pobierz (PDF, 6.7 MByte) - Control Engineering Polska

Komentarze

Transkrypt

pobierz (PDF, 6.7 MByte) - Control Engineering Polska
ISSN 1731-5301
Nr 1 (54)
Rok VII
Modernizacja systemu sterowania
Ewolucja,
czy rewolucja?
Rozwiązania RFID dla przemysłu
Focus: polski rynek
robotów przemysłowych
www.controlengpolska.com
26
16
20
OD REDAKCJI
CONTROL ENGINEERING POLSKA
REDAKCJA POLSKA
Redaktor naczelny
Tomasz Gołębiowski
[email protected]
Redaktor
mgr inż. Izabela Żylińska
[email protected]
Redakcja merytoryczna
mgr inż. Józef Czarnul
dr inż. Paweł Dworak
dr inż. Andrzej Ożadowicz
mgr inż. Janusz Pieńkowski
dr inż. Krzysztof Pietrusewicz
Redaktor witryny intermetowej
Paweł Szczepański
p[email protected]
Redagowanie tekstów
Stanisław Szałapak
Opracowanie graficzne i skład
Grzegorz Solecki
[email protected]
Kierownik sprzedaży
Piotr Wojciechowski
[email protected]
Key Account Manager
Aleksandra Krajewska
[email protected]
Marketing / prenumerata
Agnieszka Lewandowska
[email protected]
Grzegorz Stańczuk
[email protected]
Administracja
Izabela Gronek
[email protected]
Druk i oprawa
Drukarnia Taurus
www.drukarniataurus.com.pl
REDAKCJA USA
Redaktor naczelny
Mark T. Hoske
Redaktorzy
Frank J. Bartos, Frances Beationg
Jeanine Katzel, Charlie Masi
Renee Robbins, Peter Welander
Vance VanDoren
WYDAWNICTWO
Trade Media International
Holdings sp. z o.o.
ul. Wita Stwosza 59a
02-661 Warszawa
tel. 022 852 44 15
www.trademedia.us
Prezes zarządu
Michael J. Majchrzak
[email protected]
Redakcja zastrzega sobie prawo do adiustacji
i skracania tekstów oraz zmiany ich tytułów.
Nie zwracamy tekstów niezamówionych.
Nie odpowiadamy za treść reklam i ogłoszeń.
Magazyn wydawany jest na licencji
Reed Business Information.
Ucieczka do przodu
K
iedy byłem małym chłopcem, usłyszałem od ojca, że wicher łamie słabe drzewa, natomiast silne głaszcze. Postanowiłem więc sobie – tak, jak wielu moich kolegów po
rozmowach z własnymi ojcami – że będę silny. Niedługo potem zaczęły przychodzić
pierwsze życiowe porażki, po których biegłem z płaczem do domu. Dość szybko uznałem, że
pewnie urodziłem się jako słabiak i muszę pogodzić się z przeznaczeniem.
Nie wiedziałem wtedy jeszcze, że prawdziwa siła nie bierze się z postanowienia i trzeba na nią
solidnie zapracować. Przy czym trudności i porażki są nieodzownym elementem tego procesu.
Bardzo ładnie obrazuje to przeprowadzona kiedyś symulacja kolonizacji Księżyca. W jednej
z faz dokonano sztucznego zalesienia Srebrnego Globu. Drzewa urosły do całkiem solidnych
rozmiarów, ale padały pod byle dotknięciem. Brak wiatrów i grawitacja wielokrotnie słabsza od
ziemskiej spowodowały, że drzewa nie wykształciły silnych korzeni. W efekcie niewielki nacisk
kończył się upadkiem roślin, które w normalnym (czytaj: trudnym) środowisku są symbolem
potęgi i niezłomności.
W tym wypadku symulacja pokazała pewną prawdę życiową, która daje o sobie znać w warunkach kryzysu lub – jak kto woli – spowolnienia gospodarczego. Wraz z doniesieniami GUS
na temat spadającej produkcji przemysłowej pojawiają się pytania o kondycję dostawców automatyki. I choć pozornie sytuacja w przemyśle jest wyjątkowa niesprzyjająca, to sami zainteresowani ze spokojem patrzą w przyszłość. Twierdzą, że czas kryzysu to... szansa dla firm,
które działają na rynku automatyki i sterowania. Od naszych rozmówców usłyszeliśmy, że:
„w przemyśle inwestycje mające na celu poprawę wydajności, jakości czy obniżenie kosztów
produkcji nie mogą zostać całkowicie wstrzymane” lub: „w tej chwili menadżerowie zdają się
więcej uwagi poświęcać redukcji kosztów, optymalizacji wydajności i wreszcie automatyzacji
produkcji”, jak również: „przemysł powróci na ścieżkę wzrostu za rok lub dwa – tyle czasu
mają nasi klienci na przemyślenie strategii oraz inwestycje w nowe rozwiązania, które zwiększą
ich wydajność w przyszłości”. Innymi słowy: kto się nie ugnie i zapuści korzenie, przetrwa.
Powyższe wypowiedzi można oczywiście traktować w kategoriach myślenia życzeniowego.
Niemniej coś w tym jest, bo wzrost inwestycji w automatyzację zapowiadają także inżynierowie
z zakładów produkcyjnych. Tak wynika między innymi z danych uzyskanych ze styczniowej
sondy umieszczonej na portalu www.controlengpolska.com (więcej na str. 12), a także z raportu o robotach przemysłowych (czytaj: str. 26). Pytanie, przed jakim stoją szefowie małych
i dużych fabryk, brzmi: ograniczyć działalność, ciąć koszty, gdzie się da i jakoś przeczekać
gospodarczą zawieruchę, czy zastosować wariant „ucieczki do przodu”, to znaczy zainwestować w automatyzację środków produkcji licząc, że zwrócą się z okładem w lepszych czasach.
Oczywiście odpowiedź zależy od wielu czynników i w każdym konkretnym przypadku wymaga
dokładnej analizy zysków i strat.
Korzystając z okazji, szefom produkcji dedykuję na cały 2009 rok następujący fragment
niedawnego przemówienia Baracka Obamy: „prawdziwa siła (...) nie bierze się z czasów komfortu, ale właśnie z tego co robimy, gdy czasy są ciężkie”. W polskiej wersji motto brzmiałoby:
przeżyliśmy potop szwedzki, przeżyjemy i... każdy inny.
Tomasz Gołębiowski
redaktor naczelny
[email protected]
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
1
Nr 1 (54)
Rok VII
Międzynarodowe źródło informacji o sterowaniu i automatyce
LUTY 2009
Tematy wiodące
16 Rozwiązania RFID dla przemysłu
Wciąż przybywa sposobów na wykorzystanie RFID w przemyśle.
W artykule pokażemy kilka z nich. Zaczniemy od „mówiących
odpadów”, napiszemy o podkręcaniu temperatury do ponad
200oC, a skończymy na… podróbkach.
20
Ewolucja, czy rewolucja?
Kiedy zachodzi potrzeba modernizacji urządzeń sterujących
procesem, można wymieniać sprzęt sukcesywnie lub w całości,
ewentualnie wybrać wariant pośredni. Dzisiejsi użytkownicy mają
do wyboru więcej możliwości niż kiedykolwiek wcześniej.
26
Temat z okładki: Ewolucja, czy rewolucja?
str. 20
Focus: polski rynek
robotów przemysłowych
Pomimo światowego kryzysu polski rynek robotyki nadal powinien
rozwijać się w dobrym kierunku – wynika z najnowszych danych
Control Engineering Polska. Coraz więcej małych i średnich
przedsiębiorstw ma stawiać na rozwój oraz innowacyjność,
a także automatyzować linie produkcyjne. W ostatnich miesiącach
wyraźnie rośnie popularność robotów do spawania.
Produkty:
TECO – Sterowniki PLC serii TP03
str. 57
Produkty:
Fluke – Laserowe dalmierze
416D i 411D
str. 58
2
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
Focus:
polski rynek robotów przemysłowych
str. 26
●
www.controlengpolska.com
Nowości
Temat wiodący: Rozwiązania RFID dla przemysłu
str. 16
Tematy numeru
1 Od redakcji
Ucieczka do przodu
12
38
Na stronie
Jak to się robi?
Analiza obwodu regulacyjnego dla liniowego procesu
51
Wydarzenia
XIII Szkoła Analizy Modalnej
61
62
Hannover Messe 2009
Rozmowa z...
Wywiad z Jordi Andreu, dyrektorem sprzedaży
Rockwell Automation
67
Napędy ABB – łakomy kąsek?
Wygraj dzięki LabVIEW
Datalogic Mobile: nowa e-strona
Zamel gra fair
Najlepsze inwestycje 2008 roku
Siemens zapłaci gigantyczną karę
Leżajsk: nowa strefa przemysłowa
Unipress inwestuje w maszyny
Farnell przejmuje Microdis Electronics
Deplhi „optymalizuje” studentów
ASTOR: nowe zasady certyfikacji
Wonderware dla branży wod.-kan.
Ergis: nowa linia produkcyjna
Amerykańskie izolacje w Łodzi
Konstrukcje dźwigowe z Gubina
Milionowy „polski” silnik Toyoty
Aluron zbuduje fabrykę w Zawierciu
Wonderware poprawił efektywność
E-learning na WE ZUT
Studenci dla przemysłu
iEi – nowy inżynier w Malborku
Produkty
56
B&R – Falowniki ACOPOSinverter S44, X64
i P88
56
Advantech – ARK-4180 na ekstremalne
warunki
Akademia Robotechu
Systemy sieciowe automatyki przemysłowej
z zintegrowaną funkcją bezpieczeństwa
60
Tekturowy gigant w Polsce
W praktyce
Optymalizacja funkcji sterowania ruchem maszyn
46
Goodrich: kolejna polska fabryka
Najnowsze technologie
PLM – komputerowa symulacja w 3D
42
4
4
4
5
5
6
6
6
7
7
7
8
8
8
9
9
9
10
10
10
11
11
11
Wracając do podstaw
Regulatory dla wielu zmiennych
57
57
58
58
TECO – Sterowniki PLC serii TP03
Advantech – Panel operatorski TPC-1770H
Fluke – Laserowe dalmierze 416D i 411D
Rockwell Automation – Sterownik
bezpieczeństwa SmartGuard 600
59
59
GE Fanuc – rejestrator sekwencji
Mitsubishi Electric – przetwornica FR-D700
Tłumaczone teksty zostały zamieszczone w niniejszym wydaniu za zgodą redakcji czasopisma
„Control Engineering Magazine USA” wydawanego przez firmę Reed Business Information,
która stanowi część Reed Elsevier Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część niniejszego wydania
nie może być powielana i rozpowszechniana w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób, w części
lub w całości, w jakimkolwiek języku — bez pisemnej zgody Reed Business Information.
Control Egineering jest zastrzeżonym znakiem towarowym, należącym do Reed Business Information.
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
3
NOWOŚCI
Goodrich: kolejna polska fabryka
A
Foto: Goodrich
merykański koncern produkujący komponenty do samolotów zamierza wydać 131 mln zł na zakład wytwarzający podzespoły do podwozi
i układów sterowania w samolotach pasażerskich, takich jak Boeing
737 i Airbus A320. Pracę w fabryce, która ma rozpocząć produkcję w 2012
roku na terenie mieleckiej specjalnej strefy ekonomicznej, ma znajdzie około
250 osób. Byłby to drugi zakład Goodricha w Polsce. W Krośnie koncern
produkuje podwozia lotnicze, m.in. dla Boeinga, Lockheed-Martina i Bombardiera. Produkty marki Goodrich są montowane niemal we wszystkich
typach samolotów na świecie zarówno wojskowych, jak i cywilnych.
Ubiegły rok był dla mieleckiej strefy bardzo udany. Firmy, które zainwestowały w tym czasie na jej terenie, zadeklarowały inwestycje o wartości 1,15
mld zł. Wśród największych inwestorów jest między innymi Ball Packaging
Europe – producent metalowych opakowań do napojów.
Napędy ABB – łakomy kąsek?
Tekturowy gigant
w Polsce
miennoprędkościowe napędy
ABB ograniczyły o 50% zużycie energii elektrycznej w restauracjach McDonald’s w Wielkiej
Brytanii – podał producent urządzeń.
Zredukowały również emisję hałasu,
a także poprawiły efektywność pracy
urządzeń kuchennych. Sieć restauracji zdecydowała się na implementację standardowych ABB-owskich
napędów do urządzeń grzewczych,
wentylujących oraz klimatyzacyjnych (HVAC). McDonald’s ograniczył emisję CO2 poprzez zmniejszenie prędkości pracy wielkich wentylatorów. Napędy sterują prędkością
wentylatorów napędzanych wielkimi silnikami 5,5 kW. W tej chwili zużywają one około
2 kW energii, ale mają możliwość znacznego powiększenia swoich zdolności wyciągowych, jeśli zajdzie taka potrzeba. Zanim jeszcze napędy zostały zainstalowane, McDonald’s miał nadzieję, że pozwolą one na osiągnięcie 40-procentowych oszczędności
energii elektrycznej.
Korzystając z zamontowanego w napędach zegara czasu rzeczywistego, integrator
ustawił wentylatory tak, by działały z pełną prędkością w okresach najbardziej wytężonej
pracy i rozpędzały się w 80% w pozostałych okresach. To zaowocowało 50-procentowymi oszczędnościami w zużyciu energii elektrycznej. Inną korzyścią z zainstalowania
napędów było ograniczenie hałasu wytwarzanego przez wentylatory, co w przypadku
restauracji McDonald’s jest szczególnie istotne w porze nocnej. Od kiedy możliwa stała
się praca wentylatorów przy zmniejszonych prędkościach, poprawiła się ich wydajność
i zmniejszyło się zużycie energii podczas gotowania, poprzez rozwiązanie istniejącego
do tej pory problemu wyciągania z kuchni ogromnych ilości powietrza oraz kuchennych
zapachów. Duże ilości wyciąganego powietrza wywoływały nierównowagę w systemie
klimatyzacji, co powodowało napływ zimnego powietrza do kuchni, kiedy tylko otwarte
były zewnętrzne drzwi lub okno. To zmuszało urządzenia do bardziej wytężonej pracy
i powodowało większe zużycie energii elektrycznej. Zmniejszenie prędkości wentylatorów dzięki wykorzystaniu napędów rozwiązało ten problem.
Z
P
Foto: Prowell
Foto: McDonalds
rowell zamierza zainwestować
162 mln zł w fabrykę tektury falistej. Zakład ma stanąć w Strykowie na terenie Łódzkiej Specjalnej
Strefy Ekonomicznej. Rocznie z taśm
produkcyjnych ma zjeżdżać blisko
140 tys. ton tektury falistej. Fabryka
zostanie wyposażona między innymi
w zautomatyzowany magazyn, który
umożliwi załadunek nawet 100 ciężarówek dziennie. Pracę w nowym zakładzie ma znaleźć 50 osób. Niemiecki
koncern ma dziewięć fabryk na terenie
Europy. Prowell dostarcza cały asortyment produktów dwu-, trój-, pięcioi siedmiowarstwowych gatunków tektury. Papier potrzebny do jej produkcji
wytwarzany jest w jednym z zakładów
koncernu.
4
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
Wygraj dzięki LabVIEW
S
erwis Polskie
Centrum LabVIEW (www.
labview.pl) po raz
kolejny ogłosił konkurs poświęcony graficznemu środowisku
programowania LabVIEW firmy National Instruments.
Tym razem tematem konkursu jest opracowanie dodatku lub biblioteki funkcji do środowiska, która będzie przydatna dla innych użytkowników. Kod dodatku
musi zostać napisany samodzielnie. Zabronione jest
wykorzystywanie gotowych kodów. Dozwolone jest
użycie: zewnętrznych kodów, bibliotek DLL, CIN, exe,
kontrolek ActiveX, .NET – pod warunkiem, że są dostępne bezpłatnie dla wszystkich użytkowników, a ich
wykorzystanie nie łamie ich licencji. Dopuszczalne jest
użycie plików dostępnych w pakiecie OpenG.
W konkursie są do wygrania ciekawe nagrody ufundowane przez sponsorów: CIT Engineering, National Instruments oraz VERITECH. Zgłoszenia należy nadsyłać
do 10 lutego br. Więcej informacji na www.labview.pl.
Datalogic Mobile:
nowa e-strona
atalogic Mobile zaoferowała nową witrynę internetową pod adresem www.mobile.datalogic.com. W porównaniu do poprzedniej wersji zawiera ona bardziej
przejrzyste opisy rozwiązań i usług oferowanych przez producenta. Ponadto strona jest łatwiejsza w nawigacji dzięki
lepiej zaprojektowanej szacie graficznej. Strona obecnie dostępna jest w języku włoskim i angielskim, w ciągu najbliższych tygodni będzie dostępna we francuskiej, niemieckiej,
hiszpańskiej, szwedzkiej i holenderskiej wersji językowej,
a na początku przyszłego roku również w języku chińskim
oraz innych wersjach językowych, między innymi polskim.
W ofercie Datalogic
Mobile znajdują się
wytrzymałe komputery
przenośne i pozostałe
rozwiązania – wykorzystywane w magazynach, systemach wspierania pracy w terenie
i aplikacjach wykorzystywanych w sprzedaży
detalicznej.
D
NOWOŚCI
Zamel gra fair
Z
amel, producent automatyki
budynkowej, został nagrodzony tytułem i certyfikatem
Przedsiębiorstwo Fair Play 2008.
Idea programu polega na nagradzaniu przedsiębiorstw, dla których
priorytetem w działalności jest rzetelność i etyka. Szczególne znaczenie
ma: aktywne uczestnictwo w przedsięwzięciach charytatywnych, rzetelne postępowanie wobec klientów
i swoich pracowników, a także przyjazna działalność dla środowiska naturalnego. Organizatorem jest Instytut Badań nad Demokracją i Przedsiębiorstwem Prywatnym.
Program Przedsiębiorstwo Fair Play ma dwuetapowy przebieg,
a oceny firm dokonują komisje: regionalne i ogólnopolska. W I etapie weryfikowane są informacje dotyczące m.in.: relacji z klientami,
kontrahentami, pracownikami i społecznością lokalną. W II etapie
odbywa się audyt certyfikacyjny w firmach. Weryfikacja firm prowadzona jest przy współpracy z urzędami: wojewódzkimi, marszałkowskimi, pracy, a także bankami, organizacjami przedsiębiorców,
urzędem skarbowym, ZUS oraz inspekcją pracy. Dodatkowym elementem weryfikacji jest badanie klientów i kontrahentów firm.
Tegoroczny tytuł Przedsiębiorstwo Fair Play 2008 jest już drugim z rzędu wyróżnieniem przyznanym Zamelowi za etyczne postępowanie. Firmę uhonorowano także tytułem „Lodołamacza” za
umiejętność łączenia sukcesów ekonomicznych z pomocą niepełnosprawnym. Zamel jest także posiadaczem „Złotego znaku” przyznawanego w ramach kampanii „W pełni zaradni”.
