Aktuální vydání

celé číslo

03

2019

Veletrh Amper 2019 v Brně

celé číslo
Letní zamyšlení: proč máme tak rádi starý software?

Před nedávnou dobou jsme uvedli na trh novou generaci programového systému Control Web 8. Zlepšení funkčnosti a rozšíření nabídky funkcí nám zabralo několik let intenzivního vývoje a testování. Přínosy pro autory aplikací jsou ve srovnání s předchozí verzí obrovské. Nicméně určitá část našich zákazníků objednává stále staré, mnohem horší verze systému. A to často i velmi staré, vždyť např. takový Control Web 2000 byl vyvíjen před více než dvaceti lety! I stále hodně používaný ControlWeb 6 je starší než deset let. Na jedné straně nás těší, že i staré verze jsou spolehlivé a jsou dlouhodobě takto oblíbené. Jenže nebyly vyvíjeny pro současné operační systémy, již desetiletí nejsou udržovány a podporovány a i funkčně byly na špici vývoje již před mnoha lety. Proč je tedy tolik lidí preferuje před moderním, nesrovnatelně kvalitnějším a lépe vybaveným systémem, který je navíc možné pro vývoj a testování aplikací používat zcela zdarma? Snahou ušetřit si práci s přenosem aplikace to nebude. Systém Control Web trvale dodržuje vzestupnou kompatibilitu aplikací. Do vývojového prostředí lze vždy načíst aplikaci z předchozí verze. Je to jen tím, že software, který roky používají, zastarává jen morálně a neopotřebuje se fyzicky? Chtěli bychom dnes ke své práci používat dvacet let starý, byť výborně zachovalý automobil? Vybrali bychom si Škodu Favorit, kdybychom mohli mít nejnovější Superb? A přitom rychlost vývoje programového vybavení je nesrovnatelně větší. Dvacet let starý programový systém je ze současného pohledu prehistorický. A přesto po nás stále mnoho uživatelů požaduje staré verze systému Control Web. Moc by mě zajímalo, co je k tomu vede. Software pro průmyslovou automatizaci se profesionálně používá pro práci, a nikoliv jako hobby pro zábavu. Může zde být problém v nedostatku motivace dosáhnout lepšího výsledku? Jak jste na tom vy? Také se již nechcete učit nic nového a nemáte rádi žádné změny, byť k lepšímu? Obr. 1. Dvacet osm let evoluce – od systému Control Panel…Neochota uživatelů inovovat své softwarové pracovní nástroje se netýká jenom nás. Různými způsoby se s tímto globálním jevem snaží bojovat všechny softwarové firmy. Jdou na to několika ověřenými metodami, lišícími se tvrdostí a mírou nátlaku na uživatele: 1.  Často se používá zrušení trvale platných licencí a poskytování softwaru pouze formou pronájmu s cenou na určitou dobu. Mnohé uživatele to sice naštve, ale ve většině případů to dodavatelům softwaru přináší vyšší zisky. Proč to nechceme takto dělat? Nechceme dělat to, co sami nemáme rádi. Po technické stránce jde pouze o komplikaci, nikoliv o přínos, uživatel musí pravidelně zadávat odemykací kódy, aby udržel „svůj“ systém v chodu. Uživateli to nepřináší žádnou výhodu, jde jen o získání pravidelných plateb od zákazníků. 2.  Dalším zpřísněním politiky pronájmu je požadavek, že aplikace musí mít během svého provozu pro kontrolu licence trvalý přístup na internet a servery poskytovatele. Proč to nechceme takto dělat? Pro řídicí systémy v průmyslové výrobě je tento požadavek často nekorektní a vždy přináší bezpečnostní rizika.Obr. 2. ... přes Control Web 2000… 3.  Naprostou kontrolu uživatele ze strany poskytovatele přináší rozdělení aplikace na část výkonnou, která běží na serveru poskytovatele, a část klientskou, která je spuštěna u uživatele. Klientem může být buď speciální aplikace, nebo jen webový prohlížeč. Výhodou pro uživatele je to, že používá vždy nejnovější verzi softwaru. Proč to nechceme takto dělat? Pro některé aplikace, zejména v oblasti strojového vidění, je velmi nepraktické přenášet veškerá data někam do cloudu. Taková koncepce přináší nesmyslně velké datové toky v síti a rizika nespolehlivosti a pomalosti. I při dostupnosti rychlé sítě bude vždy neefektivní. Navíc poskytovatel vás má „jako na dlani“, v reálném čase vidí, co, jak a kdy vyrábíte. 4.  Dalším stupněm je již jen streaming aplikace. Vše běží pouze u poskytovatele služeb a k vám se pouze přenáší video s grafickým uživatelským rozhraním. Proč to nechceme takto dělat? Vy byste to tak vážně chtěli? Představte si, že přenášíte veškerá svá výrobní data včetně obrazu z mnoha kamer a k vám přitéká pouze video s rozhraním pro operátory.Obr. 3. ... až po současný Control Web 8 5.  Možností je rovněž poskytnutí základní verze zdarma nebo velmi levně s tím, že pro smysluplné použití jsou k dispozici nákupy dalších komponent v aplikaci. Proč to nechceme takto dělat? Je asi pochopitelná touha hráče hry po nové a lepší zbrani, ale neděláme si iluze, že autor automatizační aplikace by si někdy dokoupil nový skvělý virtuální přístroj. Chybějící komponenty by pouze negativně ovlivňovaly kvalitu spousty aplikací. Proto je v prostředí Control Web k dispozici vždy všechno. Nechceme dělat to, co si nepřejeme, aby ostatní dělali nám. Nechceme se podílet na ztrátě soukromí, nechceme poskytovat svá data cizím subjektům a ještě jim za to platit. Máme za to, že naši zákazníci snad ocení, že za licenci pro trvalý běh aplikace zaplatí jen jednou provždy, a co si v programovém prostředí vytvoří a budou provozovat, je jen jejich věc, nikomu cizímu do toho nic není. Pak nám ale nezbývá, než uživatele našich produktů stále přesvědčovat. Nepřestaneme uživatele podporovat, vždy od nás dostanou tu verzi, jakou si přejí, přestože i zde bychom raději pomohli s přenosem aplikace do současného prostředí. Stáhněte si zdarma nový Control Web 8 a sami si jej vyzkoušejte. Zdarma vyvíjejte své programy. Budete příjemně překvapeni nejen vy, ale i koncoví uživatelé vašich aplikací.  Roman Cagaš, Moravské přístroje, a. s.

