Aktuální vydání

celé číslo

08

2021

Digitální transformace a konvergence provozních, informačních a inženýrských systémů

Výzkum, vývoj a vzdělávání v automatizaci

celé číslo

Precheza využívá historizační software od Rockwell Automation

Moderní vizualizační a historizační software FactoryTalk Historian SE rozšiřuje možnosti datové analýzy a pomáhá firmě Precheza snižovat provozní náklady. 

Oxid titaničitý (TiO2), nazývaný titanová běloba, je rozšířený anorganický pigment, kterého se průmyslově vyrábí přibližně 6,5 milionu tun ročně. Je to látka s velmi všestranným použitím: používá se jako součást nátěrových hmot a plastů, v papírenském, kožedělném a gumárenském průmyslu, při úpravě keramiky, ale také jako aditivum v potravinářství nebo jako přísada v kosmetice a ve farmacii. V nátěrových hmotách a plastech se využívá vysoký jas a to, že v práškové formě dobře rozptyluje světlo a má vysokou opacitu. Materiály s obsahem titanové běloby jsou proto zářivě bílé a velmi neprůhledné. Ze stejného důvodu se titanová běloba používá jako barvivo v některých potravinách. Jako látka E171 je součástí mnoha cukrovinek, bílých polev a žvýkaček. Z důvodu vysoké bělosti je rovněž součástí zubních past nebo léků. Její používání je bezpečné a kromě dětských potravin je povoleno v EU i v USA.

V kosmetických přípravcích se využívá další vlastnost oxidu titaničitého: funguje jak UV filtr. Proto bývá spolu s dalšími oxidy součástí opalovacích krémů.

Lze zmínit ještě alespoň jednu z vlastností této zajímavé látky: je hydrofobní. Přidává se proto např. v do autoskel nebo brýlových skel, jelikož snižuje ulpívání vody na jejich povrchu a omezuje orosení.

V České republice titanovou bělobu vyrábí Precheza, a. s., Přerov. Jde o jednoho z největších producentů titanové běloby v Evropě, jediného v ČR, s produkcí okolo 35 tisíc tun ročně.

Společnost Precheza byla založena roku 1894 jako První akciová továrna na soustředěná hnojiva a lučebniny v Přerově, která vyráběla kyselinu sírovou a superfosfát. Anorganické pigmenty se zde produkují od roku 1968 (tehdy se firma jmenovala Přerovské chemické závody). V současné době patří Precheza do holdingu Agrofert.

Titanová běloba se v naší zemi vyrábí už od roku 1924 (výroba byla zahájena jako ve čtvrté zemi na světě). Unikátní výrobní postup titanové běloby je české „národní stříbro“. Běloby Pretiox, produkované firmou Precheza v několika variantách podle zamýšlené oblasti použití, mají mnoho předností:

  • Pro použití v nátěrových hmotách je důležité, že částečky mají optimální velikost a velmi úzkou distribuci velikosti částic, vysokou barvivost a neutrální nebo namodralý podtón. Optické vlastnosti běloby Pretiox jsou velmi homogenní, proto ji lze s výhodou použít např. k tónování barev.
  • Optimální velikost částic a optické vlastnosti spolu s dobrou dispergovatelností ve vodě jsou důležité i pro použití vpapírenském průmyslu. Běloba Pretiox má certifikát potřebný pro použití v materiálech, které jsou ve styku s potravinami.
  • Běloby Pretiox používané kbarvení plastů mají z technologických důvodů částice jiné velikosti a speciální povrchovou úpravu. Kromě bílých nebo pastelových tónů poskytuje Pretiox plastům také zvýšenou odolnost proti ultrafialovému záření. Plasty barvené Pretioxem lze používat ve styku s potravinami i na dětské hračky.
  • Běloby Pretiox se rovněž používají ve stavebnictví. Odpovídají normě ČSN EN 12878 Pigmenty pro vybarvování stavebních materiálů na bázi cementu nebo vápna. Výhodami jsou snadná zapracovatelnost, odolnost proti atmosférickým vlivům a světlostálost.
  • Titanové běloby Pretiox určené pro potraviny, kosmetiku a farmacii se vyrábějí v certifikovaném systému řízení kvality. Jde o mimořádně čisté pigmenty s optimálními optickými vlastnostmi, které splňují požadavky nejvyšších hygienických a bezpečnostních norem. Speciálně pro kosmetiku je určena běloba Pretiox UVS30 s vynikající absorpcí UV záření.
  • Fotoaktivní typy Pretiox CG a PK působí jako fotokatalyzátor a jsou vhodné tam, kde je třeba zvýšit samočisticí schopnost povrchů odbouráváním organických nečistot, pro čištění vzduchu a vody od problematických oxidovatelných látek a dále jako prekurzor pro výrobu titanátů a katalytické reakce.