Najlepsze inwestycje
2008 roku
adbury, Lenovo Technology oraz MTU Aero
Engines to trzech najlepszych inwestorów
ubiegłego roku – według: Polskiej Agencji
Informacji i Inwestycji Zagranicznych, Ministerstwa
Gospodarki oraz Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa
Wyższego. Główna nagroda została przyznana
Cadbury za inwestycję o wartości 959 milionów zł.
Brytyjski koncern, zajmujący się produkcją słodyczy
i napojów, w 1999 roku przejął firmę Wedel i działa
na polskim rynku pod nazwą Cadbury Wedel. Nagrodę za plany utworzenia największej liczby miejsc
pracy otrzymała firma Lenovo Technology. Chiński
producent komputerów osobistych zadeklarował
zatrudnienie 1276 osób. Z kolei tytuł inwestora
roku w kategorii nowoczesnych technologii nadano
MTU Aero Engines. W zakładach niemieckiej firmy
powstają zespoły napędowe przeznaczone dla lotnictwa cywilnego (patrz zdj. poniżej).
C
Siemens zapłaci gigantyczną karę
iemiecki koncern Siemens, oskarżany o praktyki korupcyjne, po wielomiesięcznych negocjacjach zawarł z władzami USA i Niemiec ugodę, w ramach której zapłaci prawie 1 miliard
EUR. Jak poinformowały władze koncernu, na sumę tę składają się kary i zwrot nienależnych
zysków. Ugoda kończy sprawę skandalu, który dwa lata temu wstrząsnął niemieckim koncernem.
Istotą afery korupcyjnej w Siemensie są płatności, które miały służyć zdobywaniu lukratywnych
kontraktów zagranicą. Śledztwo w tej sprawie wszczęto na początku 2007 roku. W kwietniu ubiegłego roku wynajęta przez koncern amerykańska kancelaria prawnicza znalazła dowody korupcji
w niemal wszystkich pionach koncernu w kilku krajach. Siemens poinformował, że wartość podejrzanych transakcji wyniosła 1,3 miliarda EUR. Konsekwencją była m.in. dymisja prezesa zarządu
Heinricha von Pierera. Siemens żąda od niego oraz 10 innych byłych członków władz koncernu milionowych odszkodowań za zaniedbanie obowiązków związanych z wewnętrzną kontrolą.
W myśl zawartej ugody władze koncernu mianują na cztery lata niezależnego obserwatora, który
ma nadzorować przestrzeganie przepisów oraz wdrażanie środków antykorupcyjnych w Siemensie. Nadzorcą tym będzie były federalny minister finansów Niemiec Theo Waigel. Ma on również
składać raporty władzom amerykańskim. (PAP)
Źródło: Siemens
N
6
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
Leżajsk: nowa strefa
przemysłowa
W
Leżajsku rozpoczął działalność Park Przemysłowy „Stare Miasto – Park”. Na inwestorów
czekają hale, wydajna infrastruktura i nowoczesne drogi. Strefa, która mieści się na 35 hektarach, ma być lokomotywą rozwoju regionu. W kwietniu
2007 roku rozpoczęto realizację projektu, który zakładał: wybudowanie trzech nowych hal produkcyjnych,
adaptację już istniejącej, budowę dróg, sieci wodociągowej, energetycznej, gazowej, kanalizacji sanitarnej
i deszczowej. Park powstał na nieużytkach położonych
w sołectwie Stare Miasto. Strefa A parku znajduje się
w sąsiedztwie leżajskiego browaru oraz Zakładu Przetwórstwa Owocowo-Warzywnego „Hortino”, a strefa
B – na działce w sołectwie Wierzawice. Park ma dać
zatrudnienie 400 osobom.
Unipress inwestuje
w maszyny
irma Unipress Poligrafia z Tarnowa otrzymała zezwolenie na prowadzenie działalności gospodarczej na terenie Krakowskiej Specjalnej Strefy Ekonomicznej. To
sześćdziesiąta szósta i zarazem ósma w tym roku tego typu
decyzja Zarządu Krakowskiego Parku Technologicznego. Unipress, który stawia na rozwój usług poligraficznych, ma zainwestować około 2,5 mln zł w zakup nowych urządzeń, co będzie wiązało się z utworzeniem nowych miejsc pracy.
F
Farnell przejmuje
Microdis Electronics
P
remier Farnell, dostawca komponentów elektronicznych, przejmuje Microdis Electronics – jednego ze swoich dotychczasowych dystrybutorów.
Firma Microdis powstała około 20 lat temu i prowadziła działalność jako autoryzowany dystrybutor firmy
Farnell przez ponad sześć lat. W tym czasie Microdis
wprowadził markę Farnell do naszej części Europy.
Wśród klientów Microdis znajdują się firmy z dziedziny zaawansowanych technologii: medyczne, telekomunikacyjne i samochodowe, jak również kontraktowi
producenci elektroniki (CEM). Microdis był jednym
z pierwszych dystrybutorów w Europie Wschodniej,
który oferował nie tylko sprzedaż, ale również pomoc
przy wdrożeniach.
NOWOŚCI
Delphi „optymalizuje” studentów
ramach projektu współpracy z uczelniami studenci Politechniki
Gdańskiej oraz Uniwersytetu Gdańskiego uczestniczyli w warsztatach organizowanych przez zakład Delphi w Gdańsku. Tematem prowadzonych przez pracowników koncernu zajęć, które odbywały się na terenie
fabryki, było optymalne wykorzystanie zasobów, zwane w przemyśle filozofią
LEAN. Celem zajęć było wprowadzenie studentów w dziedzinę technologii produkcji oraz zachęcenie ich do współpracy przy projektach Delphi. Wybrani studenci poznali temat zarówno w teorii, jak i w praktyce. Przemysł motoryzacyjny
należy do branż o największej konkurencyjności, stąd kluczem do sukcesu jest optymalne wykorzystanie zasobów. Dotyczy to
zarówno etapu projektowania wyrobu, jak również jego wdrożenia do produkcji i potem procesu masowego wytwarzania.
Zakład Delphi w Gdańsku od lat znany jest studentom lokalnych uczelni między innymi z racji organizowanych praktyk studenckich oraz uczestnictwa w targach pracy. Obecnie zakres współpracy poszerzany jest między innymi o warsztaty, a w przyszłości
także dni otwarte organizowane w Delphi i na uczelniach. Fabryka przełączników w Gdańsku założona została w 1995 roku przez
holenderski IKU Holding, a następnie zakupiona przez Eaton Corporation. W roku 1997 w pobliżu lotniska zbudowany został nowy
zakład. W marcu 2001 roku fabryka przełączników weszła w skład polskiej organizacji koncernu Delphi.
Gdańska fabryka, w której pracuje obecnie 700 osób, wytwarza szeroką gamę przełączników dla największych producentów samochodów, takich jak: koncerny BMW, General Motors, PSA Peugeot Citroen, Renault oraz Ford. Specjalizacją fabryki są systemy
mechatroniczne, czyli układy integrujące urządzenia mechaniczne ze sterownikami elektrycznymi.
Źródło: Delphi
W
Wonderware dla branży wod.-kan.
ASTOR:
nowe zasady
certyfikacji
W
STOR opracował nowe zasady przyznawania certyfikatów dla Partnerów,
które obowiązują od stycznia 2009
roku. Dystrybutor podniósł poprzeczkę firmom
integratorskim, zaostrzając kryteria ubiegania
się o certyfikację oraz wprowadzając nowe
nazwy i loga tytułów. Pojawiły się tytuły – Złoty
Partner i Srebrny Partner oraz zarezerwowany
tylko dla firm OEM (producentów maszyn) –
Platynowy Partner.
Dystrybutor z Krakowa od 2002 roku prowadzi program certyfikacji współpracujących
z nią integratorów. Promuje w ten sposób firmy wdrażające systemy automatyki oraz ułatwia nabywcom tych systemów, trafny wybór
integratora. Certyfikat może uzyskać zarejestrowana firma świadcząca usługi integracji
systemów, spełniająca określone warunki. Premiowana jest obszerna wiedza integratorów
i udokumentowane doświadczenie we wdrożeniach. Certyfikat wydawany jest tylko w zakresie określonych specjalizacji, w których dana
firma wykazała wystarczające kompetencje.
A
8
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
onderware wprowadził pakiet dedykowany dla branży wod.-kan.
– Wonderware Industry Pack for Water and Wastewater, bazujący na Platformie Systemowej Wonderware. Biblioteka szablonów
dedykowanych dla branży wod.-kan. jest pierwszym z serii planowanych
pakietów branżowych. Kolejne będą zawierały obiekty najczęściej wykorzystywane w branży spożywczej oraz w systemach zarządzania przedsiębiorstwem produkcyjnym. Wykorzystanie obiektów z pakietu dedykowanego
dla branży wod.-kan. skraca czas budowy aplikacji, a co za tym idzie, obniża koszty jej wdrażania.
Obiekty zawarte w pakiecie Wonderware Industry Pack for Water and
Wastewater wykorzystują m.in. funkcje przezroczystości, która wpływa na
czytelność ekranów synoptycznych, podkreślając parametry krytyczne dla
działania systemu. Dodatkowo, wszystkie szablony opracowane w tej bibliotece zawierają predefiniowane skrypty i atrybuty UDA (User Defined
Attributes), z najczęściej wykorzystywaną funkcjonalnością danego urządzenia. Większość z nich ma
przygotowane już panele kontrolne, pozwalające na sterowanie danym urządzeniem i zawierające wszelkie informacje
o stanie urządzenia potrzebne
operatorom oraz pracownikom
działów utrzymania ruchu. Industry Pack for Water and Wastewater jest dostępny do ściągnięcia na stronach producenta
– firmy Wonderware.
www.controlengpolska.com
Ergis: nowa linia produkcyjna
G
rupa
Ergis
zainstalowała
w zakładzie produkcyjnym
w Wąbrzeźnie (na zdj. obok)
nową linię do zgrzewania folii izolacyjnej PCW w płachty o szerokości 8
m. Jest to nowatorska technologia,
która pozwoli na przygotowywanie
gotowych płacht w miejscu produkcji. Dotychczas zgrzewanie realizowane było w miejscu inwestycji. Nowa
technologia ma znacząco obniżyć koszty montażu izolacji oraz istotnie skrócić
czas realizacji inwestycji. Unowocześnienie parku maszynowego ma jednocześnie pozwolić na poszerzenie oferty spółki o gotowe, zgrzane płachty folii
i zapewnić bardziej kompleksową obsługę klientów. Całkowity koszt zakupu
i instalacji linii wyniósł 2,5 mln zł.
Linia ZM-100-A wyprodukowana została przez amerykańską firmę Miller Weldmaster Corporation oraz polskie przedsiębiorstwo ZEMAT Technology Group.
Amerykańskie izolacje w Łodzi
abrykę części do wiązania oraz ochrony kabli i rur ma wybudować na terenie Łódzkiej Specjalnej Strefy Ekonomicznej firma HellermannTyton. Amerykański
koncern zamierza przeznaczyć na ten cel
kwotę 66 mln zł i zatrudnić w nowej fabryce
155 osób. Firma prowadzi biura i fabryki w 30
krajach. Zatrudnia ponad 2 600 pracowników
na całym świecie. Jej działalność koncentruje
się na produkcji: akcesoriów do przewodów
gumowych i z tworzyw sztucznych, osłon do kabli, systemów ochrony i mocowania kabli,
wykonywaniu nadruków na kablach na potrzeby odbiorców z sektora motoryzacyjnego,
producentów i hurtowni sprzętu elektrycznego i elektronicznego.
F
Konstrukcje dźwigowe z Gubina
K
ostrzyńsko-Słubicka Specjalna Strefa Ekonomiczna pozyskała nowego inwestora. Firma Tekra z branży metalowej zbuduje swoją
fabrykę w podstrefie Gubin. Spółka jest założona przez firmę DEPA
– niemieckiego producenta dźwigów. W fabryce, która powstanie na działce
o powierzchni 2,8 hektara, będzie produkować konstrukcje metalowe oraz
stalowe do maszyn przemysłowych, a zwłaszcza – do dźwigów teleskopowych.
Firma zadeklarowała, ze do końca 2011 roku zainwestuje w Gubinie
13,5 mln zł, a do końca 2009 stworzy 30 miejsc pracy. Docelowo inwestor
zamierza zatrudnić 200 osób. Kostrzyńsko-Słubicka Strefa wydała w tym
roku 14 zezwoleń, w których inwestorzy zadeklarowali nakłady w wysokości 842,7 mln EUR.
NOWOŚCI
Aluron zbuduje
fabrykę w Zawierciu
Wonderware poprawił
efektywność
A
mica, największy polski producent sprzętu AGD, odnotował poprawę efektywności po wdrożeniu systemu Wonderware do rejestrowania i analizy
przestojów produkcyjnych oraz monitorowania wydajności produkcji. Nowe
oprogramowanie wspomaga kontrolę oraz zarządzanie wydajnością kluczowej dla
zakładu prasy, determinującej produkcję w całym Zakładzie Kuchni. Kilka miesięcy
po wdrożeniu współczynnik efektywności OEE dla monitorowanej maszyny wzrósł
o ponad 5% – twierdzą przedstawiciele zakładu.
Zaimplementowany system składa się z oprogramowania Wonderware do śledzenia przestojów zintegrowanego ze stacją wizualizacyjną Wonderware InTouch oraz
kilku internetowych stanowisk raportowych. Takie rozwiązanie dostarcza Działowi
Utrzymania Ruchu narzędzia do zbierania i raportowania danych o awariach, które
do tej pory rejestrowane były przede wszystkim ręcznie. Przedstawiciele firmy Amica podkreślają poza tym, że system
Wonderware zapewnia lepszą kontrolę pracy strategicznej dla zakładu maszyny, a automatyzując wprowadzanie
danych, skraca czas tworzenia raportów oraz zmniejsza liczbę pomyłek
podczas wprowadzania danych. System o wartości blisko 40 tys. zł dostarczył ASTOR, autoryzowany dystrybutor Wonderware w Polsce. Wdrożenie
przeprowadził Hi-Tron przy współpracy z działem technicznym Amica.
luron otrzymał zezwolenie na
prowadzenie działalności gospodarczej w Katowickiej Specjalnej Strefie Ekonomicznej. W efekcie
ma powstać zakład do produkcji metalowych elementów stolarki budowlanej,
konstrukcji metalowych oraz obróbki
metali. Przed wszystkim mają to być:
okna aluminiowo-drewniane, okapniki
do okien i drzwi drewnianych, ramki
drzwiowe, parapety okienne oraz systemy progowe. Planowane zatrudnienie
w zakładzie wynosi 60 osób. Fabryka
ma stanąć na nowych terenach KSSE
w Zawierciu. Aluron to pierwszy inwestor na tym obszarze. KSSE jest największą ze wszystkich polskich specjalnych stref ekonomicznych. Inwestorzy
zadeklarowali tu inwestycje o wartości
ponad 13 mld zł i stworzenie łącznie
blisko 37 tys. nowych miejsc pracy.
Liczba nowych projektów w KSSE rozpoczętych w tym roku wyniosła przeszło dwadzieścia.
A
Milionowy „polski” silnik Toyoty
W
Źródło: Toyota
październiku z linii montażowej wałbrzyskiej fabryki
Toyota Motor Manufacturing Poland zjechał milionowy silnik. Produkcja silnika 1.0., przeznaczonego do:
Toyoty Yaris, Aygo, Citroena C1 i Peugeota 107, rozpoczęła się
w styczniu 2005 roku. W tym czasie jednostka ta zyskała uznanie użytkowników i ekspertów, wygrywając w 2007 i 2008 roku
światowy konkurs Silnik Roku (Engine of the Year). Silnik przeszedł także modyfikacje mające spowodować zmniejszenie zużycia paliwa i emisji dwutlenku węgla. Od początku listopada jego
najnowsza wersja jest montowana w Toyocie Yaris. W grudniu
w 1.0-litrowych silnikach montowanych w samochodach Toyota
Aygo, Citroen C1 i Peugeot 107, mają zostać wprowadzone dalsze proekologiczne zmiany. Oprócz silników Toyota Motor Manufacturing Poland produkuje manualne oraz półautomatyczne
skrzynie biegów przeznaczone przede wszystkim do modeli samochodów Toyoty produkowanych w europejskich
montowniach koncernu. Dodatkowo we wrześniu rozpoczęto produkcję nowych, sześciostopniowych skrzyń biegów, które pozwolą zredukować zużycie paliwa i emisję CO2. Roczna zdolność produkcyjna wałbrzyskiego zakładu
to 375 000 skrzyń biegów. Otwarcie fabryki TMMP w Wałbrzyskiej SSE odbyło się 29 września br. Toyota zainwestowała już w ten zakład 124 miliony EUR.
10
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
NOWOŚCI
W
ydział Elektryczny Zachodniopomorskiego
Uniwersytetu
Technologicznego
kupił dwie licencje oprogramowania
Electromeet, które pozwala prowadzić wykłady na odległość poprzez
prezentację slajdów w formacie Powerpoint.
Dzięki
wykorzystaniu
e-platformy w procesie dydaktycznym niektóre formy zajęć zostaną
w znaczącym stopniu uatrakcyjnione.
Z tego względu Ministerstwo Nauki
i Szkolnictwa Wyższego zdecydowało
się na sfinansowanie zakupu licencji. Opracowywana jest właśnie oferta szkoleń z zakresu automatyzacji
procesów przemysłowych, w których
udział będą mogli brać zarówno studenci, jak też potencjalni klienci zewnętrzni.
Podstawowa funkcjonalność Electromeet obejmuje dwukierunkową
transmisję tekstu (w formie znanej
z programów takich, jak Gadu-Gadu), głosu i obrazu z kamery (analogicznie do oprogramowania Skype).
Użytkownicy platformy mają możliwość zdalnego podglądu programów uruchomionych na komputerze
prowadzącego wykład. Komunikacja
pomiędzy użytkownikami z dowolnego punktu na świecie realizowana
jest za pośrednictwem australijskiego serwera firmy IDC Technologies.
W niedługim czasie funkcjonalność
oprogramowania Electromeet zostanie rozszerzona o dostęp do zdalnego
laboratorium (na początek PLC).
Osobą odpowiedzialną za techniczną stronę wdrożenia platformy
e-learningu jest dr inż. Krzysztof
Pietrusewicz z Zakładu Automatyki
Instytutu Automatyki Przemysłowej
Politechniki Szczecińskiej. Od października 2009 roku będzie jednym
z dwóch wykładowców korzystających z platformy e-lerningu na WE
ZUT (wraz z drem inż. Pawłem Dworakiem).