Univerzální simulační model obecného výrobního úseku

Jednou z časově i odborně náročných fází realizace simulační studie je tvorba simulačního modelu. Přes snahu tento proces automatizovat [1] a tím i urychlit byla doposud vyvinuta řešení, která většinou nelze využít obecně bez ohledu na předmět simulace (typ výrobního systému nahrazovaného modelem). Tyto automatizační mechanismy se spíše zaměřují na samotnou práci v simulačním prostředí (software), kde je snahou nahradit opakované rutinní činnosti algoritmem, který vykoná (část) sestavení simulačního modelu automaticky. Alternativní přístup prezentuje tento příspěvek, který pojednává o simulačním modelu umožňujícím na základě vhodné parametrizace rekonstruovat v simulačním prostředí materiálový tok, jehož charakteristiky mohou mít libovolný tvar a hodnoty. Universal simulation model of a general production section: One of the phases within realization of a simulation project is the creation of simulation model itself. Despite the effort to automate [1] and thus accelerate this process, so far, solutions have been developed, which usually cannot be generally applied regardless of the subject of simulation (type of the production system which is to be imitated by the model). These automation mechanisms are more focused on the use of the particular simulation software while trying to replace routine repetitive activities by an algorithm which accomplishes (part of) the creation of the simulation model automatically. An alternative approach is presented in this article, which deals with a simulation model that allows to reconstruct material flow (simulated by the use of a suitable software) of arbitrary form and readings of its characteristics based on appropriate parameterization.1. ÚvodČasto řešená úloha, a to nejen v automobilovém průmyslu, který patří mezi průkopníky ve využití simulace materiálového toku a v inovacích přístupů k němu (za účelem optimalizace testovaných výrobních a logistických procesů), je posouzení nutné kapacity pro mezioperační zásoby oddělující technologické úseky (typicky svařovnu, lakovnu a montáž) a také ověření náběhových a výběhových scénářů, kdy je v průběhu času plynule měněn výrobní program (vzájemný podíl typů výrobků, které vyžadují odlišné technologické postupy, řídí se jinou logikou materiálového toku, směnovým režimem výroby atd.) [2]. Obvykle je nutné posoudit desítky až stovky scénářů, které se liší v zásadních parametrech – vyjádřitelných numericky, jako jsou plán výroby, směnový režim v jednotlivých výrobních úsecích či technologické časy (coby funkce typu výrobku pro každou operaci), nebo v parametrech logických, jako jsou pravidla řízení materiálového toku a další.Vytvářet detailní simulační model, který zohlední veškeré tyto parametry, je možné, avšak často nevyhovující vzhledem k časovému rámci vyhrazenému pro provedení simulačních experimentů a zpracování jejich výsledků [3]. Navíc takový model často není univerzální, a tudíž ani opakovatelně využitelný v příštích projektech.Řešením tohoto problému je vytvoření simulačního modelu, jehož pouhou parametrizací (nikoliv úpravou struktury) lze dosáhnout ve značném rozsahu změn chování, které ve smyslu validace odpovídají požadovaným parametrům materiálového toku, resp. impulzů (např. odvolávek materiálu). Stejně jako první otázka při realizaci simulační studie zjišťuje, zda je vůbec metoda simulace vhodným přístupem k řešení problému, i v případě návrhu popisovaného modelu byl nejprve proveden kritický rozbor dostupných funkcí základních prvků použitého simulačního softwaru (Plant Simulation) s ohledem na dosažitelnost variability jejich chování. 2. Požadavky na univerzální simulační modelStandardní prvek source pro generování entit, jež reprezentují jednotky (diskrétního) materiálového toku v prostředí Plant Simulation, umožňuje variabilní parametrizaci, díky které jsou typy entit materiálu generovány podle pevného výrobního programu, náhodně nebo cyklicky, a to v konstantních či (pseudo)náhodných časových intervalech, popř. podle přesně stanoveného harmonogramu. Nevýhodou je relativně nesnadná parametrizace v případě komplexních scénářů, které navíc mají zahrnovat např. dodržení směnových režimů, korekci podle dosažené produkce v definovaných časových intervalech vzhledem k zohlednění náhodných prostojů atd. Na obr. 1 jsou zachyceny jednotlivé požadavky na takovou funkci (vpravo) v porovnání se standardním řešením (vlevo).Obr. 1. Přehled rozsahu parametrizace standardního prvku a požadovaných funkcíDosažení těchto požadavků bylo řešeno ve dvou krocích. Prvním byl vývoj v prostředí Microsoft Excel, jehož výsledkem je šablona, podle níž je možné nejen přehledně nastavovat všechny parametry týkající se požadovaného způsobu generování materiálového toku, ale také validovat správnost a konzistenci zadaných parametrů. Uživatel tak ještě před převodem parametrů do prostředí Plant Simulation (mezi softwarem Plant Simulation a editorem Microsoft Excel je standardní komunikační rozhraní) získá grafický náhled, díky kterému lze snadněji validovat správnost následných výstupů simulačního modelu (obr. 2).Obr. 2. Prostředí pro parametrizaci generovaného materiálového toku vyvinuté v MS Excel Druhým krokem byl návrh a implementace konceptu v prostředí Plant Simulation. Hlavním požadavkem byla modularita univerzálního modelu. Vytvořený model tedy obsahuje šest modulů (viz číselné označení na obr. 3), z nichž pouze první dva jsou nezbytnou komponentou modelu, neboť zajišťují veškeré funkce spojené s parametrizací a statistickým sledováním dosahované produkce v průběhu simulace. Obr. 3. Modulární struktura univerzálního simulačního modelu Při aktivaci modulu 3 jsou za běhu k dispozici grafické charakteristiky materiálového toku, které usnadňují validaci modelu, resp. jeho požadovaného nastavení. Příklad těchto grafických analýz včetně vysvětlení informační hodnoty grafů je na obr. 4 až obr. 6. Rovněž moduly 4 a 5 jsou využitelné zejména ve fázi verifikace modelu s danými parametry. Zaznamenávají generované impulzy, které je následně možné vhodným nástrojem analyzovat a výsledné hodnoty porovnávat s požadovaným nastavením [4], [5]. Modul 6 je určen k průběžnému záznamu veškerých událostí v simulačním modelu. Při validaci modelu byl využit ve fázi ladění. Ponechán byl pro případné budoucí rozšíření modelu o další funkce, kdy bude opět nutné model odladit. Funkce modulů 3 až 6 je založena na tzv. instrumentaci modelu, tedy na rozšíření programu logického řízení o možnost záznamu provedení příslušných příkazů. Obr. 4. Počty typů na výstupu v jednotlivých dnechObr. 5. Přehled manka oproti plánované produkci v jednotlivých obdobíchObr. 6. Přehled časového profilu instancí na výstupu3. Další usnadňující funkceVýrazným usnadněním práce se simulačním modelem je využití již zmíněného parametrizačního prostředí v MS Excel. Pokud jde o parametrizaci, umožňuje navíc model ukládat neomezený počet alternativních scénářů, z nichž každý je reprezentován nejen parametry vztahujícími se k požadované produkci entit materiálového toku (či generování impulzů), ale také dalšími parametry nastavení modelu, jako jsou zejména:využitelnost (v procentech) a střední doba trvání prostojů;způsob zohlednění deficitu nebo přebytku, jichž bylo dosaženo náhodnými prostoji vykazujícími odchylku od stanovených parametrů využitelnosti a střední doby trvání, kdy:deficity (přebytky) nejsou korigovány,deficit je kompenzován v následujícím období navýšením původního plánu produkce – se zohledněním deficitního typu a jeho zařazení do výrobního plánu nadcházejícího období či bez ohledu na ně;tvorba sekvence při stanovení několika typů ve výrobním programu;způsob navazování produkce v následujícím období s ohledem na poslední typ předchozího období.Nastavitelné je rovněž využití či deaktivace jednotlivých modulů (viz předchozí kapitola), stejně jako možnost deaktivace celého modelu jako instance vložené coby dílčí model do celkového simulačního modelu určitého výrobního systému. I to jsou parametry, jejichž hodnoty lze zvolit v alternativních scénářích.Mezi jednotlivými scénáři je možné volit s využitím volně programovatelného uživatelského rozhraní (v prostředí Plant Simulation) – viz obr. 7. Parametry lze rovněž kopírovat z jednoho simulačního modelu do jeho dalších instancí v prostředí Plant Simulation pouhým přetažením (drag and drop). Odpadá tak relativně zdlouhavý proces nastavení hodnot veškerých parametrů. Obr. 7. Centrální parametrizace instancí simulačního modelu, varianty nastavení4. Využití v simulačních projektechVytvořený simulační model lze univerzálně využít jako dostatečnou náhradu, která zastupuje detailní model materiálového toku v určitém výrobním úseku. Již bylo naznačeno, že v automobilovém průmyslu jsou těmito úseky typicky oblast svařoven, lakoven a montážních hal. Schéma na obr. 8 ukazuje, že z pohledu materiálového toku, resp. jeho řízení podle určité logiky, je přípustná náhrada celého systému v místech tzv. evidenčních bodů, ve kterých je materiál při průchodu zaznamenán (přičemž záznamy mohou být následně analyzovány). Více o evidenčních bodech pojednává [4]. Vyvinutý model rovněž může namísto elementů materiálu v prostředí simulačního softwaru generovat signály, které lze využít pro spuštění příkazů řídících materiálový tok (prostřední část schématu).Obr. 8. Princip náhrady detailního modelu výrobního úseku univerzálním modelemVe smyslu tohoto principu byly v reálném projektu (simulační studie) nahrazeny detailní simulační modely úseků svařoven a montáží instancemi vyvinutého univerzálního simulačního modelu (obr. 9). Tyto instance generují elementy materiálového toku na straně svařoven a naopak vydávají signály pro vstup příslušných elementů (představujících karoserie) do oblasti montáže. Instance popisovaného modelu, řešené jako detailní simulační model na úrovni dopravníkové techniky, jsou rovněž použity v oblasti lakovny. V tomto případě je jejich úkolem změna logiky řízení simulovaného materiálového toku lakovnou v určitých časových okamžicích. Obr. 9. Náhrada detailních simulačních modelů úseků svařoven a montáží 5. ZávěrČlánek pojednává o univerzálním simulačním modelu, který dovoluje pomocí vhodné parametrizace rekonstruovat v simulačním prostředí materiálový tok, jehož charakteristiky mohou mít libovolný tvar a hodnoty. Detailní simulační model je tak možné nahradit jednodušší formou, která poskytuje dostatečnou přesnost charakteristik materiálového toku, resp. signálů pro řídicí logiku. Vyvinutý simulační model navíc obsahuje mnoho užitečných funkcí usnadňujících jeho nastavení, jako je rozhraní pro parametrizační tabulku v MS Excel nebo možnost zadat neomezený počet alternativních scénářů, které lze následně mezi jednotlivými instancemi kopírovat a přepínat mezi nimi.Další vývoj bude směřovat k doplňujícím algoritmům pro stanovení požadované sekvence typů generovaných elementů materiálového toku a s tím souvisejícímu rozšíření grafických výstupů, které již v současné verzi modelu poskytují užitečnou zpětnou vazbu o správné funkci modelu, a to jak během simulace, tak po jejím ukončení, kdy jsou grafy doplněny údaji o hodnotách statistik generované produkce. Literatura:[1] WENZEL, Sigrid, Markus RABE a Sven SPIECKERMANN. Verifikation und Validierung für die Simulation in Produktion und Logistik: Vorgehensmodelle und Techniken. Berlin: Springer, 2007. ISBN 978-354-0352-815.[2] CLAUSING, Matthias a Stefan HEINRICH. Mensch, Maschine, Material – die Standardisierung der Ablaufsimulation in der Automobilindustrie. ProduktDatenJournal [online]. Darmstadt: Prostep Ivip Verein, 2008, (1), s. 23–25 [cit. 2018-03-15]. ISSN 1436-0403. Dostupné z: https://www.simplan.de/wp-content/uploads/2008_01_ProduktDatenJournal.pdf[3] HLOSKA, Jiří. Optimalizace materiálového toku v hromadné výrobě simulačními metodami. Brno, 2014. Dizertační práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství. Vedoucí práce Miroslav Škopán.[4] ŠTOČEK, Jiří a Vladimír KARPETA. Systémová analýza dat o průchodu zakázky evidenčními body. Automa: časopis pro automatizační techniku. Praha: FCC Public, 2010, (6), s. 8–10. ISSN 1210- 9592.[5] HLOSKA, Jiří. Analýza a rekonstrukce logistických procesů pomocí simulačního metamodelu. 1, Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2011. In: Sborník přednášek XXXVII. mezinárodní konference dopravních, manipulačních, stavebních a zemědělských strojů: sborník přednášek: 14.–15. září 2011. Brno: VUT Brno, 2011, s. 91–94. ISBN 978-80-214-4323-5. Ing. Jiří Štoček, Ph.D.,odborný koordinátor pro virtuální plánování, ŠKODA AUTO a. s. (jiri.stocek@skoda-auto.cz), Ing. Jiří Hloska, Ph.D., specialista pro simulace, EDAG Production Solutions CZ s. r. o. (jiri.hloska@vutbr.cz) 

