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: [email protected]í 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
Download

Stáhněte si č. 16 v PDF