Aktuální vydání

celé číslo

03

2024

Automatizační technika v energetice a teplárenství, úspory energie

Snímače teploty

celé číslo

Automobilka Audi získala náskok díky pokročilé technice

Společnost Audi AG klade velký důraz na úspory energie a ochranu životního prostředí. Během několika posledních let dosáhla v továrně v Ingolstadtu výrazného snížení spotřeby energie na výrobu jednoho vozidla. K tomuto úspěchu podstatně přispěla technika firmy B&R pro řízení procesů.
 
Do roku 2020 chce společnost Audi AG snížit emise CO2 ze své továrny a společnosti o 30 % oproti roku 1990. K tomu je velmi důležitá energetická účinnost výrobních systémů a rozvodných sítí. Již přibližně dvacet let poskytují systémy řízení procesů (PCS) a programovatelné automaty (PLC) firmy B&R předním výrobcům automobilů podporu pro monitorování a řízení rozvodných sítí i pro optimalizaci zdrojů a snižování nákladů. Pomáhají jim tak dosáhnout ambiciózních cílů v ochraně životního prostředí.
 
V ústředí společnosti v Ingolstadtu, kde je také největší továrna na výrobu vozů Audi, byly instalovány první řídicí systémy B&R již v roce 1990. Nejprve byly použity jen pro větrací systémy, nyní však technika B&R zajišťuje spolehlivé řízení s otevřenou i uzavřenou smyčkou téměř všech typů rozvodných sítí. Přibližně 1 400 systémů B&R zaručuje, že je do všech budov na více než dvou milionech metrů čtverečních závodu Audi zajištěn např. přívod elektřiny, plynu, užitkové a pitné vody, větrání a klimatizace. „Rozvodné sítě představují složité systémy, příkladem je rozvod stlačeného vzduchu, chladicí a otopné systémy či oblastní otopné systémy. Mnohé z těchto systémů mají nepřímý vliv na výrobu,“ říká Anton Hagl, který je ve společnosti Audi zodpovědný za rozvod elektřiny a ústřední techniku PLS (Power Lines System).
 
„Mnohá technická opatření pro snížení spotřeby energie vedou k optimalizaci funkce systémů. Proto je třeba najít řešení umožňující implementovat principy přizpůsobeného řízení,“ vysvětluje Siegfried Weitkunat, vedoucí správy techniky budov v Audi AG. Spolu s kolegou Thomasem Pitzlem dohlíží na řídicí systémy budov obsluhující více než 160 000 datových bodů. Tento obtížný úkol je mnohem snazší díky využívání řídicího systému Aprol od společnosti B&R, který v závodě Audi v Ingolstadtu pracuje od roku 1997.
 

Plánované úspory byly překročeny

Jádrem systému je ústřední server, shromažďující všechny informace. Vizualizační aplikace pro všechny systémy jsou implementovány v obslužných stanicích B&R. Tyto přístroje zajišťují i ovládání alarmů a další zpracování dat. „Jednou z výhod tohoto řídicího systému je, že máme z jediného systému přístup k nejméně 98 % techniky rozvodných sítí, a můžeme tedy zaznamenávat a analyzovat složité vztahy všech systémů. Kromě toho můžeme cíleně snižovat spotřebu energie, například vypínáním nepotřebných zařízení,“ vysvětluje Siegfried Weitkunat.
 
Konkrétně v oblasti stlačeného vzduchu bylo dosaženo významných úspor energie zavedením procesu přípravy stlačeného vzduchu. V tomto systému pomáhají technologie PCS a PLC firmy B&R. Společnost Audi si dala za cíl uspořit zavedením řídicí jednotky stlačeného vzduchu 12,5 % energie. Jednotka obsluhuje 25 kompresorů, umístěných na ploše 20 km2 a zapojených do šesti- a dvanáctibarové sítě s celkovým instalovaným objemem vzduchu 95 000 a 24 000 m3. V rámci projektu Aprol byl tento náročný úkol splněn za použití samostatných řídicích jednotek pro každé z deseti středisek stlačeného vzduchu. Hlavní řídicí jednotka podle aktuálních tlaků a průtoků zjistí, které kompresory jsou třeba, a podle určeného profilu předá požadavky do příslušných středisek. Současně podle rozložení zatížení upraví tlaky pro odpovídající stanice a minimalizuje tak ztráty. Průběžné úpravy nastavených hodnot zajišťují optimální efektivitu práce turbokompresorů. Tento systém společnosti umožnil stanovený cíl dokonce překročit.
 

