Aktuální vydání

celé číslo

10

2017

Systémy pro řízení výroby, PLM, SCADA

celé číslo
Využití cloud computingu při optimalizaci strojů

Článek popisuje možnosti využití cloud computingu v průmyslové automatizaci a zabývá se zejména implementací cloudových služeb v řídicích systémech. Ten, kdo vážně uvažuje o zavedení principů chytré výroby, najde v tomto způsobu zpracování dat mnoho výhod.  Společným cílem výrobců i uživatelů strojů je neustálé zlepšování jejich vlastností. Základním motivem je zvyšování produktivity a kvality výroby a snižování energetické náročnosti, celkových pořizovacích nákladů a požadavků na údržbu (v současné době často zmiňovaná prediktivní údržba). S postupujícím prorůstáním informačních systémů do výroby se naskýtá možnost využít pokročilé algoritmy, které se původně využívaly výhradně ve světě informatiky, neboť řídicí systémy v minulosti neměly dostatečný výpočetní výkon. Představme si např. využití neuronových sítí včetně algoritmů typu deep learning při optimalizaci trajektorie obráběcího nástroje, využití pokročilých statistických a stochastických metod při hledání závislostí poruch na různých vzorcích chování obsluhy apod. Jak se projeví např. odlehčení rámu stroje na dlouhodobé přesnosti a opakovatelnosti výroby? Jaké rychlosti pohonů ještě nezpůsobí nadměrné opotřebování pohyblivých částí? Za jak dlouho se sníží přesnost opakovatelného polohování na hranici stanovených parametrů stroje? Bude-li se uživatel vývojem a optimalizací stroje zabývat skutečně vážně, bude nutné kontinuálně měřit velké množství parametrů přímo na stroji, získaná data v reálném čase vyhodnocovat a nastavení stroje neustále přizpůsobovat aktuální situaci. Má-li možnost takto naměřené hodnoty vyhodnocovat, může např. zvýšit přesnost obrábění teplotní kompenzací měření polohy u vysoce přesných obráběcích strojů, usuzovat na stav ložisek vyhodnocováním chvění statoru v motorech, přizpůsobit rychlost práce kooperativního robotu tempu obsluhy či kontinuálně upravovat technologický postup nebo recepturu na základě výsledků chemické analýzy použité suroviny. Soudobé technické prostředky mnohonásobně překračují požadavky zažitých principů, kdy připojené senzory pouze ukládaly data, která nebyla v horším případě využívána vůbec, v lepším případě mohl technolog malou část naměřených hodnot vynést do grafu a diskutovat s kolegy o dalším postupu a dopadech změny některého z parametrů stroje. S využitím obrovských výpočetních výkonů moderních počítačů lze k tomuto problému přistoupit zcela odlišně. Naměřené hodnoty lze přímo v řídicím systému stroje předzpracovat a následně je poskytnout výpočetní aplikaci umístěné na serveru, která tato data detailně analyzuje. Výsledek této analýzy server poskytne nejen zpět stroji, ale i všem zainteresovaným stranám, které mají o tyto informace zájem (tj. např. údržbě, systému plánování výroby, pracovníkům kvality, managementu atd.). V tomto kontextu představuje cloud computing způsob poskytování výpočetních zdrojů (např. hardwaru nebo analytických a komunikačních služeb) prostřednictvím internetu či intranetu. Uživatel zmíněných služeb se tak nemusí starat o jejich implementaci či údržbu a kromě toho je možné pomocí standardizovaných komunikačních protokolů jednoduše komunikovat s různými druhy zařízení. Tento přístup navíc umožňuje oddělit vývoj průmyslové aplikace od vývoje cloudové služby.  Není cloud jako cloud Před detailním popisem přenosových protokolů a konkrétního řešení cloud computingu, věnujme pozornost cloudům jako takovým. Značná část lidí v průmyslu je totiž aktuálně ke cloudovým službám skeptická. Nejčastěji uváděným důvodem bývá bezpečnost dat. Mnozí se domnívají, že použití cloudové služby automaticky znamená ukládání citlivých výrobních dat na veřejně dostupná úložiště, kde jsou data snadno zneužitelná. Ve skutečnosti však existuje více možností: cloudové služby lze provozovat nejen ve veřejných cloudech (zde jsou výpočetní zdroje a datová úložiště sdíleny různými uživateli), ale i v tzv. privátních cloudech (zde jsou naopak tyto zdroje dostupné výlučně předem stanovenému okruhu uživatelů – typicky to bývá jedna konkrétní společnost). V tomto případě je služba provozována uvnitř podnikové sítě, kde platí identická bezpečnostní opatření jako kdekoliv jinde v podnikové síti. Tato síť většinou bývá zcela oddělena od internetu a často je vyhrazena jen pro účely komunikace výrobních zařízení (komunikace M2M – machine-to-machine communication). Je-li tedy podniková síť dostatečně zabezpečena, může být privátní cloud vhodným řešením. V jiných případech je naopak namístě zvážit, zda podnikový bezpečnostní technik opravdu může zabezpečit síť tak, jak to dokáže skupina expertů pracující pro některého z poskytovatelů veřejných cloudů. Pro úplnost uveďme příklady aktuálně největších cloudových služeb a jejich poskytovatelů, kteří jsou připraveni pro spolupráci s průmyslovými podniky a nabízejí podporu příslušných průmyslových komunikačních protokolů. Jsou jimi Microsoft Azure, Amazon Web Services a SAP HANA. Nejpoužívanější cloudové protokoly jsou tyto: –   MQTT (Message Queue Telemetry Transport): velmi jednoduchý a rychle implementovatelný protokol s malými požadavky na výpočetní výkon, vhodný i pro použití v sítích s nižší propustností. Specifikace neobsahuje bezpečnostní model, což lze brát jako výhodu, neboť je na něj možné použít vždy nejaktuálnější verzi šifrovacích protokolů (aktuálně např. TLS 1.2). Protokol umožňuje implementaci autentizace uživatelů a autorizaci na úrovni objektů topics (dat). –   AMQP (Advanced Message Queuing Protocol): oproti MQTT nabízí větší variabilitu a širší možnosti, avšak výměnou za složitější implementaci. Protokol je vhodný zejména do podnikových aplikací. Lze implementovat autentizaci uživatelů a autorizaci na úrovni objektů topics (dat). –   OPC UA (OPC Unified Architecture): tradiční protokol typu client/server pro průmyslovou automatizaci, který je rozšířen o koncept publisher/subscriber, a vyhovuje tedy i koncepci cloudů. Lze implementovat autentizaci uživatelů. Podpora ze strany poskytovatelů veřejných cloudů se rychle rozšiřuje. Každý ze zmíněných protokolů pracuje na principu publisher/subscriber. Účastník komunikace může data buď ostatním účastníkům poskytovat (publisher), nebo je od ostatních přijímat (subscriber), má-li však pro příjem těchto dat příslušné oprávnění. Krása této myšlenky spočívá v tom, že je možné velmi dobře oddělit jednotlivé části aplikace a logicky je pospojovat datovými toky. Jednotliví účastníci přitom o sobě vůbec nemusí vědět, mají pouze přidělena oprávnění pro jednotlivé datové toky. Tato koncepce mj. umožňuje jednoduše přidávat i odebírat účastníky komunikace. Jestliže tedy např. teploměr změří aktuální teplotu motoru, bude tento údaj zařízením typu publisher automaticky zaslán všem účastníkům s rolí subscriber, kteří o tuto informaci mají zájem. O automatické zasílání těchto dat se stará služba nazvaná Message broker (obr. 1).  V čem spočívají služby pro cloud computing? Představme si popsaný princip komunikace na jednoduchém příkladu vyhodnocování kondice motoru. Naměřené hodnoty ze snímačů teploty a vibrací motoru lze jednoduše posílat do cloudové služby, která je bude v reál­ném čase zpracovávat a vyhodnocovat časovou závislost frekvenčního spektra vibrací na průběhu oteplování motoru – jde tedy o výpočetně poměrně náročnou operaci nad velkým množstvím dat, neboť v podniku může být takových motorů mnoho. Objeví-li cloudová služba problematické chování typické např. pro opotřebovaná ložiska, vyšle patřičnou alarmovou informaci všem relevantním uživatelům (stroji, operátorovi, údržbě, archivační databázi alarmů atd.). Tuto cloudovou službu lze přitom vyvíjet nezávisle na tom, kolik dat bude třeba analyzovat (na kolika procesorech bude služba provozována) nebo na jaké hardwarové platformě pracuje řídicí systém stroje. Její vývoj i provozování je tedy možné zcela oddělit od výrobních zařízení. Bude-li uživatel ještě kreativnější, může přemýšlet o mnohem netradičnějších korelacích, které však mohou být pro řízení výroby velmi užitečné. Uživatel může např. vyhodnocovat závislost kvality výroby na třech veličinách, jež jsou na první pohled zcela nesourodé: počasí v dané lokalitě (teplota či vlhkost v hale), aktuální kurzu dolaru (kvalita suroviny od dodavatele) a výsledek hokejového zápasu ze včerejšího dne (únava obsluhy). Tyto závislosti nelze jednoduše předpokládat, avšak vyhodnocení možných následků a prediktivní opatření mohou mít rozhodující vliv na kvalitu výroby a produktivitu. Řešením takového komplexního zadání může být použití kognitivních metod a dalších principů umělé inteligence. V současnosti vzniká již poměrně velké množství komerčně dostupných služeb pro cloud computing – za všechny jmenujme např. Watson společnosti IBM, která dokáže rozpoznat nečekané souvislosti v datech, vizualizovat „velká data“, umí porozumět významu a kontextu mluveného slova atd. Vývoj podobných pokročilých analytických metod se vymyká možnostem výrobců strojů. V budoucnu bude proto podobných služeb pro cloud computing přibývat, současně s rostoucí mírou akceptace ze strany průmyslových podniků.  TwinCAT Analytics Dobrým příkladem služby pro cloud computing ve strojích je systém TwinCAT Analytics (obr. 2) od společnosti Beckhoff, německého výrobce řídicích systémů. Celá platforma řízení Beckhoff je koncipována jako průmyslové PC, které řídí stroj pomocí softwarového PLC. Vzhledem k tomu, že současná PC mají dostatečný výkon, lze data s naměřenými hodnotami nejdříve předzpracovat přímo ve stroji a do cloudu již zasílat menší množství dat. Zmenší se tak celkové vytížení komunikační sítě. Pro komunikaci s cloudem lze použít kterýkoliv z již jmenovaných cloudových protokolů, nejčastěji však uživatelé volí OPC UA. Software TwinCAT Analytics může běžet nejen na stroji, ale i na cloudovém serveru, kde bude vyhodnocovat přijatá data od jednotlivých strojů. Výhodou tohoto přístupu je, že programátor může pro vytvoření potřebných analytických algoritmů použít stejné programovací prostředí, které používá při programování PLC. Alternativou k uživatelskému vývoji vlastních algoritmů je možnost použít již připravené knihovny analytických funkcí TwinCAT Analytics Library či Condition Monitoring Library, jež nabízejí pokročilé analytické funkce (Fourierova spektrální analýza, obálková analýza), statistické funkce (momentové charakteristiky, kvantily), klasifikátory (diskrétní, bayesovské) a další. Kdyby uživatelům nestačily ani tyto pokročilé knihovny, je možné naprogramovat vlastní funkce, ať už s použitím běžných jazyků pro PLC, nebo pomocí C++. Podstatná je přitom skutečnost, že TwinCAT je systém tzv. tvrdého reálného času (hard real time system). Je tedy vhodný pro online analýzu většího množství dat při zaručené době odezvy. Kdyby se uživatel nespokojil ani s těmito možnostmi, lze do TwinCAT importovat analytický model vytvořený v prostředí Matlab Simulink nebo vizualizovat data pomocí Scope View Professional. Beckhoff nedávno představil zajímavé zařízení EK9160 (obr. 3). Pomocí tohoto komunikačního modulu pro internet věcí (IoT Coupler) lze bez nutnosti jakéhokoliv programování okamžitě posílat naměřené hodnoty do cloudu. K zařízení se připojují běžné terminály se vstupy či výstupy a veškerá komunikace je realizována automaticky. Zařízení se konfiguruje jednoduchým webovým rozhraním. EK9160 navíc disponuje vestavěnou pamětí, která funguje jako dočasné úložiště pro případ výpadku komunikace. V okamžiku obnovení spojení se tato data automaticky odešlou do cloudu.  Závěr Kdo vážně uvažuje o implementaci principů Industry 4.0, najde v cloud computingu mnoho výhod, ať už jsou to nové možnosti optimalizace parametrů stroje, okamžitá reakce na změny ve výrobě či v okolním prostředí, nebo předcházení poruchovým stavům. Předpokládá se, že v budoucnu budou pomocí cloudových služeb komunikovat stroje běžně. K největším výhodám patří nezávislost na použité platformě, možnost decentralizace vývoje průmyslových aplikací a také možnost flexibilní implementace cloudových služeb podle potřeb a aktuálního počtu současně pracujících výrobních zařízení.  Tomáš Halva, Beckhoff Automation Obr. 1. Čtyři způsoby komunikace s cloudem Obr. 2. Bloková struktura TwinCAT AnalyticsObr. 3. IoTCoupler Beckhoff EK916 

