požadavky na certifikaci čistých místností, aby nebyly zdrojem kontaminace. S rostoucí měrou využívání robotů v čistých místnostech se rozšiřují i předpisy a pokyny pro zajištění čistoty robotů. řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 35 PRůMYSLOVÉ ROBOT Y Průzkum TRHU Při výběru vhodného robota pro danou aplikaci jsou důležitými faktory specifikace čisté místnosti a dobré pochopení geometrie pracovní buňky. Utěsnění robota Jak se roboty pro čisté místnosti liší od svých standardních kolegů? Značná část hardwaru robotů pro čisté místnosti je stejná jako u jakéhokoli jiného robota s důležitým rozdílem spočívajícím v kombinaci utěsněných krytů bránících částicím opustit robota, hardwaru z nerezové oceli, vhodných neplynatých maziv a podtlaku pro odvod jakýchkoli vnitřně generovaných částic. „U robotů navržených pro procesy v čistých místnostech existují speciální požadavky na kabelové svazky. Z konstrukčního hlediska mohou být kabelové svazky významným generátorem částic a velkým konstrukčním problémem u aplikací v čistých místnostech,“ uvedl Scott Klimczak, prezident společnosti CHAD Industries, průkopníka v oblasti aplikací pro manipulaci s plátky a substrátem WLP I (Wafer Level Packaging – balení na úrovni plátků). „Při výběru robotů je nutno zdůraznit nezbytnost pochopit požadavky na kabelové svazky a způsob integrace svazku v konstrukci robota.“ 36 • Květen 2011 V praxi jsou materiály náchylné ke generování částic nahrazovány nebo opatřovány povlakem, aby se odstranil potenciál kontaminace výrobních prostor a nakonec i zpracovávaných komponent. V závislosti na vaší aplikaci mohou být roboty pro čisté místnosti lineární, typu SCARA, šestiosové nebo typu delta, ale všechny musejí splňovat přísné požadavky na certifikaci čistých místností. Certifikace robotů Certifikace se provádí spočítáním částic generovaných, když je robot v pohybu. V průmyslu se používají počítače částic, které je nutno kalibrovat tak, aby splňovaly nebo překračovaly normy stanovené organizací National Institute of Standards and Technology. K dalším normám pro kalibraci počítače částic, kromě definovaných postupů NIST, patří japonská norma JIS (Japanese Industrial Standard) B 9921, „Light Scattering Automatic Particle Counter“, a norma ASTM F 328-98, „Standard Practice for Calibration of řízení & údržba průmyslového podniku an Airborne Particle Counter Using Monodisperse Particles.“ Pro stanovení třídy čisté místnosti jsou počítače částic umístěny na různých místech, odkud mohou částice vstupovat z robota do okolního prostředí. Společnost Adept Technology, přední výrobce robotů pro čisté místnosti, testuje roboty jak interně, tak s využitím testování a certifikování třetími stranami, aby zajistila, že integrátoři a koneční uživatelé budou využívat jejich zařízení vhodným způsobem, aby splňovali požadavky na čistotu výroby. Tyto roboty jsou navrženy pro přesné vysokorychlostní aplikace často zahrnující navádění pomocí počítačového vidění. Problémem u tohoto tržního segmentu je to, že vyžaduje nejen pečlivé zvážení komponent použitých pro vypracování robustního výrobního procesu, ale že významný dopad na konečnou čistotu buňky má také způsob, jakým jsou komponenty integrovány. Úspěch instalace silně závisí na úzké integraci technických a prodejních týmů. Vhodná varianta Výrobci využívající čisté místnosti mají četné možnosti, pokud jde o výběr způsobu manipulace s díly a automatizaci jejich procesů. Co byste měli zvážit při výběru vhodného robota? Protože každá firma má jedinečné požadavky, nejlepším přístupem je začít hledat odpověď na následující otázky a spolupracovat přímo s výrobcem robota na výběru optimální konfigurace robota. Jaké jsou specifikace pro čistou místnost? Existují dvě uznávané specifikace pro čisté místnosti – norma ISO 14644-1 a Fed 209E. Nejasnosti a nesprávná specifikace požadavků na čistotu mají velký dopad na návrh a náklady spojené se strojem. V následující tabulce je uvedena jejich korelace: ISO FED 1 2 3 4 5 6 7 8 n/a n/a 1 10 100 1 000 10 000 100 000 PRůMYSLOVÉ ROBOT Y ■ Jaká je požadovaná doba cyklu? ■ Jaké jsou požadavky na pracovní rozsah a související interference? ■ Jaká je požadovaná souhrnná tolerance a konečná opakovatelnost u robota? ■ Eviduje váš partner pro roboty zkušenosti s využíváním robotů pro čisté místnosti, které vám pomohou při integraci řešení pro čistou místnost? ■ Má výrobce robotů v daném regionu své servisní techniky, kteří by mohli poskytovat podporu pro roboty? Geometrie pracovní buňky Před výběrem robota je nutno znát požadavky na geometrii a čistotu pracovní buňky. V závislosti na provedení buňky a zvoleném druhu robota lze použít nižší třídu robota a stále přitom splňovat celkové požadavky na systém, pokud je systém vhodně navržen. Pokud například manipulujete s polovodičovým plátkem, robot může pracovat pod plátkem s vertikálním laminárním prouděním čistého vzduchu, které odvádí částice od produktu, a konečné požadavky na robota proto mohou být méně přísné. Další kroky Jakmile určíte, který robot vyhovuje vaší aplikaci nejlépe, další pozornost je nutno věnovat čistotě při instalaci robota pro čistou místnost. Zde musí výrobce robota a systémový integrátor poskytnout pokyny pro zajištění úspěšné instalace. Uvádíme několik příkladů, jak se využití robota pro čistou místnost liší od buněk v okolním prostředí. „Roboty postavené pro prostředí s čistotou třídy 1 jsou zabaleny do několika vrstev pro jejich ochranu při přepravě na místo instalace,“ říká Kevin Lonie, prodejní manažer aplikací společnosti Clear Automation, integrátora automatizace se sídlem ve městě Connecticut, který se specializuje na navrhování, technické zajištění, výrobu a instalaci integrované robotické techniky a systémů počítačového vidění. „Poté je na místě instalace zařízení přesouváno do stále čistějšího prostředí a zároveň se odstraňují jednotlivé vrstvy obalu. Nakonec je zařízení odbaleno úplně, a to před vstupem do konečného místa instalace čisté místnosti.“ Stejně jako každá součást výrobního zařízení musejí mít i roboty zajištěny náležitou údržbu a monitorování pro zachování jejich efektivity. Před výběrem robota je nutno znát požadavky na geometrii a čistotu pracovní buňky. V závislosti na provedení buňky a zvoleném druhu robota lze použít nižší třídu robota a stále přitom splňovat celkové požadavky... Aby během instalace nedocházelo k šíření částic, roboty a všechny další součásti se musejí otřít utěrkami pro čisté místnosti, aby se odstranily jakékoli cizorodé částice. Poté je dobrou praxí připojit robota k odsávacímu systému závodu a po několik hodin z něj odsávat vzduch, aby bylo jisté, že jsou zcela odstraněny všechny částice. V odvětví výroby polovodičů a pevných disků je obtížné zamezit tomu, aby v čisté místnosti pracovali lidé, a to z důvodu monitorovacích úkonů, manipulace s materiálem mimo robota apod. Minimalizace počtu lidí pracujících v čisté místnosti však výrobci umožňuje lépe udržovat čisté prostředí. Naštěstí dnešní vysoce spolehlivé, ser- vem řízené roboty vyžadují jen minimální údržbu. V čistých místnostech jsou stále více implementovány průmyslové roboty pro jejich mimořádně dlouhou střední dobu mezi chybami ve srovnání s konvenčními zařízeními. S tím, jak roste potřeba vyrábět produkty v čistém prostředí, se výrobci budou obracet na automatizaci, aby jim přinesla zvýšení objemu výroby, snížení doby cyklu a nižší náklady. Je velmi cenné dobře znát, jak zavádět robotiku a související technologie do čistého prostředí před jejich zprovozněním, aby byl následný proces úspěšný a čistý. Rush LaSelle je ředitel pro celosvětový prodej a marketing společnosti Adept Technologies a má více než dvacetileté zkušenosti s vyspělou robotikou a automatizačními systémy. Významně se podílel na rozšiřování robotiky na trhy a do odvětví s tradičně nedostatečnou přítomností flexibilní automatizační technologie. Před vstupem do společnosti Adept Technology působil jako výkonný ředitel společnosti FANUC Robotics America. Vystudoval obor strojírenství na univerzitě Santa Clara University a má titul MBA z univerzity UC Berkeley's Haas School of Business. řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 37 Údržba & správa Servis v „těžkých“ podmínkách Podobně jako se každý člověk jednou za čas podrobí lékařskému vyšetření, musí i věci kolem nás pravidelně projít důkladnou prohlídkou. Někdy stačí jen lehký, jindy je zapotřebí komplikovaný a časově náročný zásah. Situace je o to složitější, jedná-li se o zařízení umístěné v prostředí těžkého průmyslu, kde podmínky pro opravu nejsou většinou příznivé. P řevodovk y pro těž k ý pr ůmysl se v yznačují