Studenci dla przemysłu
a Wydziale Inżynierii Produkcji
Politechniki Warszawskiej powstało Koło Naukowe „Konstruktor”. Zrzesza studentów, których celem
jest praktyczna nauka zagadnień konstruktorskich, z takich dziedzin jak: mechanika, automatyka i elektronika. Działania koła nastawione są na przybliżenie
studentom nowych technologii i projektowanie własnych rozwiązań dla przemysłu. W planach znajdują się wykłady oraz
szkolenia o tematyce technicznej.
Koło organizuje też wyjazdy do siedzib
i fabryk firm, które umożliwiają poznanie
potencjalnych pracodawców, technologii
oraz produktów. W grudniu ub.r. członkowie „Konstruktora” odwiedzili firmę Festo,
gdzie przybliżono im historię firmy oraz pneumatyki. Wśród poruszanych zagadnień
duże zainteresowanie wzbudziły nowe rozwiązania stworzone w ramach projektu Bionic Learning Network, jak na przykład muskuł pneumatyczny. Ciekawość wzbudziły
również energooszczędne projekty serwisowe. W dalszej części spotkania studenci
mieli możliwość poznania poszczególnych działów firmy oraz obejrzenie hal produkcyjnych, szaf sterujących oraz siłowników pneumatycznych o różnych gabarytach.
„Konstruktor” odwiedził także oddział firmy Philips w Kętrzynie. Członkowie koła
spotkali się z dyrektorem zakładu stateczników oraz kierownikami poszczególnych
działów. Po wprowadzeniu w zagadnienia, jakimi zajmuje się fabryka, poznali poszczególne linie produkcyjne. Koło „Konstruktor” zaprasza do współpracy wszystkich zainteresowanych przedstawicieli przemysłu. Więcej informacji pod adresem:
www.knk.cba.pl.
N
Źródło: Festo
E-learning
na WE ZUT
iEi – nowy inżynier w Malborku
W
malborskim oddziale JM elektronik powstało przedstawicielstwo iEi Technology zajmujące się sprzedażą komputerowych przemysłowych tej marki. Funkcję lokalnego przedstawiciela
objął Sebastian Krawczyk, który odpowiada za obsługę województw: pomorskiego, zachodnio-pomorskiego, kujawsko-pomorskiego oraz warmińsko-mazurskiego. Otwarcie działu iEi Technology w Malborku
jest kolejnym, ważnym wydarzeniem w rozwoju firmy
od momentu nawiązania współpracy z iEi Technology, po uruchomieniu największego w Polsce magazynu komputerów przemysłowych oraz centrum dystrybucji dla krajów Europy
Środkowo-Wschodniej, a także otwarciu przedstawicielstwa w Krakowie. Dane
kontaktowe do Sebastiana Krawczyka to: tel/fax:
+ 55 613 22 74, tel. kom: 664 983 097, eWięcej Nowości na:
www.controlengpolska.com
-mail: [email protected]
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
11
NA STRONIE
www.controlengpolska.com
TOP PRODUKT
Sonda Control Engineering Polska
Dwie twarze kryzysu
S
padek koniunktury w światowym przemyśle to bolączka lub...
szansa dla firm, które działają na rynku automatyki i sterowania – wynika z wypowiedzi przedstawicieli branży, których
zapytaliśmy o opinie na temat sytuacji w gospodarce.
Kompaktowy pulpit HMI
Mitsubishi Electric
W ofercie Mitsubishi Electric znalazły się dwa
nowe panele dotykowe z serii GOT 1000. Jednostki o rozmiarach 5,7 cala to obecnie największe panele w serii GT10. Zostały zaprojektowane
dla standardowych zadań oraz rozwiązań automatyzujących bardziej skomplikowane procesy.
Kompaktowe jednostki sterujące dostarczają
wszechstronne funkcje wizualizacyjne dla licznych dziedzin przemysłu. Użytkownicy, którzy
wymagają bardziej szczegółowej wizualizacji,
mogą wybrać pulpity z serii GT11 i GT15 z wyświetlaczami o rozmiarze do 15 cali.
TOP WYDARZENIE
Mungo Keulemans, wiceprezes MPL Technology:
Podczas gdy kryzys ekonomiczny obejmuje cały świat, rynek automatyki przemysłowej w Polsce jest w pewnym sensie izolowany od tego
niekorzystnego ciągu wydarzeń. Ta specyficzna gałąź przemysłu jest
bardzo „szczelnym” rynkiem, nienarażonym bezpośrednio na negatywne aspekty innych dziedzin gospodarki. W czasach, gdy firmy produkcyjne szukają oszczędności – długofalowym rozwiązaniem problemu
może okazać się inwestycja w automatyzację zakładu. Wykorzystując
czasowe obniżenie produkcji, część firm decyduje się na modernizacje
swoich linii produkcyjnych, bez ryzyka niewykonania zamówień na
czas. Firmy, które wykorzystają ten okres na modernizację sprzętu,
w przyszłości będą w stanie osiągać dużo wyższą produktywność.
Piotr Glinka, prezes zarządu Turck:
Wpływ światowego kryzysu nas nie ominie. Myślę, że pierwsze półrocze 2009 roku będzie dla firm w Polsce najtrudniejsze, a zarazem da
odpowiedź na pytanie, jak głęboko kryzys odbije się na naszej gospodarce. Branża najbardziej zagrożona to motoryzacja. Nie jesteśmy potęgą w produkcji samochodów, mamy raptem trzy fabryki, ale na rynku
podzespołów dla motoryzacji odgrywamy znaczącą rolę. Ogólnoświatowy marazm odciśnie swoje piętno na całym łańcuchu związanych
z nim poddostawców, w tym pewnie również na firmie Turck.
Pozostałe komentarze zamieściliśmy na www.controlengpolska.com.
WYNIKI ANKIETY
Mitsubishi Electric rozdaje iPody
Mitsubishi Electric rozpoczęło europejską akcję
promocyjną portalu automatyki przemysłowej
www.mitsubishi-automation.pl. Celem akcji jest
m.in. ułatwienie dostępu do informacji o najnowszych technologiach. Każdego miesiąca wśród
osób, które zalogują się na witrynie, zostaną
rozlosowane dwa iPody. Można podwoić swoje
szanse na wygraną, zamawiając dodatkowo bezpłatny comiesięczny biuletyn informacyjny. Każdy
zarejestrowany użytkownik uzyska swobodny dostęp do wielu informacji, nowości sprzętowych,
dokumentacji technicznych, zdjęć oraz opisów
ciekawych wdrożeń i aplikacji związanych ze środowiskiem automatyki przemysłowej.
Inwestycje w systemy automatyki w 2009 roku...
wzrosną
23%
35%
15%
zmaleją
będą takie, jak w 2008
27%
trudno powiedzieć
Źródło: www.controlengpolska.com, styczeń 2009
www.controlengpolska.com
Blog: SPS/IPC/Drives 2009
– plac zabaw dla dużych
chłopców
P
rzez ostatnie dwa lata miałem okazję
i niepowtarzalną przyjemność uczestniczyć w targach automatyki SPS/
IPC/Drives, organizowanych w Norymberdze. Ostatnio w listopadzie 2008 roku. Wystawa ma to do siebie, że skupia w jednym
miejscu – poza największymi „graczami” na
rynku automatyki – również sporo niewielkich firm inżynierskich i biur projektowych,
które są przykładem na to, jak innowacyjna
myśl techniczna może stanowić punkt do
wypłynięcia na szerokie wody rynku. I choć
przyjemność przebywania w takim miejscu
była niepowtarzalna (przyrównać ją można
do momentu, w którym chłopiec otrzymuje
nowy komplet Lego Technics), to akurat tym
razem wydawało się, że nowości jest stosunkowo niewiele.
Nie dało się natomiast nie zauważyć ekspansji technologii przemieszczeń liniowych
z użyciem właśnie silników liniowych. Od
systemów precyzyjnego, dynamicznego pozycjonowania (jeżeli przyspieszenie 2,3 G może
świadczyć o dynamice, to takie wykonania
były prezentowane), po rozwiązania na potrzeby obrabiarek sterowanych numerycznie.
Od mikrosilników o przemieszczeniach rzędu
kilkuset mikrometrów po olbrzymie rozwiązania do budowy naprawdę dużych maszyn.
Kolejnym zauważalnym trendem podczas targów były różnego rodzaju rozwiązania oprogramowania, ułatwiającego badania
nad nowymi algorytmami regulacji automatycznej i szybkiej ich implementacji w mikroprocesorowych systemach docelowych.
Dostrzegłem nieco więcej niż w zeszłym
roku rozwiązań w zakresie technologii zabezpieczeń (Safety PLC). Bardzo cieszy mnie
również fakt, że pojawia się coraz więcej narzędzi programowych, dzięki którym inżynierowie automatycy mogą programować swoje
systemy sterowania z użyciem więcej niż jednego / dwóch języków programowania. Norma IEC61131-3 (języki programowania sterowników PLC) zaczyna obecnie zajmować
należne jej miejsce w praktyce inżynierskiej.
Na stronie internetowej www.controlengpolska.com zamieściłem kilka zdjęć z wizyty
w Norymberdze (ich autorem jest mgr inż.
Łukasz Urbański).
Dr inż. Krzysztof Pietrusewicz jest pracownikiem naukowym Politechniki Szczecińskiej
i redaktorem Control Engineering Polska.
CIEKAWE WDROŻENIE
Roboty KAWASAKI
w obróbce metalowych elementów
Gebrueder Peitz Polska, obrabiający elementy metalowe dla
motoryzacji, rozpoczął automatyzację linii produkcyjnych,
wykorzystując roboty przemysłowe Kawasaki z oferty firmy
ASTOR. Korzyści z wdrożenia 15 robotów są tak duże, że już
planuje się instalację Kawasaki na pozostałych liniach.
Robotyzacja w firmie rozpoczęła się wraz z powstaniem linii
obróbki zwrotnicy żeliwnej dla GM Opel w 2005 r. Głównym
kryterium wyboru robotów Kawasaki była szybkość, łatwość programowania oraz solidność konstrukcji oferowanego rozwiązania. W wyniku przetargu na pierwszej linii produkcyjnej zainstalowano pięć robotów Kawasaki typu ZX165U, z minimalną „martwą” strefą przy dużym zasięgu oraz możliwością wykonania obrotu
o 360° wokół pierwszej osi. Na drugiej linii zrobotyzowanej wykorzystano dziesięć robotów ZX165U. Przy
trzeciej linii pracują dwa roboty Kawasaki z serii FS20N.
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
13
ARTYKUŁ SPONSOROWANY
Bezpieczna i kompaktowa
ochrona stref
zagrożonych wybuchem
Iskrobezpieczne separatory sygnałów
z nowatorskimi funkcjami
Mgr inż. Heinrich Käuper, Phoenix Contact Electronics GmbH
W technice pomiarowo-kontrolnej ochrona typu „Ex i” rejonów zagrożonych wybuchem jest światowym standardem zgodnym z IEC 6007911. Jego najważniejsze założenia: Bezpieczne ograniczenie przewodzonej energii w rejonie zagrożonym wybuchem – bez wywoływania
grożących potencjalnym wybuchem iskier czy skutków termicznych.
Iskrobezpieczne obwody składają się z iskrobezpiecznych urządzeń,
takich jak przetworniki i sprzęt współpracujący, instalowanych w rejonie zagrożonym wybuchem, oraz łączącego je okablowania (rysunek
1). Separatory sygnałów „Ex i” stanowią interfejs pomiędzy obwodami iskrobezpiecznymi i nieiskrobezpiecznymi i dlatego zawierają zarówno komponenty przełączające iskrobezpieczne jak i nieiskrobezpieczne. W rezultacie, jeśli na miejscu nie ma dodatkowej ochrony
przeciwwybuchowej, są one instalowane poza rejonem zagrożonym
wybuchem. Oczywiście separatory te posiadają aprobatę ATEX na
stosowanie w obwodach iskrobezpiecznych włącznie ze strefą Ex
zone 0 o oznaczeniu Ex II (1) GD [Ex ia] IIC/IIB. W porównaniu z przeciwwybuchową obudową lub lokalnymi skrzynkami rozdzielczymi ma
to tę zaletę, że można stosować dostępne komponenty, które łatwo
się instaluje, obsługuje i konserwuje.
Analogowe wejście i wyjście
Przetworniki iskrobezpieczne pobierają w rejonie zagrożonym wybuchem typowe parametry procesu, takie jak ciśnienie, przepływ,
temperatura, wilgotność i wskaźnik Ph i przetwarzają je na znormalizowane sygnały elektryczne. Dodatkowe wyposażenie, takie jak separatory przetworników/separatory zasilania, w sposób iskrobezpieczny
zapewniają tym przekaźnikom niezbędną energię i przesyłają analogowy sygnał „odizolowany od rejonu zagrożonego wybuchem” do
sterownika w rejonie niezagrożonym wybuchem.
Iskrobezpieczne przetworniki I/P, zawory sterujące i mierniki są sterowane za pomocą odpowiednich urządzeń, takich jak wzmacniacze
separujące wyjść „Ex i”. Urządzenia te mogą przenosić obciążenia do
800 Ω. W tym względzie dominujący jest sygnał 4 - 20 mA. W odróżnieniu od sygnału napięciowego sygnał prądowy ma tę zaletę, że jest
mniej wrażliwy na zakłócenie. Sygnał 4 - 20 mA oferuje również możliwość monitorowania obwodów pomiarowych. Sygnał jest zgodny
z zaleceniem NAMUR NE 43
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
Rysunek 2. Budowa kompaktowa: nowa seria Macx Analog Ex
zajmuje 45% mniej miejsca w szafie sterowniczej.
Wejścia i wyjścia cyfrowe
Rzut oka na bieżące praktyki ujawnia, że ponad połowa wszystkich
czujników stykowych, czy też zbliżeniowych w rejonach zagrożonych
wybuchem pracuje w trybie cyfrowym. Wykorzystują one zgodny
z DIN EN 60947-5-6 sygnał NAMUR, w którym dwa poziomy prądu
(I < 1,2 mA i I > 2,1 mA) odpowiadają logicznemu 0 i logicznej 1.
Ta informacja zostaje następnie galwanicznie odseparowana przez
wzmacniacze separujące „Ex i” i przesłana za pośrednictwem styków
przekaźnika lub tranzystora do sterownika. Błędy okablowania są również wykrywalne i zgłaszane za pośrednictwem dodatkowych wyjść.
Iskrobezpieczne elektrozawory lub zawory wspomagające w rejonie
zagrożonym wybuchem są przełączane za pośrednictwem napędów
elektromagnetycznych „Ex i”. Ponieważ te sygnały sterujące nie są
znormalizowane, potrzebne są napędy elektromagnetyczne o różnych charakterystykach wyjściowych. Przetworniki temperatury „Ex i”,
razem ze zintegrowanymi przełącznikami procesorowymi, zajmują się
oceną sygnałów z termometrów oporowych i termopar. Przetwarzają
te sygnały na sygnały standardowe 0/4 - 20 mA i wysyłają je do sterownika. Zakresy pomiarowe, typy czujników i funkcje filtrujące można
ustawiać za pomocą oprogramowania lub przełączników DIP.
Rysunek 1. Przykład obwodu iskrobezpiecznego.
14
Dzięki funkcji HART można rozszerzyć sygnał 4 - 20 mA dla łączności
cyfrowej. W procesie FSK (kluczowanie z przesunięciem częstotliwości) sygnał cyfrowy jest modulowany na sygnał umożliwiający transmisję dodatkowych informacji do systemu sterującego, jak np. status
urządzenia, zmienne procesowe, wartości graniczne i diagnostyczne.
Nowoczesne separatory „Ex i” dla technologii 4 - 20 mA są obecnie
w stanie przesyłać dwukierunkowo informacje za pomocą protokołu
HART – są one izolowane galwanicznie i nie zakłócają się wzajemnie.
www.controlengpolska.com
Rysunek 3. Modułowe rozgałęźniki trójnikowe (T connector)
przesyłają komunikaty o błędach i minimalizują koszty
okablowania.
Kompaktowe i z przyszłością
Separatory typu „Ex i” są dostępne na rynku przede wszystkim
jako panelowe podstawy montażowe do montażu na szynach DIN.
Projektowane są jako jedno- lub dwukanałowe, dzięki modułowej
budowie są łatwe w montażu, niezależnie od producenta.
Z powodu wymagań konstrukcyjnych normy EN 60079-11 dotyczącej sprzętu iskrobezpiecznego wzmacniacze separujące mają
zwykle wymiary większe niż porównywalne z nimi urządzenia nieiskrobezpieczne. Nowa seria separatorów Macx Analog „Ex i” firmy
Phoenix Contact to efekt udanej koncepcji zbudowania serii urządzeń
o szerokości zaledwie 12,5 mm. W porównaniu z typową konstrukcją
o szerokości 16 do 22,5 mm daje to oszczędność miejsca do 45% na
szynach montażowych w szafie sterowniczej (rysunek 2).
Założeniem dla tej wąskiej konstrukcji była minimalna utrata mocy
wskutek nowatorskich, opatentowanych technik przekaźnikowych
i przełączeniowych. Jednocześnie urządzenia nie powodują pogorszenia wydajności. Przesyłają sygnały w zakresie temperatur od
-20°C do +60°C, są dokładne i niezależnie od usytuowania, przenoszą duże obciążenia i zapewniają zintegrowaną, bezpieczną izolację
galwaniczną od napięcia probierczego 2,5 kV pomiędzy wejściem
i wyjściem napięcia zasilania. Zapobiega to np. zakłóceniom z sieci
zasilającej i zwiększa bezpieczeństwo systemu.
Obwody zabezpieczające
Interfejsy MACX Analog Ex, zawierające oparty na procesorze przetwornik temperatury, zostały opracowane do stosowania w obwodach zabezpieczających spełniających normę EN 61508. Wszystkie
one kwalifikują się jako urządzenia SIL 2, niektóre nawet SIL 3. Dzięki
temu interfejsy mogą spełniać większość wymagań stawianych technologii procesorowej (patrz tabela).
Poza aprobatami ATEX i krajowymi, takimi jak UL/CUL dla obwodów „Ex i” do stosowania w przestrzeniach zagrożonych wybuchem
włącznie ze strefą Ex zone 0, urządzenia są również dopuszczone
do instalowania w strefie Ex zone 2 zgodnie z normą EN 60079-15
(ochrona typu „n”). Certyfikaty w ramach nowego systemu certyfikacji IECEx generalnie umożliwiają bezpośredni dostęp do wielu dalszych rynków międzynarodowych.
Interfejsy „Ex i” są supernowoczesne – nie tylko z powodu szerokich
możliwości ich stosowania, prostej obsługi i sprawdzonej niezawodności. Ponieważ nadal się rozwijają, oferują dodatkowe funkcje i znacząco redukują wymagania przestrzenne. Interfejsy „Ex i” gwarantują, że również w przyszłości projektanci i operatorzy systemów będą
mieli dostęp do technologii, która jest bezpieczna i skuteczna.