Nastane s příchodem Industry 4.0 změna klasického vertikálního pojetí PLC + HMI/SCADA + MIS/MES?

Základem HMI je soubor běžných provozních dat (spojité nebo stavové hodnoty fyzikálních veličin a jiné údaje o řízeném procesu), získaný z prostředí programovatelného automatu a poskytující obraz stavu technologického procesu. Nad touto množinou, obvykle databázového charakteru, jsou podle charakteru sledované výroby implementovány především vizualizační funkce, které jsou určeny ke sledování a ovládání technologie. Rozsáhlejší systémy HMI disponují prostředky pro recepturní řízení, historickými archivy s omezeným rozsahem a různými kalkulačními a jednoduššími reportovacími funkcemi, jejichž cílem je poskytovat podklady pro manažerská rozhodnutí řídicího personálu výroby.

Otevřená architektura NAMUR jako brána k využití přínosů průmyslu 4.0 v procesní výrobě

Článek popisuje otevřenou architekturu NAMUR, jež byla představena loni na podzim na valném zasedání německého sdružení uživatelů automatizační techniky v procesní výrobě NAMUR. Tato architektura představuje možnost, jak racionálně a efektivně využít principy průmyslu 4.0 v tak konzervativních oborech, jakými jsou chemická, farmaceutická a potravinářská výroba.Klasická automatizační pyramida: osvědčená i svazujícíV automatizaci procesní výroby se již mnoho let používá architektura řídicího systému ve tvaru pyramidy. Na nejnižší úrovni je provozní přístrojová technika (snímače, akční členy), nad ní je základní vrstva řídicí techniky (PLC, DCS), ještě výše je úroveň operativního řízení výroby (MES) a zcela nahoře vrst­va podnikového řízení, tj. systémů ERP. Jde o architekturu osvědčenou a široce akceptovanou, umožňující realizovat vysoce spolehlivé automatizované řízení výroby a zaručující dlouhodobou provozuschopnost výrobního závodu. Přijít o tyto výhody je pro provozovatele výrobních podniků s procesním charakterem výroby nepřijatelné, a proto klasická pyramida překonává všechny převratné tlaky průmyslu 4.0.Je však pravda, že automatizační pyramida má i své nevýhody. Jde o architekturu, která je uzavřená stěnami pyramidy, nepočítá s rozhraními s okolním světem, a především umožňuje jen velmi omezenou modernizaci: nové systémy se instalují paralelně se starými, aby nebyla narušena kontinuita výroby, a možnosti využití nové techniky v současném systému jsou omezené. V procesní automatizaci je zpravidla nepřípustná metoda pokus-omyl, vše musí už od počátku pracovat zcela bezchybně. Prostor pro fyzické testování novinek je tím velmi úzký. Nové trendy v procesní techniceZnamená to, že procesní technika ztrácí kontakt s moderním vývojem? To není pravda. Připomínám trendy v oblasti multifunkčních senzorů, stále rostoucí schopnosti komunikace s provozními přístroji prostřednictvím ethernetových sítí, rozšiřování bezdrátové komunikace, využívání tabletů a jiných mobilních terminálů nebo možnost přenášet velké objemy dat (big data) z provozů do cloudu, kde jsou takto získaná data zpracovávána metodami umělé inteligence. To již není v procesní výrobě budoucnost, ale přítomnost. Provozní technik nemusí chodit po provozu a zrakem, sluchem a čichem sledovat průběh výrobních procesů – jeho zkušenosti jsou doplňovány množstvím různých diagnostických nástrojů, dostupných na počítači v jeho kanceláři, popř. i kdekoliv jinde, kde se dokáže prostřednictvím internetu přihlásit ke svému systému.Tomuto vývoji se říká digitalizace výroby. Ukazuje se však, že pyramidová architektura řízení výroby se stává jeho brzdou.NOA zachovává to osvědčené a otevírá cestu novémuCílem vývoje architektury NAMUR Open Architecture (NOA), otevřené architektury NAMUR, bylo umožnit rozvoj digitalizace výroby a nepřijít přitom o výhody osvědčené pyramidové architektury. Nová architektura tedy nerozbíjí osvědčenou pyramidu, ale přidává se k ní jako nová vrstva na boční stěnu původní struktury. Tak zůstanou v platnosti staré, osvědčené standardy, nenaruší se dostupnost a bezpečnost původního systému, a přitom lze využít od provozní úrovně řízení až po úroveň řízení podniku nové metody komunikace, moderní typy rozhraní a metody zpracování dat a otevřít tak procesní výrobu průmyslovému internetu věcí (IIoT) a průmyslu 4.0 (obr. 1).Na obr. 2 je schéma ukazující uplatnění architektury NOA ve struktuře průmyslového podniku.Šedivý obdélník vpravo dole (koresponduje s šedou barvou v obr. 1) znázorňuje základní řízení technologických procesů. Zde se uskutečňují všechny regulační úlohy ve zpětnovazebních smyčkách, realizují se sekvenční a dávkové řídicí funkce a sbírají se informace z provozních snímačů. Operátorům výroby jsou k dispozici vysoce agregovaná rozhraní (HMI). Typickými požadavky v tomto bloku řízení jsou komunikace v reálném čase a zajištění funkční bezpečnosti. Komunikační kanály, jež sem prorůstají z vrstvy NOA, nesmějí splnění těchto požadavků nijak ovlivnit.Ve spojitosti se zaváděním principů I40 se počítá, že se budou i zde rozvíjet komunikační sítě využívající IP adresy (tj. komunikační systémy průmyslového Ethernetu), že zde budou vytvořena otevřená rozhraní pro získávání informací z DCS nebo PLC (např. OPC UA), ale současně že budou vyvinuty verifikační nástroje, které budou ověřovat oprávněnost požadavků ze strany nástrojů pro monitorování a optimalizaci.Růžové bloky v obr. 2, které odpovídají růžovému čtyřúhelníku v obr. 1, jsou bloky monitorování a optimalizace (M+O). Procesní výroba byla už i dříve monitorována a optimalizována, ale tyto funkce nebyly tak výrazně integrovány s provozním řízením – fungovaly více méně samostatně. Oblast M+O je podle NOA nedůležitější oblastí pro uplatňování inovací souvisejících s koncepcí I40.Co z oblasti M+O bylo využíváno již dříve? Například dispečerské řízení výroby s nástroji pro operativní rozvrhování podle momentálních výrobních kapacit, dostupnosti surovin a vývoje cen energie. Údaje do něj však byly často zadávány manuálně z různých zdrojů – to bylo náročné na čas i soustředění.Jiný příklad: ukazatele KPI byly dříve považovány za manažerský nástroj, a jestliže byly zpřístupněny i operátorům výroby, mělo to spíše psychologickou a „dekorativní“ funkci. Nyní má vyhodnocování spotřeby energie a surovin nebo sledování kvality a produktivity přímý a bezprostřední vliv na řízení technologických procesů – operátor může v reálném čase sledovat dosažení stanovených cílů a svou činností je ovlivňovat.Stejně tak se v mnoha závodech pro optimalizaci provozu využívalo už kdysi pokročilé řízení procesů APC – Advanced Process Control, ale mnohdy jen jako doplněk pro následné korekce řídicích zásahů. V současné době je APC začleňováno do řízení výroby přímo a bezprostředně.V bloku M+O jsou také diagnostické nástroje a funkce řízení údržby. V této oblasti jsou zdokonalovány používané nástroje zvláště ve spojitosti s rozvojem senzorové techniky – miniaturizací senzorů, vývojem senzorů typu MEMS a jednočipových snímačů, a s tím spojeným výrazným zlevňováním měřicí techniky. Je tak možné sledovat i takové parametry, jejichž měření by dříve bylo ne­efektivní, ne-li přímo nemožné. Takto získané informace lze používat nejen k řízení údržby, ale také k optimalizaci výrobních procesů.Simulace výroby je zvláště v procesní výrobě, kde jsou fyzické experimenty drahé nebo i nemožné, často používanou metodou. Samozřejmostí je to, že s rostoucím výpočetním výkonem je možné realizovat stále složitější a přesnější simulace. Nově se začínají používat simulace výroby včetně propočtu ekonomických ukazatelů v jednom virtuálním modelu.Tedy žádné revoluce, ale postupný vývoj. V dalším období lze očekávat, že v oblasti M+O poroste úloha dílčích aplikací, z nichž bude celý systém poskládaný jako mozaika podle potřeb (a finančních možností) jednotlivých zákazníků. Méně se budou používat rozsáhlé, komplexní a drahé softwarové systémy. K tomu je třeba zajistit potřebnou aplikační platformu (v obr. 2 je znázorněna obláčky), jež zajistí propojení a spolupráci jednotlivých aplikací. Aplikace bude možné si koupit nebo předplatit a nebo je využívat v cloudu jako službu.Dále bude nutné pracovat především na rozhraních pro spolehlivou komunikaci mezi M+O a deterministickým základním řízením procesů. Zde se jako perspektivní jeví standard OPC UA.Rozdílné požadavky základního řízení a optimalizaceNa systémy pro základní řízení procesů jsou kladeny velké požadavky z hlediska funkčnosti a spolehlivosti, protože jde o část řízení, která má rozhodující úlohu v zajišťování provozu závodu a jeho bezpečnosti. V oblasti M+O naproti tomu nejsou tak přísné požadavky na dostupnost a lze tolerovat určité výpadky. Jejich míra závisí na tom, o jaký modul M+O jde. V případě kritických součástí M+O, jako je např. správa alarmů, je odůvodnitelné přesunout je do oblasti základního řízení a spravovat společně s ním. Například u diagnostiky tloušťky usazenin vodního kamene ve výměníku tepla nejsou žádné požadavky na determinističnost nebo funkční bezpečnost měření. Usazeniny z fyzikálního principu nevznikají náhle a na reakci je dost času. Přesto takové měření může vést k nemalým úsporám a přispět ke snížení energetické náročnosti i nákladů na servis.Pro všechny součásti NOA je důležité, že u nich musí být uplatňovány principy „security by design“, tzn. že už při jejich navrhování je třeba pamatovat na jejich zabezpečení s ohledem na normu IEC 62443 Industrial communication networks – Network and system security a doporučení NAMUR NE 153 Automation Security 2020 – Design, Implementation and Operation of Industrial Automation Systems. Proč to všechno?Průmysl 4.0, průmyslový internet věcí nebo chytrá výroba jsou módní termíny. Ovšem v podnikání nejde o sledování módních trendů, ale o zvyšování výnosů a snižování nákladů. Průmyslové inovace nejsou jen dobré nápady – jejich nedílnou součástí je propočet jejich ekonomické návratnosti.NOA je klíčem, který umožňuje využít potenciál průmyslu 4.0 v procesní výrobě. Základní principy NOA lze shrnout do těchto bodů:v oblasti bezpečnosti a spolehlivosti nejsou dovoleny žádné kompromisy,předpokladem pro uplatnění NOA jsou otevřená rozhraní mezi základním řízením procesů a oblastí monitorování a optimalizace (M+O),NOA je architektura vhodná pro provozy budované na zelené louce, ale i pro modernizaci dosavadních provozů,implementace NOA je založena na současných i budoucích standardech,integrální součástí NOA je zabezpečení řídicích systémů – Automation Security.Dalšímu rozvoji NOA se věnuje pracovní skupina 2.8 NAMUR pod vedením Christiana Klettnera z firmy BASF SE.(Podle vlastního záznamu z přednášky Thomase Tauchnitze (Sanofi-Aventis) a Christiana Klettnera (BASF) na valném zasedání NAMUR, Bad Neuenahr, Německo, listopad 2016. Podklady pro obrázky: NAMUR.)Petr BartošíkObr. 1. NOA – Namur Open ArchitectureObr. 2. Rozšiřeni struktury řizeni vyrobniho zavodu o prvky architektury NOAValné zasedání NAMUR 2016: řešení pro optimalizaci v globální procesní výroběValné zasedání NAMUR 2016 se konalo v Bad Neuenahru v Německu 10. a 11. listopadu. Je to každoroční setkání uživatelů automatizační techniky ze všech oborů procesní výroby sdružených v NAMUR s pozvanými experty z jiných asociací, univerzit, konzultantských společností a s odbornými novináři. Loni byla sponzorem setkání japonská firma Yokogawa.Jednání otevřel dr. Wilhelm Otten (Evonik), přivítal účastníky v rekordním počtu 650 osob a seznámil je s vývojem asociace, zvláště v oblasti internacionalizace a snah přivést k aktivní činnosti v asociaci nové, mladé členy.Následovala přednáška hlavního sponzora, firmy Yokogawa. Postupně vystoupili prezident a výkonný ředitel společnosti Yokogawa Takashi Nishijima, generální ředitel německého zastoupení Andreas Helget a viceprezident Satoru Kurosu. Popsali problémy, kterým čelí současný svět a průmyslová výroba. Cestu k jejich řešení vidí ve společném technickém vývoji a inovacích ve spolupráci se zákazníky i akademickými institucemi (viz článek Yokogawa: společně inovujeme zítřek, Automa, 2016, č. 10, str. 61).Dr. Udo Enste (Leikon) v další plenární přednášce zdůraznil klíčové aspekty pro krátkodobé, střednědobé a dlouhodobé zvyšování produktivity výroby prostřednictvím vhodně volených KPI. Dr. Michael Krauss (BASF) se věnoval problematice řízení technologických provozů na dálku (podle doporučení NAMUR NE 161). Jak to funguje v praxi, popsal John Hofland (Shell) na příkladu těžby zemního plynu v ložisku Groningen v Nizozemí.Následovala přednáška Dr. Thomase Tauchnitze (Sanofi) a Christiana Klettnera (BASF) o NOA – z jejího záznamu vznikl tento článek.V odpolední části probíhalo jednání v paralelních sekcích.Tématy přednášek druhého dne byly základní požadavky na provozní přístrojovou techniku a typové zkoušky (Thomas Grein, IGR), modularizace (panelová diskuse moderovaná Michaelem Pelzem z firmy Clariant), představení střediska BASF Reliability Centre pro centralizovanou diagnostiku a plánování údržby (Joachim Thiel, BASF) a význam digitalizace provozu technologických celků pro jeho optimalizaci (Thorsten Pötter, Bayer). Poslední přednáška byla zároveň pozvánkou na příští rok, kdy bude hlavním tématem digitalizace procesní výroby a sponzorem setkání bude firma GE Digital.         (Bk)