Společnost Precheza vyváží asi 80 % celkové produkce. Hlavním vývozním teritoriem je západní Evropa, která spolu s dodávkami do států střední a východní Evropy tvoří největší část celkového exportního objemu. Významný podíl vývozu přísluší dodávkám do států Severní a Střední Ameriky. Nezanedbatelným vývozním regionem je rovněž skupina zemí asijsko-pacifické oblasti. Dodávky pigmentů směřují i do Afriky, Austrálie a zemí Blízkého východu.

Mezi nejdůležitější zákazníky Prechezy patří především výrobci z odvětví nátěrových hmot, plastů, papíru a stavebnictví. Dále se společnost řadí mezi významné výrobce produktů pro farmaceutický průmysl, potravinářské firmy či podniky z oblasti zemědělství.

Management společnosti a jeho jednotlivé součásti, zejména systém řízení bezpečnosti a ochrany zdraví při práci, kvality, životního prostředí a hospodaření s energií, je vystavěn na bázi celosvětově uznávaných standardů ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001 a ISO 50001. Ve společnosti je dále zaveden systém řízení bezpečnosti potravin podle mezinárodního standardu FSSC 22000 pro výrobu titanové běloby potravinářského stupně. Jednotlivé výrobky jsou samostatně certifikovány na shodu s příslušnými legislativními a technickými předpisy. Odborný dohled vykonávají externí autorizované osoby. Precheza se od roku 1994 účastní celosvětové aktivity Responsible Care – odpovědná péče a podnikání v chemii.

 

Řízení výrobních procesů titanové běloby

Řízení technologických procesů hraje ve výrobě titanové běloby důležitou roli. Obsluha strojů musí mít přehled o aktuálních hodnotách kritických veličin, protože na nich se zakládají rozhodnutí, která mají dopad na vše, od bezpečnosti pracovníků až po ziskovost závodu. Rychlý a kompletní přístup k informacím je proto rozhodující.

K tomu, aby bylo řízení závodu opravdu účinné, je však nezbytné zavést softwarový systém, který nejen vizualizuje okamžité hodnoty, ale také umožňuje zachytit a analyzovat obrovské objemy historických dat.

Společnost Precheza už v minulosti využívala řídicí systémy a vizualizační software od firmy Rockwell Automation. Protože s nimi byla spokojená, byl software od této firmy první volbou i při hledání historizačního systému řízení technologické linky na výrobu titanové běloby. Jedním z důvodů byla i možnost sjednocení softwarových řešení v celém podniku, což by umožnilo rozsáhlejší integraci systémů a také ušetřilo část provozních nákladů.

V úvahu připadal archivační systém Factory Talk (FT) Historian SE od firmy Rockwell Automation. Obsluha strojů dále požadovala lepší reportovací nástroje s rozšířenými možnostmi analýzy a vizualizace. Uživatelé mají díky softwaru FT Historian přístup k historickým datům, a mohou proto realizovat postupnou optimalizaci, k čemuž obvykle potřebují zpracovat a analyzovat historická data z období až několika let.

IT oddělení společnosti Precheza nejdříve využilo dočasnou licenci, aby se ujistilo, že nabízený systém odpovídá jejich potřebám. Protože systém kritéria výběru splnil, společnost Precheza se začala připravovat na přechod z předchozí platformy na FT Historian.