Inspiromat pro výuku a Tecomat: logika (nejenom) pro programátory (část 1)

Seriál tímto dílem mění své téma a stává se kurzem aplikované logiky. Nejprve se bude zabývat kombinační logikou a později se zaměří na sekvenční logické systémy.  Úvodní poznámky Výklad je řešen formou dvou souběžných „vláken“. První (tanec s Foxtrotem a robotem) je tvořen řešenými příklady logických úloh s programy pro PLC. Jsou použity jazyky ST a IL podle normy IEC 61131-3 a grafický jazyk CFC – všechny v prostředí vývojového systému Mosaic. Tento způsob výkladu je určen „netrpělivým“ čtenářům, kteří rádi řeší úlohy hned, bez teoretické přípravy – „učí se plavat skokem do hluboké vody“. Druhé „vlákno výkladu“ (trocha teorie nikoho nezabije) je tradičním kurzem aplikované logiky. Seznamuje se základními pojmy, s booleovskými operátory AND, OR, NOT a s dalšími logickými funkcemi, s pravidly Booleovy algebry a s metodikou algoritmizace kombinačních logických úloh. Je určen čtenářům, kteří se raději seznámí s potřebnou teorií dříve, než řeší úlohy z praxe – a těm, kteří se ocitnou v situaci: „když selžou všechny pokusy, je na čase přečíst příručku“. Metodika algoritmizace logických úloh je popsána obecně a lze ji využít k následnému programování, ale i k řešení elektroniky s pevnou logikou.  Proč se dnes zabývat logikou Tématem této obsáhlé části seriálu je aplikovaná logika. Přívlastek „aplikovaná“ zde volíme pro odlišení od všeobecně používaného pojmu „matematická logika“, která je poměrně náročným oborem matematiky a je i jedním z nástrojů pro řešení systémů s umělou inteligencí. Učebnice matematické logiky nejsou „snadným čtením“. Naproti tomu je aplikovaná logika tradičním nástrojem pro navrhování logických systémů pro praxi. Její teorie sice vychází z matematické logiky, ale je přístupná většině řešitelů logických systémů. Bývá tradičním předmětem výuky na technicky zaměřených odborných školách – středních i vysokých. Literatura na toto téma byla nejvíce rozšířená v éře logických systémů na bázi pevné logiky. Nejprve to byly systémy využívající reléovou techniku (zhruba do 60. let 20. století), potom elektronické systémy s diskrétními součástkami (zhruba 60. až 70. léta). Konjunkturu zažívaly publikace o aplikované logice v éře integrovaných obvodů (zhruba od 70. let do konce 20. století). V éře programovatelných systémů (zhruba od 90. let do současnosti) zájem o aplikovanou logiku postupně slábne. Důvodem je skutečnost, že vývoji elektronických systémů (na bázi mikroelektronických součástek, zákaznicky programovatelných obvodů, mikrořadičů, mikropočítačů a řídicích systémů) se nyní věnuje jen nemnoho specializovaných firem a noví absolventi odborných škol nemají mnoho příležitostí, kde své znalosti uplatnit – i když v těch několika firmách by absolventy se znalostí aplikované logiky uvítali a rádi zaměstnali. V současné době se většina úloh logického typu řeší programem (počítačů, mikrořadičů a programovatelných automatů). Výuka se proto zaměřuje především na programování. Náplň výuky je ale ovlivněna všeobecně rozšířeným omylem, že k výuce programování stačí zvládnout některý z programovacích jazyků a že znalost logiky již není potřebná. To je i důvodem, proč učebnice aplikované logiky téměř vymizely z našeho knižního trhu. Naštěstí se výuka logiky zachovala na většině našich odborných škol. Kapitoly o logice a o navrhování logických systémů jsou i nadále součástí současných učebnic automatizace [10], [11], vydaných péčí Českomoravské společnosti pro automatizaci. Metodika je zde ale tradičně orientována na navrhování logických systémů s pevnou logikou, převážně s použitím integrovaných obvodů malé a střední hustoty integrace.Obr. 1. Mobilní výukový robot Foxee se svou řídicí kostkou Ve výuce v oboru informatiky je aplikovaná logika (ve většině případů) naprosto ignorována – a to navzdory skutečnosti, že mnoho úloh řešených programovatelnými systémy je logického typu, ačkoliv to na první pohled není vždy zřejmé. Ke zvládnutí profese programátora nestačí naučit se některý ze zvolených jazyků, jeho základní příkazy a potřebnou syntaxi. Důležitější je znalost tvorby algoritmů. Ty rozhodují o kvalitě a úspěšnosti programového řešení. Právě algoritmizace je podstatou tvořivé programátorské práce. Samotný programovací jazyk je jen nástrojem, kterým lze vytvořený algoritmus přepsat (zakódovat) do „řeči programovatelného systému“, který je „nosičem programu“ a program vykonává. Je to v podstatě rutinní práce, která nevyžaduje zvláštní kvalifikaci. Skutečným programátorem je ten, který umí tvořit efektivní algoritmy pro řešení zadaných úloh. Podobně to platí při výuce cizího jazyka. Nestačí znalost gramatiky a základní slovní zásoby. Je nutné seznámit se s reáliemi prostředí, kde se tím jazykem mluví, rozumět mluvenému, umět bezchybně hovořit a naučit se v jazyce myslet.  Analýza jako prevence problémů Pro programování je nejdůležitější fáze analýzy problému, provedená před začátkem programování. V ní se rozhoduje o koncepci řešení, o použití vhodných algoritmů a o vhodném postupu práce na programu. Řeší se rozdělení úlohy (dekompozice) na dílčí problémy, komunikační rozhraní mezi podúlohami, jejich rozdělení mezi členy řešitelského týmu a způsob komunikace mezi nimi. Důležité je předem stanovit postup ladění a metodiku ověřování správnosti výsledného řešení. Význam má i provedení a rozvržení úkolů na vytvoření dokumentace. Ta je povinnou součástí každého produktu, tedy i vytvořeného programu. Její kvalitní zpracování je důležité i pro jeho dodavatele. Přehledně a komplexně zpracovaná příručka uživatele seznamuje se všemi funkcemi programu a dovoluje jejich efektivní využívání – přispívá ke spokojenosti uživatele a ke kladnému hodnocení produktu. Současně omezuje riziko neoprávněných reklamací a stížností zaviněných neznalostí uživatele a jeho chybnými představami o chování programu. Důležitá je i kompletní a detailně provedená dokumentace programu – popis použitých algoritmů i řešení samotného programu a jeho průběžné komentování. Má význam pro efektivní provádění budoucích změn programu, které je nutné vždy předpokládat. Popis poslouží dosavadním tvůrcům programu (již po krátké době zapomenou detaily řešení, zejména „chytré finty“), ale především jiným programátorům (třeba i z jiné firmy), kteří budou dodatečné změny provádět. Obr. 2. Kostka Foxee s barevnými signálkami připravená pro řešení příkladů Flexibilita a přehlednost programu Důležitou vlastností programu je jeho flexibilita a přehlednost. Vždy je nutné počítat s tím, že se program bude měnit. Bude třeba průběžně odstraňovat chyby programátora vzniklé při řešení programu i chyby způsobené nepřesným zadáním nebo nevyjasněnými požadavky zadavatele. Představy zadavatele a uživatele se postupně vyvíjejí, a vznikají tak nové požadavky na změny v chování a na nové funkce programu. Měnit se bude i „společenské prostředí“, v němž bude systém provozován, vyvíjet se budou i „vzory“ a konkurenční systémy, s nimiž bude vytvořený systém srovnáván. Bude se vyvíjet i technika a s nimi rovněž požadavky na systém, např. na komunikaci, na operátorské rozhraní a způsob obsluhy a na nové funkce. Při volbě koncepce systému se rozhoduje i o řešitelnosti funkcí, které v době jeho zadání nebyly známy. Je třeba respektovat základní pravidlo, že „programový systém, který se průběžně neudržuje a nerozvíjí, postupně umírá“.  