Bezdotykové snímače provozních veličin – přednosti a omezení (část 2)

Karel Kadlec a Dušan Kopecký (dokončení z čísla 11/2016) 5. Bezdotykové snímače složení I mezi snímači složení lze nalézt snímače bezkontaktní. Jsou to např. snímače hustoty využívající radioaktivní záření a snímače vlhkosti pevných látek využívající absorpci a reflexi IČ záření nebo pracující na bázi mikrovlnné spektrometrie či detektory úniku hořlavých a dalších plynů. 5.1 Bezdotykové radiační snímače hustoty Při průchodu radioaktivního záření hmotným prostředím se zeslabuje tok záření a tento jev lze využít k měření hustoty kapalin. Pro zeslabení intenzity záření, které prošlo vrstvou kapaliny o tloušťce l a hustotě ρ, platí vztah:Φ = Φ0 e –μ l ρ          (1)  kde Φ0 je tok záření vystupující ze zdroje, Φ tok záření vystupují z měřeného prostředí, μ   součinitel zeslabení záření [5]. Měřicí zařízení používá stejné komponenty jako radioizotopové snímače hladiny. Podstatné součásti tvoří zdroj a detektor radioaktivního záření  Obr. 12. Radiační hustoměr Density Pro (upraveno podle [6]) (obr. 12). Protože intenzita záření se mění s časem, bývá zavedena automatická kompenzace jako funkce času anebo se provádí pravidelná korekce při kontrolním měření, kdy záření prochází mimo měřenou kapalinu [6]. Snímače hustoty s radioaktivním zářičem se nejčastěji vyrábějí jako průtočné a radioaktivní zářič a detektor procházejícího záření se montují na vnější stranu potrubí nebo provozní nádoby. Jde tedy o typické bezdotykové měření. Měří-li se na potrubí s velkým průměrem či na zásobníku, zářič a detektor se montují podle Obr. 13 Obr. 13. Instalace radiačních hustoměrů  Jestliže je třeba měřit na potrubí malého průměru (d < 150 mm), vzdálenost není pro dosažení požadované citlivosti a přesnosti měření dostatečná, a proto se zářič a detektor montují podle obr. 13b. Pouzdro zářiče bývá vybaveno uzavíracím mechanismem, který uzavírá otvor pro paprsky zářiče během montáže a údržby. Vzhledem k tomu, že cesta ionizačního záření zahrnuje stěny potrubí či nádoby, provádí se empirická kalibrace snímače s použitím roztoků o známé hustotě.  5.2 Snímače vlhkosti využívající infračervenou absorpci a reflexi Molekula vody se vyznačuje trvalým dipólovým momentem, který je příčinou schopnosti vody absorbovat elektromagnetické záření v infračervené části spektra. Voda se v IČ spektru projevuje charakteristickými absorpčními pásy, zejména v oblasti 1,4 až 1,45 µm a dále v rozmezí 1,9 až 1,94 µm. Přítomnost vody v materiálu je indikována na základě jejích absorpčních pásů a množství vody je zjišťováno z intenzit těchto pásů [7]. Při měření se používají zejména analyzátory vlhkosti pracující v blízké infračervené oblasti na vlnové délce 0,78 až 2,5 µm (Near-Infrared Region, NIR). Analyzátory mohou být jednoúčelové (pouze měření vlhkosti) či multifunkční, umožňující měřit i koncentrace dalších látek. Vzhledem k tomu, že u pevných látek je infračervené záření zcela pohlceno již v tenké povrchové vrstvě materiálu, používá se při měření zejména reflexní metoda. Absorpce se používá pouze výjimečně – při měření tenkých materiálů, jako je např. papír, kdy část záření vzorkem také prochází. Intenzita odraženého záření je nepřímo úměrná koncentraci vlhkosti ve vzorku, závislost je nelineár­ní. IČ analyzátor pro měření vlhkosti metodou reflexe je zobrazen v blokovém schématu na obr. 14a.  Obr. 14. Infračervený analyzátor vlhkosti pro měření metodou reflexe: a) blokové schéma, b) měření vlhkosti sypkého materiálu (zdroj: www.ndc.com ), c) měření vlhkosti masové směsi (zdroj: www.polz.cz)   Typické příklady použití zahrnují měření vlhkosti pekařských výrobků, pražené kávy, koření, oliv, sušených rajčat, cukru, soli, cereálií, sýru, obilovin, mouky, oříšků, instantních polévek, masových výrobků, sušeného ovoce a zeleniny a mnoha dalších. Na obr. 14b je provozní IČ analyzátor NDC (www.ndc.com) při měření vlhkosti sypkého materiálu a na obr. 14c je měření vlhkosti masové směsi IČ analyzátorem HK8 firmy Harrer Kassen (www.harrerkassen.com, v ČR dodává www.polz.cz) [8], [9]. 5.3 Snímače vlhkosti na bázi mikrovlnné spektroskopie Snímače vlhkosti na bázi mikrovlnné spektroskopie využívají vysokou relativní permitivitu vody (εr = 80), která velmi selektivně utlumuje mikrovlnné záření. Princip snímání je obdobný jako u infračervených analyzátorů vlhkosti. Mezi základní metody patří měření pomocí absorpce, transmise či reflexe mikrovlnného záření, navíc se zde uplatňují i rezonanční měření [7]. Při měření reflexe mikrovlnného záření se používají vlnovody, popř. koaxiální vedení, které jsou ukončeny dielektrickým materiálem, jehož vlhkost se měří. Na rozhraní ko­axiální vedení – dielektrický materiál se mění impedance, jež způsobuje odraz vysílané mikrovlny. Kombinace vysílaná vlna – odražená vlna vytváří stojaté vlnění, ze kterého lze pomocí jeho velikosti a pozice či pomocí velikosti a fáze odražené vlny vypočítat impedanci materiálu. Z impedance lze poté dopočítat jeho dielektrické vlastnosti. Tato metoda patří mezi měření využívající dvě veličiny. Přesnost měření ovlivňuje několik veličin, a to zejména hustota, iontová vodivost a teplota měřeného materiálu. Fluktuace hustoty vzorku hrají při měření velmi podstatnou roli, zatímco teplotu měřeného materiálu lze relativně snadno stanovit, udržovat konstantní či ovlivňovat. Velikost chyby způsobená iontovou vodivostí materiálu je v porovnání s již jmenovanými činiteli nepatrná. Výhodou mikrovlnného záření oproti záření infračervenému je zejména jeho schopnost pronikat do větší hloubky materiálu. Údaj o vlhkosti je tak získáván z většího objemu materiálu, což je důležité zejména tam, kde je měřen nehomogenní materiál. Konstrukce a nízké výkony snímačů umožňují nedestruktivní a neinvazivní měření, které je výhodné všude tam, kde je nutné dodržovat přísné hygienické normy a čistotu, zároveň jsou snímače bezpečné pro obsluhu. Měření navíc není ovlivňováno okolním prachem a vzdušnými parami. Je také velmi rychlé, a proto vhodné pro online analýzu vzorků na pásových dopravnících, násypkách či v potrubních systémech. Podobně jako IČ analyzátory vyžadují mikrovlnné přístroje specifickou kalibraci na daný vzorek, např. pomocí gravimetrických metod. Mikrovlnné metody se používají v mnoha případech. Například v potravinářském průmyslu jde o měření granulárních a sypkých materiálů (cukr) či tenkých plátů na pásových dopravnících, měření vlhkosti zrnin (obilí, kukuřice), mléčných výrobků (másla, sýrů) a masných výrobků (rybí či hovězí maso). Na obr. 15 je ukázka měření vlhkosti různých produktů na pásovém dopravníku mikrovlnným vlhkoměrem HK1 firmy Harrer Kassen (www.harrerkassen.com, v ČR dodává www.polz.cz) [8], [9].   a) měření vlhkosti sýrů                                                    b) měření vlhkosti sypkého materiálu   Obr. 15. Měření vlhkosti mikrovlnným vlhkoměrem (zdroj: www.polz.cz) 5.4 Bezdotykové detektory úniku plynů Při kontaktním měření úniku plynů se analyzuje vzorek atmosféry v místě měření. Bezdotykové detektory mají jednu základní přednost: umožňují únik detekovat z mnohem větší, bezpečné vzdálenosti. 5.4.1 Detekce úniku plynu laserovým IČ spektrometrem Pro efektivní vyhledávání úniku plynů byly vyvinuty přístroje s infračerveným laserovým spektrometrem. Přístroje založené na metodě TDLAS (Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy) využívají laditelný polovodičový laser ve spojení s absorpční spektroskopií v infračervené oblasti spektra a pracují v režimu reflexe. Při měření se využívá velmi úzké pásmo vlnových délek charakteristické pro sledovanou látku, ve kterém neabsorbuje žádná z vyskytujících se rušivých složek. Velkou předností metody TDLAS je velká citlivost, díky níž přístroje vykazují velmi nízké detekční limity, až v řádu dílů či částic na jeden milion (ppm). Laser je záření monochromatické, avšak u těchto přístrojů se využívá laditelný laser, který se přelaďuje v určitém pásmu, buď změnou teploty, nebo změnou napájecího proudu. Během přelaďování se získá jednak signál charakterizující koncentraci sledované látky, jednak signál charakterizující pozadí. Principiální uspořádání detektoru úniku plynu s laserovým IČ spektrometrem je na obr. 16a. Detekční zařízení může poskytovat údaj o koncentraci na číslicovém displeji nebo může být vybaveno videokamerou, která ve spojení s počítačem s vhodným softwarem poskytuje dokonalou informaci o lokalizaci místa úniku plynu. Hodnota signálu měřená detektorem je úměrná součinu koncentrace detekovaného plynu a vzdálenosti mezi měřicím přístrojem a místem odrazu laserového paprsku; měřicí rozsah a citlivost se proto uvádějí v jednotkách ppm·m. Detektor metanu ELLI firmy Esders [10] má měřicí rozsah 0 až 50 000 ppm·m metanu při rozsahu vzdálenosti snímání 30 m (až 50 m za dobrých podmínek odrazu). Přístroj umožňuje detekovat úniky i v obtížně přístupných místech, popř. v místech s potenciálním nebezpečím přístupu (obr. 16b).  