Chlazení podle potřeby

Další oblastí, ve které se energetická efektivita závodu po zavedení řídicí techniky B&R výrazně zlepšila, je chlazení. Zároveň s vybudováním nového energetického střediska pro chladicí systémy, které se za roky používání rozrostly, sjednotila společnost užívání řídicích jednotek B&R: místo řídicích jednotek různých generací začala používat jediný systém Aprol. Chladicí jednotky o souhrnné kapacitě přibližně 30 MW lze nyní díky speciální koncepci navržené společností Audi využívat podle potřeby. Vysokou dostupnost zaručuje několik úrovní redundance i další opatření. „Řídicí jednotky jsou extrémně spolehlivé. Zaměstnanci společnosti Audi, kteří s nimi pracují, to opakovaně potvrzují. Procesor nebo karta selžou velmi zřídka,“ říká Siegfried Weitkunat.
 

Řízení vytápění

Důvěra ve spolehlivost řešení B&R je patrná i na dalším příkladě – technicky náročné modernizaci teplárny, zahrnující kotle, větrací systémy, rozvodná čerpadla a pomocné systémy. Vytápění s otevřenou i uzavřenou smyčkou řídí redundantní servery a patnáct obslužných stanic systému Aprol. Pro minimalizaci vnějších vlivů byla instalována samostatná síť s redundantním optickým okruhem. Standardní vizualizační systém na jednotlivých pracovištích s panely byl omezen na pouhých několik funkcí. Tyto stanice bylo díky redundanci a vysoké spolehlivosti systému Aprol možné nahradit grafickými řídicími terminály Aprol. Tak má obsluha systému přehled o celé struktuře řízení Aprol.
 

Síť Aprol integrovaná do sítě LAN

Síť Aprol umožnila integrovat veškerou řídicí a vizualizační techniku do podnikové sítě LAN Audi. K přenosu dat v síti nejsou používány statické adresy IP, ale celý systém je založen na dynamicky přidělovaných adresách IP. Pro přizpůsobení různým požadavkům kancelářských a provozních automatizačních systémů stanovilo oddělení IT předem okrajové podmínky. Systémy si dokonce vyměňují informace přes podnikovou síť LAN. Architektura byla zvolena tak, aby při potížích se sítí nebo nutné údržbě informační techniky mohl každý systém pracovat autonomně. Tak je zajištěna požadovaná dostupnost systému. Vzhledem k tomu, že není nutné budovat samostatnou síť PCS, minimalizuje se počet rozhraní a nutných síťových mechanismů (a související náklady na energie).
 

Závěr

Systematické snižování spotřeby energie a související pokles emisí CO2 jsou i nadále důležitými prvky aktivit společnosti Audi AG v oblasti ochrany životního prostředí. Společnost tak přispívá k trvale udržitelnému rozvoji a k ochraně životního prostředí. Efektivní systém řízení procesů umožňuje tomuto výrobci optimalizovat své procesy a pružně reagovat na nové požadavky. „Velmi cenná je výborná podpora společnosti B&R. Náš zástupce je k zastižení téměř kdykoliv, a případné problémy tedy lze vyřešit velmi rychle,“ podotýká Siegfried Weitkunat na závěr.
(B+R automatizace, spol. s r. o.)
 
Obr. 1. Největší továrna na výrobu vozů Audi v Ingoldstadtu
Obr. 2. Výroba nového modelu Audi A4 v závodě v Ingolstadtu
Obr. 3. Automatické venkovní osvětlení
Obr. 4. Nový kotel s automatickým řízením
Obr. 5. K energetické účinnosti přispívá nové rozvodné potrubí
Obr. 6. Modernizací prošla i transformovna