Finanční rozměr analýzy Kvalita řešení, spolehlivost programu a doba jeho řešení ovlivňují nejenom výslednou cenu, ale i pověst a pozici dodavatele na trhu – a tím i šanci na další zakázky. To vše lze vyčíslit v penězích. Přesto mnohdy bývá fáze analýzy opomíjena, nebo dokonce vynechávána. Při analýze se nic viditelného neděje – členové týmu spolu živě diskutují (spolu i se zadavateli), studují, mlčky hledí z okna nebo do zdi. Tvořivou atmosféru lze obtížně měřit a hodnotit. Netrpělivý šéf by raději viděl horečnou aktivitu, prsty hbitě běhající po klávesnici, obrazovky plnící se řádky s příkazy programu nebo textem. Trpělivost se ale vyplatí. Po kvalitní analýze spěje řešení k závěru rychleji a přímočaře, bez zbytečné improvizace, omylů a následných reklamací. Je pravděpodobné, že programátor, který bezprostředně po zadání problému usedne ke klávesnici, začne plnit obrazovku a paměť počítače příkazy programu, bude mít později problémy, zejména v závěru práce, při ladění, předávání programu uživateli i při rutinním provozování programu – možná se jeho dílo stane „nekonečným příběhem“ a „noční můrou“. Není to ale pravidlem. Zkušený programátor zvládne vytvořit nepříliš komplikovaný program téměř bez přípravy – obzvláště když se zadaná úloha podobá jeho dosud vyřešeným problémům. Situaci usnadní, jestliže může použít „konfekční řešení“, tedy standardizovaný postup nebo osvědčený vzor řešení („prefabrikát programu“), který jen podle potřeby upraví, popř. jen parametrizuje. Postup usnadní možnost použít knihovnu ověřených a osvědčených funkčních bloků. Pak se programování promění v sestavování schématu. Tím ovšem není popřen význam fáze analýzy problému – jen je zde využívána dříve provedená analýza, jejíž výsledky jsou zobecněny pro třídu podobných úloh. Podobný postup často využívají dodavatelské firmy, které řeší problematiku jednoho oboru, např. řízení technického vybavení budov a jejich energetiky, řízení pracovních strojů a jejich pomocných mechanismů, řízení chemických a potravinářských technologií apod.  Pro koho je seriál určen Protože významnou část problémů řešených programovatelnými systémy (troufáme si tvrdit, že většinu) tvoří úlohy logického typu, je účelné zvládnout metodiku jejich efektivní algoritmizace. To je cílem předkládané části seriálu. Je určen především pro výuku na středních odborných školách zaměřených na obory automatizace, programování a informačních technologií (IT). Věříme, že bude přínosný i pro studenty technických univerzit, ale i pro výuku dospělých – pro revitalizaci („upgrade“) jejich kvalifikace nebo pro potřeby rekvalifikace. Znalost logiky je potřebná i pro odborníky z jiných profesí, především pro konstruktéry, technology, energetiky a projektanty. Je ale užitečná i pro zadavatele a investory automatizovaných systémů. Znalost logiky jim poskytne nadhled, získají představu o možnostech programu, o složitosti a ceně řešení. Důležitá je především pro komunikaci zadavatelů s tvůrci programu, s analytiky a programátory. Přesné zadání úlohy je podmínkou jejího kvalitního a bezchybného řešení. Usnadní průběh a zkrátí dobu řešení a omezí výskyt chyb a reklamací zaviněných nepřesným zadáním. Obr. 3. Skupina řídicích kostek Foxee pro distribuované řízení složitějšího mechanismu Tanec s Foxtrotem a robotem Výklad v této části je veden formou řešených příkladů a komentářům k nim. Předpokládá dostupnost kompaktního řídicího systému, pracovně pojmenovaného jako kostka Foxee (obr. 1). V něm je zabudován programovatelný automat Tecomat Foxtrot ve své vestavné verzi CP 1972 (obr. 2). Programuje se tedy ve vývojovém systému Mosaic, stejně jako ostatní systémy Tecomat. Při nedostupnosti kostky lze využít jinou učební pomůcku se systémem Tecomat, např. některou sestavu EDUtec, výukový kufřík nebo jakoukoliv jinou laboratorní sestavu používající systém Tecomat (nejspíše Tecomat Foxtrot). Při nedostupnosti fyzického PLC je možné úlohy programovat ve virtuálním PLC v prostředí Mosaic.  Doporučená literatura Cílem této části seriálu je výuka aplikované logiky a její využití při programování. Nezabývá se ale výukou samotného programování a popisem programovacích jazyků. Příklady jsou uváděny v jazycích ST (Structured Text, strukturovaný text) a LD (Ladder Diagram, příčkový diagram, jazyk kontaktních schémat), popsaných mezinárodní normou IEC EN 61131-3 (dále jen „normou“). Používán je rovněž grafický jazyk CFC (Continuous Function Chart, grafický jazyk, který je „příjemnější“ obdobou jazyka blokových schémat FBD). Je oblíben a v praxi často používán. Rovněž využívá aparát této normy. Umožňuje snadnější programování (které je spíše „kreslením schémat“) a přehlednějších programů. Tyto tři jazyky se v praxi používají nejčastěji a současně jsou vhodné i pro výuku. Ze stejného důvodu se zde nepoužívají zbývající jazyky IL (Instruction List, jazyk souboru instrukcí) a FBD (Function Block Diagram, jazyk funkčních bloků). Popis používaných jazyků ani zásad normy tu není uváděn a je očekávána jejich (alespoň minimální) znalost. Předpokládáme, že programy řešených příkladů jsou natolik názorné a srozumitelné, že z nich lze pochopit podstatu vykládané problematiky. K samostatnému řešení obdobných úloh stačí postup „nápodoby“. Pro zájemce o hlubší seznámení s programováním PLC podle normy IEC EN 61131-3 uvádíme seznam doporučené literatury – z praktických důvodů tak činíme hned na začátku seriálu.  Literatura: [1] ŠMEJKAL, Ladislav a Josef ČERNÝ. Esperanto programátorů PLC: programování podle normy IEC/EN 61131-3: speciální vydání časopisu Automa [online]. Děčín: Automa – časopis pro automatizační techniku, 2017 [cit. 2018-09-06]. Dostupné z: http://tecoacademy.cz/wp-content/uploads/2017/04/Esperanto-final.pdf [2] ČSN EN 61131-3 ED. 2 (187050). Programovatelné řídicí jednotky – Část 3: Programovací jazyky. Vydání druhé. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2013. [3] KOHOUT, Luděk. Norma pro řídicí systémy IEC 61131 [online]. neuvedeno: neuvedeno, 2007 [cit. 2018-09-06]. Dostupné z: http://www.edumat.cz/texty/zaciname_IEC61131.pdf [4] –. Programování PLC podle normy IEC 61131-3 v prostředí Mosaic [online]. Jedenácté vydání. neuvedeno: neuvedeno, 2009 [cit. 2018-09-06]. Dostupné z: https://www.tecomat.cz/modules/DownloadManager/download.php?alias=txv00321_01_mosaic_progiec_cz [5] –. Začínáme v prostředí Mosaic [online]. Vydání sedmé. Kolín: TECO, 2008 [cit. 2018--09-06]. Dostupné z: https://www.tecomat.cz/modules/DownloadManager/download.php?alias=txv00320_01_mosaic_progstart_cz [6] ŠMEJKAL, Ladislav a Marie MARTINÁSKOVÁ. PLC a automatizace. Praha: BEN – technická literatura, 1999. ISBN 80-860-5658-9. [7] ŠMEJKAL, Ladislav. PLC a automatizace. Praha: BEN – technická literatura, 2005. ISBN 80-730-0087-3. [8] MARTINÁSKOVÁ, Marie a Ladislav ŠMEJKAL. Řízení programovatelnými automaty. Praha: České vysoké učení technické, 1998, 2000, 2003. ISBN 80-010-1766-4. [9] –. Knihovny pro programování PLC Tecomat podle IEC 61131-3 [online]. Osmé vydání. Kolín: TECO, 2006 [cit. 2018-09-06]. Dostupné z: https://docplayer.cz/13318771-Knihovny-pro-programovani-plc-tecomat-podle-iec-61-131-3.html [10]          Kol. Automatizace a automatizační technika: systémové pojetí automatizace –  Automatické řízení. Praha: Computer Press, 2000. ISBN 80-7226-247-5. [11]          Kol. Automatizace a automatizační technika: systémové pojetí automatizace. Brno: Computer Press, 2012. ISBN 978-80-251-3628-7. [12]          Neuvedeno. Automatizace pro SŠ [online]. neuvedeno: neuvedeno, 2018. Dostupné z: neuvedeno. Licence na reditel@betlemska.cz. [13]          ČERNÝ, Jiří. Foxee v 1.0 – základní dokumentace. Kolín – Hradec Králové: Teco – SmartBIT, 2018.     Ing. Ladislav Šmejkal, CSc., Teco, a. s. a externí redaktor Automa, Ing. Josef Kovář a Ing. Zuzana Prokopová, učitelé automatizace na SPŠ Zlín