Więcej informacji:
www.phoenixcontact.pl
TEMAT WIODĄCY
Rozwiązania RFID dla przemysłu
Mówiące odpady
Wciąż przybywa sposobów na wykorzystanie RFID w przemyśle. W artykule pokażemy
kilka z nich. Zaczniemy od „mówiących odpadów”, napiszemy o podkręcaniu
temperatury do ponad 200oC, a skończymy na… podróbkach.
J
ak na razie głównymi odbiorcami
technologii RFID są działy sprzedaży
detalicznej, logistyki i magazynowania. Jednak coraz częściej wykorzystuje się je w aplikacjach przemysłowych.
Okazuje się, że mamy tu do czynienia z zaskakującą różnorodnością zastosowań. Dzieje się tak, dlatego że do celów identyfikacji
wykorzystuje się fale o częstotliwości radiowej. Transport danych realizowany jest bezprzewodowo. Etykiety i czytniki RFID mogą
wymieniać informacje wykorzystując przepływ danych tylko w jednym kierunku lub
w obu kierunkach. Ponadto mogą być przystosowane jedynie do odczytu lub mieć również funkcje zapisu. Możliwe jest stosowanie
rozwiązań wbudowanych lub dodatkowych,
które są przystosowane do pracy na jednej częstotliwości lub na wielu częstotliwościach. Spotykane są rozwiązania handlowe
lub „surowe”, standardowe czy dostosowane
do wymagań odbiorcy. Systemy bazujące na
technologii RFID mogą być zaimplementowane w pierwotnym wyposażeniu wytwórcy,
użytkownika końcowego lub integratora systemu.
Sterowane zgniatanie śmieci
Według Tony’ego Romano z Sonrai Systems
przedsiębiorcy wykonują dobrą robotę śledząc
zużycie elektryczności, wody, gazu i oleju,
ale zapominają o piątym elemencie, jakim są
śmieci. Sonrai zajmuje się technologiami automatyzacji zarządzaniem odpadami oraz wyposażaniem i serwisowaniem przedsiębiorstw
parających się recyklingiem. Zdaniem przedstawicieli tej firmy zarządzanie odpadami
zmierza w kierunku wysokich technologii. Ten
segment rynku zaczyna korzystać z: automatycznego gromadzenia informacji o śmieciach,
bezprzewodowych technologii komórkowych,
połączeń ethernetowych, modemowych połączenia komutowanych oraz czytników RFID.
Rozwiązanie firmy Sonrai – Trash Tracker – dostarczane przez iQuest, przekształca
zwyczajne urządzenie do zgniatania śmieci
w inteligentny system zarządzania odpadami. System może: liczyć zasoby, ograniczać
kradzież odpadów, segregować niebezpieczne
materiały. Aplikacja jest w stanie prewencyjnie wezwać obsługę i na różne sposoby
zadbać o uczciwość przewoźników śmieci.
Skrzynka dla różnorodnych aplikacji bazujących
na technologii RFID – rozwiązanie Trash Tracker firmy
Sonrai wdrażane przez iQuest. System pracuje w pętli
zamkniętej. Pomaga kontrolować bazę produktów,
chronić przed kradzieżami, monitorować materiały
niebezpieczne i planować obsługę.
Źródło: Siemens Energy and Automation
16
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
TEMAT WIODĄCY
Trash Tracker składa się z: nadzorującego systemu sterowania oraz akwizycji danych (SCADA), sterownika swobodnie programowalnego Siemens S7-200 oraz czytników RFID.
Sterownik zapisuje godzinę, datę i długość
czasu otwarcia drzwi zsypowych. Zlicza elementy wchodzące i wychodzące, co jest możliwe dzięki integracji etykiet RFID z workami
lub pudłami. Skrupulatnie liczone jest również każde opuszczenie i podniesienie pojemnika na śmieci. Danych jest znacznie więcej
i są one archiwizowane.
– Patrząc w przeglądarkę, mogę zobaczyć,
że pojemnik był ostatnio serwisowany o 9:52
18-go dnia miesiąca, jakie jest ciśnienie oleju w pompie hydraulicznej, a także ile waży
urządzenie zgniatające śmieci – mówi Tony
Romano.
Ekran jest połączony ze sterownikiem pracującym w systemie Trash Tracker klienta.
Program Siemens WinCC SCADA pomaga
w zdalnym monitoringu i serwisowaniu firmowego taboru zgniataczy śmieci w sposób bezprzewodowy, przy użyciu Ethernetu oraz łącz
modemowych.
Zdalna integracja
Integratorem, który zajmuje się wdrażaniem
systemu Trash Tracker, jest iQuest. Bob Meads, prezes firmy twierdzi, że możliwe jest
zdalne dodanie urządzenia do głosowego przekazywania komunikatów lub czytnika etykiet
RFID do urządzenia zgniatającego śmieci. Zaprogramowanie nowych urządzeń odbyłoby
się bezpośrednio z siedziby iQuest.
– Zdalne programowanie pozwala na zwiększenie wydajności i bardziej elastyczną pracę
– mówi Bob Meads. – Nasza siedziba znajduje się w Atlancie, zaś biuro Sonrai w Chicago.
Podróże w obie strony za każdym razem, kiedy występuje potrzeba wprowadzenia zmiany
lub usprawnienia, byłyby męczące i długotrwałe.
Trash Tracker, który umożliwia zastosowanie technologii RFID, może nieustannie wykrywać niebezpieczne lub potencjalnie szkodliwe
odpadki. To szczególnie korzystne miedzy innymi dla szpitali, które muszą liczyć się z odpowiedzialnością za umieszczenie w publicznych śmieciach zabójczych odpadów. Czytnik
etykiet Simatic RF600, zamontowany na zsypie urządzenia zgniatającego, skanuje oznaczone identyfikatorami odpady i decyduje,
Dostawcy przemysłowej technologii RFID twierdzą,
że rozwiązania przeznaczone do pracy w trudnych
warunkach przynoszą korzyści w aplikacjach
związanych z automatyką i sterowaniem.
Źródło: Pepperl+Fuchs
czy można je przepuścić, czy też należy zatrzymać proces i skierować je z powrotem.
Informacja z etykiety umieszczonej na torbie z niebezpiecznymi odpadami jest natychmiast przesyłana do systemu Trash Tracker,
który alarmuje sterownik. Następuje automatyczne zatrzymanie urządzenia zgniatającego
śmieci.
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
17
TEMAT WIODĄCY
Etykiety RFID, zintegrowane na platformie mobilnej,
dażowych. Służy do śledzenia spisu towarów
w ogromnych wielopoziomowych składach.
Urządzenie do zgniatania śmieci z funkcją odczytywania etykiet RFID służy także
jako detektyw. Redukuje kradzieże „tylnymi
drzwiami” organizowane przez pracowników.
Zdarza się, że pracownik rzuca pudło z przedmiotami do urządzenia zgniatającego śmieci
i planuje wyciągnięcie go po godzinach pracy.
W takiej sytuacji przedmiot zostanie zidentyfikowany, system odnotuje datę i czas zdarzenia i poinformuje zarządzających o zaistniałej
sytuacji.
która przenosi karoserię auta podczas produkcji,
Etykiety przejmują ciepło
wytrzymują ponad 200oC przez 30 minut.
Źródło: Turck
– RFID to niezwykła technologia, która łatwo
łączy system SCADA z systemem sterowania
bazującym na PLC – mówi Bob Meads.
Prezes iQuest podkreśla przy tym znaczącą
rolę WinCC w przechowywaniu archiwalnych
odczytów z etykiet i powiadamianiu obsługi
szpitala w przypadku naruszenia bezpieczeństwa odpadów medycznych.
– Natychmiastowy alarm za pomocą poczty elektronicznej lub telefonu komórkowego
może zostać przesłany w momencie wykrycia
problemu przez czytnik – tłumaczy Tony Romano. – Jednocześnie z głośnika umieszczonego w maszynie padnie komunikat nakazujący wyjęcie worka z odpadami medycznymi
z urządzenia zgniatającego śmieci.
System Trash Tracker bazujący na RFID jest
też między innymi używany przez sprzedawców detalicznych w wielkich sklepach wyprze-
Mimo że technologia RFID może być użyta
w aplikacjach przemysłowych w różnorodnych zastosowaniach, to wiele procesów
przemysłowych wydaje się dla niej po prostu
zbyt trudnych. Wymagające procesy i środowiska mogą zniszczyć komponenty używane
do identyfikacji części. Nie zawsze stanowi
to jednak barierę nie do przejścia. Przykład:
klient chce używać etykiet RFID do identyfikacji samochodów przesuwających się
wzdłuż taśmy produkcyjnej. Etykiety mają
być przymocowane do mobilnej platformy
i przekazywać (oraz zapisywać) dane w czasie rzeczywistym. Chodzi między innymi
o numer modelu, kolor i ewentualne specjalne wyposażenie danego pojazdu. Ze względu
na miejsce mocowania etykiety muszą znosić
ciężkie warunki występujące podczas procesu produkcyjnego. Najbardziej uciążliwe jest
malowanie karoserii, gdy temperatura przekracza 200°C. To zbyt wiele dla większości
etykiet RFID.
Integracja zwalczy błędy
Przemysław Czujowski, konsultant RFID, SATO
ainteresowanie technologią RFID jest wśród firm przemysłowych spore.
Niestety, ich zarządom trudno podjąć decyzję o poniesieniu kosztów
inwestycji. Obecnie etykiety typu RFID stanowią uzupełnienie, nie zaś
konkurencję dla znakowania produktów kodami kreskowymi. Przyszłości RFID na
polskim rynku można dopatrywać się w połączeniu automatycznego znakowania
produktów z modułami drukującymi RFID. Znakowanie będzie przebiegać za pomocą
tagów wraz z automatycznym kodowaniem, drukowaniem etykiety i naklejaniem jej na
opakowanie. W ten sposób oznaczane produkty mogą być następnie automatycznie
rozdzielane do odpowiednich obszarów logistycznych. Nowoczesne systemy RFID
pozwolą wyeliminować wiele błędów, na przykład w przygotowaniu wysyłek.
Z
18
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
TEMAT WIODĄCY
Turck stworzył więc etykiety charakteryzujące się następującymi atrybutami:
etykiety cylindryczne 22 mm na 135 mm;
zapewniają bezpieczny montaż na poprzednio zaprojektowanej platformie; umożliwiają zastępowanie nowszą wersją systemu
śledzącego bez wymiany innego wyposażenia produkcyjnego;
etykiety są przystosowane do wysokiej
temperatury; mogą natychmiast zapisywać
i odczytywać dane po zakończeniu procesu
malowania; mogą być fizycznie zamalowywane bez zakłócenia działania;
na końcu cyklu produkcyjnego dane pomiarowe są wydobywane z etykiet, które pozostawiane są na platformie, w celu ponownego użycia przy następnym pojeździe.
Zintegrowane zarządzanie
Lyonnell Chemical poszukiwał drogi do przechwytywania, śledzenia i integracji informacji
z danego obszaru z informacjami pochodzącymi z innych źródeł. Celem było inteligentne zintegrowane zarządzanie podczas wprowadzania unowocześnień w należącej do nich
Korpus Christi, fabryce olefiny.
Projekt polegał na:
wymianie istniejących urządzeń odczytujących papierowe karty na nowe elektroniczne arkusze kalkulacyjne,
dodaniu danych statycznych do istniejących arkuszy kalkulacyjnych zawierających informacje z rozproszonego systemu
sterowania (DCS),
dostarczaniu w razie potrzeby zewnętrznych procedur operacyjnych,
budowaniu stron pomocy dla operatorów,
zainstalowaniu etykiet
RFID na wszystkich
znaczących częściach
wyposażenia.
Lyondell zdecydował się na
wdrożenie systemu IntelaTrack
PKS firmy Honeywell.
Umożliwia ona integrację informacji pochodzących z poszczególnych obszarów zakładu
z informacjami pochodzącymi z innych źródeł,
takich jak: produkcja, sterowanie procesem
i praca systemu zarządzającego. Zintegrowane, mobilne narzędzia sprzętowe i programowe dają operatorom obszarów zdolność do
odpowiedniego przechwytywania, zbierania,
analizowania i użycia danych krytycznych –
z komputerów przemysłowych, etykiet RFID
i innych urządzeń peryferyjnych. Do tych
ostatnich zaliczają się: urządzenia do pomiaru temperatury, próbniki wibracji i urządzenia do testów.
Nowy system integruje także informacje
pochodzące z wielu źródeł, włączając w to
produkcję oraz sterowanie procesem. Dzięki
temu możliwe jest podjęcie bardziej aktywnych decyzji i polepszenie integralności danych pobieranych z poszczególnych obszarów
zakładu. Ponadto RFID pomaga przechwytywać krytyczne dane z obszarów i datować je
dla poprawy precyzji. Czas weryfikacji danych
został zredukowany z 4 godzin do 20 minut.
Powiązane z tym ilościowe oszczędności związane z operacjami wyniosły 1 milion USD.
Kolejną kwestią jest… walka z podróbkami. Przemysł jest wrażliwy na części zamienne niskiej jakości lub podróbki. Fatalnym
skutkom z tym związanym mogą zapobiec
etykiety RFID.
– Fałszerstwa kosztują przedsiębiorstwa miliony dolarów rocznie, czemu mogą zapobiec
etykiety wbudowane w urządzenia
i podzespoły – mówi Martin Payne, przedstawiciel SkyeTek.
Według niego sprawdzanie autentyczności za pomocą RFID
chroni reputację przedsiębiorców
i oszczędza dochody tracone na
fałszerstwach. Payne podkreśla,
że marka, typ i wiek części lub
produktu są istotne dla niezawodności i osiągów maszyn.
Mark T. Hoske
Instrumenty mobilne i narzędzia w postaci
interfejsów człowiek-maszyna, wykorzystujące
technologię RFID, pomagają poprawić
akwizycję i analizę danych zbieranych
z obszarów.
Źródło: Honeywell
Artykuł pod redakcją Krzysztofa
Jaroszewskiego, adiunkta w Instytucie Automatyki Przemysłowej na Wydziale Elektrycznym
Zachodniopomorskiego
Uniwersytetu Technologicznego
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
19
TEMAT Z OKŁADKI
Modernizacja systemu sterowania
Ewolucja,
czy rewolucja?
Kiedy zachodzi potrzeba modernizacji urządzeń sterujących procesem,
można wymieniać sprzęt sukcesywnie lub w całości, ewentualnie
zdecydować się na wariant pośredni. Dzisiejsi użytkownicy mają do wyboru
więcej możliwości niż kiedykolwiek wcześniej.
TEMAT Z OKŁADKI
N
a ubiegłorocznym spotkaniu grupy dostawców sprzętu jeden
z prelegentów przytoczył interesującą statystykę. Stwierdził, że
50% platform DCS (distributed control system) wykorzystywanych dziś w przemyśle ma
przynajmniej 20 lat. Mając to na uwadze,
nietrudno zrozumieć, dlaczego modernizacje
takich systemów postrzegane są jako odpowiedź na rosnące wymagania dotyczące konkurencyjności i zmniejszania kosztów. Czy
zatem wymiana systemu sterowania, który
ma więcej niż 20 lat, jest niezbędna? W opinii Control Engineering Polska nie bardziej niż
sprzedaż samochodu z 1987 roku. Starzejący
się DCS może znakomicie regulować proces,
ale – tak, jak stary samochód – wymaga coraz
częstszych napraw i z pewnością brakuje mu
wielu nowych funkcjonalności.
Nawet jeśli uznamy nowe możliwości za
niezbyt ważne, zaczynamy dostrzegać trudności w zdobyciu części zamiennych. Z czasem
rośnie również koszt utrzymania systemu.
Generalnie wyróżniamy dwa główne powody modernizacji systemów sterowania: starzenie oraz potrzeba większej funkcjonalności. Pierwszym i jednocześnie najsilniejszym
powodem pchającym ku zmianom jest starzenie się sprzętu. Kiedy platforma zaczyna
zawodzić, a producent nie oferuje już dla niej
wsparcia, ryzyko pozostawienia jej w niezmienionym stanie staje się zbyt duże. Zdobycie podzespołów na ewentualną wymianę
okazuje się coraz bardziej problematyczne.
Użytkownik bywa skazany na łaskę firm zajmujących się recyklingiem lub internetowe
portale aukcyjne. Jeśli jakiś podzespół ulegnie awarii i nie ma dla niego zamienników,
może to oznaczać zatrzymanie całego procesu
produkcyjnego.
Starość i funkcjonalność
W efekcie niektórzy menadżerowie w fabrykach mają twardy orzech do zgryzienia.
– Samo starzenie się konfiguracji nie jest
wystarczającym uzasadnieniem biznesowym
– mówi Mike Vernak, menadżer ds. migracji
w systemach DCS w Rockwell Automation.
– Inżynierowie procesowi wciąż słyszą od
menadżerów, że jeśli system pracuje i nie ma
żadnych przestojów, trudno ocenić nakłady
inwestycyjne konieczne do przeprowadzenia
optymalnej modernizacji.
Zawodna praca jest najbardziej oczywistą
kwestią. Mniej mówi się natomiast o kilku
innych niuansach. Jednym z nich jest... erozja wiedzy.
– Przedsiębiorstwa mają problemy z przeprowadzaniem technicznych ekspertyz dla
20-25-letnich systemów – kontynuuje Vernak. – Zwłaszcza producenci OEM nie dysponują takimi ekspertyzami, chociażby z powodu odejścia na emeryturę osób, które tworzyły
starsze konfiguracje. Młodzież, która trafia do
zakładu po studiach w wieku 20-stu kilku lat,
nie ma żadnej wiedzy o tych systemach. Często słyszę od nich, że ten system jest starszy
niż oni. Nic dziwnego, że nie mają zielonego
pojęcia, jak pracować z takimi urządzeniami.
Przedstawiciel Rockwell Automation dodaje, że wie o przedsiębiorstwach, które mają
całkowicie inne systemy DCS i PLC w jednej
fabryce.
– Nie jestem w stanie sobie nawet wyobrazić, ile każdego roku kosztuje utrzymanie gromadki ludzi na potrzeby kilku systemów sterowania – podsumowuje rozmówca Control
Engineering.
Drugim powodem zmian jest funkcjonalność. Przy czym platforma wcale nie musi
być aż taka stara, aby brakowało w niej specyficznych funkcji, które mogą być bardzo
użyteczne. Na przykład system, który nie ma
We/Wy kompatybilnych z protokołem dia-
Większość klientów zmienia system
nie ze względu na jego wiek, ale dlatego
że nie spełnia on rosnących wymagań.
Chodzi o to, że użytkownicy nie są w stanie
uzyskać z systemu danych, które pomogłyby im
w podejmowaniu lepszych decyzji.
gnostycznym HART, nie będzie najprawdopodobniej wspierał programów zarządzających
kapitałem firmy. Inny potencjalny problem
to brak możliwości integracji z nowymi systemami zarządzania przedsiębiorstwem.