Obr. 16. Detekce úniku plynu laserovým IČ spektrometrem (zdroj: www.esders.de ): a) principiál­ní schéma, b) měření laserovým detektorem ELLI, c) měření přístrojem GASCam SG  Přístroj GasCam SG [10] je velmi důmyslně řešený systém k detekci úniků metanu s citlivostí lepší než 50 ppm·m. Únik plynu je zobrazen v reál­ném čase na monitoru počítače v podobě barevného mraku plynu (obr. 16c) a přítomnost metanu může být spolehlivě indikována na vzdálenost až 100 m. Zobrazený oblak plynu může být znázorněn na různém pozadí reál­ných objektů. Při detekci však nelze využít takové pozadí, na kterém se neodráží laserový paprsek (např. oblohu). Stejný funkční princip používá přístroj SELMA (Street Evaluating Laser Methane Assessment) švýcarské firmy Pergam Suisse AG (www.pergam-suisse.ch, v ČR dodává www.spektravision.cz) [11], [12]. Přístroj je určen k detekci úniku zemního plynu v městské zástavbě nebo v otevřeném terénu  Obr. 17. Detekce úniku plynu (zdroj: Pergam Suisse AG) Laserová měřicí jednotka je umístěna na inspekčním automobilu a snímá přízemní koncentrace metanu nad terénem. Vlnová délka laserového paprsku 1,65 μm zajišťuje vysokou selektivitu měření koncentrace metanu (stanovení neruší uhlovodíky a další složky běžně obsažené ve výfukových plynech automobilů). Citlivost je 20 ppm·m a maximální vzdálenost detekovaného místa 50 m. 5.4.2 Detekce úniků plynu termokamerou Pro detekci a vizualizaci úniků plynů se používají termokamery vybavené chlazeným detektorem s vysokou citlivostí v určitém spektrálním pásmu. Využívá se přitom skutečnost, že při určitých vlnových délkách v infračerveném spektru jsou plyny buď částečně, nebo úplně netransparentní. Tyto plyny mají v dané oblasti spektra relativně malou propustnost (transmitanci) a naopak mají relativně velkou pohltivost (absorbanci). Plyny se pak na termogramu zobrazí jako pruh nebo oblak či mrak v místě výskytu nebo úniku daného plynu (obr. 18).  Obr. 18. Detekce úniku plynu termokamerou FLIR GF: a) zdroj: www.spektravision.cz , b) zdroj: www.tmvss.cz   Termokamera Flir GF 300 [13] je vybavena detektorem pro pásmo vlnových délek 3,2 až 3,4 μm a je schopna detekovat plyny nebo páry uhlovodíků a dalších těkavých organických látek, jako jsou např. metan, etan, propan, butan, pentan, hexan, heptan, oktan, etylen, propylen, izopren, benzen, etylbenzen, toluen, xylen, metanol, etanol, ketony a mnoho dalších. Termokamera FLIR GF306 [13] má detektor pro pásmo vlnových délek 10,3 až 10,7 μm a díky tomu může zobrazit např. čpavek nebo hexafluorid sírový (SF6), který se používá jako dielektrikum do transformátorů. Na trhu jsou k dispozici další typy termokamer s různou spektrální citlivostí pro detekci oxidu uhelnatého a uhličitého nebo pro detekci par různých organických látek vy­užívaných jako chladiva (např. R404A, R407C, R410A a další) [13]. Optické zobrazení úniků plynů při použití termokamer poskytuje spoustu výhod oproti klasickým detektorům úniku, které pracují kontaktními metodami, při nichž vzorek plynu do měřicí komory difunduje nebo se nasává. Termokamerou lze snadno sledovat i místa, která jsou pro kontaktní přístroje obtížně dostupná, a otestování sledovaných prostor a zařízení může být mnohem rychlejší.  (Článek vznikl na základě přednášky přednesené na konferenci ARaP 2016, www.arap.cz.)  Literatura: [5] KADLEC, Karel, Miloš KMÍNEK, Pavel KADLEC a kol. Měření a řízení v potravinářských a biotechnologických výrobách. Ostrava: Key Publishing, 2015. ISBN 978-80--7418-232-7. [6] RMT. Density meter DENSITY PRO. [online]. Paskov: RMT 2005 [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: www.rmt.cz/cz/produkty/procesni-instrumentace/mereni-hustoty-kapalin-VYPNUTO/137-hustomer-density-pro.html  [7] KOPECKÝ, Dušan a Karel KADLEC. Měření vlhkosti. In: Měření a řízení v potravinářských a biotechnologických výrobách. Ostrava: Key Publishing, 2015. ISBN 978-80-7418-232-7. [8] HARRER & KASSEN. Process Measurement Techniques: Catalog [online]. 2014, (Edition 9) [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: www.harrerkassen.com/pdfs/Katalog%20E.pdf  [9] POLZ INSTRUMENTS. Kontinuální měření vlhkosti [online]. Dvůr Králové nad Labem: Polz Instruments, s. r. o., 2011 [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: www.polz.cz/userfiles/files/vlhkost/HK8-NIR-Cz.pdf  [10] ESDERS. Productvideo ELLI & GasCam [online]. Haselünne, Germany: Esders GmbH, 2013 [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: https://youtu.be/3GAm-j_0B0Y  [11] PERGAM-SUISSE. Gas Leak Detection by SELMA [online]. Zuerich, Switzerland: Pergam-Suisse AG, 2014 [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: www.pergam-suisse.ch/fileadmin/medien/Selma/SELMA_CH_klein.pdf  [12] SPEKTRAVISION. Detekce úniku zemního plynu [online]. Nupaky: Spektravision, s. r. o., rok neuveden [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: www.spektravision.cz/produkty/detekce-uniku-zemniho-plynu/  [13] FLIR. Optical Gas Imaging: Handheld GF Series Infrared Cameras [online]. Wilsonwille, USA: FLIR Systems, Inc., 2016 [cit. 2016-08--19]. Dostupné z: www.flirmedia.com/MMC/THG/Brochures/OGI_010/OGI_010_US.pdf    doc. Ing. Karel Kadlec, CSc., Ing. Dušan Kopecký, Ph.D., ústav fyziky a měřicí techniky VŠCHT Praha (karel.kadlec@vscht.cz) Tab. 8. Přednosti a omezení radiačních hustoměrů Přednosti Omezení a nevýhody –  bezkontaktní způsob měření (montáž vně potrubí), –  vykazují minimální poruchovost, –  uplatnění ve velmi těžkých provozních podmínkách, při kterých jiné metody nevyhovují, tj. při měření hustoty kapalin se značným obsahem nečistot, velmi agresivních kapalin a kapalin s velkou viskozitou, a to i při extrémních teplotách a tlacích včetně vakua, při vibracích technologického zařízení apod. –  měřené médium by nemělo obsahovat bubliny plynu; příčinou znatelných chyb jsou také usazeniny na stěnách, –  nevýhodou je nutnost chránit obsluhu před účinky radioaktivního ozáření a povinnost zajistit pravidelné kontroly zařízení předepsané zákonem   Tab. 9. Přednosti a omezení IČ senzorů při měření metodou reflexe Přednosti Omezení a nevýhody –  nedestruktivní, bezdotykové měření, –  schopnost měřit velkou rychlostí velmi malé hodnoty vlhkosti (asi do 10 %), –  měření vlhkosti výrobků přímo na pásových přepravnících –  vyžadují empirickou kalibraci pro daný typ materiálu, –  měří zejména povrchovou vlhkost, –  problémy se mohou vyskytnout při měření nehomogenních materiálů a materiálů tvořených částicemi o různých rozměrech   Tab. 10. Přednosti a omezení mikrovlnných reflexních vlhkoměrů Přednosti Omezení a nevýhody –  nedestruktivní, bezdotykové měření, –  schopnost pronikat do větší hloubky materiálu, –  velmi rychlá odezva, –  měření vlhkosti výrobků přímo na pásových přepravnících a v potrubí, –  možnost využití při vysokých požadavcích na čistotu a hygienu –  vyžadují empirickou kalibraci pro daný typ materiálu   Tab. 11. Přednosti a omezení bezdotykových detektorů úniku plynů Přednosti Omezení a nevýhody –  vysoká citlivost a selektivita stanovení, –  možnost detekovat malé úniky plynů i na velké vzdálenosti a na těžce dostupných místech, –  možnost snímat širokou oblast testovaného prostoru, –  rychlý a efektivní postup testování, –  potenciálně jedovaté či výbušné plyny lze odhalit z bezpečné vzdálenosti, –  možnost detekovat úniky v terénu z jedoucího vozidla –  s laserovými spektrofotometry nelze měřit proti obloze (vždy se musí měřit proti aparatuře či stavbě), –  vysoká cena       