svou robustností, která je v prostředí lomů, uhelných pásových cest či drtičů rozhodně na místě. Jsou svým provedením určeny pro velmi těžké práce, při údržbě a případné opravě však vyžadují pečlivé a jemné zacházení. Nepřesnost v ustavení v řádu několika desetin, v některých případech i tisícin, může mít pro převodovku 38 • Květen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku Lukáš Mikulka SEW-EURODRIVE CZ s. r. o. fatální následky. Před začátkem servisních prací SEW-EURODRIVE standardně využívá moderních technik pro odhalení pravděpodobné příčiny, jakými jsou boroskopie, diagnostika vibrací, termografie a samozřejmě také tribotechnika. Pomocí zmíněných nástrojů lze velmi přesně diagnostikovat vadný díl a dobře se tedy připravit na opravu. Díky tomu je potřebná doba minimalizována. I přesto se však pohybuje v rozmezí několika dnů až týdnů, v závislosti na velikosti převodovky a stupni poškození. Servisní zásah na místě Pokud však jde o havárii, je použití předběžných diagnostických metod předem vyloučeno a převodovku je nutné rozebrat, často i na místě u zákazníka. Stejně tak tomu bylo při servisním zásahu u jednoho z předních výrobců cementu a drceného kamene. Když jedno úterní ráno vyráží dvojice servisních techniků na místo, vypadá to na běžnou kontrolu dvou převodovek h lav n ích pásov ých dopravníků, včetně lehké opravy jedné z nich. la, neboť je třeba celou převodovku rozebrat. Během neděle je po kompletní defektoskopické zkoušce jasné, že na pastorkové hřídeli výstupního kola je poškozených 28 zubů z celkového počtu 73, a jsou pozorovatelné trhliny pouhým okem (viz obrázek č. 2). Obrázek 1: Pohon pásového dopravníku Po kontrole prvního pohonu zjišťují závadu v ozubení. Ihned je rozhodnuto o jejich prohození mezi sebou, což zabere další dva dny práce. V pátek přijíždí na místo posi- Obrázek 2: Trhlina v materiálu zubu pastorkové hřídele Obrázek 3: Silně poškozený zub před opravou Tři z nich bude třeba provizorně opravit zabroušením, neboť se jedná již o vylomení materiálu (viz obrázek č. 3). Zabroušení se provede f rézou a pneumatickou bruskou. Jak poté vypadá zub, je možné vidět na obrázku č. 4. V pondělí již mohou technici převodovku smontovat, naplnit olejem a připravit k montáži. V úterý ráno je transportována na místo, ustavena na rám a pomocí pružné spojky připojena k dopravníku. Následuje Obrázek 4: Po opravě zabroušením zkouška chodu a u pohonu je potvrzena provozuschopnost. Je však třeba omezit výkon na jednu třetinu jmenovité hodnoty. Zároveň je zákazník upozorněn na nutnou generální opravu celého pohonu, kterou je třeba provést v co možná nejkratší době. Unaveni, avšak s pocitem dobře odvedené práce v úterý večer technici odjíždí. Luk áš Mik ulk a zastává pozici vedoucího servisu ve společnosti SEW-EURODRIVE CZ s. r. o. Kontaktovat jej můžete na adrese [email protected]. řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 39 Údržba & správa Diagnostika tlakových rozvodů, ventilů, mechanických a elektrických zařízení Ing. Libor Keller TSI System Ř ada nežádoucích jevů v průmyslových zařízeních je doprovázena vznikem ultrazvuku, a to jak šířícího se vzduchem, tak materiálem konstrukcí. Ultrazvuk vzniká při úniku médií netěsnostmi spojů nebo trhlinami v materiálu. Ultrazvukový signál se šíří ze špatně těsnících ventilů. Ultrazvuk se generuje při chodu valivých ložisek. Zdrojem ultrazvuku jsou také elektrické výboje. Proto byla vyvinuta celá řada ultrazvukových detekčních přístrojů, které pomáhají zjišťovat ultrazvukové signály těchto nežádoucích jevů při chodu průmyslových zařízení. Je prokázáno, že včasná detekce netěsnosti, zvýšeného valivého tření nebo výboje zachytí vznikající vadu v počátečním stadiu a tak se předejde rozsáhlým škodám způsobeným jejím plným rozvinutím. Ultrazvuková diagnostika Pod pojem ultrazvuk zahrnujeme v případě průmyslové diagnostiky akustické signály ve frekvenčním rozsahu od 20 do 100 kHz, tedy nad hranicí lidské slyšitelnosti. Výhodou ultrazvuku je 40 • Květen 2011 jeho snadná směrová lokalizace a možnost selektivního filtrování a tím odlišení od rušivých zvuků v ostatních částech akustického spektra. Zjišťování úniků je založeno na vzniku ultrazvukového signálu při turbulentním proudění. Pokud nastane porušení těsnosti tlakové soustavy, dochází téměř vždy k turbulenci a je tedy generován ultrazvuk. Bylo zjištěno, že většina spektrálních složek tohoto ultrazvukového signálu se nachází v pásmu mezi 30 a 50 kHz. Na stejném principu funguje opačný jev, a to porušení vakuového systému. Intenzita ultrazvuku se mění s tlakovým rozdílem netěsnosti a se vzdáleností. Může být proto měřítkem velikosti netěsnosti. Diagnostika úniků se používá při kontrole rozvodů tlakového vzduchu, páry a technických plynů. Zde se nejvíce uplatňuje ultrazvuk šířící se vzduchem. Při kontrole netěsností ventilů, odvaděčů kondenzátu a při hledání úniků z potrubí uložených ve zdech nebo v terénu se spíše uplatní diagnostika pomocí ultrazvuku šířícího se materiálem. Ekonomické aspekty včasné ultrazvukové diagnostiky úniků jsou zřejmé. Výroba tlakového vzduchu je drahá a jeho nekontrolovaný únik způsobuje značné ztráty. Stejně tak špatná funkce odvaděčů kondenzátu vede v parních systémech k vysokým ztrátám. A pokud dochází k únikům speciálních technologických plynů, nemusí jít jen o ztráty, ale také o bezpečnost a zdraví. K detekci výbojů, ať se jedná o korónový, doutnavý, jiskrový nebo obloukový výboj, je také možné použít ultrazvukových přístrojů, protože ultrazvuk je průvodním jevem elek- řízení & údržba průmyslového podniku trických výbojů. Ty mohou vznikat na komponentech rozvodů vysokého napětí, v transformátorech, odpojovačích a v rozvaděčích. Předností detekce ultrazvukového signálu výbojů je, že mohou být indikovány výboje v počátečním stadiu degradace vysokonapěťového komponentu, na kterém vzniká korónový výboj. To je výhoda před sledováním termokamerou, která diagnostikuje výboj až tehdy, kdy dochází k tepelné destrukci komponentů. Také je možné ultrazvukem detekovat výboj v krytém transformátoru nebo rozvaděči. Zde je výhoda ve varování obsluhy před možností úrazu elektrickým proudem při odstranění krytu. Také v tomto případě má termodiagnostika omezené možnosti. Ultrazvuková diagnostika valivých ložisek je velmi metodicky propracovaná. Využívá se srovnávacího měření, zjišťování trendu a spektrální analýzy ultrazvuku. Ultrazvukový signál se snímá kontraktně a je tak možné provádět diagnostiku chodu rychloběžných i pomaloběžných ložisek. Se zvyšující se intenzitou ultrazvuku lze postupně usuzovat na nedostatečné mazání ložiska, poté na mikroskopické defekty v oběžných drahách, následně na velká poškození typu „pitting“, která přecházejí v havárii ložiska. Preventivní diagnostika chodu ložisek dokáže odhalit jejich vznikající závady dostatečně včas, aby bylo možné zajistit opravu nebo výměnu vadného ložiska, než dojde k jeho zničení a následným škodám na zařízení a ke ztrátám kvůli neplánované odstávce technologie. Ultrazvukové detektory Americká společnost UE Systems je průkopníkem v oblasti průmyslové ultrazvukové diagnostiky již od roku 1973 a její výrobky jsou známé v celém průmyslovém světě. Ruční ultrazvukové detektory značky Ultraprobe® zahrnují celou řadu modelů od jednoduchých analogových indikátorů ultrazvuku až po sofistikované digitální ultrazvukové analyzátory pro komplexní posuzování stavu průmyslových zařízení. Přístroje Ultraprobe® se dodávají v sadách určených pro detekci ultrazvuku šířícího se jen vzduchem nebo jen materiálem konstrukcí, případně v sadách kombinovaných. K dispozici jsou také provedení pro detekci ultrazvuku na velké vzdálenosti nebo naopak pro sledování velmi malých netěsností nablízko. V nabídce je i jiskrově bezpečné provedení. Pro základní ultrazvukovou diagnostiku je určen analogový přístroj Ultraprobe® 100. Je to praktický nástroj pro běžnou detekci úniků, pro kontrolu odvaděčů kondenzátu a hodí se i pro kontrolu ložisek. Má jednoduché použití, osm nastavitelných stupňů citlivosti, LED sloupcový ukazatel, skenovací akustickou ultrazvukovou jednotku a kontaktní modul. Ultraprobe® 3000 je pokrokový digitální ultrazvukový detektor s pamětí a dokumentačním programovým vybavením. Pistolové provedení s přehledným displejem a rotačním ovladačem zaručuje snadné a pohodlné použití. Paměť dat umožňuje zaznamenat hodnoty až ze 400 měřicích míst a je tak možné sledovat trendy vývoje v poruchových místech. Výměnné skenovací a kontaktní moduly a další příslušenství umožňují provádět diagnostiku všech typů včetně kontroly na velké vzdálenosti i nablízko. Nejvyšším modelem je přístroj Ultraprobe® 15000, který