Kognitivní snímače v digitalizované výrobě

Fraunhoferův ústav IIS představil během veletrhu Hannover Messe 2018 početnou množinu zařízení a metod v oboru kognitivní snímačové techniky, pokládané ze jeden z pilířů při zavádění konceptu Industrie 4.0 a internetu věcí ve výrobním průmyslu.  Charakteristickým znakem konceptu Industrie 4.0 a internetu věcí (IoT) je propojování strojů, výrobních zařízení a procesů i celých výrobních linek nebo závodů a vytváření rozsáhlých sítí pro výměnu specifických uživatelských údajů. Důležitou úlohu v těchto konceptech mají inteligentní kognitivní (rozpoznávací) snímače (senzory). Jejich problematice se soustavně věnují odborníci ve Fraunhoferově ústavu pro integrované obvody IIS (Institut für Integrierte Schaltun­gen) v Norimberku, kteří vyvinuli špičková zařízení a metody k identifikaci, lokalizaci a komunikaci potřebné v oboru kognitivní snímačové techniky a systémů (sensorik). Při své práci došli k tomu, že samotná elektronika v současnosti již nevede ke špičkovému výrobku, a proto účelně zkombinovali hardware a software s progresivními technikami umělé inteligence a strojového učení. Obr. 1. Nové kognitivní snímače a systémy jsou před zavedením v průmyslu zkoušeny ve zkušebním a aplikačním středisku Fraunhoferova ústavu IIS v Norimberku (foto: Fraunhofer IIS) Současný stav Momentálně plní regály v obchodních domech zejména sériově vyráběné zboží. V budoucnu však budou výrobky individuálnější, v dlouhodobém výhledu budou některá odvětví dokonce nabízet produkty vyráběné kusově – tedy ve výrobních dávkách jeden kus. V automobilové výrobě není tento cílový stav příliš vzdálen – automobily se při výrobě individuálně upravují a vybavují podle přání zákazníka již nyní. Ve výrobním procesu toto ovšem s sebou nese mnoho problémů, které lze zvládnout pouze při použití postupů kognitivní snímačové techniky. Stručně řečeno se stavební díly musí identifikovat a lokalizovat a stroje a zařízení musí být schopné komunikovat mezi sebou a také s lidmi. To vyžaduje vhodnou automatizovanou uživatelskou výrobní logistiku obstarávající řízení rozhodovacích i výrobních procesů.  Řešení pro koncept Industrie 4.0 na příkladu montáže motoru Fraunhoferův ústav IIS nabízí k řešení uvedených úloh techniku a metody, které na veletrhu Hannover Messe 2018 představil na příkladu montáže motoru. Nabízené metody sahají od lokalizace přepravních vozíků za účelem zefektivnit skladovací postupy a zajistit dodávky patřičných motorů na odpovídající montážní stanici přes podporu montáže s inteligentním sledováním nástrojů, použití inteligentních zásobníků a vychystávacích systémů až po sledování stavu strojů. Optimalizace pracovních procesů na bázi snímaných údajů dat je přitom základem zvyšování produktivity celé továrny. Prostřednictvím nástrojů prediktivní analýzy (prognostická metoda pro stanovení budoucích událostí) lze údaje nashromážděné pomocí kognitivních snímačových systémů také využít k automatizaci řízení a sledování vnějšího dodavatelského řetězce.  Nervové buňky průmyslového internetu věcí „S kognitivní snímací technikou lze skutečně dosáhnout digitalizace výroby,“ zdůrazňuje prof. Dr. Albert Heuberger, obchodní ředitel Fraunhoferova ústavu IIS. „Kognitivní snímače jsou nervovými buňkami průmyslového internetu věcí (IIoT). Hodnoty sledovaných veličin nejen snímají, nýbrž naměřené údaje přímo vyhodnocují, činí podle nich inteligentní rozhodnutí a získanou informaci postupují podle potřeby dále. Fraunhoferův ústav IIS k tomu dodává konkrétní zařízení pro bezdrátovou komunikaci a lokalizaci v prostředí IIoT a IoT jako celku. K tomu, aby se správné údaje dostaly ve správný čas k použití na správném místě se v kognitivních snímačích využívají také metody strojového učení.“  Inteligentní zásobník si samostatně objednává doplnění Při montáži je např. na jedné straně důležité, aby dělník měl vždy v dosahu všechny potřebné díly a montážní pás se z důvodu chybějících montážních dílů nemusel zastavit. Na druhé straně by se nemělo skladovat více montážních dílů, než je nutné, protože tím rostou náklady na skladování. K tomu účelu vyvinuli odborníci ústavu IIS inteligentní zásobníky, které vědí, kde přesně se nacházejí a nakolik jsou naplněny, a podle stavu naplnění v případě potřeby automaticky objednají doplnění. Zásobníky komunikují prostřednictvím snímačové komunikační sítě s-net®, také vyvinuté ve Fraunhoferově ústavu IIS. Přitom bezdrátově komunikují jak mezi sebou, tak také s infrastrukturou a vytvářejí tímto způsobem síť typu multi-hope. Na mnohoúčelovém displeji poskytují své údaje rovněž pracovníkům v závodě – informují je tak např. o tom, když dorazí dodatečně objednaný plný zásobník. Údaje snímané zásobníky se ukládají do cloudu, kde jsou jako součást Big Data k dispozici pro analýzy.  Světlo vede skladníka labyrintem regálů Dělník na montáži potřebuje nejenom malé díly jako šrouby a matice, které lze uložit v příručních zásobnících, nýbrž také větší stavební díly, které se skladují v regálech obsluhovaných regálovými zakladači. K minimalizaci potřebného skladovacího prostoru se skladovací místa využívají flexibilně. V praxi to znamená, že tytéž montážní díly jsou v regálu uloženy pokaždé na jiném místě. Skladník je pro zrychlení práce naváděn světelným signálem optického naváděcího systému na místo v regálu, kde požadovaný produkt nalezne. Standardní optické naváděcí systémy typu pick-by-light se ovšem buď musí připojit kabelem, což znamená nesnáze při instalaci, nebo jejich baterie mají příliš malou výdrž. Při řešení projektu Pick-by-Local-Light (PbLL) je v ústavu IIS vyvíjen zcela nový vychystávací systém založený na bezdrátové snímačové síti, jejímž základem je i zde technika s-net®.  Závěr Všechna zařízení a metody prezentované Fraunhoferovým ústavem IIS na veletrhu Hannover Messe 2018 již byly podrobně vyzkoušeny v laboratořích ústavu (obr. 1) a dosáhly natolik vysokého stupně zralosti, že bylo možné začít s jejich ověřováním, spojeným s další optimalizací, v pilotních projektech v průmyslu. V současnosti běží pilotní projekty v automobilce BMW a výzkumné a vývojové projekty ve společnosti Siemens AG a u dalších partnerů, kteří všichni v části své výroby a logistiky zavedli digitální techniku za účelem cíleně podporovat své pracovníky asistenčními systémy k dosažení efektivní interakce se strojem. Další informace lze nalézt na adrese https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2018/Februar/kognitive-sensorik-in-der-produktion.html. [Kognitive Sensorik in der Produktion. Pressemit-teilung Fraunhofer IIS, 6. 2. 2018.]  (Kab.) Obr. 1. Nové kognitivní snímače a systémy jsou před zavedením v průmyslu zkoušeny ve zkušebním a aplikačním středisku Fraunhoferova ústavu IIS v Norimberku (foto: Fraunhofer IIS)