Generovanie trajektórií pre robotický manipulátor na báze vektorovej grafiky

Článok je zameraný na generovanie trajektórií priemyselných robotov. Trajektórie sú generované z kriviek uložených vo vektorom formáte, ktoré sa importujú do softvéru Rhinoceros 3D, kde sa za pomoci modulov (plugins) RobotsIO a Grasshopper generujú požadované pohybové trajektórie pre špecifický robot. Vygenerované trajektórie môžu byť použité na robotizované kreslenie alebo na iné technologické operácie. This article is focused on generation of trajectories for industrial robot. These trajectories are generated from curves stored in format of vector graphics. Afterwards these curves are imported to software Rhinoceros 3D which, in cooperation of its plugins RobotsIO and Grasshopper, can generate the desired movement trajectories for particular robot. Finally, the generated trajectories can be used for robotized drawing or for other technological operations. 1. Úvod Off-line spôsobov programovania robotických manipulátorov existuje veľa, ale len málo z nich umožňuje vygenerovať nové zložité trasy pre výrobu v priebehu niekoľkých minút. Krivky vektorovej grafiky sú popísané matematicky, a preto slúžia ako dobrý zdroj na generovanie pohybových trajektórií. Na výrobu vektorových kriviek môžu byť použité profesionálne nástroje, ako sú Adobe Illustrator, Correl Draw alebo open-source editor Inkspace. Veľa dostupných editorov obsahuje nástroj na vektorizáciu bitmáp, čo rozširuje možnosti tohto riešenia. Jednoduchosť týchto editorov zjednodušuje výrobu podkladov, pričom plne nahradia ťažkopádne API od renomovaných výrobcov robotov. Existuje veľa príkladov využitia generovania pohybových trajektórií týmto spôsobom v praxi. Robot je schopný vykonávať akýkoľvek pohyb na dvojrozmernej ploche, kde sú umiestnené krivky. Po výbere správneho nástroja a implementácii špecifických funkcií pre dané použitie je robot schopný rezať laserom alebo iným rezacím nástrojom, gravírovať, aplikovať lepiaci náter a pod. V tomto článku bude opísaná akademická aplikácia robotizovaného kreslenia. Po príprave podkladov vo vektorovom formáte sa tieto krivky importujú do softvéru Rhinoceros 3D. Rhinoceros vytvára trojrozmerné virtuálne prostredie (obr. 1), kde sa za pomoci modulov (plugins) Grasshoper a Robots.IO namodeluje robot a jeho pracovný priestor. Na vyskúšanie programu je dostupná 90dňová skúšobná licencia. Plugin Grasshoper (obr. 2) do Rhinoceros vytvára API vlastného grafického programovacieho jazyka s možnosťou vytvoriť si funkčné bloky v jazyku Visual Basic alebo C#. Funkčné bloky sa spájajú v želanom poradí tak, aby sa naplnili špecifikácie danej aplikácie. Grasshopper podporuje pluginy, ktoré rozširujú jeho schopnosti. Niekoľko z nich je zameraných na robotiku: –   Robots.IO, –   Kuka PRC, –   HAL. Plugin Robots.IO do Grasshoperu obsahuje funkčné bloky, ktoré sú schopné namodelovať a generovať trajektórie pre robot. Tak ako pri softvéri Rhinoceros, je aj pre Grasshoper k dispozícii 90dňová skúšobná licencia. Plugin Robots.IO podporuje roboty od spoločností ABB (obr. 3), Kuka a Staubli. Do hlavného funkčného bloku (Timeline) sú vstupnými dátami poradia bodov, medzi ktorými koncový bod nástroja prejde lineárnym pohybom (viď manuál pluginu Robots.IO). Na obr. 4 predstavuje blok Timeline časovú os, kde je farebným kódom zobrazený stav robota v aktuálnej časti jeho programu. 2. Vývoj aplikácie pre robotizované kreslenie Vektorová grafika umiestnená v trojrozmernom virtuálnom prostredí pozostáva z viacerých kriviek. Aby robot mohol nakresliť ďalšiu krivku, musí zdvihnúť pero a presunúť ho na začiatočný bod nasledujúcej krivky. Z tohto dôvodu sa pridávajú ku každej trajektórii na jej začiatok a koniec body, ktoré sú posunuté v osi z o 1 cm. Následne sa tieto trajektórie môžu náhodne pospájať a po spustení programu sa všetky nakreslia. Ak sú však trajektórie pospájané náhodne, výsledný pohyb robota nebude dostatočne efektívny a čas potrebný na nakreslenie grafiky sa predĺži. Tento problém je jednou z najznámejších optimalizačných úloh – problém obchodného cestujúceho. Problém obchodného cestujúceho má množstvo možností využitia v praxi. Využíva sa pri plánovaní dopravy, v prevádzkach, pri umiestňovaní zariadení, plánovaní výroby a riadení dodávateľského reťazca. Napríklad môže pomôcť znížiť výrobné náklady, ak sa stanoví najefektívnejší model pre dierovanie otvorov do dosky plošných spojov alebo iných predmetov. Otvory, ktoré je potrebné vyvŕtať, predstavujú počet miest, a čas potrebný k posunu vŕtacej hlavy od jednej diery k nasledujúcej predstavuje cestovné náklady [1]. Nakoľko sa každá grafika skladá zo stoviek kriviek, nájsť optimálne riešenie je otázka výpočtového výkonu, ktorého je nedostatok, pretože v prostredí Grasshopper nie je možné výpočtové úlohy paralelizovať. Preto riešenie spočíva v nájdení suboptimálneho výsledku s rýchlym riešením tak, aby nástroj robota vždy prišiel k najbližšej možnej novej krivke z aktuálnej pozície. Toto riešenie sa volá „heuristika najbližšieho suseda“ [1]. 3. Generovanie trajektórií Všetky trajektórie sú vytvorené pospájaním pripravených bodov lineárnym pohybom robota. Každá krivka sa rozdelí na pomyselné úsečky, ktoré aproximujú nakreslenú krivku vo vektorovom editore. Hlavným parametrom kvality kreslenia je množstvo vygenerovaných bodov na importovanej krivke. Na obr. 5 je vidieť, že sa body vytvoria iba tam, kde sú potrebné. Na rovných úsekoch sa vytvoria iba dva body – na konci a na začiatku. Pri zakrivených úsekoch sa množstvo bodov určuje premenlivosťou krivky a zadanou želanou presnosťou. Hlavnými parametrami presnosti sú minimálna dĺžka úsečky a uhol, ktorý zvierajú tri po sebe idúce body. Tieto parametre sú nastaviteľné vo vytvorenom programe v prostredí Grasshopper. Ak je treba zlepšiť presnosť kreslenia, môže sa zmenšiť minimálny dielik úsečky alebo zmenšiť uhol odklonu nasledujúceho bodu. Na obr. 6 možno vidieť porovnanie nastavení presnosti (zľava): 1.  max. uhol odklonu 15°, min. rozstup bodov 2 mm, 2.  max. uhol odklonu 15°, min. rozstup bodov 1 mm, 3.  max. uhol odklonu 5°, min. rozstup bodov 1 mm, 4.  max. uhol odklonu 5°, min. rozstup bodov 0 mm. 4. Záver Po naprogramovaní aplikácie je systém v závislosti od výkonu a množstva importovaných kriviek schopný generovať nové trajektórie pre robotické rameno v priebehu 5 až 15 min, čo zaručuje vysokú flexibilitu celého systému. Táto vlastnosť je výhodná pre výroby, kde sa často prechádza na nový druh výrobku. Ďalšou výhodou je jednoduchosť obsluhy. Vygenerovať potrebné trajektórie zvládne aj operátor bez znalostí programovacích jazykov. Nevýhodou je veľká výpočtová náročnosť, vzhľadom na to, že plugin Grasshopper vie pracovať iba s jedným jadrom počítača. Súčasné programovacie prostredia od renomovaných výrobcov robotov tento spôsob programovania nepodporujú. Ak by sa ich funkcie rozšírili o tuto možnosť, zrýchlil by sa proces programovania špecifických aplikácií. Zároveň by vektorová grafika mohla byť aproximovaná lepšie, s použitím splajnov, a nie interpolačných úsečiek.  Literatúra: [1] VALENT, Tibor. Problém obchodného cestujú­ceho [online]. Bratislava, 2002 [cit. 2017-02-17]. Diplomová práca. Univerzita Komenského, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky. Dostupné z: www.iam.fmph.uniba.sk/studium/efm/diplomovky/2002/valent/index.html  Ing. Michal Adamík, Siprin, s. r. o.,Ing. Andrej Babinec, PhD., FEI STU v Bratislave Lektoroval: Ing. Martin Švejda, katedra kybernetiky, Západočeská univerzita v Plzni  Autori: Ing. Michal Adamík: vyštudoval robotiku na Fakulte elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave. Pracuje ako technik-programátor v spoločnosti Siprin, s. r. o., ktorá je 100% dcérskou spoločnosťou koncernu Siemens na Slovensku. Ing. Andrej Babinec, PhD.: pracuje ako odborný asistent v Ústave robotiky a kybernetiky na Fakulte elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave. Je členom Národného centra robotiky, o. z. Obr. 1. GUI Rhinoceros 3D Obr. 2. GUI Grasshopper Obr. 3. Robot ABB IRB120 Obr. 4. Funkčný blok Timeline Obr. 5. Generovanie trajektorie Obr. 6. Porovnanie nastavenia kvality kreslenia Obr. 7. Kreslenie obrázku 