John Murray, globalny menadżer ds. rozwoju systemów sterowania w ABB mówi, że jego
firma przeprowadziła badania, które miały na
celu sprawdzenie, co motywuje przedsiębiorstwa do modernizacji platform sterowania.
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
21
TEMAT Z OKŁADKI
– Zaskoczyło nas, że bardzo znaczący odsetek respondentów, ponad 50%, jako powód
zmian wskazało poprawę pracy operatorów
– mówi Murray. – Widzimy, że ludzie coraz
częściej postrzegają migrację konfiguracji jako
krok naprzód w rozwoju ich przedsiębiorstwa.
Rozwiązania takie, jak: zarządzanie kapitałem, informacją oraz danymi procesowymi,
mogą, poprawnie używane, naprawdę podnieść konkurencyjność firmy. To, co nazywamy tradycyjnym systemem sterowania, musi
zostać wyposażone w te możliwości.
Mike Vernak zgadza się z tą oceną i dodaje, że większość klientów zmienia system
nie ze względu na jego wiek, ale dlatego że
nie spełnia on już określonych i wciąż zwiększających się wymagań. Niekoniecznie ma to
oznaczać, że system nie jest w stanie sterować procesem. Chodzi o to, że użytkownicy
nie są w stanie uzyskać z systemu danych,
które pomogłyby im w podejmowaniu lepszych decyzji. Przykładowo, stare systemy
nie współpracują z nowoczesnymi systemami IT, które zawierają rozbudowane wykresy
trendów itp.
Starsze systemy były projektowane do pracy w odseparowanym układzie, więc cyberbezpieczeństwo zapewnione jest często jedynie w elementarny sposób lub wcale.
– Wiele ludzi błędnie twierdzi, że wiekowe
systemy są bezpieczne, dlatego że... są wiekowe – mówi Ken Keiser, menadżer ds. marketingu w Siemensie. – Kiedy system był instalowany pierwszy raz, rzeczywiście mógł być
Łączenie różnych systemów
eck Cominco jest dużą kompanią górniczo-metalurgiczno-chemiczną z Kanady. Trail, jej oddział w Kolumbii Brytyjskiej, ma jeden
z największych na świecie, w pełni zintegrowanych kompleksów hut cynku i ołowiu, rafinacji oraz zapory i systemu transmisyjnego.
Metalurgiczny oddział Trail produkuje rafinowany cynk i ołów wraz z innymi specjalnymi metalami, chemikaliami i produktami
nawozowymi. Zapora zapewnia energię dla fabryki, lokalnych odbiorców oraz Stanów Zjednoczonych. Rob Zwick jest kierownikiem działu
sterowania procesem i został zaangażowany we wdrożenie nowej wspólnej platformy w całej fabryce. Zgodnie z jego opisem zakład
ma pięć głównych obiektów. Każdy z nich oparty jest na jednej z platform: ABB, Fisher Provox, Honeywell TDC 2000, Foxboro oraz PLC/
Wonderware.
– Jedną z rzeczy, nad którą pracujemy, jest wykorzystanie Foxboro (system sterowania serii I/A od Invensys Process Systems – przyp. red.)
jako wspólnej platformy – mówi Rob Zwick. – Udało nam się zrezygnować z platformy Honeywell. Jesteśmy w trakcie migracji z Fisher Provox
i na koniec tego roku system Foxboro będzie obsługiwał 75% naszych We/Wy. Wszystkie nasze obiekty przechodzą na identyczną platformę
Foxboro. Zarówno w sferze sprzętowej, jak też programowej.
Głównym powodem zmian były problemy ze szkoleniami. Dodatkową zachętę stanowiły kłopoty z dostępnością części dla starszych platform.
Przedsiębiorstwo nie może ryzykować wystąpienia niezaplanowanego przestoju. Oczywiście konieczność przeprowadzania modernizacji bez
zakłócania produkcji nie ułatwiała modernizacji.
– Nasz koncern pracuje w trybie 24 godzin na dobę przez siedem dni w tygodniu – mówi Zwick. – Dodatkowo wszystkie zakłady są nierozerwalnie
połączone, więc bardzo dokładnie musimy uzgadniać przestoje pomiędzy zakładami. Każdego miesiąca na kilka godzin produkcja staje, aby
można było przeprowadzić okresowe czynności. Wykorzystujemy te przerwy na prace modernizacyjne.
Dla Zwicka i jego kolegów to już czwarta migracja systemu. W czasie dotychczasowych prac doszli oni do ciekawych wniosków.
– Biorąc pod uwagę platformy, z którymi miałem do czynienia, funkcjonalność staje się naprawdę trudna do rozróżnienia – tłumaczy
przedstawiciel Trail. – A zatem uzasadnienie technicznych zalet jednego systemu DCS względem drugiego jest coraz trudniejsze.
Zwick podkreśla, że akurat Foxboro – w przeciwieństwie do innych – ma w Kanadzie dobrze rozwiniętą bazę dla przemysłu górniczego
i metalurgicznego. Inni radzą sobie lepiej z przemysłem rafineryjnym i gazowym. Jego zdaniem różnice wynikają z przesłanek historycznych,
nie zaś jakichkolwiek przewag technologicznych na rzecz konkretnego sektora przemysłowego.
Dużym ułatwieniem w modernizacji były specjalne karty Foxboro I/O zapewniające interfejs między starym a nowym systemem. Jak opisuje
Graham Bennett, konsultant ds. migracji w Invensys Process Systems, udało się utrzymać wszystkie okablowania sieci rozproszonych –
łącznie z tymi w szafach sterowniczych oraz między szafami a starymi systemami I/O. Rozłączono jedynie gniazda zastępując wejścia jeden
do jednego nowymi kartami, które pasowały do oryginalnych slotów starego sprzętu.
– Dzięki dopasowaniu na zasadzie jeden do jednego nie było potrzeby zmiany konfiguracji – mówi Bennett. – Każdy punkt I/O z sieci
rozproszonej pokrywa się z oryginalnym układem karty.
Teraz Zwick przygotowuje się do następnego ważnego kroku. Jego zespół musi podczas dwunastogodzinnej przerwy w produkcji zająć się
4 000 punktów I/O. Opóźnienia nie wchodzą w rachubę, gdyż przestój fabryki kosztuje w tym przypadku 100 000 USD za godzinę...
T
22
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
TEMAT Z OKŁADKI
całkowicie odizolowany od potencjalnych źródeł ataku. Jednak wraz z upływem czasu ktoś
mógł zainstalować gdzieś nowoczesną linię
albo połączenie z tymczasowym histogramem.
Z kolei ten histogram mógł być udostępniany
w późniejszym czasie w Internecie. Po dwudziestu latach często nie jesteśmy w stanie
określić, czy i jak coś jest podłączone do sieci.
Określanie potrzeb
Pierwszym krokiem w ramach projektu modernizacji jest określenie potrzeb w możliwie
najdokładniejszy sposób. Niektóre odpowiedzi mogą być bardzo oczywiste. Inne, równie
ważne, mogą wymagać większego zastanowienia lub przeprowadzenia testów. Czasem
kurczowe trzymanie się starego systemu może
doprowadzić do niewiedzy na temat postępu
technologicznego. W rezultacie możemy po
prostu nie wpaść na to, aby zapytać o pewne
funkcjonalności, gdyż nie zdajemy sobie nawet sprawy, że takie istnieją.
– Wszyscy chcą zwiększać zysk, dlatego musimy aktywnie współpracować z klientami,
aby określić, w jaki sposób chcą go osiągnąć –
mówi John Murray. – Im klient lepiej rozumie,
jaki problem chce rozwiązać, tym lepszy sposób
będziemy w stanie mu zaproponować. Niezależnie od tego, czy to jest nowa funkcja, nowa
możliwość, czy po prostu zwiększenie liczby
sterowników, użytkownicy muszą dokładnie
wiedzieć, jakie to będą ulepszenia. Dopiero
wtedy będą w stanie określić, czy wydatki,
jakie będą musieli ponieść, przyniosą korzyści
oraz redukcję kosztów. Taka analiza jest niezwykle istotna w planowaniu wydatków.
Żaden plan nie jest kompletny bez uzasadnienia finansowego. Niektóre sytuacje będą
oczywiste. Nie powinno sprawić trudności
przekonanie działu zarządzania o konieczności wymiany starego systemu, którego awaria
jest kwestią krótkiego czasu, a naprawa jest
niemożliwa. Zwłaszcza jeśli awaria ta doprowadzi do wstrzymania produkcji. Trudno
może być jednak przekonać osoby decyzyjne
o tym, że awaria jest tuż, tuż.
Marjorie Ochsner, menadżer ds. migracji
w systemach DCS w Honeywell Process Solutions przestawia kilka pytań, które warto
sobie zadać już na wczesnym etapie rozmów
na temat wymiany systemu:
Jakich oczekujemy korzyści w wyniku unowocześnienia?
Ile kosztuje nieplanowany postój?
Jaki jest koszt utrzymania starego systemu?
Jak dużo płacimy za części zamienne?
Jaki jest koszt trudności ze znalezieniem
części zamiennych?
Zdobycie podzespołów na ewentualną wymianę
staje się problematyczne, pozostawiając
użytkowników na łasce firm zajmujących się
recyklingiem oraz aukcji internetowych.
Kolejne pytania dotyczą pozytywnych
aspektów przedsięwzięcia:
Jakie są dodatkowe korzyści z zastosowania nowego systemu oraz powiązanej z nim
lepszej i wydajnej pracy operatora?
Czy nowy system ma jakieś zaawansowane
strategie sterowania, które możemy zastosować?
Czy jakąś wartość stanowi możliwość zastosowania protokołu HART?
Zmiana tak, ale jaka?
Platformy sterowania modernizowane są
w różny sposób: od małych sukcesywnych
zmian do dużych projektów, w czasie których
wymienia się cały sprzęt. Zwykle im starszy
system, tym bardziej drastyczna zmiana.
Specjalne karty Foxboro I/O spełniają rolę interfejsu między starym a nowym
systemem, co jest dużym ułatwieniem w modernizacji. Dzięki temu dostawca nie
musiał wymieniać okablowania sieci rozproszonych – łącznie z kablami w szafach
sterowniczych oraz między szafami a starymi systemami I/O.
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
23
TEMAT Z OKŁADKI
Starsze platformy były bardziej zintegrowane i nie miały otwartej architektury, co
utrudnia wymianę tylko jednej z części systemu. Nowszym podejściem jest tendencja do
tworzenia rozwiązań modułowych, które pozwalają na późniejszą rozbudowę. Przedsiębiorstwa coraz częściej rozbudowują warstwę
HMI. I nie chodzi tu tylko o grafikę. HMI
jest głównym kanałem przesyłania informacji
z warstwy sprzętowej do warstw wyższych.
Zapewnia im odpowiedni interfejs oraz mechanizmy zaawansowanej kontroli.
Poprawa pracy operatorów oraz dobre nawyki
działu utrzymania ruchu są powodem,
dla którego użytkownicy rozważają modernizację.
– HMI jest komponentem systemów DCS,
który starzeje się najszybciej ze względu na
wewnętrzne i zewnętrzne czynniki – mówi
przedstawiciel Siemensa. – Klienci przychodzą do nas, ponieważ mają specyficzny
problem z systemem sterowania. To może
być kłopot ze sterownikiem. Jednak bardziej
prawdopodobne, że jest to problem z przedstawianiem danych, więc jest to tak naprawdę
kwestia HMI.
Keiser twierdzi, że wymiana HMI nie jest
aż tak trudna i kosztowna. Dlatego może to
być relatywnie dość prosty, pierwszy krok
w migracji do nowego systemu.
– Obraz z systemu jest nowy i masz wrażenie, że system jest nowy, ale pod spodem
znajduje się to samo wyposażenie – podkreśla
rozmówca Control Engineering. – Sam proces
nie zmienił się, dlatego wyposażenie, wiedza
i know-how pozostaje takie samo.
W niektórych przypadkach modernizacja
może obejmować nowy system od tego samego dostawcy. Oczywiście zakładając, że firma
ta ciągle istnieje. W innych sytuacjach może
to być bardziej drastyczne działanie, które
wynika z całkowitej zmiany platformy.
– Jeśli osiągnąłeś punkt, w którym system
nie jest w stanie spełnić twoich potrzeb finansowych, bardziej radykalne rozwiązanie może
być jedynym rozwiązaniem – mówi Mark Bitto, główny menadżer ds. ewolucji systemów
sterowania w ABB. – Jednak nawet wtedy
Historia Utilities: dobór właściwego urządzenia
olorado Springs Utilities jest przedsiębiorstwem komunalnym, które dostarcza energię elektryczną, gaz, wodę oraz odbiera ścieki
z domów i firm. Dział energii elektrycznej stanowi mała grupa elektrowni węglowych, kilku elektrowni wodnych oraz elektrownia
gazowa. Dodatkowo przedsiębiorstwo obsługuje elektrownię George Birdsall o mocy 54 MW, która zaopatrzona jest w kocioł
ogrzewany gazem. Zapewnia on 12-godzinną pracę awaryjną oraz akumulację nadmiaru energii.
Elektrownia Bridsall została zbudowana w połowie lat 50-ych i wciąż ma oryginalny kocioł oraz turbinę. W rezultacie nie zapewnia wydajności
takiej, jak nowsze elektrownie. W efekcie nie jest traktowana jako podstawowe źródło energii w regionie. Jednakże wraz z rosnącym
zapotrzebowaniem na energię udział elektrowni w lokalnej produkcji rośnie z każdym rokiem.
Brent Richardson jest kierownikiem zakładu i ostatnio przeprowadził modernizację systemu sterowania. Elektrownia pracowała na systemie
RS3 DCS od około 1991 roku. Richards zdecydował się na poszukiwanie alternatywy, kiedy doszły do niego słuchy, że producent stopniowo
kończy wsparcie dla tego systemu. Ponieważ Bridsall nie jest bardzo dużym obiektem, wyposażonym w mniej niż 150 punktów I/O i prostą
strategią sterowania, Richardson wraz z zespołem postanowił rozważyć wiele opcji.
– Znaliśmy i docenialiśmy pracę z DCS za jego możliwości i prędkość – mówi Richardson. – Na samym początku nastawiliśmy się na
poszukiwania platformy DCS, w tym DeltaV. Nasza elektrownia Ray Nixon ma system ABB, więc rozważaliśmy właśnie tę opcję. Mieliśmy też na
uwadze nasz dział wodociągowy, w którym cały proces opiera się na systemach ControlLogix PLC marki Allen-Bradley. Jak tylko spojrzeliśmy
na osiągi i prędkość nowego systemu opartego na PLC, zauważyliśmy, że jest on około dziesięciokrotnie szybszy, niż wymaga tego obecne
sterowanie.
Wygrał pomysł współdzielenia tego samego systemu co dział wodociągowy. Tym bardziej, że w ciągu czterech lat miała nastąpić współpraca
z budowanymi właśnie elektrowniami wodnymi.
– Chcieliśmy mieć system, który mógł sterować grupą elektrowni włącznie z elektrowniami wodnymi – mówi Richardson. – System PLC dał
nam to, czego potrzebowaliśmy i będzie integrował się z wszystkimi innymi zakładami. Od razu po zamontowaniu swojego systemu uzyskałem
możliwości współpracy z działem wodociągowym. Mogę używać ich zasobów, łącznie z pięcioma lub sześcioma technikami, a nawet częściami
zapasowymi. Nie utknę już na platformie, którą pozostawiono samą sobie.
C
24
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
TEMAT Z OKŁADKI
powinieneś szukać sposobów na zmniejszenie
wydatków. Zadaj sobie pytania: Czy mogę
pozostawić okablowanie? Czy mogę zostawić
gniazda w tym samym miejscu? Jakie koszty
mogę wyeliminować, niezależnie od rozwiązania, jakie przyjmę?
Wymiana całego systemu jest dramatycznym przeżyciem pod wieloma względami.
Dlatego przedsiębiorstwa nie powinny podchodzić do niej zbyt lekkomyślnie.
– Powinien istnieć jakiś naprawdę poważny powód, dla którego kupujący nie chcą
podążać ścieżką stopniowego unowocześniania – mówi Ken Keiser. – W niektórych przypadkach wydaje mi się, że klient myślał nad
stopniową modernizacją, ale im bardziej się
przyglądał, tym bardziej zdawał sobie sprawę, że trzeba wykonać duży krok. Mniejsze
firmy mogą sobie na to pozwolić. Ogromne
chemiczne kompanie raczej nie, gdyż preferują rozwiązania mało ryzykowne.
Nie ma czasu na bezczynność
Trzeba zauważyć, że zakres zmian może być
ograniczony przez wymagania produkcyjne.
Projekty całkowitej wymiany sprzętu nierozłącznie powiązane są z pewnymi przestojami, planowanymi lub nie. Zmiany stopniowe
mogą zredukować to ryzyko.
– Zatrzymanie procesu jest często bardziej
kosztowne, niż utrzymywanie go w ruchu
przy jednoczesnym prowadzeniu modernizacji – sugeruje Oschsner. – Wymienia się
wówczas sterownik po sterowniku, przygotowując w tym samym czasie podstawy nowej
sieci i innych elementów. W efekcie ewentualne przestoje są zwykle bardzo krótkie. Bezproblemowa kolejność wymiany urządzeń to
najpierw HMI, później sieć, a następnie sterowniki.
Graham Bennett, konsultant w sprawach
dotyczących migracji systemów w Invensys
Process Systems był zaangażowany w wiele
projektów i sugeruje, aby ponosić odpowiedzialność razem z klientem.
– Standardowa procedura polega na sporządzeniu kompletnej listy czynności – mówi
Bennett. – Stanowi ona spis czynności koniecznych do przeprowadzenia na początku
modernizacji, na etapie właściwej modernizacji i po jej zakończeniu. Każdy ma przydzielone zadania i tego się trzymamy. Konieczne
jest między innymi potwierdzenie funkcjonal-
ności protokołów od zewnętrznych dostawców.
Ostateczny rezultat dobrze zaplanowanego
i przeprowadzonego projektu modernizacji
może być znakomity. Możliwe są usprawnienia sterowania, zbierania danych, interfejsu
operatora, gospodarki surowcami, jakości
produktów i wielu innych. Większość z nich
zależy jednak od gruntownej wiedzy o procesie połączonej z efektywną analizą i planowaniem.
Peter Welander
Artykuł pod redakcją
inż. Łukasza Urbańskiego, doktoranta
w Instytucie Automatyki Przemysłowej
Wydziału Elektrycznego
Zachodniopomorskiego
Uniwersytetu Technologicznego
FOCUS
POLSKI RYNEK ROBOTÓW PRZEMYSŁOWYCH
Polski rynek robotów przemysłowych
Robotyka po polsku
Pomimo światowego kryzysu polski rynek robotyki nadal powinien rozwijać się
w dobrym kierunku – wynika z najnowszych danych Control Engineering Polska.
Coraz więcej małych i średnich przedsiębiorstw ma stawiać na rozwój oraz
innowacyjność, a także automatyzować linie produkcyjne. W ostatnich miesiącach
wyraźnie rośnie popularność robotów do spawania.