představuje kompletní digitální kontrolní systém pro tzv. „Condition Monitoring“. V pistolovém provedení s velkým barevným dotykovým grafickým displejem nabízí tento přístroj rozsáhlé možnosti vlastního snímání ultrazvuku pomocí různých specializovaných snímacích modulů, záznam sejmutého signálu do paměti a jeho analýzu přímo v přístroji. Ultraprobe® 15000 je navíc vybaven bezkontaktním měřením teploty, laserovým zaměřováním detekovaného místa a digitálním fotoaparátem. Přístroj má několik přednastavených režimů pro všeobecnou diagnostiku, pro kontrolu úniků, pro diagnostiku ventilů a odvaděčů kondenzátu, pro posuzování ložisek a pro detekci elektrických výbojů. Ve spolupráci s programy Ultratrend DMS™ a UE Spectralyzer™ tak představuje dokonalý prostředek pro komplexní diagnostiku strojů a zařízení. Průmyslová ultrazvuková diagnostika je silný nástroj pro preventivní a prediktivní údržbu. V kombinaci s termodiagnostikou umožní dokonalou péči o základní prostředky výrobce, významnou měrou přispívá k prodloužení životnosti strojů a zařízení a pomáhá při hledání energetických úspor ve výrobních technologiích. TSI System s.r.o. www.tsisystem.cz Ultraprobe ® Ultrazvuková průmyslová diagnostika Zjišťování úniku tlakového vzduchu Kontrola ventilů a odvaděčů kondenzátu Diagnostika valivých ložisek Vyhledávání elektrických výbojů TSI System s. r. o. Mariánské nám. 1 617 00 Brno ČR tel. +420 545 129 462 fax 545 129 467 [email protected] www.tsisystem.cz řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 41 Údržba & správa Jak volit správnou cestu k úspěšnému programu prediktivní údržby RNDr. Ondřej Valent, CSc. CMMS V šechny cesty vedou do Říma, ale některá je jistější a rychlejší…Průzkumy ukazují, že jen malé procento projektů prediktivní údržby je úspěšné. Kde je chyba? Je řada příčin neúspěchu, zde se budeme zabývat jen některými. Ukazuje se, že základním kamenem úrazu je nevhodný výběr diagnostických testů a údržbářské metodiky. Z různých metod sledování je nutno vybrat ty, které jsou pro daný stroj nejúčinnější a dokážou odhalit a odstranit kořenové příčiny poruch. V následujících řádcích ukážeme, že i velmi jednoduchými metodami a za velmi nízkých nákladů na úrovni desetitisíců investovaných korun lze dosáhnout excelentních výsledků. Řada strojů vyžaduje klasickou obchůzkovou inspekční činnost, která je jedinou spolehlivou metodou jejich bezpečného chodu. Nicméně inspekční a mazací záznamy bychom měli vést v elektronické podobě, aby byly k dispozici pro kvalifikované rozhodování. Elektronické obchůzkové systémy se dají pořídit již za 20-30 000 Kč (HW+SW) Pro které stroje jsou zkoušky olejů nejdůležitější? Turbíny – Většina instalací turbín používá oběhové systémy k zajištění velkého množství čistého oleje potřebného pro chlazení a mazání ložisek. Turbínový olej používaný ve stacionárních parních generátorových provozech má normálně dlouhou životnost. Teploty ložisek jsou střední a oxidace obecně není problémem. dostatečně doplňován přidáním korozních a oxidačních Kořenové příčiny poškození rotač- inhibitorů. Voda se může dostat do systému parní ních strojů: Zhruba polovina poruch rotačních turbíny od unikající páry nebo kondenstrojů má původ v nevhodném mazání zací. Obyčejně se usadí na dně olejoa další polovina důvodů je nevyhovující vé nádrže nebo je odstraněna čistícími geometrie. Pokud vaše strategie údržby systémy. Naneštěstí voda může v systému nezahrne odstranění těchto dvou kořenových příčin poruch, nebude úspěšná. někdy zůstat a vytvářet problémy. Nevhodné hospodaření a náhodné znečištění jinými oleji může taky zkrátit životnost turbínového oleje. Hydraulické systémy – Dnešní moderní hydraulické oleje potlačují oxidaci a korozi. Obsahují aditiva pro kontrolu pěnivosti a provzdušnění plus speciální protiotěrová aditiva, která chrání čerpadla jiné části s těsnými tolerancemi v hydraulických systémech. Normálně mají moderní hydraulické oleje dlouhou provozní životnost. Cizí čásJednou ze základních strategií moderní údržby tice s abrazivní povahou jsou je sledování stavu olejů. 42 • Květen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku „nepřítel č. 1“. Mohou způsobit opotřebení čerpadel a ventilů a ztrátu hydraulického tlaku. Znečištění vodou nebo znečištění hydraulické kapaliny procesním olejem může vyústit v problém. Voda může vytvořit emulzi během mlecí činnosti čerpadla a tomu může pomáhat znečištěný cizí olej. Některé hydraulické systémy používají nehořlavé kapaliny, které nejsou na bázi ropy. Jsou to syntetické materiály, které mají vysokou oxidační odolnost, mohou operovat při celkových teplotách až do 150 °C a mají teplotu samovznícení (teplota spontánního vznícení ve vzduchu) nad 540°C. Znečištění ropnými produkty a abrazivními částicemi jsou nejběžnější problémy. Oběhové olejové systémy – Tyto systémy jsou používány v mnoha aplikacích, kde je potřeba velké množství maziva pro mazání a chlazení. Ocelárny a papírny jsou příklady těžkých provozů, kde mohou být hlavními problémy oxidace a znečištění. V ocelárnách oxidaci oleje způsobí vysoké rychlosti, vysoké teploty, vysoké tlaky a mnoho příležitostí k provzdušnění oleje. To je často urychleno velkým znečištěním vodou, špínou a šponami. Jiná maziva mohou vniknout přes prosakující těsnění a ještě víc znečistí systém. Válcovací olej a stříkající chladicí voda válců se přidávají k problémům. Papírny mají některé překvapivě obdobné podmínky. Ložiska na párou vyhřívaných válcích jsou horká a problémem může být oxidace. Voda, procesní tekutiny, nečistota a drobné útržky oleje jsou zdroje znečištění oleje. Kompresory a chladicí systémy – Požadavky kompresorů na mazání jsou v rozsahu od minerálních olejů přes vysoce aditivovaná maziva po speciální inertní oleje. U mnoha malých kompresorů je olej měněn pravidelně a monitorování olejů není zahrnuto. U velkých kompresorů, používaném v chemickém a ropném průmyslu využíváme monitorování olejů. Typ opotřebení oleje se mění s typem kompresoru a stlačovaným plynem. Vzduch je nejběžněji stlačovaný plyn. Mísení oleje a vzduchu podporuje oxidaci oleje. To případně vede k vytváře- ní laků nerozpustných v oleji, které se usadí na rotorech a ventilech a způsobují poruchy. V extrémních případech, může olej karbonizovat. Špatná údržba sacích filtrů vzduchu vede k prachu a špíně v oleji, které poškozují kroužky, ventily a jiné části s malými tolerancemi. Převody – Maziva pro převody jsou v rozsahu od těžkých asfaltových produktů přes turbinové a hydraulické oleje až po speciální maziva posílená o EP a aditiva snižující tření. Podstatná věc, kterou všechny převody dělají je přenos výkonu. Při dotyku na dosedajících zubech vzniká tření a to produkuje teplo. Převody operující nepřetržitě při těžkém zatížení vyžadují velké množství oleje pro chlazení a chladiče pro chlazení oleje. Olej v takovém provozu může oxidovat a tím bude zvyšovat viskozitu oleje. Vyšší viskozita znamená větší tření a vyšší teploty. Vytvářejí se nánosy. Chladiče selhávají. Je to autokatalytický proces oxidace v praxi. V převodech, které jsou dlouho v provozu, je důležitým kontrolním bodem monitorování viskozity. Když je problémem vnější znečištění, závisí na konstrukci filtru převodovky a prostředí. Jak se testují průmyslové oleje? Smyslové testy na místě – Je problém? Podívejme se! Smyslová analýza – očima a nosem – je vždy první na programu. Tyto jednoduché testy mohou povědět mnoho o stavu maziva, stroje a účinnosti používané metody čištění. Jsou proveditelné i nezkušeným člověkem v podniku – denně, týdenně, měsíčně – dle toho, co vyžaduje situace. Další analýza je potřebná, jenom když se zvedne zástavka těchto prvních testů na místě. Odeberte malý vzorek kapaliny do skleněné nádoby a pozorujte jeho pach, barvu, zakalení, plovoucí nečistoty, sedimenty a volnou vodu. Pro porovnání se používá nový vzorek nepoužité kapaliny. Vzorky se uloží do čistých nádob a odloží se pro budoucí porovnání podle jednotlivých smyslu: ■ Vzhled: Nejjednodušší ze všech testů. Podívejte se na olej v čisté vzorkové láhvi. Čistý a čirý? Nebo zamlžený a kalný, indikující znečištění vodou? Rozptýlený materiál? Typický pro produkt a typ provozu? Zpěněný? ■ Barva: Užitečné pro světlé produkty, barva má relativní význam. Je barva stejná, jakou má původní produkt? Ztmavnutí barvy může znamenat oxidaci nebo znečištění tmavým olejem. Na druhé straně u některých olejů, jako u těch těch v papírenském provozu, se ztmavnutí očekává. Je to v důsledku vyplavování kalů a produktů oxidace. Použitý olej z papírenského stroje bude vysoce podezřelý, pokud bude světlý a čistý. ■ Zápach: Další porovnávací test. Použité oleje budou