Co uvidíte na veletrhu SPS IPC Drives v Norimberku

V Norimberku se 28. až 30. listopadu 2017 uskuteční už 28. mezinárodní veletrh automatizace, řídicí techniky a systémů, pohonů a komponent pro automatizaci SPS IPC Drives 2017. Pořadatelé očekávají přibližně 1 700 vystavovatelů. Mnozí z nich tento veletrh využívají k představování svých novinek. Také na stránkách časopisu Automa přinášíme našim čtenářům pozvánky vystavovatelů do jejich stánků s krátkým představením expozice a hlavních novinek, které na veletrh přivezou. Je to proto, že čeští návštěvníci tvoří třetí největší podíl zahraničních návštěvníků (za Rakouskem a velmi těsně za Itálií) – loni jich z ČR přijelo 1 441 z celkového počtu 63 291 návštěvníků.Endress+Hauser     hala 4A, stánek 135http://www.cz.endress.com/cs  Společnost Endress+Hauser na veletrhu představí nové průtokoměry a radarové hladinoměry. Novinkou bude také samokalibrovací snímač teploty iTHERM TrustSens, určený speciálně pro potravinářství a farmaceutický průmysl. Obr. 1. Průtokoměry Proline 300/500 jsou vhodné pro širokou škálu úloh v procesní výrobě, od měření proteklého množství přes sledování technologických procesů, až po fakturační měření Průtokoměry Proline 300/500 mají inovované funkce, které umožňují jejich použití v širším spektru úloh. Parametry průtokoměru se nastavují prostřednictvím WiFi: přístroj kromě měřené hodnoty poskytuje další diagnostické údaje o svém stavu a stavu měřeného procesu. Jsou vybaveny systémem pro správu dat HistoROM a elektronickým modulem Heartbeat Technology. Přístroje Micropilot FMR60, FMR62 a FMR67 jsou první radarové hladinoměry na frekvenci 80 GHz, které je možné použít v systémech se zvýšenými požadavky na funkční bezpečnost podle IEC 61508. Snímač teploty iTHERM TrustSens obsahuje speciální samokalibrační senzor. Je určen pro potravinářský i pro farmaceutický průmysl, kde se vyžaduje shoda s regulatorními předpisy FDA a GMP. Permanentní autokalibrace zaručuje, že v průběhu výroby nemůže dojít k růstu nepřesností snímače.FDT Group    hala 2, stánek 439  https://fdtgroup.org/          Ve stánku sdružení FDT Group mohou techničtí odborníci diskutovat o výhodách FDT pro integraci provozních zařízení a sdílení informací v propojených výrobních závodech. Obr. 2. FITS nabízí různé možnosti konektivity provozních přístrojů v průmysluNávštěvníci se budou moci seznámit s architekturou FITS (FDT IIoT Server), která umožňuje mobilní dohled nad provozními zařízeními, jejich propojení s cloudem a propojení v rámci celého podniku. FITS je architektura vhodná pro strojní, procesní i hybridní výrobu. Zjednodušuje přechod k IIoT a I 4.0 kombinací OPC UA, webových služeb a bohaté interoperability s provozními sběrnicemi. V architektuře FITS se FDT stará o jádro komunikace a diagnostiku, ale umožňuje také realizovat přístup z mobilních zařízení a prostřednictvím webových socketů z jiných aplikací. FITS tak otevírá klasickou automatizační pyramidu pro výměnu dat tím, že v ní vytváří další místa připojení pro datovou komunikaci i uživatelská rozhraní. Návštěvníci si budou moci nová vylepšení vyzkoušet na demonstračním panelu hybridní dávkové výroby z oboru pivovarnictví.Deutschmann Automation          hala 2, stánek 550            www.deutschmann.deNěmecká společnost Deutschmann Automation, která se specializuje na přenosy dat v průmyslovém prostředí, přichází na veletrh se zjednodušením návrhu protokolů pro přenos dat mezi jejich moduly Unigate a různými terminálovými zařízeními. Vývojový nástroj Protocol Developer, který firma dodává zdarma, se vyznačuje velmi snadným ovládáním. Je založen na skriptovacím jazyku, vyvinutém firmou Deutschmann, který běží na každém převodníku Unigate, vestavných modulech i komunikačních bránách. Programování modulů umožňuje vytvářet i složité aplikace, které není možné realizovat pouhou konfigurací.Obr. 3. Software Protocol Developer umožňuje pohodlně vytvářet aplikace, které pouhou konfigurací komunikačních modulů nelze realizovat Verze 3 nástroje Protocol Developer umožňuje zjednodušit programování vylepšenou kontrolou syntaxe a automatickým dokončováním příkazů. Vylepšena byla také správa proměnných. Deutschmann Automation navíc svým zákazníkům nabízí, že skript vytvoří podle jejich požadavků za ně. Zákazník potom obdrží hotový zdrojový kód, který vyžaduje pro konkrétní případ jen minimální nastavení. Deutschmann Automation dodává už více než dvacet let pod značkou Unigate komunikační brány pro různé provozní sběrnice a průmyslový Ethernet, vestavné moduly a převodníky protokolů. Všechny výrobky jsou vyvíjeny i vyráběny v Německu.        TTTech         hala 6, stánek 460  https://www.tttech.com/Stánek firmy TTTech by neměli vynechat ti, kteří se zajímají o nejnovější pokroky v oblasti OPC UA TSN. Obr. 4. Modul MFN 100 pro řízení strojů, sběr a předzpracování dat a komunikaci s cloudem Ve stánku se seznámí také s řešeními pro edge computing, fog computing, komunikační brány a vzdálenou správu realizované pomocí počítačové platformy Nerve. Základním modulem této platformy je MFN 100, flexibilní zařízení vhodné pro řízení strojů, sběr a předzpracování dat a komunikaci s cloudem. Modul MFN 100 využívá operační systémy fogOS and fogSM od firmy Nebbiolo Technologies, které mu umožňují začlenění do flexibilní architektury fog computingu. Platformu Nerve od TTTech najdou zájemci také ve stáncích partnerů: Intel FPGA, Ethernet Powerlink Standardization Group, OPC Foundation, Hilscher a Kontron.WAGO            hala 7, stánek 130            http://www.wago.cz/WAGO  představí řešení napomáhající podnikům již nyní postupnými kroky realizovat vize „chytré“ výroby – tj. výroby vysoce automatizované a přitom tak flexibilní, že umožňuje efektivně a bez zdlouhavého programování vyrábět na zakázku upravené produkty již od jednotlivých kusů. Jako novinku WAGO nabízí systém Cloud Data Control, který dokáže sbírat data z provozních zařízení, předzpracovat je a posílat je do datového úložiště v cloudu (viz obr.). Šifrovanou komunikaci mezi řídicím modulem a cloudem zajišťuje protokol MQTT. Pro update softwaru a nastavení parametrů komunikace lze využít webovou službu WBM (Web-Based Management).Obr. 5. Wago nabízí nové řídicí moduly pro decentralizovaný sběr dat a komunikaci s cloudem Wago bude prezentovat také již osvědčená ucelená řešení určená pro energetický management podniků nebo pro ovládání osvětlení v průmyslových areálech. Inovován bude osvědčený modul PFC200: bude mít procesor s vyšší taktovací frekvencí a k dispozici bude více pracovní paměti. Programování a uvedení do provozu usnadní nová verze inženýrského prostředí e!COCKPIT V 1.4. Modulární řídicí a vstupně-výstupní systém 750 XTR určený do zvláště náročných podmínek je nyní k dispozici i ve verzi do prostředí s nebezpečím výbuchu. Rozšířen byl také sortiment I/O modulů o moduly čítačů, vstupů pro inkrementální snímače, SSI nebo komunikační bránu CAN. Přehled dalších novinek najdou zájemci na http://bit.ly/2lXdalKMVTec           hala 3A, stánek 151          www.mvtec.comVe stánku bavorské firmy MVTec Software GmbH najdou návštěvníci informace o nové verzi softwaru HALCON 17.12 a MERLIC 3. Firma bude vystavovat ve společném stánku sdružení VDMA.Obr. 6. Nová verze softwaru HALCON využívá metody hlubokého učení Nová verze softwaru Halcon nabízí široký výběr standardizovaných funkcí vhodných pro metody hlubokého učení. Uživatel např. může snadno, bez hlubších znalostí matematického pozadí, a s relativně malými náklady na programování využívat konvoluční neuronové sítě. Návštěvníci si budou moci vše vyzkoušet na ukázkových aplikacích a prostřednictvím krátkých videoprezentací. Ve stánku budou představeny také funkce současné verze softwaru Merlic 3, který umožňuje vytvářet profesionální aplikace pro strojové vidění. Praktickou ukázkou bude návrh pokročilé funkce OCR: Merlic 3 dokáže využívat metody hlubokého učení k přesné detekci znaků s nejrůznějšími fonty na obalech zboží a kontrolovat tak např. datum exspirace nebo číslo výrobní šarže. Ukázka předvede také integraci softwaru Merlin 3 do PLC a využití mobilních zařízení pro ovládání technologie na základě identifikovaných znaků.  Moxa  hala 9, stánek 231      https://www.moxa.com/Ve stánku firmy Moxa návštěvníci uvidí několik ukázkových modelů. První z nich bude model miniaturní továrny s důrazem na homogenní komunikaci, spolehlivost a efektivitu výroby. Druhým bude demonstrační panel pro TSN (Time Sensitive Networking), kde se návštěvníci dozví, jak unifikovat komunikační sítě a přitom garantovat včasné doručení kritických dat v automatizační síti. A nakonec třetí model představí, jak využít standard OPC UA pro konvergenci OT a IT v oblasti automatizační techniky.Obr. 7. Jedním z exponátů bude také systém MXstudio pro jednotnou správu průmyslových sítí Ve stánku budou návštěvníkům k dispozici také odborníci, kteří zodpoví jejich dotazy a poskytnou jim odborné konzultace. Cognex          hala 7A, stánek 512          http://www.cognex.com/Ve stánku firmy Cognex najdou návštěvníci průřez sortimentem firmy: systémy strojového vidění, kamery, obrazové senzory a čtečky optických kódů. Obr. 8. Kamerový systém In-Sight Track and Trace je určen zejména pro potravinářství a farmaceutický průmysl K novinkám budou patřit nové 3D kamerové systémy vhodné pro kontrolu dílů, a to jak v klidu, tak za pohybu na dopravníku. Ve stánku bude představen také systém In-Site VC200 využívající ke kontrole výrobků několik chytrých kamer současně – k jednomu řídicímu modulu mohou být připojeny až čtyři chytré kamery. Díky tomu, že chytré kamery mají každá vlastní procesor, je doba odezvy celého systému překvapivě krátká. Z oblasti identifikace to bude  Cognex RTM, aplikace pro běžný internetový browser, která dokáže zpracovávat data z až dvaceti čteček čárových kódů a využívat je k optimalizaci výroby a redukci počtů chyb. Chybět nebude ani nová mobilní čtečka optických kódů. Naživo si budou moci návštěvníci vyzkoušet také měření rozměrů ve 3D prostřednictvím laserového profilprojektoru In-Sight.Belden          hala 10, stánek 120          https://www.belden.com/Společnost Belden představí širokou škálu produktů, které zákazníkům pomáhají získat co nejvíce výhod z IIoT. Obr. 9. Prvky síťové infrastruktury L3 Dragon značky Hirschmann (Belden) Vystaveno bude mnoho novinek, které byly vyvinuty ke zvýšení efektivity průmyslových strojů a provozů. Belden je jednou z firem, které se podílejí na standardizaci průmyslového Ethernetu. Návštěvníci budou mít příležitost diskutovat s Dr. Oliverem Kleinebergen o tématech, jako jsou: TSN (Time Sensitive Networking), Profinet a OPC UA, vliv SDN (Software-Defined Networking) na průmyslové komunikační sítě a integrace SDN do TSN,přenos dat do cloudu s využitím TSN z hlediska zabezpečení. Kromě jiných novinek bude možné ve stánku Belden vidět novou generaci zařízení pro ethernetové páteřní sítě L3  Dragon MACH4000/4500 a přístupové body WLAN BAT450-F LTE (Hirschmann; viz obr.) nebo distribuované řídicí jednotky LioN-Power µDCU (Lumberg Automation) kombinující I/O modul s PLC a komunikačním rozhraním pro různé průmyslové protokoly.Renesas Electronics Europe    hala 10.1, stánek 130https://www.renesas.com/en-eu/Společnost Renesas Electronics Europe představí na veletrhu nové produkty pro průmyslovou automatizaci.Obr. 10. Mikroprocesor RZ/N1D je vhodný pro jednotky master průmyslového Ethernetu (Renesas Electronics)  Soustředí se zejména na řadu mikroprocesorů RZ, založených na architektuře ARM, které jsou vhodné pro průmyslové řízení a komunikaci. Nové mikroprocesory RZ/G využívající OS Linux podporují náročnou 3D grafiku ve formátu Full HD s 60 snímky za sekundu. Řada RZ/N zahrnuje komunikační procesory podporující různé průmyslové ethernetové protokoly. Rozhraní API výrazně usnadňuje přehled o komunikačním softwaru. Nový mikroprocesor RZ/N1D (obr. 8) má implementováno pět ethernetových portů a podporuje redundantní protokoly. Je proto vhodný např. pro jednotky master v sítích průmyslového Etnernetu, např. PLC