Kontrola barevného odstínu světlovodičů automobilového reflektoru

Osvětlení moderních automobilů využívá téměř výhradně optické díly vyrobené lisováním z plastu. Týká se to i světlovodů pro vytváření tvarovaných nebo jinak efektních světel. Výrobu optických komponent z plastu umožnily nové materiály a nové technologie vícefázového lisování. Přesto je výroba plastových optických komponent stále velmi náročná a ve výsledném výrobku se mohou objevit různé druhy vad. Jednou z těchto vad je i změna spektrální propustnosti materiálu výlisku. Projevuje se nejčastěji zežloutnutím způsobeným oxidací organických složek materiálu při nedodržení teplotně-časového diagramu lisovacího procesu. Nepatrné zežloutnutí nemá na funkci reflektoru žádný vliv, jde pouze o estetický nedostatek, který je však viditelný tím spíše, když se projeví na jednom z páru reflektorů. Cílem kontroly tedy není změřit spektrální propustnost absolutně, ale udržet výrobu světlovodů tak, aby jejich spektrální propustnost zůstala v definovaném okolí propustnosti kalibračního normálu. Obr. 1. Princip komparačního měření světlovodičePrincip měření ukazuje obr. 1. Měřením kalibračního světlovodu na standardním LED modulu se získá referenční bod v chromatickém diagramu podle CIE. Kolem něj je vytyčeno toleranční pole, např. ve tvaru obdélníku. Je-li barva světla vycházejícího ze světlovodu nasazeného na stejném LED modulu mimo toto toleranční pole, klasifikuje se světlovod jako neshodný – NOK (obr 2).Obr. 2. Diagram CIE s vyznačeným kalibračním bodem a povolenou tolerancí barvy (vlnová délka λ v nm) Vytyčení tolerančního pole v diagramu CIE je výhodné z hlediska jednoduchosti a názornosti; je zde přímo vidět změnu barevného odstínu. Tato výhoda má však i odvrácenou stranu: diagram CIE je pouze indikátorem shody barev, jak je vidí lidské oko. Jde tedy o jistý druh převodu subjektivního vjemu na objektivní hodnotu, založený na skutečnosti, že stejného barevného vjemu lze v lidském oku dosáhnout různými kombinacemi spektrálních (čistých) barev (metamerismus). V praxi se již od 30. let minulého století využívá trojice spektrálních barev, červená (R), zelená (G) a modrá (B), které umožňují srovnávací měření v komparačním kolorimetru. Protože pro část barevného vjemu je nutné použít složku R zápornou (červené světlo se musí přidávat ke světlu měřenému, nikoliv referenčnímu), byl zaveden přepočet složek RGB funkcemi color matching xŻ(λ), yŻ(λ) a zŻ(λ). Pomocí těchto funkcí lze pro libovolnou barvu vypočíst XYZ tristimulus, tedy hodnoty X, Y, Z, které barvu jednoznačně určují (obr 3).Obr. 3. Funkce color matching a charakteristiky kamery Grafickým vyjádřením normalizovaného XYZ tristimulu je právě chromatický diagram. Normalizace umožňuje převést trojrozměrný prostor XYZ tristimulu do dvojrozměrného grafu. Z něj lze určit všechny potřebné informace charakteristiky zobrazovaného světla, a navíc ve své nejrozšířenější podobě barvu i znázorňuje. Cesta od pohledu do komparačního kolorimetru k zobrazení barvy v chromatickém diagramu je tedy poměrně komplikovaná. Jak ji lze realizovat pomocí barevné kamery? Problém by byl elegantně vyřešen, kdyby charakteristiky barevné citlivosti buněk RGB kamery odpovídaly funkcím color matching. Výstupní signály RGB kamery by pak představovaly přímo XYZ tristimulus, neboť hodnota signálů RGB je úměrná integrovanému množství světla dopadajícího na světlocitlivou buňku pro příslušnou barvu. Charakteristiky kamery se ale obecně od funkcí color matching liší (obr. 3). Naštěstí se v této úloze měří v oblasti blízké bíle barvě, kde lze pro komparační měření uplatnit některá zjednodušení.Obr. 4. Perceptuální rozdíly mezi barvami v chromatickém diagramu Komerční kamery obvykle poskytují funkci „vyvážení bílé“, která upraví zesílení složek tak, aby se výstupní signály v přiměřeném okolí vzorku bílé barvy blížily hodnotám funkcí color matching. Charakteristiky kamery jsou také nastaveny tak, aby v okolí bílé barvy chromatický diagram nevykazoval oproti standardnímu diagramu natočení. Natočení by totiž způsobilo zkreslení barev, které lidské oko vnímá jako nepřirozené. Výrobce kamery tedy zařídil, že se uživatel při transformaci charakteristik kamery do barevného prostoru funkcí color matching nemusí starat o posunutí a natočení. Měřítko se získá kalibrací s normálem OK světlovodu, neboť prováděné měření je komparační.Obr. 5. Oblast poklesu spektra světla prosvětlovací LED po průchodu zežloutlým plexisklem Další výhodou je, že právě v okolí bílé barvy je subjektivní citlivost oka na barevné změny poměrně malá. Na obr. 4 jsou ukázány relativní perceptuální rozdíly mezi barvami v chromatickém diagramu (úsečky spojují barvy, mezi kterými člověk ještě nevnímá rozdíl). Je zřejmé, že právě na změnu bílé ve žlutou je oko málo citlivé. Kamera v této oblasti naopak dosahuje velké citlivosti. Žloutnutí světlovodu má za následek pokles původního spektra prosvětlovací LED v levé části, tedy v oblasti azurové barvy (obr. 5). Právě v této oblasti je však křivka modré barvy (B) nejstrmější a i malá změna azurové vyvolá velkou změnu výstupního signálu B.Obr. 6. Rozhranní aplikace pro měření zežloutnutí světlovodiče Na základě těchto úvah byla vytvořena aplikace pro kontrolu žloutnutí materiálu světlovodičů. Citlivost aplikace k měření barevného posuvu ke žluté barvě autoři testovali zajímavým způsobem. Jeden ze dvou kancelářských papírů nechali v temnotě, druhý vystavili na dvanáct hodin slunečnímu záření. Přestože okem nebylo zežloutnutí tohoto papíru viditelné, běžná kamera od firmy Basler je ve spojení s vytvořenou aplikací spolehlivě detekovala. Na obr. 6 je ukázáno rozhraní aplikace při detekci zežloutnutí papíru při kalibraci neosvětleným papírem.   Otto Havle, FCC průmyslové systémy Co znamená zkratka CIE? CIE, Commission Internationale de l’Éclairage, mezinárodní sdružení pro osvětlení, je nezisková a nezávislá organizace, která umožňuje celosvětovou spolupráci a výměnu vědeckých a technických informací v oblastech nauky o světle, světelných zdrojů, osvětlování, měření barev, vidění, fotobiologie a technik zpracování obrazu. Sdružení CIE bylo založeno v roce 1913 a v současné době sídlí ve Vídni. Více lze najít na webové stránce http://www.cie.co.at/. V roce 1931 vytvořilo sdružení CIE matematicky definovaný barevný prostor nazývaný CIE 1931 nebo CIE XYZ. Pomocí funkcí color matching přepočítává souřadnice prostoru RGB na XYZ tristimulus. Barevných prostorů však existuje velký počet. Například barevný prostor CIELAB vychází z CIE XYZ a z Munsellova barevného systému. Souřadnice CIELAB se ze souřadnic CIE XYZ vypočítají nelineární transformací a umožňují jednotněji popsat rozdíly barev. Lidské oko totiž není schopné rozlišit rozdíly některých barev, ale z obr. 4 je patrné, že tyto oblasti, nazývané MacAdamovy elipsy (v obrázku jsou zakresleny jejich hlavní a vedlejší osy), mají v diagramu CIE 1931 různou velikost a orientaci, což při posuzování a kvantifikaci rozdílu barev činí potíže.

WAGO X-COM S-SYSTEM se zásuvnými moduly na vstupní i výstupní straně

Systém řadových svorek X-COM® S-SYSTEM od firmy WAGO se skládá z bloků upevněných na liště DIN a zásuvných svorkových modulů, do nichž jsou připojeny vodiče. Toto řešení výrazně zkracuje dobu montáže: svorkový modul s připojenými vodiči se jednoduše zasune do konektoru v bloku na liště DIN a spojení je během sekundy hotovo. Zásuvné svorkové bloky se snadno instalují do rozváděčů a jsou ideální pro konstrukci strojů nebo v dopravní technice, protože jejich velkou předností je jednoduchá instalace ve stísněných prostorech nebo na místech s komplikovaným přístupem. Není třeba na místě připojovat do svorek zvlášť každý vodič a kontrolovat, zda je připojen ve správné pozici a zda je spojení v pořádku. K připojení konektoru do modulu stačí jedna ruka, jinak není zapotřebí žádné nářadí ani speciální přípravky. Pro ještě větší pohodlí lze použít předem připravené kabelové svazky. Všechny konektory mohou být kódované a chráněné proti záměně konektorů se stejným počtem pólů. Svorkové bloky jsou chráněné proti dotyku i bez zapojených vodičů. A další výhoda: svorkové bloky X-COM S-SYSTEM jsou kompatibilní s veškerým příslušenstvím používaným pro řadové svorky TOPJOB® S, jako jsou označovací pásky nebo propojovací můstky. Moduly X-COM S-SYSTEM budou uváděny na trh postupně od června do září 2019. WAGO-Elektro, spol. s r. o., tel.: 261 090 143 e-mail: info.cz@wago.com, www.wago.cz