normálně mít jemnou nebo „olejovou“ vůni. Oleje, které byly zoxidovány, mají „připečený“ nebo štiplavý zápach. Cizí olej by mohl dát vzorku zvláštní zápach. Jiné vizuální zkoušky – Tato vizuální kontrola pomáhá zjistit následující stavy: ■ Zatuchlý pach indikuje oxidaci. Oxidovaná hydraulická kapalina vyčerpala pravděpodobně aditiva proti opotřebení, což může způsobit zvýšené opotřebení. ■ Barva může indikovat oxidaci nebo jinou kontaminaci. Kontaminace může být v mnohých formách. Změna barvy může indikovat chemicky kontaminovanou kapalinu, i když vložka vypadá čistá. Jakmile zjistíte nezvyklou barvu nebo jiné změny, kontaktujte dodavatele kapaliny. ■ Zakalení ukazuje na přítomnost vody nebo vosku. Vzorek se nahřeje na 121 °C. Jestliže je to vosk, zakalení zmizí. Pokud je to voda, bude vřít s jasným zvukem bublání. Jakmile je problémem vosk, zkontrolují se všechny filtry v systému, jestli nejsou ucpané. Přítomnost vody indikuje, že systém musí být kompletně zkontrolován na množství volné vody a její původ. Musí se vykonat preventivní opatření. Užitečné jsou filtrační vložky, společně s elementy pro odstranění vody. ■ Sedimenty, nečistoty a volná voda indikují kontaminaci a nebo nestabilní kapalinu. Nestabilní kapalina je často identifikována emulzí v kapalině. Tato emulze je způsobena tendencí aditiv v kapalině přitahovat vodu. Pokud existuje tento stav, kapalina musí být vyměněna a systém zkontrolován na přítomnost vody. Dva další testy na místě, které vám pomohou rozhodnout, kdy je potřeba víc testů – Test na vodu vám může prozradit, jestli kalný vzorek je kalný kvůli vlhkosti nebo z jiných důvodů. Kus čistého savého papíru může kontrolovat temný vzorek na přítomnost kalu: ■ Vodní „prskací“ test: Několik kapek oleje se umístí na horký (nejmíň 120 °C) kovový povrch. Prská a poskakuje olej? (Buďte opatrní! Někdy taky stříká.) Když olej prská, znamená to obsah vody víc než 0,1 % nebo 0,2 %. ■ Test „kapková zkouška“: Tento test byl vyvinut hlavně pro monitorování stavu motorových olejů a je široce využíván v této třídě produktů. Je to jednoduše vykonatelný test a může být proveden na místě s použitím běžného savého papíru. Je důležité, aby byl papír podepřen tak, aby zvlhčené místo neleželo na žádném povrchu. Po vysušení prozkoumejte olejový bod, který může vypadat jako jeden z obrázků. Může být popsán způsobem, který se odvíjí takto. Žádný kal – olejový bod bledne s neurčitými hranicemi. Obsah kalu –střed určené vnější hranice nasáté olejové kapky. Dobře viditelný vnitřní bod znamená, že disperzní vlastnosti oleje byly přemoženy kalem. Pro identifikaci kalového materiálu budou potřebné další testy. Testy pro určení stavu oleje Testy na místě – U každého odebraného vzorku oleje se provede měření 4 hlavních parametrů: řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 43 Údržba & správa - kinematické viskozity, - celkového znečištění, - kyselosti, - obsahu vody. V případě, že u některého z uvedených parametrů byla zjištěna hodnota výsledku překračující mezní hodnotu, je nutné olejovou náplň přefiltrovat, upravit nebo vyměnit. Pokud u žádného z uvedených parametrů nebyla překročena mezní hodnota, je olej použitelný k dalšímu provozu. Jednoduchou sadu pro všechny testy pořídíte za cca 45 000 Kč. Kinematická viskozita – Viskozita je jednou z nejdůležitějších vlastností mazacích olejů. Určuje únosnost mazacího filmu, velikost odporu při rozběhu pohyblivých částí stroje, těsnicí schopnost, čerpatelnost, tepelnou vodivost aj. né výpočty. Při provádění testů se dá lehce dosáhnout přesnosti 95 % i vyšší. Operátoři v provozu mohou oleje testovat důkladně, přesně a rychleji než komerční laboratoře. Použití VISGAGE 38 je ideální pro získání okamžitých výsledků S oběma kuličkami na nulové značce nakloňte ústím dolů (obr. 5) v úhlu mezi 30 až 45 stupni tak, aby se kuličky pohybovaly přes oleje k max. značce na konci měrky. Nechte kuličky procházet oleji. Když vedoucí kulička dosáhne značky na levé straně měrky, postupně vyrovnejte přístroj do horizontální polohy, aby se vedoucí kulička zastavila. Bod na stupnici v místě opožděné kuličky znamená viskozitu testovaného oleje přímo v cSt při 40 °C. Po několika pokusech může jiný operátor zkontrolovat viskozitu olejů s přesností 95 % nebo lepší; a když je zručný a zkušený, dosáhne ještě bližší přesnosti. Číslo kyselosti TAN – kvalitativní zkouška – Číslo kyselosti TAN (Total Acid Number) informuje o nárůstu látek kyselého charakteru, které vznikají při oxidaci oleje a mohou korozivně napadat materiál. Jeho hodnota informuje o nárůstu látek kyselého charakteru vznikajících v důsledku termooxidačních reakcí oleje. Kyselé složky oleje korozivně napadají citlivé ložiskové materiály (bronzová pouzdra kluzných ložisek). Výrazné změny hodnot viskozity ve srovnání s viskozitou oleje nepoužitelného jsou diagnostickými informacemi o změnách technického stavu palivové a chladicí soustavy a zhoršení provozních podmínek, za kterých motor pracuje. Princip měření je jednoduchý. Je založen na porovnání viskozity vzorky oleje s olejem známé viskozity. Viskozita se odečítá přímo v cSt pro 38 °C při pokojové teplotě 27 °C. Nejsou potřeb- Pro stanovení čísla kyselosti se používá také přibližná hodnota. Podstatou metody je neutralizace kyselých složek oleje hydroxidem alkalického kovu. Zkumavka obsahuje 4 ml modrého testovacího roztoku. Injekční stříkačkou přidáme do zkumavky 4 ml zkoušeného 44 • Květen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku oleje. Dokonale promícháme a necháme stát v klidu asi 10 min. Pokud vzorek zůstane modrý, je olej v pořádku, číslo kyselosti je menší než 1 mgKOH/g. Pokud dojde ke změně barvy, a to k zabarvení do žluta až tmavozelena, je číslo kyselosti vyšší, je třeba přesně stanovit kyselost podle normy, popřípadě olej vyměnit. Dále je důležité určit příčiny kontaminace a mechanismy, které mohou vést k nárůstu obsahu nečistot. Zvláště důležité jsou částice, které mají stejnou velikost jako vůle mezi pohyblivými částmi. Provozní a dynamický mazací film není totéž jako vůle mezi částmi stroje, je závislá na síle, rychlosti a viskozitě. Mazací film odděluje pohybující se povrchy, aby se předešlo kontaktu kov na kov. Odměřený objem oleje se přefiltruje přes membránový filtr s velikostí póru 0,4 až 0,6 um vakuovou filtrací. Celkové znečištění se informačně hodnotí podle obsahu nečistot na filtru ve srovnání se vzorovou stupnicí. Barva vložky poskytuje informace a typu kontaminace. Obyčejně se vyskytuje hnědou barva, od světle hnědé po velmi tmavě hnědé, čímž se indikuje oxidace oleje. Sytě černá indikuje uhlík nebo hliník. Oba případy se ověřují mikroskopem USB. Pod mikroskopem vložka vykazuje částice, které je možné jednoduše identifikovat. Částice jsou obyčejně nečistoty odlévaného železa, ocele, mosazi, bronzu, mědi, silikonu, vláken, plastů, barvy nebo svarů. Slabá oxidace může pod mikroskopem zmizet, kde se stává relativně průsvitnou. Silná oxidace je však jasně vidět. Hliník, který se pouhým okem jeví jako kal, se pod mikroskopem třpytí. Obsah vody – Přítomnost vody nebo chladicí kapaliny má negativní vliv na výkonovou charakteristiku oleje a při práci stroje s obsahem tohoto znečištění nad povolenou mezní hodnotu může být takový olej příčinou negativních důsledků pro životnost a spolehlivost stroje. Reakci glykolové chladicí kapaliny se zušlechťujícími přísadami vznikají nové neúčinné sloučeniny kyselé reakce nerozpustné v oleji. Dochází k vylučování přísad z oleje; v oleji se tvoří emulze a kaly. Důsledkem těchto změn je zahušťování oleje projevující se zvýšením viskozity: a) Vizuální hodnocení velikosti a tvaru skvrny na chromatografickém papíru po nanesení kapky oleje – porovnání se standardem. b) Přítomnost vody se zjišťuje informativním „prskacím“ testem působením zvýšené teploty na olej. Tato zkouška informuje, zda olej obsahuje či neobsahuje vodu. V pozitivním případě se provádí zkouška na stanovení obsahu vody v oleji. Jejím principem je reakce vody obsažené v oleji s hydridem kovů, při které dochází ke vzniku vodíku, jenž v uzavřené nádobce vytváří tlak, jehož velikost je úměrná obsahu vody. Z údaje tlaku v kPa se z diagramu odečte obsah vody v procentech. Odstranění znečištění Olejové systémy jsou v řadě případů vybaveny filtry. Tyto plně průtokové filtry nejsou schopny vyčistit olej na požadovanou vysokou čistotu. Proto je nutné používat bypassové olejové filtry pro jemné čištění nádrží. Vystačíme s jednoduchou filtračkou se zubovým čerpadlem a tlakovou nádobou. Pro hydraulické oleje použijeme celulózové vložky 3 um a pro turbínové oleje 5 um. Cena filtrace je kolem 1 Kč/ litr oleje, filtračku pořídíte