J
ak wynika z danych International
Federation of Robotics, począwszy
od 1961 roku – kiedy to w fabryce
samochodów General Motors w New
Jersey zastosowano pierwsze roboty przemysłowe – do 2008 na świecie zainstalowano około dwa miliony tego typu urządzeń.
W Polsce jest ich na razie zaledwie kilka
tysięcy. Według danych Głównego Urzędu
Statystycznego w 2006 roku nasz przemysł
korzystał z nieco ponad 3 tysięcy robotów
przemysłowych.
Fot. Wagner-Service
Mgr inż.
Izabela Żylińska
26
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
Nowszych danych urząd jeszcze nie opublikował, ale z rozmów z producentami i dystrybutorami wynika, że liczba tych urządzeń
w naszym kraju nie przekroczyła jeszcze 10
tysięcy.
Według GUS liderem krajowej robotyzacji
jest przemysł samochodowy. Drugie miejsce zajmuje produkcja wyrobów gumowych
i z tworzyw sztucznych. Najmniej zrobotyzowane jest włókiennictwo, działalność wydawnicza oraz zakłady związane z wytwarzaniem
i przesyłem energii elektrycznej, gazu i wody.
Na pierwszy rzut oka rodzime zakłady pod
względem robotyzacji prezentują się nienajgorzej. Z naszych danych wynika, że cztery
piąte polskich przedsiębiorstw korzysta z robotów przemysłowych. Niestety, nie dysponujemy informacjami na temat przeciętnej
liczby takich maszyn w pojedynczych zakładach. Poza tym największą grupę respondentów stanowią zakłady motoryzacyjne, które
znacząco zawyżają średnią krajową. Trudno
zatem wyciągać jednoznaczne wnioski na temat poziomu nasycenia rynku.
Dość dokładnie wiadomo jednak, do czego
używane są roboty przemysłowe. Najczęstszym ich przeznaczeniem jest: przenoszenie
(47% wskazań), paletyzowanie (28%), spawanie (26%) i montaż (17%). Najrzadziej
wykorzystuje się je do: szlifowania, mycia
oraz transportu wafli krzemowych (2%) (wykres 1.).
Proporcje te w nadchodzących miesiącach
mogą jednak ulec zmianie. Z informacji uzyskanych od dostawców wynika, że od pewnego czasu większym popytem niż roboty
FOCUS: POLSKI RYNEK ROBOTÓW PRZEMYSŁOWYCH
Wykres 1. Rodzaj wykonywanych
zadań (wg użytkowników)
47%
przenoszenie
Od 51 do 100 sztuk
26%
spawanie
montaż
17%
zgrzewanie
17%
54%
Od 11 do 50 sztuk
38%
Mniej niż 10 sztuk
15%
uszczelnianie
cięcie
11%
kontrola jakości
11%
transport
wafli krzemowych
2%
mycie
2%
szlifowanie
2%
0%
8%
28%
paletyzowanie
Inne
Wykres 2. Sprzedaż robotów przemysłowych
na polskim rynku w 2008 roku (wg dostawców)
17%
20% 40% 60%
Źródło: Control Engineering Polska, grudzień 2008
przeznaczone do paletyzowania, montażu,
przenoszenia i obsługi maszyn cieszą się maszyny do spawania.
W ubiegłym roku większość dostawców
zdołała sprzedać powyżej 10 sztuk robotów
przemysłowych. Z kolei 38% producentów
i dystrybutorów znalazła nabywców na zaledwie kilka sztuk urządzeń. Na naprawdę
duże zamówienia – powyżej pół setki sztuk
– mogło liczyć w minionych dwunastu miesiącach jedynie 8% respondentów Control
Engineering Polska (wykres 2.). W tym roku
Źródło: Control Engineering Polska, grudzień 2008
sprzedaż ma być większa, bo blisko 70% dostawców przewiduje sprzedaż ponad 10 sztuk
robotów przemysłowych (wykres 3.). Wzrost
planowany jest przede wszystkim w takich
segmentach, jak: przenoszenie i paletyzowanie, spawanie, obsługa maszyn, a także montaż i malowanie (wykres 4.).
Nadzieja w długofalowej strategii
Optymizm producentów i dystrybutorów
może okazać się zbyt duży ze względu na
zastój w branży motoryzacyjnej. W końcu
wśród firm najchętniej kupujących roboty
przemysłowe prym wiodą zakłady produkujące samochody. Według naszych danych mogą
równać się z nimi – do pewnego stopnia –
jedynie przedsiębiorstwa przemysu maszynowego. Dużo mniejszy popyt panuje m.in. w:
przetwórstwie spożywczym, przemyśle metalurgicznym i drzewnym oraz zakładach elek-
Robot w leasingu
Piotr Tynor, specjalista ds. CNC i robotów, MPL Technology
Jak na razie postęp technologiczny w sektorze robotów przemysłowych wydaje się
nieograniczony. Możemy spodziewać się ciągłego wzrostu parametrów, takich jak: szybkość,
wydajność, bezawaryjność oraz większej liczby opcji komunikacyjnych w standardzie (USB,
Ethernet i in.). Stosowane będą również coraz szybsze procesory, które skracają czas obliczeń, jak
też nowoczesna technologia komunikacji światłowodowej. Standardem w najbliższej przyszłości
powinny być poza tym karty obsługi dodatkowych osi oraz szybkie wejścia enkoderowe. Rozwój
robotyki w Polsce jest nieunikniony. W wielu dziedzinach przemysłu wysoka jakość wykonania
staje się czymś oczywistym. Coraz więcej firm produkcyjnych decyduje się na wdrażanie robotów
do swoich linii produkcyjnych, pomimo niemałych nakładów finansowych, jakie się z tym wiążą. Dobre rozwiązanie może w tym
przypadku stanowić leasing przemysłowy – coraz częściej spotykana forma finansowania stanowisk zrobotyzowanych.
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
27
FOCUS: POLSKI RYNEK ROBOTÓW PRZEMYSŁOWYCH
Wykres 3. Planowana sprzedaż w 2009 roku
(wg dostawców)
8%
powyżej 100 sztuk
Wykres 4. Segmenty, w jakich
nastąpi wzrost sprzedaży
w 2009 roku (wg dostawców)
paletyzowanie
69%
przenoszenie
69%
23%
54%
spawanie
mniej niż 10 sztuk
38%
obsługa maszyn
69%
montaż
15%
malowanie
15%
od 11 do 50 sztuk
inne
17%
Źródło: Control Engineering Polska, grudzień 2008
0%
20% 40% 60% 80%
Źródło: Control Engineering Polska, grudzień 2008
tronicznych (wykres 5.). Z naszych rozmów
z dostawcami wynika, że dobrym sposobem
na gorsze czasy jest dywersyfikacja oferty.
– Myślę, że najwięcej obaw mogą mieć dostawcy usług skupieni wokół jednej gałęzi
przemysłu – mówi Paweł Gałązka, dyrektor
ds. marketingu Pro-Control. – Przykładem
może być cały sektor motoryzacyjny, który
zaczął borykać się z problemami, gdy tylko
świat spostrzegł, że znalazł się w kryzysie.
Zdaniem rozmówcy Control Engineering
Polska trzeba jednak pamiętać o tym, że
w przemyśle inwestycje mające na celu poprawę wydajności, jakości czy obniżenie
kosztów produkcji nie mogą zostać całkowicie wstrzymane. W dużej mierze stanowią
one o przewadze konkurencyjnej na rynku,
a właściciele i udziałowcy, choć skrupulatnie
liczą pieniądze, patrzą na rynek w perspektywie długofalowej – dodaje Paweł Gałązka.
W takiej strategii potencjalnych klientów
dostawcy upatrują swojej szansy. I rzeczywiście, biorąc pod uwagę deklaracje użytkowników robotów przemysłowych, producenci
oraz dystrybutorzy nie mają się czego obawiać. Z jednej strony 45% przedstawicieli
zakładów zapowiedziało, że w 2009 roku
ich wydatki na takie rozwiązania pozostaną
na tym samym poziomie, jak rok wcześniej.
Z kolei wśród pozostałych respondentów
przeważają te przedsiębiorstwa, które chcą
zwiększyć dotychczasowe inwestycje w robotyzację (wykres 7.).
Wiele wskazuje na to, że słusznie. Otóż
w przypadku przeszło 40% użytkowników
inwestycje w roboty przemysłowe zwróciły
się już po 1 roku, zaś co piąty zakład wyszedł
na swoje po 2 latach. W 19% przypadków
Wszystko albo nic
Marcin Siennicki, kierownik Centrum Szkoleniowo-Doświadczalnego Robotyzacji, CLOOS Polska
Najlepszą wiedzą na temat trendów technologicznych dysponują działy R&D producentów.
My możemy jedynie ogólnie przewidywać kierunek rozwoju tego segmentu rynku. W mojej
opinii postępująca robotyzacja zakładów produkcyjnych spowoduje wysyp rozwiązań
dotyczących centralnego zarządzania wszystkimi stanowiskami zrobotyzowanymi. W dziedzinie
oprogramowania można spodziewać się wzrostu zainteresowania programowaniem offline,
ze szczególnym uwzględnieniem dedykowanego oprogramowania dla poszczególnych branż
i wąskich grup produktów, wytwarzanych w krótkich seriach. W tej chwili takie systemy są
wprawdzie dostępne, ale wciąż mało popularne. Na znaczeniu zyskają również firmy oferujące
rozwiązania kompleksowe. Takie, które nie boją się wziąć odpowiedzialności za wdrożenie całej aplikacji, przeszkolenie
personelu, jak również gwarantujące szybki serwis oraz wsparcie techniczne zapewniające klientom ciągłość produkcji.
28
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
FOCUS: POLSKI RYNEK ROBOTÓW PRZEMYSŁOWYCH
robot zarobił na siebie w terminie krótszym
niż 1 rok (wykres 9.).
Biorąc pod uwagę, że koszty pracy będą rosły, a ceny robotów powinny utrzymywać się
na podobnym poziomie lub spadać, kwestia
opłacalności robotyzacji będzie zyskiwać na
znaczeniu z każdym kolejnym rokiem.
Tanie jest względne
Dostawcy liczą na wzrost popularności robotów przemysłowych głównie ze względu na
coraz silniejszą potrzebę konkurencyjności,
która nierozerwalnie związana jest z podnoszeniem wydajności produkcji. Kolejnym ważnym czynnikiem jest coraz większy nacisk,
jaki kładzie się na jakość wytwarzania produktów. Korzystny wpływ na wzrost popytu
mają także pnące się w górę pensje pracowników oraz towarzyszące im tzw. pozapłacowe
koszty pracy. Warto pamiętać, że w Polsce są
one jednymi z najwyższych w Europie.
Ponad połowa producentów i dystrybutorów twierdzi, że klienci coraz chętniej decydują się na inwestycje w roboty przemysłowe
ze względu na spadające ceny tych urządzeń.
Mniejszy odsetek respondentów wskazał na
rosnące możliwości robotów (wykres 9.).
Spotkaliśmy się także z opinią, że część odbiorców zdecydowała się na kupno robota ze
względu na możliwość skorzystania z unijnej
dotacji.
Z kolei wśród przyczyn, dla których odsuwane są decyzje o robotyzacji zakładu, przeważa
– zdaniem dostawców – wysoki koszt zakupu
oraz niskie pensje pracowników. Popyt na roboty ma poza tym ograniczać niewielka liczba
rodzimych zakładów przemysłowych, które
potrzebują zaawansowanych technologii (wykres 10.). Warto przytoczyć opinię Konrada
Grohsa, Country Managera Fanuc Robotics,
który do listy barier dodaje niską wiedzę na
temat dostępnych technologii oraz brak zaufania do firm oferujących robotykę. Z kolei
Marcin Siennicki z CLOOS Polska twierdzi,
że negatywny wpływ na rozwój rynku mają
także obawy kadry zarządzającej i technicznej
przed nowymi rozwiązaniami i wyzwaniami
oraz trudny dostęp do kredytów.
Co na to użytkownicy? Większość deklaruje, że w ich zakładach nie używa się robotów
przemysłowych, gdyż... nie są potrzebne.
Taka sytuacja może być spowodowana na
przykład polityką firmy, która polega na pro-
Wykres 5. Branże najchętniej kupujące
roboty przemysłowe (wg dostawców)
85%
przemysł motoryzacyjny
77%
przemysł maszynowy
38%
przetwórstwo spożywcze
przemysł metalurgiczny
31%
przemysł drzewny
31%
działalność naukowo-badawcza
23%
przemysł elektroniczny
23%
15%
metalurgia
przemysł komputerowy
8%
przemysł elektryczny
8%
przemysł chemiczny
8%
przemysł celulozowo-papierniczy
8%
przemysł medyczny
8%
17%
inne
0%
20% 40% 60% 80% 100%
Źródło: Control Engineering Polska, grudzień 2008
dukcji małoseryjnej i jednostkowej. Kolejną
przyczyną jest strach przed zbyt niskim lub
późnym zwrotem z inwestycji. Oczywiście
duża rolę odgrywa kwestia cen. Ponad 80%
użytkowników zadeklarowało, że zaczęliby
stosować roboty przemysłowe (lub zwiększyło ich liczbę), gdyby ceny urządzeń były niższe od obecnych (wykres 11.).
W związku z tym poprosiliśmy dystrybutorów, aby odpowiedzieli użytkownikom na pytanie: kiedy roboty przemysłowe będą tanie
i niezawodne? Według Bartłomieja Misztalewskiego z ABB „tanie” to pojęcie względne i zależy od tego, do czego zostanie zastosowane.
– Patrząc na inne rozwiązania, na przykład
układy robione na napędach liniowych czy
pneumatycznych, cena robotów przemysłowych nie jest wysoka, a wręcz pozostaje na
porównywalnym poziomie – wyjaśnia przedstawiciel ABB.
Zdaniem Marcina Siennickiego z CLOOS
cena robotów jest adekwatna do korzyści.
Według niego nie należy również zapominać
o ogromnym know-how firm specjalizujących
się w robotyzacji. Bartłomiej Misztalewski
dodaje, że roboty przemysłowe popełniają
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
29
FOCUS: POLSKI RYNEK ROBOTÓW PRZEMYSŁOWYCH
Wykres 6. Zakresy cenowe najczęściej
sprzedawanych przez dostawców robotów
przemysłowych
8%
powyżej 200 tys. zł
8%
do 50 tys. zł
53%
31%
od 51 do 100 tys. zł
mniej błędów niż pracownicy i są od nich
bardziej wydajne (na ich pracę nie wpływają czynniki, które mogłyby zmniejszyć efektywność ludzi). Podkreśla przy tym, że często panujące wśród robotników przekonanie
o zupełnym wypieraniu ludzi przez roboty
jest mylne.
– Inwestycja w roboty zazwyczaj nie odbija
się na zatrudnionych, ponieważ są oni przesuwani w ramach struktury zakładu i wykonują jakieś inne zadania – mówi przedstawiciel CLOOS-a.
od 101 do 200 tys. zł
Robotyzacja spełnia oczekiwania
Źródło: Control Engineering Polska, grudzień 2008
Wykres 7. Spodziewane wydatki na roboty
przemysłowe w nadchodzących miesiącach
w porównaniu z ubiegłymi miesiącami
(wg użtkowników)
zmaleją
23%
Wybór robota przemysłowego do pracy w zakładzie na linii produkcyjnej nie jest sprawą
łatwą. Z danych Control Engineering Polska
wynika, że dla użytkowników najważniejszy
przy selekcji jest rodzaj pracy, jaką ma wykonywać urządzenie. Kolejnym, dość oczywistym a jednocześnie istotnym elementem, są
możliwości techniczne maszyny. Na decyzje
zakupowe większości respondentów wpływa
także niezawodność robota przez cały okres
eksploatowania. Dla ponad połowy pytanych
ważna jest cena. Nieco mniej istotne okazało
się wsparcie techniczne ze strony dostawcy
wzrosną
45%
pozostaną
na tym samym poziomie
32%
Źródło: Control Engineering Polska, grudzień 2008
Wykres 8. Okres zwrotu kosztów zakupu
robotów przez zakład
(wg użytkowników)
powyżej 4 lat
17%
mniej niż 1 rok
43%
19%
od 2 do 4 lat
21%
Źródło: Control Engineering Polska, grudzień 2008
30
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
Fot. ABB
od 1 do 2 lat
i warunki serwisu. Z kolei wytrzymałość na
trudne warunki pracy rzutuje na wybór mniej
niż 40% użytkowników. Przedstawiciele dostawców potwierdzają uzyskane przez nas wyniki. Podkreślają przy tym fakt, że dla wielu
klientów większe znaczenie ma szybka reakcja dostawcy w razie awarii, niż cena robota.
Wśród mniej istotnych czynników wpływające
na wybór robotów wymienić
można prostotę obsługi oraz
montażu (wykres 12.).
Z uzyskanych przez nas informacji wynika, że nabywcy
robotów przemysłowych są
zwykle zadowoleni z przeprowadzonej robotyzacji zakładu. Blisko 55% deklaruje, że
roboty w ich zakładach spełniły swoją rolę zarówno pod
względem finansowym (lepsza wydajność zakładu), jak
też technicznym (poprawna
praca, niska awaryjność). Co
piąty respondent uznał, że
maszyny sprawdziły się jedynie pod względem technicznym (poprawna praca, niska
awaryjność), a według 19%
– tylko pod względem finansowym (lepsza wydajność zakładu). Jedynie 6% ankietowanych stwierdziło, że roboty
w ogóle nie spełniły pokładanych w nich nadziei (wykres
13.). W samych urządzeniach
użytkownicy
usprawniliby
szybkość, zmniejszyli pobór
energii, poprawili stopień integracji, niezawodność i trwałość peryferiów robota oraz
zwiększyli łatwość programowania. Od strony technicznej
zwróciliby także większą uwagę na stałość parametrów konstrukcyjnych (przestawienie
zer mechanicznych osi) oraz
wydłużenie żywotności robota. Użytkownicy uważają, że
producenci powinni położyć
większy nacisk na mniejsze
koszty zakupu i wdrożenia,
a także na dostęp do szkoleń
oraz informacji.
Kable na razie najlepsze
Obsługa bezprzewodowa robotów przemysłowych dla niektórych użytkowników jest sprawą bardzo ważną. Przeglądając oferty dostawców, szukają takich właśnie rozwiązań.
Teraz najbardziej popularne są połączenia
kablowe. Taka sytuacja spowodowana jest
tym, że sterowanie przewodowe jest bardziej
FOCUS: POLSKI RYNEK ROBOTÓW PRZEMYSŁOWYCH
Wykres 9. Przyczyny wzrostu popularności
robotów przemysłowych (wg dostawców)
wzrost konkurencyjności w przemyślę
wymagający podnoszenia wydajności
92%
rosnące pensje pracowników
77%
coraz większy nacisk na jakość
wytwarzanych produktów
77%
Wykres 11. Czy zaczęliby Państwo
stosować roboty (lub zwiększyli
ich liczbę w zakładzie), gdyby
cena była niższa od obecnej?