 

Migrace na nový historizační systém – bez odstávky výroby

Implementace probíhala hladce. Byl vytvořen harmonogram prací s termíny pro jejich realizaci, čemuž přecházel jeden rok příprav, během kterého se vyjasnily technické požadavky. Ty se poté ověřily na zkušebním místě a nakonec se dohodly podmínky celého projektu.

Proces instalace a konfigurace odstartoval v srpnu 2018 a byl zajištěn dostatečný časový prostor pro instalaci klientských aplikací, školení obsluhy a převod původních historických dat do nového systému. V lednu 2019 byl systém FT Historian SE připraven k implementaci ve výrobě. Původní systém se vyřazoval z provozu po dobu tří měsíců, kdy tyto dva systémy fungovaly souběžně, až byl nakonec v březnu 2019 úplně odpojen.

Instalace byla dokončena v dubnu 2019, aniž by ve výrobním zařízení došlo k odstávce.

Největším problémem migrace na nový systém byl převod dat shromážděných za pět let z předchozího systému do FT Historian. Vzhledem k tomu, že software starého a nového systému nebyl kompatibilní, vybrat tu správnou metodu pro převod dat do nového systému bylo obtížné. Po několika testech bylo zvoleno řešení doporučené společností Rockwell Automation, i přesto však byl nutný manuální zásah zaměstnanců společnosti Precheza, kteří zejména museli převedená data ověřit, což jim zabralo asi dvacet dní.

Důležitou roli při převodu dat sehrál systémový integrátor – slovenská společnost M.D.J, s. r. o., a vlastní IT oddělení společnosti Precheza. Společnost M.D.J měla s řešením FT Historian rozsáhlé zkušenosti už z minulosti a dovedla celý projekt ke zdárnému konci. Využila své znalosti systému FT Historian, aby pružně reagovala na další požadavky, které se objevily v průběhu realizace. Další nedílnou součástí týmu byl distributor, firma ControlTech Ltd., která zajistila hladký průběh dodávek a koordinaci obchodní stránky projektu.

 

Prozkoumávání nových možností: zjednodušená údržba i optimalizace výroby

Provozní prostředí společnosti Precheza nyní sestává převážně z řídicích a vizualizačních systémů společnosti Rockwell Automation. Uživatelé oceňují otevřenost systému a jednoduchou integraci dat z různých zdrojů, díky čemuž mohou spravovat požadavky v podniku a nejsou silně závislí na podpoře dodavatele.

Z praktického hlediska vedla výkonnost nového systému k výraznému zjednodušení údržby technologických zařízení. Uživatelé systému FT Historian SE mají přístup k výrobním datům i v případě výpadku hlavního serveru. Navíc při jeho výpadku nehrozí ztráta dat.

Největší přínos pro společnost Precheza však spočívá ve způsobu využívání dat. Obsluha má nyní přístup k mnoha funkcím, které jí pomáhají s analýzou výrobních procesů. Uživatelé tudíž mají lepší přehled o stavu výroby a mají k dispozici kvalitnější reportovací nástroje.

 

Lepší přehled o výrobních procesech

Přínosy této implementace splnily očekávání společnosti Precheza, ačkoliv výsledky optimalizace výroby budou zřejmé až za několik let. Nyní se společnost Precheza zaměřuje na podrobnější školení uživatelů týkající se pokročilé analýzy výrobních dat, aby tak mohla prozkoumat všechny možnosti, které systém FT Historian SE nabízí.

V dalším kroku společnost Precheza plánuje uplatnit nástroj Asset Framework systému FT Historian SE, který umožní zasadit data z jednotlivých částí provozu do širšího kontextu. To v konečném důsledku pomůže ještě urychlit a zpřesnit analýzu dat.

 

[Případová studie Rockwell Automation, duben 2020.]

(Bk)

Obr. 1. Celkový pohled na areál firmy Precheza v Přerově

Obr. 2. Výroba titanové běloby – oxidu titaničitého