za 50 000 Kč Jednoduché testy pro zjištění vyhovující geometrie strojů Jaký je cíl správného ustavení? Jednoduše řečeno, cílem ustavení hřídelů je zvětšení provozní životnosti rotačních strojů. Abyste dosáhli tohoto cíle, musí strojní části, které nejpravděpodobněji mohou selhat, pracovat v návrhových mezích. Protože těmito strojní- Diagnostický přístroj i SW si pořídíte již pod 100 000 Kč mi částmi, které se nejčastěji poškodí, jsou ložiska, ucpávky, spojka a hřídele, přesné ustavení strojů dá následující výsledky: - Redukuje nadměrné axiální a radiální síly na ložiska, aby byla zajištěna větší životnost ložisek a stabilita rotoru v dynamických provozních podmínkách. - Eliminuje možnost poškození hřídele cyklickou únavou. - Minimalizuje velikost ohybu hřídele od místa přenosu výkonu spojkou po spojkové ložisko. Zachovává správné vnitřní vůle rotoru. - Snižuje příkon (dokumentované případy ukázaly snížení od 2 do 17 %). - Snižuje úroveň vibrací na skříni stroje, na ložiskových stojanech i na rotorech. Symptomy nesouososti – na co mám dávat pozor? - předčasné poruchy ložisek, těsnění, hřídelů nebo spojky, - velká teplota skříně u ložisek nebo velká teplota oleje na výstupu, - nadměrný únik oleje z ucpávky, - spojka je horká za provozu nebo těsně po odstavení, - praskliny hřídelů u vnitřního ložiska nebo u náboje spojky, - nadměrné množství vazelíny nebo oleje ve spojkovém krytu, - vyšší spotřeba energie než obvykle, okamžité nebo postupné zvýšení vibrací v radiálním nebo axiálním směru, - volné nebo zlomené spojkové šrouby, - volné uchycovací šrouby, podložky nebo kolíky. Kontrolní seznam pro vizuální inspekci – Minimálně jednou ročně je třeba provést prohlídku všech rotačních strojů a ta by měla zahrnovat následující kontrolu: - správné umístění závěsů, které nesou tíhu potrubí, - dilatační spoje potrubí se mohou volně pohybovat, aby absorbovaly tepelné nebo hydraulické pohyby, - zda nejsou volné šrouby na přírubách potrubí, - praskliny betonových základů, - prosakování vody mezi základovou desku a betonový základ, která může zmrznout a poškodit konstrukci, - uvolnění základových šroubů, NAOBZORU HART hledá kandidáty na cenu Plant of the Year Organizace HART Communication Foundation aktivně hledá kvalifikované kandidáty pro udělení 10. výroční ceny HART Plant of the Year Award (Cena závod roku). Koneční uživatelé a výrobci ze všech koutů světa jsou vyzývání k tomu, aby zasílali své návrhy na ocenění svého závodu nebo závodu zákazníka. Cena HART Plant of the Year je jedinou mezinárodní cenou udělovanou firmám konečných zákazníků v odvětví procesní automatizace za účelem ocenění výjimečného použití komunikační technologie HART. Návrhy budou přijímány až do 30. června 2011. „Při rozhodování o udělení ceny HART Plant of the Year se posuzuje využívání komunikace HART, nikoli velikost instalace. Hledáme závod, který dokáže využívat schopnosti přístrojové techniky na bázi protokolu HART více než jen v rámci konfigurace a kalibrace,“ vysvětluje Ron Helson, výkonný ředitel organizace HART. www.hartcomm.org - uvolnění ustavovacích podložek, - rezivění podložek, - uvolnění nebo opotřebení centračních kolíků, - barva na podložkách. Návratnost Klíčovým indikátorem úspěšnosti je návratnost vložených investic. Pokud nepropadnete megalomanským touhám pořídit si elektrostatické filtry a laboratoř za miliony Kč a soustředíte se na zdravý selský rozum, vše potřebné si pořídíte za desítky tisíc. Jsem si jist, že během prvního testování a filtrování se vám navrátí veškerá vložená investice. Navíc docílíte kýžených výsledků, střední doby mezi poruchami v rocích místo měsíců, životnosti strojů a olejů v rocích a již žádnou neočekávanou poruchu. Na závěr to nejpodstatnější… Musíte se to naučit, zavést a pravidelně a poctivě provádět. Největším problémem je, že to neumíme a neděláme. Naše společnost uvedené přístupy aplikovala v řadě velkých podniků a výsledky jsou přesvědčivé. Více na www.cmms.cz řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 45 Nářadí Nářadí pro zpracování plechu a kovů Bohdan Szafrański Utryzmanie Ruchu V obor u nářadí pou žívaných pro zpracování kovů, a v rámci toho i plechu, nedochází zdánlivě k žádným změnám, avšak ve skutečnosti zde nastává významný technologický pokrok. Obzvlášť pro uživatele s nadstandardními požadavky se objevuje nářadí vyrobené s použitím nových technologií a materiálů. Nářadí správně zvolené pro provádění práce v příslušných podmínkách je základem náležitého procesu jeho používání. Při nákupu není možné orientovat se pouze podle ceny, nebo dokonce vztahem ceny a kvality. V závislosti na podmínkách a intenzivnosti práce se bude totéž nářadí chovat různým způsobem. Samozřejmě profesionální (obvykle drahé) nářadí vydrží ve všech podmínkách, avšak z ekonomického hlediska nemu46 • Květen 2011 sí být jeho koupě účelná. Zároveň však, navzdory postupu automatizace v průmyslové výrobě, není možné se v mnoha situacích vyhnout použití ručního nářadí. V případě takového nářadí je důležitá životnost a produktivita při současném zachování nízkého objemu a vhodnosti, aniž by tím byla ohrožena jeho odolnost. Pořádné vybavení Ne všichni si uvědomují těsné sepětí životnosti stroje či elektrického nářadí s kvalitou vrtáků, fréz nebo čepelí. Používáním vybavení horší třídy nejen snižujeme kvalitu prováděné práce, ale více zatěžujeme nářadí. Proto se zde ne vždy vyplácí šetřit. Mezi specialisty se stále vedou diskus e o kvalitě výrobků nabízených jednotlivými výrobci. Bohužel nejčastěji se vyplatí důvěřovat značce výrobce anebo si osobně výrobek vyzkoušet. Dobrým řešením může být využití nabídky specializovaných výrobců. Jako příklad lze uvést firmu FENES, řízení & údržba průmyslového podniku která je již více než 30 let významným výrobcem řezacího nářadí pro opracování kovů a dřeva. Hlavní vývojové tendence firmy jsou zaměřeny na nářadí ze slinutého karbidu, speciální nářadí pokryté supertvrdými vrstvami (např. TiN, TiCN, TiAlN) a na nové technologie pásových pil. Stojí za to vzpomenout, že prášková ocel (PM) má ve srovnání se slinutým karbidem homogenní strukturu, což umožňuje dosažení větší tvrdosti a odolnosti vůči odírání. Jak uvádí firma FENES, frézy vyrobené z této oceli mají dvakrát vyšší životnost ve srovnání s nářadím vyrobeným z HSS. Mezi novinky firmy se řadí pásové bimetalové pily TAJFUN vyrobené z rychlořezné oceli M42 s 8% obsahem kobaltu a spojené svazkem elektronů s nosným pásem z pružinové oceli. Jak uvádí výrobce, je dosahováno až 70% nárůstu produktivity řezání. Tato pila se doporučuje pro řezání konstrukční uhlíkové a slitinové oceli, nástrojové uhlíkové a slitinové oceli, rychlořezné oceli, nerezo- né použití příslušného nářadí nabízí značný potenciál pro omezení nákladů a zlepšení vé a kyselinovzdorné oceli. Naproti tomu firma TITEX, jež je součás- produktivity. Jak uvádí TITEX, urychlením tí skupiny Sandvik, nabízí vysoce výkonné mechanického opracování o 50 % je možno při využití nového nářadí zpracování známé jako HSC, dosáhnout úspory v řádu 15 % které kromě obrábění nasu- Specializovaní celkových nákladů výroby. cho představuje novou techNaproti tomu jeden nologii určenou pro snížení dodavatelé a výrobz význačných výrobců nářadí výrobních nákladů. V sadě ci profesionálního a strojního vybavení značky nářadí Titex Plus se nacháDonier uvádí, že řezací nářadí zí nářadí pro vrtání, řezání nářadí nabízejí tvoří převážně 3–4 % výrobzávitů a frézování za účelem ních nákladů příslušného rychlého opracování. Výho- v současnosti komponentu. Nicméně 45 % dou systému obrábění HSC pomoc v průběhu celkových nákladů připadá je např. zkrácení výrobní na čas nezbytný pro provedení doby díky krátkému opraco- zavádění nových tohoto komponentu. vání a zkrácení doby nečinnářadí a technologií obrábění Využití správného a optimálnost i, r ych lé posouvá n í přidávaného materiálu, ome- obrábění v konkrét- ně připraveného nářadí může zajistit vyšší produkci, lepší zení nárůstu teploty obráběkvalitu, menší množství odpaného materiálu, a to přede- ních situacích. du a snížení nákladů na opravším v průběhu frézování. cování a vynaloženou práci. Výsledkem je dosažení snížení nákladů na tvorbu výrobků díky zvý- Proto také mohou mít inovace v oblasšení produktivity procesu obrábění a zlep- ti slinutých karbidů velký vliv na náklady výroby. Stojí za to se o tento aspekt zajímat šení kvality. Specializovaní dodavatelé a výrobci pro- v souvislosti se specifiky vlastní firmy. V dnešní době máme na trhu k dispofesionálního nářadí nabízejí v současnosti pomoc v průběhu zavádění nových nářa- zici prakticky nářadí všech významných dí a technologií obrábění v