Vertikální pojezdové dráhy HIWIN pro kolaborativní roboty

Společnost HIWIN představila nové pojezdové dráhy typu RX pro kolaborativní roboty, které byly navržené na základě požadavku trhu. Po těchto drahách se může pohybovat robot o celkové hmotnosti 50 kg ve svislém směru, a to až do maximální výšky zdvihu 3 m. Maximální rychlost pojezdu je nastavena na 250 mm/s, což je vhodné pro efektivní spolupráci člověka s robotem. Pohyb pojezdu je realizován ozubeným řemenem, který je poháněný servomotorem s převodovkou. Volba servomotoru je na zvážení zákazníka, pojezdové dráhy HIWIN dokáží pracovat s pohonem od téměř všech výrobců. Lineární pohyb a vysokou přesnost polohování zabezpečuje lineární kuličkové vedení HIWIN. Všechny komponenty použité v konstrukci lineárního vedení jsou z produkce firmy HIWIN. Tyto komponenty jsou připraveny k instalaci a zajišťují plnohodnotnou funkčnost zařízení. „Aktuálně připravujeme vertikální pojezdovou dráhu podle požadavků zákazníka s kompletním zakrytováním osy. Dalším požadavkem jsou kompaktní rozměry, včetně malého zástavbového půdorysu a jednoduché instalace. To jsme vyřešili tak, že dráha bude dodána jako komplet. Bude instalovány do podlahy pomocí čtyř chemických kotev a jinak není třeba další speciální asistence při instalaci,“ doplňuje Tomáš Sojka, vedoucí oddělení polohovacích systémů HIWIN s. r. o. Upozorňuje na některá úskalí vertikálního řešení: „Vzhledem k působení zemské tíže je potřeba při nastavení řízení systému vyřešit všechny možné situace, při kterých by mohlo dojít k uvolnění jezdce a jeho nekontrolovatelnému uvolnění.“ Pojezdy HIWIN jsou momentálně připravené k osazení kolaborativními roboty UR10 a Techman TM12 a TM14. Je však možné upravit řešení pro jakékoli roboty s maximální hmotností 50 kg. Dle požadavků zákazníka lze pro využití mimo oblast kolaborativních podmínek navýšit i rychlost polohování. Vertikální pojezdové dráhy HIWIN prošly fází výroby a testování prototypů, kdy se odzkoušely také různé varianty pohonů, a aktuálně jsou ve výrobě již konkrétní dráhy pro konkrétní pracoviště v průmyslu. Řešení je standardizované a bude zařazeno do portfolia produktů HIWIN. HIWIN s. r. o., Medkova 888/11, 627 00 Brno, Česká republika, tel.: +420 548 528 238, fax: +420 548 220 223, e-mail: info@hiwin.cz

Fórum automatizace 2019: Perspektivy a úskalí digitalizace

Na veletrhu Amper 2019 uspořádal časopis Automa Fórum automatizace. Živý program přednášek probíhal přímo na výstavní ploše pavilonu V, stánek 4.16. Mottem pátého ročníku této přednáškové akce byly Perspektivy a úskalí digitalizace. Přednášky byly uspořádány do tematických bloků: Úterý 19. 3. 2019             Digitalizace, IoT a průmysl 4.0, digitální dvojčata 10:00 Představení konceptu digitálního dvojčete továrny Tecnomatix Souhrnné přestavení možností softwarového řešení digitální továrny Tecnomatix firmy Siemens, které propojuje všechny výrobní disciplíny s výrobním inženýrstvím. A to od návrhu a plánování přes simulaci a ověřování až po samotnou výrobu a její řízení. Digitální továrna zobrazuje reálné výrobní procesy ve virtuálním prostředí. (Lukáš Seďa, Ph.D., Axiom Tech) 10:45 Nástroje pro efektivní digitalizaci výroby Střízlivý a racionální pohled na to, co se skrývá za některými slogany a módními termíny používanými v souvislosti s digitalizací výroby a koncepcemi průmyslu 4.0. Bude ukázáno, jak může pomoci programové prostředí Control Web a jak lze efektivně realizovat digitálně propojenou automatizaci výroby. (Roman Cagaš, Moravské přístroje) 11:30 Síť NB-IoT a partnerská řešení Představení a aktuální informace o síti NB-IoT společnosti Vodafone v ČR a v zahraničí. Benefity a možnosti sítě, příklady využití NB-IoT v praxi a partnerská řešení využívající NB-IoT. (Pavlína Zemanová, Ladislav Reday, Vodafone Czech Republic) 12:45 Alquist: jak být lepší díky konverzační umělé inteligenciKonverzační AI Alquist byla dvakrát za sebou oceněna v mezinárodní soutěži Amazon Alexa Prize.(Jan Pichl, Petr Marek, FEL ČVUT v Praze) 13:30 SimONet, nástroj pro sběr, vizualizaci a analýzu dat technologiemi IoT Patří internet věcí do světa průmyslu? Dokážou mladé technologie obstát v optice průmyslového vidění a najít si své místo vedle lety ověřených systémů a technologií? (Petr Hasman, ZAT) 14:15 Nástroje pro vývoj systémů prediktivní údržby Pro spolehlivý chod technických systémů i výrobních procesů je důležitá efektivní údržba. Matlab poskytuje skupinu nástrojů pro návrh, vývoj i nasazení systémů prediktivní údržby, které se opírají o statistickou analýzu, umělou inteligenci, modelování a simulaci systémů. (Jaroslav Jirkovský, Michal Blaho, Humusoft)   Středa 20. 3. 2019            Strojové vidění a umělá inteligence 9:15 Učící se systémy při rozpoznávání obrazu v automobilovém průmyslu Na příkladu reálného nasazení šesti nezávislých konvolučních sítí pro zpracování obrazu v automobilce ukazuje prezentace výhody a problémy využití tohoto typu klasifikátoru v průmyslové praxi. (Otto Havle, FCC PS) 10:00 Zprovoznění robotické linky v digitální továrně Tecnomatix Přestavení softwarového řešení digitální továrny Tecnomatix od společnosti Siemens zaměřené na robotizaci a automatizaci výroby pomocí softwaru Process Simulate s nástroji pro návrh layoutů robotických linek, off-line programování i virtuální zprovoznění, včetně simulace práce člověka i ve spojení s robotem. (Lukáš Seďa, Ph.D., Axiom Tech) 10:45 Rozšířená realita pro programování kolaborativních robotů Co je to rozšířená realita? Jaké jsou možnosti využití této technologie v průmyslu? Proč hledáme nové možnosti spolupráce s roboty? Jak v rozšířené realitě snadno naprogramovat robot? Proč to ještě není v průmyslu běžně využívané? Co je to ARCOR a k čemu na FIT VUT slouží? (Vítězslav Beran, FIT, VUT v Brně) 11:30 Panelová diskuse: Digitalizace – a co lidé? Digitalizace v průmyslu naráží na mnoho limitujících faktorů. K těm zásadním patří lidé, jak v pozicích, kde rozhodují o strategiích podniku, tak na výkonných, provozních a operátorských místech i v dělnických profesích. Jak podpořit digitalizaci a přiblížit ji lidem, o tom se bude hovořit v odborné diskusi.(časopis Automa a jeho hosté)                 Robotizace a automatizace výroby 12:45   Mobilní kolaborativní robot – stará myšlenka – nový přístup Kolaborativní roboty Techman Robot s integrovanou chytrou kamerou se dokážou pomocí kamery velmi přesně zkalibrovat do nové roviny během pár sekund. Robot je možné na univerzálním mobilním stojanu UMS převézt na druhé pracoviště a začít používat během pár minut. (Václav Blahník, Zlín Robotics) 13:30 Pohľad na súčasnú priemyselnú robotiku Predstavenie aktuálneho stavu v priemyselnej robotike základné skupiny robotov objavujúcich sa v priemyselnej výrobe, budúce koncepty, ako aj úlohy pre výskum v priemyselnej robotike. Bližišie budú predstavené aj silovo poddajné roboty a výzvy v oblasti mobilných manipulátorov. (František Duchoň, Slovenská technická univerzita v Bratislavě) 14:15 Manipulační projekty – případové studie Trend poslední doby nahrazovat lidskou sílu automatizačními řešeními se objevuje i v segmentu obráběcích strojů. Budou uvedeny případové studie automatizovaných obráběcích procesů. Zájemci si mohou přijít pro další informace do stánku Schunk – v hale V, stánek 5.09. (Martin Tišnovský, Schunk) 15:00 CANopen & IoT; budoucnost CANopen FDNejnovější trendy a vývoj v oblasti CAN FD a praktické rady pro techniky, vývojáře a integrátory systémů (v angličtině). (Reiner Zitzmann, ředitel CiA)   Čtvrtek 21. 3. 2019          Komunikace a informační systémy v průmyslu, automatizace  10:00 Správa inženýrských dat a procesů v kontextu digitální továrny Tecnomatix Chytrá infrastruktura vytvořená pomocí Teamcenteru integruje osoby, data, procesy a ostatní systémy a díky tomu poskytuje ucelené a správné informace napříč společností. Systém pro správu životního cyklu výrobku (PLM) Teamcenter řídí procesy celého životního cyklu produktu. (Lukáš Seďa, Ph.D., Axiom Tech) 10:45 Týmová komunikace VOCOVO pro velkosklady a nekancelářské prostory Viditelným prvkem jsou lehké a odolné náhlavní soupravy. Jde ale o mnohem víc. Systém VOCOVO inovativně řeší komunikaci týmů pomocí periferií pro komunikaci se zákazníky, detailních manažerských analýz pro optimalizaci a snadnou integraci do stávajících podnikových řešení. (Petr Jarošík, Milan Zorník, Joyce) 11:30 Štruktúra a diagnostika priemyselných (OT) sietí pre I4.0 Prechod od sietí Profibus k Profinet, aktívna vs. pasívna diagnostika Profinet, uvádzanie do prevádzky a akceptačné testy, prítomnosť a budúcnosť ethernetových sietí OT. (Ján Snopko, ControlSystem)                  Chytrá infrastruktura 12:45 Průmyslové systémy v automatizaci budov Řízení technických zařízení budov je dnes dobře pokryto konvenčními systémy pro chytré domácnosti. Kromě nich je možné použít i průmyslové řídicí a sběrnicové systémy. Masově využívané průmyslové systémy mají příznivou cenu a mohou poskytnout i funkční bezpečnost na jedné sběrnici s jedním řídicím systémem. (Adam Sorokač, ifm electronic) 13:30 Chytré domy s instalací KNX Mezinárodně normalizovaný stavebnicový systém inteligentních instalací zajišťuje uživatelům maximální pohodlí při vysoké energetické efektivitě. Použití tohoto systému zaručuje spolehlivost, dlouhou životnost, snadné rozšiřování o další funkce a nejvyšší bezpečnost komunikace při přístupech na dálku. (Josef Kunc, KNX národní skupina ČR) 14:15 Předpověď výroby fotovoltaických systémů pomocí skyimageru Představení různých typů předpovědí intenzity slunečního záření používané pro stanovení produkce fotovoltaických systémů. Předpověď slunečního záření je nezbytná při řízení bateriových systémů i při obchodování s energií z fotovoltaických elektráren. Kromě obvyklých typů predikce bude představena metoda nově vyvinutá na ČVUT UCEEB využívající snímkování oblohy v reálném čase. (Vladislav Martínek, ČVUT UCEEB ) Pátek 22. 3. 2019             Odborné vzdělávání, studentské soutěže a start-upy 9:15 až 12:00 Odborné vzdělávání živě a neformálněDiskusní a prezentační blok poskytne prostor k neformálnímu setkání učitelů automatizace se zástupci firem, které potřebují kvalifikované absolventy. Firma Teco a. s. zde představí své výukové projekty EDUtec a Foxee. Učitelé odborných škol budou předvádět zajímavé učební pomůcky. (TECO)