17%
54%
malejące ceny urządzeń
Nie
46%
coraz lepsze możliwości robotów
15%
inne
0%
Tak
83%
20% 40% 60% 80% 100%
Źródło: Control Engineering Polska, grudzień 2008
Źródło: Control Engineering Polska, grudzień 2008
Wykres 10. Bariery wzrostu rynku robotów
przemysłowych (wg dostawców)
62%
wysokie ceny urządzeń
niskie pensje (bardziej opłaca się
zatrudniać ludzi)
mała liczba rodzimych zakładów przemysłowych
potrzebujących zaawansowanych technologii
inne
0%
54%
46%
31%
20% 40% 60% 80%
Źródło: Control Engineering Polska, grudzień 2008
niezawodne i lepiej sprawdza się w warunkach przemysłowych.
Krzysztof Sulikowski, właściciel Robotów
Przemysłowych uważa, że w praktyce nie ma
żadnego problemu z podłączeniem urządzeń
(radiomodemów, routerów) do szafy sterowniczej robota w celu przesyłania sygnałów na
odległość. Dodaje jednak, że powinno zwrócić się uwagę na to, jakie procesy chcemy
obsługiwać. Czy są to procesy wolno-, czy
szybkozmienne. W związku z tym urządzeń
wymagających modułu HSP (szybkiego licznika) nie będzie się podłączać bezprzewodowo do modułu We/Wy, ze względu na opóźnienia w transmisji danych. Konrad Grohs
z Fanuc Robotics zwraca uwagę na charakter
pracy robota, który zwykle nie wymaga stałego dozoru.
– Robot w trakcie swojej zwykłej pracy nie
musi być w ogóle obsługiwany, pracuje i reaguje na otoczenie w ramach wyznaczonej
przez programistę autonomii – mówi Konrad
Grohs. – Obsługa urządzenia jest wymagana
tylko w sytuacjach awaryjnych. W przypadku sterowania bezprzewodowego bardzo często
Trzeba patrzeć całościowo
Krzysztof Sulikowski, właściciel, Roboty Przemysłowe
Z naszych doświadczeń jako integratora wynika, że o zakupie
robota nie decyduje marka, ale funkcjonalność całego rozwiązania.
Najważniejsza jest informacja, że będzie wdrożony z wykorzystaniem
odpowiedniej, takiej czy innej technologii. Dlatego powinno się
oferować nie tyle roboty, ile raczej zrobotyzowane rozwiązania.
Przy czym cena samego urządzenia stanowi od 30 do 50% ceny
aplikacji. Dlatego tak ważne jest, aby zaproponowane rozwiązanie
było jak najprostsze i jak najbardziej niezawodne. Klienta interesuje
przede wszystkim efekt, czyli wdrożenie zakończone sukcesem, a także jakość serwisu i wsparcia
posprzedażowego.
32
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
FOCUS: POLSKI RYNEK ROBOTÓW PRZEMYSŁOWYCH
zdarza się wówczas nerwowe poszukiwanie
panelu sterującego. Gdy problem dotyczy robota sterowanego przewodowo, panel znajduje
się zwykle pod ręką.
Użytkownicy robotów przemysłowych są
także zainteresowani samodzielnym tworzeniem interfejsów do obsługi robota. Grzegorz
Szyszkowski z ASTOR-a informuje, że taką
opcję mają między innymi roboty Kawasaki.
Dodatkowo istnieje możliwość stworzenia
interfejsu obsługi w oparciu o panel operatorski, z którego steruje się robotem. W ten
sposób można napisać własne oprogramowanie, np. generowania skomplikowanych trajektorii.
– Producenci udostępniają biblioteki lub protokoły na tyle otwarte, że możemy wykorzystywać ich możliwości do tworzenia własnych
interfejsów do sterowania robotami – uzupełnia Krzysztof Sulikowski właściciel Robotów
Przemysłowych. – Tego typu robotami już
cztery lata temu można było kierować z poziomu programu Microsoft Excel.
Jednak nie wszyscy dostawcy uważają, że
samodzielne projektowanie interfejsów do
obsługi robota jest użytkownikom potrzebne.
Piotr Tynor z MPL Technology twierdzi, że
roboty przemysłowe można programować,
używając wielu różnych interfejsów narzędzi
programistycznych – między innymi: programatorów, oprogramowania, ale też narzędzi
przygotowanych przez dostawców innego
sprzętu, np. systemów pomiarowych. Dlatego też, według niego, tworzenie własnych
interfejsów jest zbyteczne i nieopłacalne. Podobnego zdania jest Marcin Siennicki z CLOOS który obecnie nie widzi sensu tego typu
działań.
Patch – dobry, czy zły pomysł?
Budowa mechaniczna robotów jest bardzo
podobna u wszystkich producentów, ale systemy sterowania są zróżnicowane. Robert Polarok z SAP uważa, że ważnym czynnikiem
przy wyborze robota może być możliwość
jego „rozbudowy” systemowej poprzez samodzielne usprawnianie systemu sterowania.
Niemal od 1995 roku producenci robotów
tworzą wtyczki, które mają charakter bądź dedykowanego oprogramowania do danego procesu technologicznego, bądź postaci dodatkowych opcji uruchamianych lub dogrywanych
przez producentów albo integratorów.
Wykres 12. Najważniejsze czynniki przy wyborze
robota przemysłowego (wg użytkowników)
68%
możliwości techniczne
66%
niezawodność
57%
cena
45%
wsparcie techniczne ze strony dostawcy
38%
wytrzymałość na trudne warunki pracy
30%
prostota obsługi
4%
prostota montażu
0%
20% 40% 60% 80%
Źródło: Control Engineering Polska, grudzień 2008
Każdy producent rozwiązuje tę kwestię na
swój sposób. Michał Lewandowski z BIAP
dodaje, że producenci regularnie publikują
nowe wersje firmware’u, w których albo usuwają wykryte błędy, albo wprowadzają nowe
możliwości. Tak samo pojawiają się nowe
wersje aplikacji do programowania i symulacji robotów.
Inne zdanie na temat patchów ma przedstawiciel MPL Technology. W jego opinii tworzenie wtyczek nie jest dobrym pomysłem.
– Nieumiejętna ingerencja w pracę robota
może prowadzić do jego uszkodzenia, skrócenia
żywotności lub utraty gwarancji – tłumaczy
Piotr Tynor. – Przykładowo, jeżeli za pomocą
patcha zostaną zmienione parametry pracy robota (np. przeciążenie osi), może to skutkować
szybszym zużyciem się części mechanicznych,
takich jak: paski, przekładnie czy prowadzić
do przegrzewania się silników.
Wykres 13. Czy zakupione przez Państwa roboty
spełniły pokładane w nich nadzieje?
6%
nie spełniły
19%
tylko pod względem finansowym
(lepsza wydajność zakładu)
54%
tylko pod względem technicznym
(poprawna praca, niska awaryjność)
21%
tak zarówno pod względem finansowym
(lepsza wydajność zakładu),
jak też technicznym (poprawna praca,
niska awaryjność)
Źródło: Control Engineering Polska, grudzień 2008
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
33
FOCUS: POLSKI RYNEK ROBOTÓW PRZEMYSŁOWYCH
Rozmówca Control Engineering Polska zapewnia przy tym, że roboty znajdujące się
w ofercie MPL Technology zostały zaprojektowane tak, że nie potrzebują działań
usprawniających i mają wszystkie niezbędne
funkcje w standardzie.
Skazane na sukces
Użytkownicy robotów przemysłowych uważają, że w nadchodzących latach nastąpi
w Polsce dalszy postęp robotyzacji linii przemysłowych. W małych i średnich przedsiębiorstwach ma wzrosnąć liczba stanowisk
zrobotyzowanych. Taka sytuacja ma być wynikiem coraz większego zainteresowania udoskonalaniem i unowocześnianiem zakładów
produkcyjnych. W miarę rozwoju tego segmentu rynku nastąpić ma także coraz większa
integracja stanowisk zrobotyzowanych oraz
kooperacja operatora z robotem. Oczywiście
odbędzie się to przy zastosowaniu nowych
rozwiązań z zakresu bezpieczeństwa. Dalsza
ekspansja to poprawa osiąganej przez roboty
precyzji, szybkości, powtarzalności i niezawodności. Według ankietowanych przez Control Engineering Polska użytkowników coraz
popularniejsze będzie stosowanie robotów
wyposażonych w układy i systemy sprzętowe
(inteligentne czujniki i systemy wizyjne 3D)
i programowe ukierunkowane na sztuczną
inteligencję (w okresie początkowym ograniczoną). Powinno również nastąpić zwiększenie integracji z systemami MES.
Podobnie ankietowani dostawcy spodziewają się dalszego wzrostu polskiego rynku robotyzacji, pomimo obecnego załamania w segmencie motoryzacyjnym. Katalizatorem ma
być w tym przypadku kilka czynników – zarówno ekonomicznych, jak technologicznych.
Tomasz Bojko, właściciel TB-Automation uważa, że ceny robotów będą spadały. Z kolei Paweł Feliksik z Abisu stawia na poprawę dynamiki urządzeń poprzez zmniejszenie ich wagi
(mniejszy moment bezwładności). Według
Bartłomieja Misztalewskiego z ABB roboty
będą jeszcze bardziej wydajne i zastąpią pracowników pracujących w szkodliwych warunkach. Michał Lewandowski z BIAP dodaje, że
głównymi odbiorcami systemów zrobotyzowanych będą małe i średnie przedsiębiorstwa.
– Jeśli chodzi o możliwości robotów, to na
pewno będą pojawiać się elementy sztucznej
inteligencji – prognozuje Michał Lewandowski. – Systemy wizyjne będą integrowane
w kontrolerach robotów. Nastąpi rozwój robotów mobilnych, które wkroczą także w nasze
codzienne życie, nie tylko do fabryk.
Przyszłość robotyzacji w oczach dostawców
to także rozbudowa systemu bezpieczeństwa
robota o obsługę takich funkcji, jak: muting,
safety eye, kolumny świetlnej oraz rozbudowa systemu sterowania o wbudowane karty
do komunikacji bezprzewodowej. Powszechniejsze ma być stosowanie pustych w środku przekładni redukcyjnych – szczególnie
w kiści robota. To rozwiązanie ma gwaran-
Trendy technologiczne i rynkowe
Paweł Popławski, inżynier sprzedaży, WAGNER-SERVICE
Na rynku robotów obserwuje się coraz większą specjalizację, którą wymuszają oczekiwania
klientów. Chcą oni robotów przeznaczonych i zaprojektowanych specjalnie pod konkretne
operacje. Robot coraz częściej staje się także elementem większej maszyny lub linii produkcyjnej,
a nie tylko pojedynczym urządzeniem. Tendencja ta, którą można zaobserwować na rynku
niemieckim, z czasem pojawi się także w Polsce. Firmy wychodzące naprzeciw temu trendowi
proponują roboty o kompaktowej budowie, bez zbędnego zewnętrznego okablowania, o małej
powierzchni montażowej podstawy. Kolejną cechą tego typu robotów jest możliwość montażu
nie tylko na podłodze czy suficie, ale także na ścianie (ze względu na instalację hamulców na
wszystkich parach kinematycznych). Inną istotną cechą tego typu robotów są malejące gabaryty sterowników. Wielkie szafy
ważące po kilkaset kilogramów odchodzą do lamusa. Obecnie sterownik średniej wielkości nowoczesnego robota można
zainstalować w 19-calowej szafie sterowniczej. Analizując trendy technologiczne należy wspomnieć o coraz częstszym
wykorzystywaniu robotów w dziedzinach, takich jak: analiza laboratoryjna, produkcja leków, chirurgia, a także przemysł
spożywczy. Urządzenia służą zarówno do pakowania, transportu żywności, ale również jako element linii technologicznej.
34
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
FOCUS: POLSKI RYNEK ROBOTÓW PRZEMYSŁOWYCH
tować łatwiejsze prowadzenie przewodów.
W standardzie mają być oferowane nie tylko
cyfrowe, ale również analogowe moduły We/
Wy. Dodatkowo dostawcy mają proponować
wbudowaną kartę Profibus DP master / slave
lub obsługę napędów pendrive nie tylko do
zgrywania programów, ale również do przeprowadzania backupów.
– Rynek robotów powinien stale rozrastać się.
Będzie coraz więcej firm oferujących tego typu
rozwiązania – podsumowuje Krzysztof Sulikowski z Robotów Przemysłowych. – Problemem
dla polskich integratorów będzie coraz większa
konkurencja ze strony zachodnich dostawców,
zwłaszcza niemieckich i włoskich. Wśród integratorów będzie widoczna coraz większa specjalizacja w technologiach i branżach.
Krzysztof Sulikowski, podobnie jak wielu
innych rozmówców Control Engineering Polska, uważa, że obecny kryzys nie będzie miał
większego znaczenia na wielkość sprzedaży
tego typu rozwiązań. Jak mówi: „pieniądze
na rynku są, tylko teraz inwestycje będą finansowane w większym stopniu z własnych
środków, niż z kredytu”. Za kilka miesięcy
przekonamy się, czy prognozy dostawców
były bliższe prawdy, czy koncertu życzeń.
PRODUKTY
Zrobotyzowane
stanowisko spawalnicze
czeniu procesu montażu, pracownicy wychodzą poza obszar pracy robota i przyciskiem
na szafie sterowniczej potwierdzają gotowość
strony do spawania.
Po zakończeniu wdrożenia czas spawania
jednej ramy z dwóch stron wynosi 335 sekund, przy czym czas jarzenia łuku to 203
sekundy. Średnia prędkość nakładania spoiny wynosi więc 0,88 m/min, a efektywny
czas spawania robota wynosi 61%.
Wdrożenie wykonała firma Abis z Krakowa.
tel. 012 429-55-08
[email protected]
www.abis.krakow.pl
Celem wdrożenia zrobotyzowanego stanowiska spawalniczego w firmie Arcom było
podniesienie wydajności produkcji. Przed
wdrożeniem robota przemysłowego normą
dla spawacza było wykonanie 28 sztuk ram,
pospawanych tylko na wierzchniej stronie.
Aktualnie spawanych jest ponad 2 razy więcej ram ze spoiną dwustronną.
Konstrukcja spawanej ramy oparta jest na
dwóch typach profili stalowych. Gabaryty
ramy wynoszą 2 300 x 1 200 mm. Na ramie
znajduje się 68 spoin. Łączna długość spoiny
wynosi 3 000 mm. Do realizacji zadania wybrano robota Fanuc ArcMate 120iBe, zintegrowanego ze spawarką PowerWave 455 firmy Lincoln Electric. Urządzenia komunikują
się po sieci DeviceNet. Dzięki zastosowaniu
protokołu ArcLink wybór i konfiguracja programów spawania możliwy jest z poziomu
konsoli do programowania robota.
Stanowisko składa się z dwóch pól pracy.
Na każdym z nich znajduje się jednoosiowy
obrotnik z matrycą. W momencie kiedy robot
spawa ramę na jednym polu pracy, drugie
jest uzbrajane przez operatorów. Po zakoń-
Mgr inż. Izabela Żylińska
Za pomoc w opracowaniu raportu szczególnie dziękujemy firmom: ABB, Abis,
ASTOR, BIAP, CLOOS Polska, FANUC
Robotics Polska, Gudel Polska, MPL Technology, P.I. Kontech, Roboty Przemysłowe,
SAP, TB-Automation, WAGNER-SERVICE.
Dziękujemy również wszystkim czytelnikom Control Engineering Polska, którzy
wzięli udział w ankiecie.
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
35
ARTYKUŁ SPONSOROWANY
SIMATIC RF 600 RFID
– Nowe oblicze identyfikacji
w logistyce i dystrybucji
Jeśli chcesz być liderem – nie możesz sobie
pozwolić na żadne słabości.
Opóźnione, zagubione lub źle zaadresowane
przesyłki; przestoje w produkcji spowodowane
brakiem materiałów – wszystko to w dzisiejszych czasach to ogromne straty finansowe.
Korzystając z nowego systemu RFID RF 600
oferowanego przez Siemens zabezpieczysz się
przed błędami produkcyjnymi związanymi z poprawnością dostaw, poprawisz jakość i zoptymalizujesz logistykę zakładową oraz zaoszczędzisz czas i pieniądze.
System RFID dla logistyki i dystrybucji
RFID (identyfikacja radiowa) umożliwia bezinwazyjne
(niezakłócające procesu transportu) śledzenie i dokumentację przepływu wszelkich przychodzących, magazynowanych, wysyłanych produktów na każdym etapie
– magazynów wejściowych, dystrybucyjnych, buforowych, itp.
Małe moduły pamięci – w formie np. naklejki – są skojarzone z każdą paczką, pakunkiem, paletą i zawierają
wszystkie ważne informacje o produktach.
Moduły pamięci zasilane są poprzez pole elektromagnetyczne generowane przez antenę – wykorzystane również do komunikacji z pamięcią i przesyłania danych.
Moduły czytająco/zapisujące SIMATIC RF 660R, zamontowane np. na bramie magazynu, automatycznie rejestrują wszystkie zmiany stanu, wszystkie przesunięcia
36
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
W pigułce
Zgodność z regulacjami międzynarodowymi EPCglobal
oraz normami ISO/IEC 18000-6;
Możliwe połączenie do 4 anten w jednym punkcie;
Moduły głowic czytająco/zapisujących i anten o stopniu
szczelności IP65;
Możliwość użytkowania w szerokim zakresie temperatur;
Duże prędkości odczytu danych: odczyt modułów szybko
poruszających się;
Możliwość odczytu wielu modułów jednocześnie;
Integracja z systemem poprzez Ethernet, Profibus-DP
lub RS232;
Prosta integracja z sterownikami S7-300/400;
Wykorzystanie tanich, standardowych i ogólnodostępnych modułów pamięci;
materiałów wewnątrz magazynu oraz przesyłają te dane
do systemu nadrzędnego.
Następnie informacje są sortowane i filtrowane przez
narzędzia programowe które pozwalają również na przygotowanie raportu dla systemu zarządzania przedsię-
ARTYKUŁ SPONSOROWANY
biorstwem (ERP, MES, SAP, …). W ten sposób dostawy
mogą być kontrolowane pod względem poprawności
i kompletności, zamówienia półproduktów mogą być
generowane w zależności od aktualnego zapotrzebowania, a w minimalnym magazynie wyjściowym zapewnimy ciągłą dostępność produktów przygotowanych do
natychmiastowego wysłania do klienta.
Nowy system RFID SIMATIC RF 600 jest zaawansowanym technicznie następcą systemów opartych na kodach kreskowych, które są używane aktualnie.