konkrétních výrobců. Pokud jde o specializované nářasituacích. Ze získaných údajů vyplývá, že dí, působí na polském trhu firmy, které mají cena nářadí odpovídá pouze 3 % celkových již několik let stabilní pozici. Příkladem nákladů výroby. Nicméně významným způ- může být firma Plasmet, která se zabývá sobem ovlivňuje zbývajících 97 %. Správ- výrobou specializovaného nářadí. Firma se NAOBZORU Pohony a měniče pro novou stáčírnu Společnost Nord je dodavatelem pohonů pro technologie balení, paletování a přepravy v nové továrně společnosti Hacklberger Beverage. Návrh a instalaci tohoto zařízení realizovala společnost BMS Maschinenfabrik. Přesnost polohování, decentrální technologie a nízká energetická spotřeba jsou klíčové faktory pro tuto novou výrobu, kde se stáčí až 36 000 láhví za hodinu. Spotřebitelé velice často vrací různé typy láhví v jedné přepravce. Roztřídění různých láhví je pak složitý proces. Na začátku jsou přepravky naloženy na dopravníky, které je přesunou do výrobní haly. Následně jsou přepravky přeloženy na pás, kde jsou automaticky identifikovány a přemístěny do příslušného skladovacího prostoru. Láhve a přepravky, které nejsou automaticky rozpoznány, jsou předány k manuálnímu roztřídění. Přepravky potom prochází myčkou. V dalším kroku jsou u láhví odstraněna víčka, nálepky a jiné obaly. Láhve pak putují do mycího systému. Po důkladném vymytí jsou láhve zkontrolovány, a pokud jsou nějaké poškozeny, nebo znečištěny, jsou automaticky odmítnuty. Po naplnění se láhve uzavřou víčkem a označí samolepkou. V dalším úseku jsou dopraveny do výstupní stanice, kde jsou opět uloženy do přepravek. Následuje balení na palety a doprava zpět do centrálního skladu. Všechny úkony od balení, přes paletování až po přepravu navrhla společnost BMS Maschinenfabrik. www.nord-cz.com řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 47 Nářadí NAOBZORU Společnosti Eaton a Phoenix Contact podepsaly na veletrhu Hannover Messe 2011 smlouvu o spolupráci Phoenix Contact, přední světová firma v oblasti komponent, systémů a řešení pro elektrotechniku, elektroniku a automatizaci, a Eaton, jeden z předních výrobců komponent pro distribuci energie, UPS a komponent a systémů pro automatizaci, uzavřely na veletrhu Hannover Messe 2011 smlouvu o spolupráci na elektronických spouštěčích motorů Contactron se SmartWire-DT. První den veletrhu smlouvu oficiálně podepsali Roland Bent, generální ředitel Phoenix Contact, a Tom Gross, viceprezident a ředitel divize Electrical Sector společnosti Eaton. Smlouva se týká spolupráce v oblasti vývoje a komerčního využití průmyslových elektronických spínačů a komunikačních systémů. Předmětem spolupráce je vývoj a uplatnění společné strategie při vývoji spouštěčů motorů Contactron a uvedení SmartWire-DT jako nového standardu pro komunikační rozhraní inteligentních spínačů. Obě inovace, elektronický spouštěč motorů Contactron od společnosti Phoenix Contact a nová koncepce komunikační a propojovacích rozhraní SmartWire-DT od firmy Eaton, vytvářejí nová měřítka pro rozměry produktů, způsob připojení, robustnost a spolehlivost. Výhody pro strojní konstruktéry i systémové inženýry jsou malé požadavky na prostor, zjednodušení kabelového připojení a vysoká míra spolehlivosti. „Elektronické spouštěče motorů Contactron integrují v nejmenším možném prostoru spínací a ochranné funkce, které byly dříve vykonávány odděleně několika tradičními, vzájemně propojenými spínacími jednotkami. To je převrat v oblasti silových rozvodů v rozváděčích. Inovativní koncepce SmartWire-DT od společnosti Eaton nahrazuje složité paralelní zapojení řídicích a signalizačních funkcí ve spínací jednotce originálním jednoduchým propojovacím systémem,“ řekl Roland Bent, generální ředitel Phoenix Contact. Více informací: www.phoenixcontact.de; www.eaton.com/moellerproducts. V ČR vznikne špičkové vědeckotechnické centrum zaměřené na energetiku V Jihlavě vyroste do roku 2014 nový Vědeckotechnický park (VTP) a Centrum pro transfer technologií (CTT) Vysočina. Zaměří se především na energetiku a jeho provozovatelé si slibují, že se díky tomu stane jedním z klíčových technologických pracovišť v zemi. Celkem do něj investují přes 400 milionů korun. V rámci vědeckotechnického parku vznikne více než 50 pracovních míst, dalších 150-200 pozic by se mělo objevit u spolupracujících firem. "Výzkum a vývoj v oblasti energetiky má pro Českou republiku strategický význam. V nejbližších letech tento sektor čekají nejen v České republice rozsáhlé investice a je proto klíčové, abychom mohli využít nejmodernějších technologií domácích firem. Vznikající vědeckotechnický park a centrum pro transfer technologií také podpoří rozvoj mladých talentů v oblasti energetiky, což je přesně v souladu s připravovanou energetickou koncepcí, která se zabývá i tím, jak připravit potřebnou novou generaci specialistů pro českou energetiku," říká ministr průmyslu a obchodu Martin Kocourek. Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR projekt podpořilo prostřednictvím Operačního programu Podnikání a inovace. „Spolupráce s CTT Vysočina pomůže nastartovat hlavně malé a střední firmy, které tu budou moci uskutečnit svoje inovační plány. Projekt proto získá podporu bezmála 300 milionů korun,“ vysvětluje ředitel sekce fondů EU, výzkumu a vývoje Ministerstva průmyslu a obchodu Petr Očko. Projekt zastřešuje sdružení Energoklastr – síť vzájemně propojených společností, institucí a organizací, které díky vzájemné spolupráci upevňují a posilují svoji pozici v českém i zahraničním prostředí. „Jedinečnost projektu spočívá v možnosti otestovat výsledky špičkového výzkumu v reálném prostředí a následně je uvést do praxe,“ říká předseda Energoklastru Jan Rakušan. www.czechinvest.org 48 • Květen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku zaměřuje na výrobu nářadí pro ohraňovací lisy, pro všechny typy strojů a nejrůznějších forem a použití s upevněním typu Promecan, ale také na standardní a specializované nářadí pro jiné druhy lisů. Jako jedna z mála firem v Polsku nabízí profesionální regeneraci nářadí a nožů o délce do 4 metrů. Větší část produkce firmy jde na export. Wera BiTorsion Pokrok v materiálových technologiích ve spojení s novými myšlenkami umožňuje zavádět zlepšení, která zvyšují životnost nářadí a zlepšují produktivitu práce. Příkladem je řešení Wera BiTorsion. Jak je všeobecně známo, hlavní příčinou opotřebování šroubovacího nářadí je projevující se špičkové zatížení v průběhu mechanického šroubování. Síly, které se v tomto okamžiku projevují, mohou vést jak k rychlejšímu opotřebování samotného nářadí, tak k poškození šroubu nebo materiálu, do něhož je šroubován. Proto byl také vypracován systém do značné míry zabraňující těmto nežádoucím jevům. Hroty a rukojeti jsou v systému Wera BiTorsion vybaveny úsekem absorbujícím kinetickou energii špičkového zatížení, které působí na konci hrotu. Tohoto účinku dosáhneme nanesením „pásma”, které se přizpůsobí zákrutu. To je vytvořeno při výrobě nářadí použitím speciálního procesu, který následuje po kalení a jenž sníží tvrdost dříku hrotu v poměru k pracovní části a rukojeti asi o 20 %. Hrot provedený touto technologií má různou tvrdost na různých místech. Používá se systém dvoufázové absorpce. Menší špičková zatížení jsou absorbována rukojetí, větší pohlcuje „kroutící se úsek” hrotu. Důsledkem toho mají hroty a rukojeti rozhodně zvýšenou produktivitu. Tento dvoufázový systém zabraňuje předčasnému opotřebování nářadí. Bohdan Szafrański je externí redaktor časopisu Utrzymanie Ruchu. Top produktY Magelis HMI STU – pokročilé funkce, Ethernet a jedinečný způsob instalace ným řízením (spořič obrazovky) a pozoruhodným pozorovacím úhlem až 80 ° (vlevo/vpravo). Mechanickou životnost obrazovky prodlužuje ochranná fólie. Magelis HMI STU: jasný obraz a svižná komunikace. M agelis HMI STU je unikátní mikropanel s montáží do unifikovaného otvoru o ø 22 mm. Snadná montáž, malé rozměry a skvělé parametry barevného dotykového displeje splňují požadavky na efektivní ovládání průmyslových strojů. V minulých číslech jste se mohli seznámit jak s celkovou nabídkou operátorských panelů Magelis (ŘÚ 2/2011 na str. 37), tak s nejmenším dotykovým panelem Magelis HMI STO (ŘÚ 3/2011 na str. 31). Je proto nejvyšší čas představit novou řadu mikropanelů Magelis HMI STU, která vyniká skvělými parametry displeje a unikátním systémem instalace. Vynikající displej Magelis HMI STU patří do kategorie panelů s dotykovou obrazovkou. Vzhledem k vynikajícím parametrům však vyhoví i vyšším nárokům na zobrazení, a to díky barevnému dotykovému TFT (Thin-Film Transistor Technology) displeji s volitelnou úhlopříčkou