Virtuální konstrukce rozváděčů dospěla do svého finále

Nová verze systému EPLAN Pro Panel 2.8 byla vydána koncem minulého roku, krátce po norimberském veletrhu SPS IPC Drives. Návštěvníci tohoto prestižního veletrhu si mohli vyzkoušet novou verzi včetně mnoha možností výměny umístěných komponent, nebo dokonce celých rozváděčů. Další novinkou je automatická migrace projektů založených na řadě rozváděčů Rittal TS 8 na nový rozsáhlý systém rozváděčů Rittal VX25. Ale to stále není všechno: společnosti EPLAN a Rittal v Norimberku společně představily širokou škálu inovací v oblasti konstrukce rozváděčů – a budou v tom pokračovat i letos v dubnu na veletrhu Hannover Messe.Obr. 1. Integrované projektování – od schématu až po kompletní systém rozváděčů Rittal VX25 Software Pro Panel 2.8 pro virtuální 3D návrh rozváděče je charakteristický svou rozšířenou flexibilitou, přičemž uživatele zaujme zcela novým uživatelským rozhraním 4 K. Firmy EPLAN a Rittal na veletrhu SPS IPC Drives v listopadu 2018 v Norimberku společně představily celou sérii inovací týkajících se konstrukce rozváděčů. Patří mezi ně vzájemně se doplňující softwarová řešení pro projektování a plánování, inovativní systémy pro rozvodné skříně, rozvody elektrické energie, klimatizační systémy, automatizační techniku, jakož i digitální asis­tenční systémy pro integrovanou automatizaci výrobních procesů. Obě firmy se tak společně dostávají do pozice poskytovatelů, kteří nabízejí pro své zákazníky integrovaná řešení pro optimalizaci procesů konstruování rozváděčů: kombinované strojní, hardwarové a softwarové řešení, doprovodné údaje o produktech a kompletní služby v oblasti integrace procesů.  Výměna komponent? Žádný problém Nová verze softwaru EPLAN Pro Panel je hlavně zaměřena na „procesy“. Stávající 3D konfigurace rozváděčů je často nutné měnit – ať už pro nedostatek místa, nebo z důvodu různých specifikací skříní, např. dveře budou mít panty na pravé místo na levé straně apod. Nová funkce „vyměnit zařízení“ umožňuje uživatelům vyměnit dříve umístěné komponenty. A co je ještě lepší: systém si zachovává všechny reference týkající se programů pro výrobní stroje NC. Varianty maker lze snadno vybrat a uložit do kmenových dat. Totéž platí i pro montážní plochy: kompletní rozmístění a tvar zařízení lze jednoduše přiřadit k jiné montážní ploše. Znamená to, že úplné rozmístění 3D sestavy je možné rychle a snadno integrovat do jiného konstruk­čního prostředí.  Změny systému jsou jednoduché Společnost Rittal nedávno představila nový systém rozváděčů VX25, takže firmy, které používají rozváděče Rittal TS 8, čelí výzvě migrace svých dosavadních projektů. Avšak EPLAN Pro Panel Professional, verze 2.8, nabízí bezchybnou podporu migrace. Jak to funguje? Pomocí podpůrného softwaru se analyzuje obsah projektu, montážní sestava ve 3D nebo individuální rozváděč. Jestliže systém zjistí, že některé komponenty pro migraci na VX25 chybějí, jsou shrnuty do objednávkového seznamu a prostřednictvím nákupního košíku v EPLAN Data Portal integrovány do rozpisky v prostředí Pro Panel.  Systematická migrace Jsou-li všechny položky přítomny, systém automaticky provede migraci. Položky TS 8 jsou vyměněny za položky VX25. Software zohledňuje stávající odkazy mezi umístěnými zařízeními a montážními úrovněmi. Totéž platí pro informace pro programy strojů NC, jako je síť tras pro směrování kabelových spojů. Nové možnosti verze 2.8 doplňují interaktivní funkce, jako jsou testovací cykly a korekce rozestupů.  (EPLAN ENGINEERING CZ, s. r. o.)    

Mobilní aplikace Danfoss Drives

Uvedením mobilních aplikací MyDrive® Portfolio, MyDrive® ecoSmart™, MyDrive® Connect vychází společnost Danfoss vstříc zákazníkům, kteří chtějí používat své smartphony a tablety k vyhledávání vhodných pohonů Danfoss a Vacon, ke stanovení jejich třídy účinnosti a také k jejich diagnostice, uvedení do provozu a servisu. Aplikace MyDrive Portfolio podává přehled o nabídce pohonů Danfoss Drives a umožňuje vyhledávat informace o konkrétním produktu a aplikaci. Zákazníci získají přístup ke komplexním materiálům a informacím souvisejícím s konkrétním odvětvím a aplikací. Seznam produktů je v aplikaci uspořádán v závislosti na instalaci a účelu produktu. Tyto informace je možné stáhnout jako soubory PDF do mobilního zařízení a mohou je sdílet. Aplikace MyDrive ecoSmart obsahuje třídy účinnosti (podle EN 50598) jednotlivých pohonů Danfoss i Vacon i třídy účinnosti systému IES u sestav pohonů Danfoss s jakýmkoliv indukčním motorem. Díky tomu má uživatel možnost zvolit pro svůj provoz optimální zařízení. Může si stáhnout certifikát obsahující technické detaily o vybraných prvcích a konfiguracích. Kromě tříd energetické účinnosti se uživatel můžete seznámit s e výkonem částečného zatížení střídavého pohonu ve standardních servisních bodech a umožňuje vypočítat efektivnost a účinnost měniče v každém provozním bodě. Mobilní aplikace MyDrive Connect je nástrojem pro rychlou a snadnou diagnostiku, uvedení do provozu a servis pohonů VLT® HVAC Drive, VLT® AQUA Drive a VLT® AutomationDrive pomocí individuálního připojení založeného na Wi-Fi (IEE802.11). Podobné řešení bude také k dispozici pro značku Vacon. Podrobnosti jsou na tomto odkazu: http://www.danfoss.cz/newsstories/drives/february-mobile-apps/?ref=17179936721#/