Nový software Syngineer pomůže konstruktérům strojů a zařízení

Na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně představí společnost EPLAN nový software Syngineer – inovativní komunikační a informační aplikaci poskytující ideální základ společnostem zabývajícím se konstrukcí strojů a zařízení. Aplikace prostřednictvím modelu mechatronické struktury přímo propojuje systémy MCAD, ECAD a software pro PLC. Usnadňuje komunikaci napříč různými obory a výrazně tak urychluje konstrukční a vývojový proces v oblastech strojírenského, automatizačního a softwarového inženýrství.Veletrh v Brně bude místem, kde se návštěvníkům představí nový software Syngineer. Tato nová komunikační a informační platforma umožňuje synchronizaci mechanických a elektrotechnických komponent v týmech a napříč různými inženýrskými obory. Nabízí jednoduchý úvod do mechatronického inženýrství, který podporuje spolupráci mezi strojírenským, elektrotechnickým a softwarovým inženýrstvím. Syngineer poskytuje možnost vytvářet mechatronickou strukturu stroje na základě specifikací zákazníka, požadovaných funkcí a dostupných komponent. Všem požadavkům na vyvíjené zařízení je v systému Syngineer přiřazena mechatronická definice, která je transparentně zastupuje pro všechny zúčastněné inženýrské obory. Nový software je možné využít v každém podniku, kde chtějí účinnou inženýrskou podporu, rychlou a přímou komunikaci a efektivní výsledky. Synchronizace inženýrského procesuNutným předpokladem však je, aby se všechny inženýrské profese podílející se na tomto procesu dohodly na sjednocení mechatronické struktury. V této struktuře jsou definovány a zdokumentovány požadavky a závislosti. Tyto závislosti lze potom zase blíže specifikovat až na úroveň mechatronických komponent. Otevřený systém – úvod do mechatronikySystém je vhodný pro každou firmu a byl navržen tak, aby se mohl využívat okamžitě po instalaci. Komponenty a symboly ve strojírenských systémech jsou spojeny s mechatronickou strukturou pomocí funkce drag & drop. Platforma EPLAN je součást systému CAE a je navržena tak, aby byla otevřená pro systémy MCAD a programovací prostředí PLC. K dispozici je přímá integrace pro již mnoho systémů na trhu. Mezioborové procesy K efektivnímu propojení oborů je nezbytná cloudová aplikace, která nabízí možnost vzájemné komunikace mezi různými lokalitami v reálném čase. Pro to je v cloudu nainstalován hostitelský server, který umožňuje přístup z webového prohlížeče. Případné změny či nové specifikace lze přiřazovat přímo týmům příslušných oborů. Ty jsou následně všechny v jednu chvíli informovány a po dokončení úkolu mohou mechatronický projekt aktualizovat. Automatická upozornění na změny pomáhají předcházet chybám a zajišťují rychlejší komunikaci mezi jednotlivými odděleními. Funkce komentářů a chatu Kromě toho, že komunikační platforma umožňuje propojení vývojových systémů, mohou konstruktéři také vzájemně komunikovat pomocí chatu. Navíc jsou prostřednictvím automatických upozornění informováni o změnách v jiných oblastech. Konstruktér strojní části a vývojář softwaru tak automaticky dostanou upozornění, když např. elektroinženýr vymění motor za jiný typ. Mohou pak zkontrolovat, zda tato změna nemá vliv na jejich vlastní práci. Mechatronický kusovník Velmi podstatným rysem aplikace Syngineer je to, že nekonkuruje systémům PDM či PLM, ale naopak rozšiřuje jejich možnosti. Procesy v jednotlivých oborech budou i nadále řízeny v obvyklých systémech PDM/PLM. Výsledkem rozhraní specializovaných vývojových systémů pro jednotlivé obory s komunikační platformou je informace z tohoto rozhraní, která přenáší „konstrukční pokyny“ pro mechatronický kusovník do systému PDM/PLM. Strojní a elektrotechnické kusovníky tak již nebude nutné manuálně synchronizovat, aby se zabránilo duplicitám při objednávání. Předpokladem pro tuto funkci je, aby jak strojírenská, tak elektrická konstrukce měly rozhraní se systémem PDM/PLM, které již společnost EPLAN ve spolupráci s firmou Cideon vytvořila pro mnoho těchto systémů. (EPLAN ENGINEERING CZ, s. r. o.)Přehled výhod softwaru Syngineer:přímá a rychlejší komunikace mezi inženýrskými týmy jednotlivých oborů,snížení množství chyb,rychlé zobrazení změn v projektu,změny viditelné pro všechny zúčastněné na projektu,snazší dodržování termínů.Obr. 1. Software Syngineer usnadňuje spolupráci konstrukčních a vývojových týmů různých oborů webový prohlížečmobilní aplikacestrojírenská konstrukceAutodesk Inventor Autodesk Autocad Solidworks Solid Edgeelektrotechnická konstrukceEplanřízení projektůprodejvýrobaservisIT a softwarové inženýrstvíCodesys Windows Client