obrazovky 3,5" nebo 5,7" s vysokým rozlišením QVGA (320 × 240) a podporou 65k barev. Panel zvládá zpracování formátů, jako např. JPG nebo MPEG4. Dokáže stejně dobře zobrazit videosekvence jako reálnou fotografii řízené technologie. Uživatel ocení dlouhou životnost 50 000 hodin danou podsvětlením LED s integrova- Široké možnosti komunikace K mikropanelu Magelis HMI STU lze připojit – přes USB port typu A (host) – běžné příslušenství typu tiskárny, čtečky čárových kódů, klávesnice nebo USB flash disku. Druhý USB port slouží typicky pro připojení PC nebo PLC. Nahrání aplikace je tedy možné jak z PC, tak přímo z USB flash disku, případně vzdáleně po síti přes Ethernet. Stále široce využívaný sériový port slouží pro připojení PLC systémů nebo zařízení třetích stran s podporou multiprotokolu. Integrovaný Ethernet 10BASE-T/100BASE-TX zajišťuje propojení na nadřazenou úroveň nebo vytvoření síťového propojení více terminálů na jedné sběrnici. V základním provedení jsou u „STU“ dostupné všechny běžné ovladače, jako např. Modbus TCP, Ethernet IP nebo Profinet. Na jedné sběrnici Ethernet lze přitom současně připojit dvě nebo více zařízení – každé s jiným typem protokolu. Převratný způsob instalace Magelis HMI STU vyniká unikátním systémem jednoduché montáže přímo do otvoru o ø 22 mm. Výrobci rozváděčů tak mohou využít ten nejběžnější a nejjednodušší způsob uchycení ovládacího prvku. Obrazovka „STU“ je připevněna převlečnou maticí a zevnitř rozváděče se jednoduše připojí elektronický modul. Proti otáčení lze displej zafixovat speciálním trnem. Při montáži tak odpadá složitý výřez a úpravy rozváděče. Součástí balení je standardní montážní klíč na „tlačítkovou“ matici. Zálohování a výkon Zálohování dat řeší Magelis HMI STU pamětí FRAM a nepotřebuje tudíž žádnou zálohovací baterie. Zpracování grafiky a řídicích úloh zajišťuje výkonný Magelis RISC CPU 333 MHz. Pohled na Magelis HMI STU zdola: patrná jsou komunikační rozhraní i způsob montáže. Nadstandardní pokročilé funkce P r o p r og r a mova n í v y u ž ívá Magelis HMI STU software Vijeo Designer, který je k němu dodáván zdarma. Vijeo Designer poskytuje všechny běžné HMI funkce, jakými jsou například zobrazení grafiky, trendy, události, správa uživatelských práv nebo podpora více jazyků. Navíc obsahuje unikátní pokročilé funkce typu zpracování receptur nebo generování e-mailu v případě alarmu. Vzdálený dohled a ovládání umožňuje funkce web gate, diagnostiku pak web server. Široký rozsah aplikací Magelis HMI STU skvěle zobrazuje technologická data a spolehlivě ovládá inteligentní zařízení (typu frekvenční měniče, MCC, RTU stanice atd.), stroje i technologické celky. Více informací mohou zájemci získat – a případně vyhrát multimediální notebook HP – na stránkách www.schneider-electric.cz/magelis (pro účast v soutěži zadejte kód 5heSte28ba). Michal Křena Schneider Electric www.schneider-electric.cz Ethernet USB 24 V DC Modbus Způsob komunikace panelu Magelis HMI STU. řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 49 Top produktY Energeticky nejúčinnější bezmazný kompresor ZH 350+ S polečnost Atlas Copco uvedla na trh nový, velmi energet ick y úsporný vysokootáčkový třístupňový bezmazný turbokompresor ZH 350+. Jedná se o energeticky nejúspornější bezmazný kompresor, který kdy společnost Atlas Copco vyrobila. Na trh se tak dostává první komerčně využitelný průmyslový třístupňový odstředivý kompresor, který je vybavený vysokootáčkovými motory bez použití převodovky. ZH 350+ je určen především pro farmaceutické, elektronické, letecké a automobilové odvětví, ale zároveň i pro další obory, které spoléhají na vysokou kvalitu 100% bezolejového vzduchu. V porovnání s běžnými turbokompresory nabízí vynikající energetickou úspornost a je určen pro zákazníky, kteří chtějí investovat do nejlepších provozních vlastností kompresoru, co se týče úspor energie a spolehlivosti. Výjimečná konstrukce bezmazného vysokootáčkového odstředivého kompresoru ZH 350+ společnosti Atlas Copco (350 kW, 7–8 bar) je výsledkem dlouhodobého výzkumu a vývoje v kompresorové technice. 50 • Květen 2011 „Společnost Atlas Copco se pyšní další inovací v energeticky efektivní výrobě stlačeného vzduchu,“ říká Chris Lybaert, prezident divize bezmazných kompresorů společnosti Atlas Copco. „Spolehlivost a energetická účinnost kompresoru ZH 350+ je důkazem skutečnosti, že společnost Atlas Copco pokračuje v plnění závazku zvyšovat produktivitu svých zákazníků.“ Energetická účinnost kompresoru ZH 350+ je až o 4 % vyšší než u jiných bezolejových kompresorů se špičkovým výkonem, které vyrábí tato společnost. Mimořádně nízká energetická spotřeba hnací jednotky nového turbokompresoru je dána pěti klíčovými konstrukčními řešeními: 1. Třístupňová konstrukce kompresoru ZH 350+ využívá současnou nejvýkonnější technologii k dosažení vysoké termodynamické účinnosti a nízké spotřeby energie. Třístupňová konstrukce je obecně považována za nejúčinnější řešení pro dosažení tlakové úrovně 7–11 barů, a to pomocí turbokompresoru. Výsledkem zavedení nové konstrukce třístupňového turbokompresoru je pokles průměrných nákladů životního cyklu o 3 % v porovnání s konstrukcí bezmazného šroubového kompresoru a o 18 % v porovnání s konstrukcí dvoustupňového turbokompresoru. Tyto odhady jsou podloženy čísly uvedenými v dokumentu Sborník ASME Turbo Expo 2008: Power for Land, Sea and Air, 9. – 13. června 2008, Berlín (Německo). Ref. č. dokumentu je GT 2008-51353. 2. Kompresor ZH 350+ nepouž ívá převodovku, takže odpadají řízení & údržba průmyslového podniku ztráty v důsledku přenosu výkonu prostřednictvím převodovky. Převodové ztráty mohou snížit energetickou účinnost kompresorů řady 350 kW až o 9 %. 3. Kompresor ZH 350+ má titanová oběžná kola (impellery), která jsou nejen spolehlivá, ale zároveň umožňují rychlejší přechod cyklů zatíženo/odlehčeno. Tímto urychlením se sníží spotřeba elektrické energie v době nízkého odběru stlačeného vzduchu. 4. Optimálně dimenzované chladiče podstatně snižují tlakovou ztrátu, což má dopad na stabilitu následných změn komprese. Konstrukce se vyznačuje také větší teplosměnnou plochou. 5. Antipompážní ventil je umístěn před dochlazovačem, což snižuje ztrátu odpouštěného vzduchu při poklesu spotřeby stlačeného vzduchu. Díky kombinaci snížení vzduchových, tlakových a převodových ztrát je energetická účinnost kompresoru vyšší o 4 % v porovnání s našimi kompresory se špičkovým výkonem za srovnatelných provozních podmínek. Dalších úspor energie lze dosáhnout použitím nové rotační bubnové sušičky využívající kompresní teplo (řada MD/ND) pro odstředivé kompresory, které jsou představovány na veletrhu v Hannoveru. Tyto sušičky jsou kompatibilní také s kompresorem ZH 350+ a tvoří tak ideální volbu pro výrobní podniky respektující ochranu životního prostředí. Kompresor ZH 350+ byl 30. března 2011 certifikován nezávislou mezinárodní technickou institucí TÜV (Technischer Überwachungs-Verein) podle ISO 8573-1 (2010) TŘÍDA 0 s ohledem na obsah oleje. Atlas Copco www.atlascopco.cz Objednejte si bezplatné zasílání i s e t j e n d Obje é n t a l bezp í n á l í zas Formulář je možné vyplnit v elektronické podobě na www.udrzbapodniku.cz Bezplatné zasílání je realizováno od nejbližšího čísla. Pro objednávku nebo prodloužení bezplatného zasílání je nutno vyplnit formulář a odeslat na adresu redakce Trade Media International s. r. o., Mánesova 536/27, 737 01 Český Těšín nebo na fax: +420 558 711 016 V případě potřeby nás kontaktuje na tel.:+420 558 711 016 nebo na [email protected] Jméno................................... Příjmení ….................................................. Funkce .................................................................................................. Firma .................................................................................................... Ulice..................................................................... Číslo…............................ PSČ....................................... Město…...................................................... Kraj ...................................................................................................... Telefon................................................Fax ................................................ E-mail: ................................................................................................. Do kterého odvětví spadají výrobky a služby vaší firmy? £potravinářský průmysl £farmaceutický průmysl £hutnický průmysl £elektronický průmysl £strojní průmysl £elektrický průmysl £textilní průmysl £papírenský průmysl £chemický průmysl £petrochemický průmysl £rafinérský průmysl £hornictví £jiné (uveďte)................................................................................... Která oblast časopisu je předmětu podnikání vaší firmy nejbližší? £Strojní inženýrství £Automatizační technika £Logistická řešení £Elektrotechnika £Údržba a správa Zhodnoťte úroveň článků v dané sekci. (Nejlepší 10) 1££££££££££ 10 Strojní inženýrství Elektrotechnika ££££££££££ Automatizační technika ££££££££££ Údržba a správa ££££££££££ Logistická řešení ££££££££££ Produkty ££££££££££ Redakční články ££££££££££ Je něco, co vám zatím v časopise chybí? ………………………………………....................................................... .............................................................................................................. O časopise Řízení a údržba průmyslového podniku jsem se dozvěděl/a: £z výtisku doručeného poštou £z reklamy (jaké)? ................... £z časopisu získaného na veletrzích £z jiného zdroje (jakého)?......... Z jiných odborných časopisů pravidelně čtu: £MM Průmyslové spektrum £Automa £T+T Technika a trh £Automatizace £Technický týdeník £Control Engineering Česko £jiný…............................................................................................... V souladu se zákonem č. 101/2000 Sb. o ochraně osobních údajů tímto souhlasíte se zpracováním svých osobních údajů a jejich využitím pro vnitřní statistické a marketingové účely. Máte právo k přístupu ke svým osobním údajům, na jejich aktualizaci nebo odstranění. Správcem Vašich osobních údajů je Trade Media International s. r. o. Ano, souhlasím. Datum: ...................................... Podpis: .................................................................................................. Z A D AVAT E LÉ reklamy název společnosti strana www stránky telefon Atlas Copco s. r. o. 13, 50 www.atlascopco.cz +420 225 434 341 EXACTEC 33 www.exactec.com +420 485 151 447 EXPO CENTER a. s. 5 www.expocenter.sk +421 327 432 382 FANUC RoboticsCzech 31 www.fanucrobotics.cz +420 234 072 900 FOXON, s. r. o. 27 www.foxon.cz +420 484 845 555 CMMS s. r. o. 4. str. obálky www.cmms.cz +420 251 812 449 Minerva Česká republika, a.s. 23 www.minerva-is.eu +420 543 251 119 SEW-EURODRIVE CZ, s. r. o. 39 www.sew-eurodrive.cz +420 800 739 739 Schneider Electric CZ, s. r. o. 25, 49 www.schneider-electric.cz +420 382 766 333 Systemotronic, s. r. o. 17 www.systemotronic.cz +420 733 73 65 63 TSI System s. r. o. 41 www.tsisystem.cz +420 545 129 462 Veletrhy Brno, a. s. 3. str. obálky www.bvv.cz/msv +420 541 151 111 řízení & údržba průmyslového podniku Květen 2011 • 51 Zaostřeno Úniky páry a kondenzátu Ú niky páry a kondenzátu stojí průmyslové závody miliony dolarů na ztracené energii, přičemž dochází k vyšším emisím, vzniku bezpečnostních rizik a snižování spolehlivosti operací závodu. Úniky páry vedou ke ztrátám latentní i zjevné energie. I když by měl být personál závodu dobře informován o nutnosti věnovat pozornost všem ztrátám v rozvodných systémech, mělo by se více hledět na náklady a problémy související se ztrátami páry. Úniky páry mají za následek vyšší ztráty energie než srovnatelné úniky stlačeného vzduchu, jak ukazuje následující příklad: při tlaku 690 kPa, netěsnosti o průměru 3 mm a ceně 10 dolarů za 450 kg páry činí ztráta 3 591 dolarů. V případě stlačeného vzduchu při tlaku 690 kPa, netěsnosti o průměru 3 mm a ceně 5 centů za kWh je ztráta 2 095 dolarů. Úniky v systému páry a kondenzátu mohou vést k významným ztrátám energie – až 19 % celkové spotřeby energie operací závodu. Největším přínosem proaktivního programu nápravy úniků páry a kondenzátu je to, že většinu úniků lze napravit bez nutnosti investic. Příčiny úniků páry Společnost Swagelok Energy Advisors provedla stovky auditů systémů rozvodu páry a zjistila, že nejčastěji k únikům páry vedou následující příčiny: ● Závitová spojení potrubí Prvořadou příčinou úniků páry a kondenzátu je použití závitových spojení potrubí v systému rozvodu páry a kondenzátu. Potrubní závity jsou náchylné na selhání kvůli roztahování a smršťování páry a kondenzátu během spouštění, provozu a vypínání systému. Použití jiného materiálu pro závitové spojení přineslo jen omezené výsledky. Řešení: Použijte v systému rozvodu páry a kondenzátu jiné metody spojení, například svařované nebo trubkové spojení. ● Těsnění standardních typů ventilů Bez programu proaktivní údržby dojde za provozu k selhání těsnění uzavíracích ventilů a k úniku páry. Řešení: Použijte jiné typy ventilů, kde jsou vyřešeny problémy s těsněním při jejich použití v systému rozvodu páry a kondenzátu. Běžně používané jsou kulové a křídlové ventily (v některých aplikacích). ● Kyselina uhličitá Kyselina uhličitá, která je přítomna ve většině systémů, bude narušovat komponenty systému rozvodu páry a kondenzátu. Koroze způsobená kyselinou uhličitou bude nejvíce patrná v nejtenčím místě potrubí, což je závitové spojení. Řešení: Použijte v systému rozvodu páry a kondenzátu jiné metody spojení, například svařované nebo trubkové spojení, které bude odolné vůči korozi kyselinou uhličitou nebo CO2. V systému rozvodu kondenzátu použijte nerezovou ocel, čímž zajistíte bezúdržbový provoz. ● Vodní rázy Vodní rázy v systému rozvodu páry a kondenzátu mohou způsobovat selhání spojení potrubí a následné úniky. Postup řešení úniků páry 1.Napravte všechny úniky páry v závodě. 2.Omezte nebo odstraňte závitová spojení. 3.Odstraňte všechny problémy s vodními rázy. 4.Přehodnoťte postup výběru parních ventilů. 5.Přehodnoťte výběr materiálu pro systémy rozvodu kondenzátu. 52 • Květen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku Kelly Paffel Swagelok Energy Advisors Řešení: V systému rozvodu páry a kondenzátu by nemělo k vodním rázům docházet. Pokud k nim dochází, je nutno tento problém vyřešit. Náležitý popis příčin a jejich řešení by vyžadoval samostatný článek. Ztráty z úniku páry Průtok páry netěsností lze vypočíst pomocí rovnice ústí, která vychází z průměru netěsnosti, tlaku na ústí netěsnosti a tlaku ve výstupním prostředí (atmosféra). Zkušenosti ukazují, že netěsnosti v systémech rozvodu páry a kondenzátu vykazují následující vlastnosti: ● Úniková cesta není dokonalým ústím. ● Stanovení průměru únikového otvoru je obtížné, protože není dokonale kruhový. ● Tlak na ústí netěsnosti není vždy možno měřit a musí se počítat podle průtoků a poklesů tlaku. Měření průměru únikového otvoru je užitečné. Nicméně i pro ty nejzkušenější pracovníky závodu je určení průměru únikového otvoru přinejmenším obtížné. Pára je extrémně horká a snaha o změření může být nebezpečná. Doporučuje se, aby byli pracovníci závodu vyškoleni pro použití jiných nástrojů pro vizuální určení průměru únikového otvoru páry z bezpečné vzdálenosti. Určení objemu úniku páry podle délky unikajícího oblaku je mimořádně obtížné a není příliš přesné. Důležité je také měření tlaku na ústí netěsnosti (P1). Tlak na ústí netěsnosti je určen pomocí provozního tlaku systému rozvodu páry. Je-li tlak neznámý a pára je nasycená, a nikoli přehřátá, pak lze tlak P1 snadno stanovit podle infračervených zařízení na měření teploty. Nasycenost páry při dané teplotě je přímo úměrná tlaku nasycené páry. Kelly Paffel je technický manažer společnosti Swagelok Energy Advisors. Revoluce v preventivní údržbě CMMS®PROACTINANCE / CMMS®INSPECT – automatizace preventivní a autonomní údržby ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ Váš kapesní elektronický zápisník a zdroj informací o zařízení Určený pro pracovníky údržby, mazače a operátory Inspekční sběr informací ze zařízení Mazací plány a výkon mazací služby Měření a sběr provozních dat Pracovní příkazy a výkazy Automatická identifikace strojů pomocí RFID kódů Barevné strojové grafy a formuláře Automatické vyhodnocení výjimek a překročení mezí Automatická generace obchůzek, přenos dat a požadavků na práci CMMS®PROACTINANCE a SW pro řízení údržby CMMS®CHECKER – kapesní zkoušečka strojů pro údržbáře ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ Automatická diagnostika a odhalení poruch stroje Zobrazení poruch na barevných strojových diagramech Sběrač dat a měřicí přístroj s gigantickou pamětí 4 GB Změření a automatická diagnostika stroje během dvou minut Automatická identifikace strojů pomocí RFID kódů Automatizace měření 5 snímači na ložisku Opakovatelné uchycení snímačů rychlokonektorem na ložiskových maznicích Emailový zpravodaj Údržba a diagnostika Váš pravidelný zdroj informací o know-how, metodice, školeních, událostech, přístrojích a SW pro moderní údržbu a diagnostiku. Zdarma!!! Přihláška k odběru e-novin na www.cmms.cz CMMS s. r. o. Zbraslavská 22/49 159 00 Praha 5 [email protected] www.cmms.cz