Flexibilita, optimalizace, inovace – trendy současné doby

Moderní doba si žádá rychlé, přesné a co nejefektivnější řešení. V průmyslové výrobě to platí dvojnásob. Průmyslové roboty byly dříve používány zejména v automobilovém průmyslu, a to pro efektivitu, kterou do výroby vnášejí. V současné době si roboty nacházejí místo v mnoha dalších odvětvích. Společně s nimi do výroby pronikají i řešení, která umožňují efektivnější práci i v mnoha dalších odvětvích a odděleních výrobních podniků – např. logistiky. Obr. 1. Automaticky vedené vozidlo Agile 1500 Společnost Comau uvedla na trh AGILE 1500 (obr. 1), plně automaticky vedený vůz, který pomáhá optimalizovat logistické toky a podporuje flexibilní a efektivní výrobu při zachování produktivity a ziskovosti celé výrobní linky. Tento vůz, který je modulární a plně rekonfigurovatelný, dokáže přepravit najednou až 1 500 kg, což napomáhá výrobě just-in-time a just-in-sequence. Je také dostatečně přizpůsobitelný, aby mohl být použit v mnoha výrobních a nevýrobních postupech. Mezi jeho hlavní výhody patří modularita, která snižuje investiční náklady, a plná kompatibilita s ostatními automaticky vedenými vozíky (AGV – Automatic Guided Vehicle), jejichž řízení je postaveno na platformě NDC8 od firmy Kollmorgen. Dále vyniká intuitivním programováním, minimální údržbou, bezpečností a ergonomií ovládání. Tento vůz je kolaborativní, tedy určený k přímé spolupráci s lidskou obsluhou, což společně se všemi již zmíněnými faktory pomáhá podnikům pracovat efektivněji. Agile 1500 patří do skupiny kolaborativních zařízení. Automatizací se během let zlepšily pracovní podmínky, lidé se zbavili těžkých, únavných a nebezpečných úkolů a povýšila se jejich pozice ve výrobním procesu, a to vše spolu se zvýšením efektivnosti a produktivity výroby a kvality konečného produktu. V současné době lze dosáhnout stejného stupně zlepšení díky těsné a přímé spolupráci mezi člověkem a strojem. Společnost Comau proto vyvíjí stroje jako Agile, kolaborativní roboty AURA, laserové zdroje LHYTE a další, které spolupracují s člověkem a neomezují se jen na obslužnou robotiku. I nadále však celá skupina robotů Comau zaujímá důležité postavení ve výrobních podnicích. Díky Comau se větší i menší firmy mohou zdokonalovat ve svém odvětví a zároveň reagovat na požadavky trhu. Pro více informací navštivte stránky comau.com/cz nebo stánek firmy Comau na MSV 2017 v Brně na jejím tradičním místě – pavilon G2, stánek 01. (Comau Czech s. r. o.) 

Prvotřídní poradenství – po celém světě přímo na místě

Automobilový trh je v pohybu. Základní vývojové trendy jsou: globální zaměření, rostoucí elektromobilita a zvýšený důraz na ochranu životního prostředí. Globální zaměření: Automobilové koncerny mají zastoupení po celém světě. Stanovují, často společně, mezinárodně platné standardy. Stále ještě malá úroveň mobility v mnoha zemích slibuje vysoké tempo růstu. Rostoucí elektromobilita: Počet vozidel s elektrickým pohonem roste. To má vliv na výrobu motorů a převodovek. Na důležitosti nabývá výroba baterií, buduje se infrastruktura pro dobíjení. Zvýšený důraz na ochranu životního prostředí: Výroba vozidel spotřebovává zdroje. Automobilové koncerny se snaží výrobu zefektivnit, zejména pokud jde o spotřebu energie. Heslem tohoto vývoje je termín „zelená továrna“. Automobilové koncerny na této cestě doprovází také firma Murrelektronik. Perspektivní produkty a koncepce umožňují v nově vznikajících výrobních úsecích realizovat hospodárné instalace. Inovační tendence nahrazení pneumatických komponent elektrickými odkrývá velký potenciál energeticky efektivní automatizace. A hlavně: po celém světě podporuje Murrelektronik automobilové koncerny přímo na místě svými silnými týmy. Díky husté síti je zajištěno prvotřídní poradenství a podpora. Společnost Murrelektronik chápe samu sebe jako prostředníka mezi zeměmi a technologiemi. Vždy se snaží splnit potřeby řidičů automobilů i jejich výrobců a ukazovat cestu k optimální koncepci instalace.  Příklad z praxe: I/O moduly MVK Metal v automobilovém průmyslu Roboty v automobilovém průmyslu musí plnit nejrůznější úkoly. A když je třeba vyměnit jejich nástroj, hraje se o čas. Vstupně-výstupní moduly MVK Metal s připojením push-pull jsou v tomto případě tím nejlepším řešením. Moduly umožňují velmi rychlé uvedení do provozu. To je vlastnost, která oslovuje mnohé výrobce automobilů, mj. i firmu Daimler AG, jež zaujímá v oblasti inovací výroby mezi automobilkami jedno z předních míst. Obr. 1. V této výrobní­ lince jsou použity I/O moduly MVK Metal od firmy Murrelektronik Montážním linkám moderních automobilek dominují roboty vybavené příslušnými nástroji. To je také případ montážní linky firmy Daimler v Sindelfingenu (obr. 1). V průběhu jednoho dne jen na jedné výrobní lince dochází k několika stovkám výměn nástrojů. Montážní linka je navržena tak, aby měla co nejvyšší produktivitu. Německé sdružení výrobců automobilů AIDA (Automatisierungsinitiative Deutscher Automobilhersteller), jehož členy jsou Daimler, Audi, Volkswagen, Porsche a BMW, definovalo rychlou výměnu nástroje jako takovou výměnu, kde mezi připojením napájení a prvním odesláním dat v cyklické komunikaci neuplyne více než 500 ms. Tomuto požadavku pomáhají vyhovět I/O moduly MVK Metal. S integrovanou funkcí Profinet Fast Startup (FSU) je nástroj po výměně připraven k činnosti do 400 ms. Významnou vlastností funkce FSU je to, že parametry, které je třeba přenášet z nástroje na nástroj, jsou pevně definovány a nemusí být pokaždé znovu automaticky načítány. Znamená to, že z řídicího systému jsou po změně nástroje nově přenášena jen relevantní data, nikoliv celý soubor parametrů. Navíc modul aktivně oznamuje řídicímu systému, že je připraven ke komunikaci, a není tedy třeba čekat, až na něj v komunikačním cyklu přijde řada. Moduly MVK mají kryt z jednoho kusu zinkové slitiny, a jsou proto odolné proti svařovacím okujím stejně jako proti oleji a lubrikantům. Zalitá elektronika je odolná proti rázům a vibracím. Moduly s připojením push-pull jsou k dispozici ve standardním provedení s pevně danými funkcemi vstupů a výstupů, ale také volně programovatelné. Moduly jsou vybaveny jednokanálovou diagnostikou. Vadné pozice jsou odpojeny bez toho, že by odpojení mělo negativní vliv na přilehlé kanály. Konstruktéři firmy Murrelektronik kladli velký důraz na snadnost údržby modulů a na jejich velkou spolehlivost. Obr. 2. Vstupně-výstupní­ modul MVK Metal s připojení­m push-pull Připojení push-pull založené na standardu Profinet umožňuje připojit najednou napájení i komunikaci bez použití nástrojů, rychle a pohodlně (obr. 2). Moduly MVK Metal mohou být díky své flexibilitě instalovány na měniči nástrojů, na nástrojích samotných, na podstavci robotu či v jeho bezprostřední blízkosti nebo v zásobníku nástrojů. Moduly MVK Metal často používají mnohé renomované automobilky i na jiných strojích a průmyslových zařízeních v provozu, ať jsou určeny k výrobě, montáži, nebo potřebné v logistice. Více informací: www.murrelektronik.cz.(Murreletronik) 

Compas automatizace, s. r. o. na MSV v Brně ve stánku G1 101

Inženýrsko-dodavatelská společnost COMPAS dodává řešení automatizace, robotiky a řízení výroby MES/MOM systémem COMES. Dlouholetou specializací společnosti je automatizace technologií s pohony strojů a linek na platformách Siemens a Beckhoff, především pro odvětví strojírenství a výroby automobilů. Letošní novinkou budou ukázky simulace výrobních linek s roboty softwaru pro digitální továrnu Tecnomatix. Obr.1. Simulace výrobní linky s roboty S partnery specializovanými v daném odvětví dodáváspolečnost Compas automatizace kompletní technologická zařízení.Návštěvníci budou mít rovněž možnost konzultovat své nové projekty v oblasti průmyslové automatizace, řízení a plánování, vyhodnocování výroby i budoucí vize např. Industry 4.0. Tuto vizi již naplňujeme u našich klientů konceptem Elektronického řízení výroby. Výrobní informační systém COMES byl uživateli vybrán již pro stovky aplikací řízení výroby a údržby. Vystavené exponáty: Digitální továrna            simulace automatizované výrobní linky s roboty COMES MOM                  flexibilní řízení výrobních/montážních operací ve vizi Industry 4.0 COMES koncepty            pro plánování a elektronické řízení diskrétní výroby COMES OEE                     monitoring a vyhodnocování efektivity výroby COMES Historian           sběr procesních veličin v cloudu COMES Maintenance     systém CMMS řízení údržby podniku Pozvánka MSV 2017 ke stažení ZDE. Na setkání s Vámi se těší Compas automatizace, spol. s r.o. - pomáháme Vám k úspěchu. www.compas.cz , www.oee.cz,  www.comes.eu .