Moduły pamięci (tagi) są niewrażliwe na zabrudzenia
(utratę czytelności) oraz mogą być wielokrotnie zapisywane informacjami w trakcie cyklu logistycznego –
w wielu przypadkach mogą być jednocześnie odczytywane i zapisywane.
Zasięg działania anten do 10 metrów – pozwala na objęcie np. całej bramy rozładunkowej. Nie jest przy tym
konieczny „wizualny” kontakt pomiędzy anteną a pamięcią. Pamięć może być zorientowana w dowolny sposób
względem anteny oraz w zasięgu anteny może się znajdować jednocześnie wiele modułów pamięci – żaden
nie zostanie „zgubiony”!
Komponenty systemu
Podstawowym komponentem systemu jest stacjonarna
głowica czytająco/zapisująca SIMATIC RF 660R.
Trwała obudowa o stopniu szczelności IP65 pozwala na
zastosowanie urządzenia praktycznie w każdych warunkach środowiskowych (magazyny, przenośniki, bramy,
...).
SIMATIC RF 660R pozwala – poprzez porty Ethernet,
RS232 i RS485 – na wymianę danych z systemami IT,
ERP, MES, SAP oraz z sterownikami PLC lub komputerami PC (używanymi również do konfiguracji urządzenia).
Proste sterowanie procesem może być realizowane bezpośrednio poprzez głowicę dzięki zintegrowanym 3 wejściom i wyjściom binarnym w standardzie 24VDC.
Drugim elementem systemu są anteny SIMATIC RF
660A. System mocowania Vesa-100 umożliwia montaż
anten w praktycznie dowolnym miejscu (ściana, sufit,
rama bramy, ...) w dowolnej pozycji.
W zależności od typu aplikacji można zastosować do
4 anten podłączonych do jednej głowicy. Zapewnia to
doskonałą komunikację z modułami pamięci niezależnie
od warunków pracy.
Kable łączące antenę z głowicą mogą mieć długość do
20 metrów.
Artykuł opracował: Dariusz Błoński, I IA SC
Siemens Sp. z o.o.
Sektor Industry
Industry Automation, SC
ul. Żupnicza 11, 03-821 Warszawa
tel. +48 (22) 870 89 60
www.siemens.pl/czujniki
Informacje techniczne
System RFID SIMATIC RF 600
Opis
Bezdotykowy system
identyfikacji (RFID)
Częstotliwość pracy
Zasięg działania
865-868 MHz
10 metrów
Standardy
EPC Gen2
ISO 18000-6C
Głowica SIMATIC RF 660R
Opis
Stacjonarna głowica zapisująco/
odczytująca
Diody LED
3 (zasilanie, błąd, obecność
modułu pamięci)
Interfejsy
Ethernet (TCP/IP)
1 (100 Mbps) (protokół XML)
RS 422
1 (integracja z systemem
SIMATIC)
RS 232
1 (konfiguracja, diagnostyka,
integracja z systemami
obcymi)
Wejścia binarne
3 (24 VDC)
Wyjścia binarne
3 (24 VDC 0,5 A)
Połączenie
z systemem
automatyki
S7-300/400
poprzez moduł interfejsu (ASM)
PROFIBUS-DP
poprzez moduł interfejsu (ASM)
Ethernet
bezpośrednio
RS232 do PC
bezpośrednio
Temperatura pracy
5ºC do 55 ºC
Stopień szczelności
IP 65
Zasilanie
24 VDC
Antena SIMATIC RF 660A
Opis
Stacjonarna antena do
komunikacji z modułami
pamięci
Podłączenie
Połączenie wtykowe; długość
kabla do 20m
Temperatura pracy
Stopień szczelności
Oprogramowanie
-25ºC do 75 ºC
IP 65
Opis
Oprogramowanie narzędziowe:
konfiguracja i diagnostyka
urządzeń
komunikacja z systemami
nadrzędnymi (MES/ERP/SAP)
Wymagania
Windows XP
.NET Framework 1.1
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
37
NAJNOWSZE
TECHNOLOGIE
PLM – komputerowa symulacja w 3D
Wrzuć trójkę!
Komputerowa symulacja procesów produkcyjnych to sposób na zwiększenie
efektywności zakładu, ograniczenie kosztów, a nawet... wygranie przetargu i wzrost
motywacji u pracowników. Przekonują o tym przedstawiciele dwóch koncernów
zajmujących się produkcją maszyn i samochodów.
R
osnące zapotrzebowanie rynku na
różnorodne towary wymusza na
producentach coraz szybsze dostawy coraz bardziej złożonych i trudniejszych do wykonania produktów. Przekłada
się to bezpośrednio na wymagania biznesowe,
które skłaniają wytwórców maszyn produkcyjnych oraz samych producentów gotowych
wyrobów do poszukiwania nowych i bardziej
efektywnych rozwiązań technologicznych.
Paradoksalnie, w czasach gorszej koniunktury rośnie presja na wzrost konkurencyjności,
która może okazać się kluczem do przetrwania w trudnych warunkach. Oprogramowanie
wspierające zarządzanie cyklem życia produktu (ang. PLM – Product Lifecycle Management)
38
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
może być narzędziem znacznie ułatwiającym
spełnienie tych wymagań.
Firma Symax Systemtechnik Sondermachinenbaum odczuła opisywaną sytuację na
własnej skórze. Zatrudnia ponad 100 pracowników. Zajmuje się projektowaniem oraz
produkcją maszyn i systemów automatyzujących produkcję oraz procesy montażu poszczególnych podzespołów finalnego produktu.
Symax ma siedzibę w Niemczech, ale oferowane przez nią wyroby można znaleźć na
całym świecie: w Europie, Stanach Zjednoczonych, Japonii, Chinach, a nawet Meksyku. W latach 2004 oraz 2005 Ministerstwo
Gospodarki Bawarii umieściło Symax na liście „Bavarian Top 50” za zaangażowanie
w rozwój technologiczny oraz
biznesowy regionu. Około 40%
projektów realizowanych przez
firmę dotyczy robotów.
– Ponieważ rośnie stopień komplikacji realizowanych przez nas
procesów, coraz częściej już w fazie planowania zadawane jest
nam pytanie, czy robot będzie
poprawnie pracował w danych
warunkach eksploatacyjnych –
mówi Robert Lehner, dyrektor
Symax. – Potrzebowaliśmy więc
dość prostego narzędzia, które
umożliwiałoby przeprowadzenie
symulacji całego procesu produkcji nowego produktu. Istotne było
również rozpatrzenie możliwości
ewentualnego zwiększenia mocy
produkcyjnych.
Problem Symaksu rozwiązany
został poprzez pakiety oprogramo-
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE
SEAT dostrzega wymierne korzyści z symulacji
ymulacja jest ważnym elementem rozwoju
cyfrowych procesów produkcyjnych. Przy
czym zasadniczym celem tego rozwoju jest
skrócenie czasu projektowania i instalacji nowych
linii produkcyjnych. Producenci, dostawcy urządzeń
wymaganych w procesach montażu oraz integratorzy
systemów mogą uzyskać wymierne korzyści, dzięki
zastosowaniu nowoczesnych metod cyfrowego
wspomagania produkcji. Mimo że SEAT ma swoje
przedstawicielstwa w ponad 70 krajach, w świecie
producentów pojazdów samochodowych jest
postrzegana jako stosunkowo mała firma.
– Jeśli chodzi o produkcję nowych samochodów,
czas reakcji i terminy dostaw są dla nas ważniejsze
niż dla większych koncernów, więc musimy działać
szybko – tłumaczy Manfredo Keuthe, menadżer
koncernu. – Udaje nam się to dzięki zastosowaniu
symulacji komputerowych, które istotnie skracają czas
projektowania nowych linii produkcyjnych.
Hiszpański producent samochodów podjął
decyzję o przyspieszeniu komputeryzacji swoich
procesów produkcyjnych w 2004 roku. Zarząd
podjął więc decyzję o rozpoczęciu niezbędnych
prac wraz z budową nowego modelu samochodu
– Leona. Do realizacji tego zadania wybrane zostało
oprogramowanie PLM firmy Siemens – Tecnomatrix.
Pakiet Process Designer wykorzystywany jest jako
narzędzie służące do zarządzania całym projektem
oraz wykonywania odpowiednich analiz, czyli
de facto jako platforma projektu oraz jego baza
danych. Oczywiście SEAT wykorzystuje również
oprogramowanie symulacyjne.
– W wielu korporacjach działających w branży
samochodowej wykorzystywane są narzędzia
wspierające produkcję, ale tylko w wybranych
częściach procesów – zaznacza Keuthe. – My
rozpoczęliśmy ich implementację jako kompleksowego
systemu zarządzania planowaniem produkcji. Biorąc
pod uwagę przemysł motoryzacyjny, jest to dość
wyjątkowe podejście, dużo rozleglejsze niż projekty
realizowane przez innych producentów. W naszej firmie
wykorzystujemy nowoczesne narzędzia IT, ale tylko
wtedy, kiedy przynoszą wymierne korzyści. Nie możemy
pozwolić sobie na luksus zakupu nowoczesnych
rozwiązań, które nie wnoszą do naszej firmy nic
nowego.
Wspomniane przez Manfredo Keuthe korzyści to
m.in.:
możliwość eliminacji pierwszych faz prototypowania
nowych pojazdów przy użyciu ich fizycznych modeli,
S
znaczna redukcja kosztów poniesionych w kolejnych
fazach prototypowania,
szybszy dostęp do niezbędnych informacji,
większa motywacja do pracy wśród zatrudnionego
personelu.
Keuthe podkreśla również, że bardzo istotnym
czynnikiem przy wyborze odpowiednich narzędzi była
pewność, że są „tak standardowe i przetestowane,
jak to tylko możliwe”. Zaznacza on również, że w wielu
dużych koncernach motoryzacyjnych nie bierze się
takich zagadnień pod uwagę ze względu na duże
zasoby finansowe, które pozwalają na zlecenie
stworzenia pakietów specjalnie na potrzeby danej
firmy.
– My niestety nie mamy takich możliwości, więc
zdani jesteśmy na pakiety zapewniające możliwie
dużą elastyczność konfiguracji oraz współpracę
z innymi narzędziami IT – mówi przedstawiciel SETA-a.
– Takie narzędzia dają nam możliwość połączenia
elastyczności nowoczesnych systemów automatyki
oraz doświadczenia firm, które mają wiedzę o tym, co
jest tak naprawdę potrzebne w przemyśle.
Obecnie realizowany projekt jest wynikiem
współpracy SEAT-a, Siemensa oraz konsultantów
firmy Gedas, która zajmuje się implementacją
oprogramowania PLM. Keuthe podkreśla również fakt,
jak dużą zachętą i motywacją dla pracowników są
sukcesy odnoszone przez SEAT-a.
– Udaje nam się mobilizować naszych ludzi poprzez
dostarczanie im nowoczesnych i bardzo wydajnych
narzędzi pracy – przekonuje rozmówca Control
Engineering. – Z początku nasi pracownicy byli nieufni
wobec nowych rozwiązań. Kiedy jednak uświadomili
sobie, jakie korzyści mogą odnieść dzięki nim, ich
entuzjazm można dostrzec gołym okiem.
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
39
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE
wania stworzone przez Siemensa: Tecnomatrix
Process Designer oraz Process Simulate.
Process Designer jest narzędziem opartym
na technologii eMServer (rozproszonej architekturze wielowarstwowej wspierającej różnorodne środowiska związane z procesami
produkcyjnymi oraz IT). Process Simulate jest
z kolei środowiskiem umożliwiającym symulacje zachowań kinematyki obiektów ruchomych, w szczególności robotów. Przy użyciu
Dzięki symulacji komputerowej, która pokazuje,
że proponowane przez nas rozwiązanie rzeczywiście
działa, nasze szanse na wygranie przetargu
znacząco rosną.
tego narzędzia mogą również być przeprowadzone badania nad ergonomiką proponowanego rozwiązania.
Korzyści z zastosowania programów symulacyjnych przez Symax to:
możliwość wizualizacji pracy robota w przestrzeni trójwymiarowej,
wstępna informacja o wykonalności proponowanego rozwiązania,
filmy przedstawiające symulację pracy
urządzeń, zamiast „suchych” rysunków,
programowanie urządzeń i ich sterowanie
w trybie offline wraz z oceną wyników tych
prac.
W firmie Symax symulacje używane są do sprawdzenia ingerencji robotów
w przestrzenie robocze innych urządzeń oraz wykrywania potencjalnych kolizji.
Źródło: Siemens PLM Software
40
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
Korzyści w fazie planowania
Process Simulate, podobnie jak Process Designer, wykorzystuje technologię eMServer.
Obydwa pakiety mogą więc korzystać z tych
samych zestawów danych. Interfejsy użytkownika odpowiadają standardom wyznaczonym
przez system Microsoft Windows, tzn. zawierają znajome z Windows ikony, zakładki oraz
sposoby nawigacji. Wszystkie dane mogą więc
być z łatwością eksportowane do zewnętrznych programów. I tak na przykład w Symax,
Process Simulate połączony jest z bazą danych Oracle, która zarządza wszystkimi parametrami dotyczącymi zastosowanych komponentów. Aby przygotować odpowiednią
symulację, ruch robota jest programowany
przy użyciu sekwencji kinematycznych zaimportowanych z bazy danych. W Symaksie
wykonuje się to przy użyciu pakietu Process
Simulate – Robotics. Narzędzie to współdzieli
dane z Process Simulate.
Następnie importowane są plany rozmieszczenia urządzeń na terenie zakładu oraz trójwymiarowe modele produktów oraz robotów.
Utworzenie bibliotek zawierających wszystkie
modele oraz sekwencje ruchów zajmuje sporo
czasu. Jednakże raz sparametryzowane i zaprogramowane mogą być wielokrotnie użyte
oraz modyfikowane w zależności od potrzeb.
Prowadzone symulacje umożliwiają inżynierom szybką i łatwą ocenę tego, czy przestrzeń
przeznaczona na proces jest wystarczająca
z punktu widzenia zakładanego rozwiązania. Dodatkowo, mogą oni niemalże w czasie
rzeczywistym określić, czy proces może być
bezpiecznie prowadzony przy założonych trajektoriach ruchu oraz interwałach czasowych.
Dzięki symulacjom można również szybko
sprawdzić, czy roboty ingerują w przestrzenie
robocze innych urządzeń oraz wykryć potencjalne kolizje.
Standardowo, grupa inżynierów uruchamia symulacje dla różnych scenariuszy i konfiguracji pracy zakładu lub jego części. Na
przykład w jednym przypadku stosują dla
tego samego zadania trzy większe roboty,
a w innym cztery mniejsze. Dzięki takiemu
podejściu pracownicy firmy Symax mogą już
w fazie planowania ocenić: charakter procesów montażu, pracę robotów, obciążenie narzędzi oraz innych urządzeń. Co więcej, mogą
w prosty i bezpieczny sposób zsynchronizować pracę wielu robotów.
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE
Zdobyta wiedza umożliwia optymalne wykorzystanie posiadanego wyposażenia. Poza
tym daje pewność, że projektowany proces
będzie przebiegał perfekcyjnie – nawet przed
pierwszym jego rozruchem. Zauważone na
tym etapie usterki i niedociągnięcia mogą
być szybko przekazane do działów planowania produkcji, co znacząco redukuje koszty
zmian oraz wprowadzonych poprawek.
Zaproś klienta na film...
Współpraca robota z człowiekiem to jeden
z przykładowych problemów, w jakim symulacja odgrywa istotną rolę, a z jakim zetknął się Symax. Nowe przepisy dotyczące
takich zagadnień zostały niedawno uchwalone w Niemczech. I to właśnie Symax uzyskał
pierwsze zlecenie na projekt i wykonanie linii
produkcyjnej zgodnej z regulacjami. Wykorzystał w tym celu pakiety symulacyjne.
Projektanci Symaksu opracowali symulację, która bardzo dokładnie odzwierciedlała
proces produkcyjny. W pierwszej kolejności
robot automatycznie podaje element z taśmy
przenośnika do pracownika, który wykonuje jego montaż. Pracownik może kontrolować ruchy robota przy użyciu joysticka. Aby
w 100% zapewnić bezpieczeństwo człowieka, niezbędne było bardzo dokładne przedstawienie opisu ruchów robota. Dzięki zastosowaniu symulacji komputerowych Symax
wykazał, że robot powinien w strefie niebezpiecznej poruszać się wolniej, niż poza nią.
Co więcej, symulacja pracy człowieka, jego
pola widzenia oraz postawy w czasie wykonywania poszczególnych czynności umożliwiła
analizę wpływu czynników ergonomicznych
na cały proces.
Podczas rozmów z potencjalnymi klientami
przedstawiciele Symaksu mogą przedstawić
wyniki symulacji w postaci filmów (w formacie .avi) dla różnych scenariuszy i konfiguracji danej linii produkcyjnej. Przygotowany
w ten sposób film może być zaprezentowany
w czasie rzeczywistym lub w zwolnionym
tempie – na przykład krok po kroku. Możliwość obrotu widoku kamery o 360° umożliwia spojrzenie na proces z różnych punktów
widzenia. Narzędzia przybliżające pozwalają
na ogląd całości lub tylko wybranych szczegółów. Animowana wizualizacja ułatwia prezentację podstawowych założeń dotyczących
wybranego rozwiązania w zaledwie kilka mi-
nut. Bez potrzeby analizy skomplikowanych
rysunków technicznych. Dzięki krótkiej sekwencji wideo, trwającej trzy lub cztery minuty, inżynierowie z Symax mogą przedstawić
w pełni zautomatyzowany proces montażu
uszczelek do karoserii samochodowych lub
montaż osi kół na linii produkcyjnej.
– Dzięki symulacji komputerowej, która
pokazuje, że proponowane przez nas rozwiązanie rzeczywiście działa, nasze szanse na
wygranie przetargu znacząco rosną – podkreśla Christian Ruhland, menadżer bawarskiej
Analiza kątów połączeń poszczególnych elementów dostarcza cennych informacji
na temat wszystkich osi roboczych urządzenia.
Źródło: Siemens PLM Software
firmy. – Najczęściej przedstawiamy złożone
linie składające się z wielu urządzeń. Zazwyczaj nasi klienci ani konkurenci nie rozpatrują
tak skomplikowanych rozwiązań. Pokazując
klientom trójwymiarowe symulacje, mamy
okazję ze szczegółami pokazać, nad czym pracowaliśmy.
Firma Symax współpracuje również z Wydziałem Produkcji i Automatyki Przemysłowej Politechniki w Regenburgu (Niemcy).
Pomaga studentom w opanowaniu tajników
symulacji 3D. Zastosowanie takich narzędzi
daje im możliwość rozpatrzenia rozwiązań,
na które w innym przypadku nie zwróciliby
uwagi.
Artykuł pod redakcją Marcina Stachury,
doktoranta w Instytucie Automatyki
i Robotyki Politechniki Warszawskiej
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
41
W PRAKTYCE
Optymalizacja funkcji sterowania ruchem maszyn
PC kontra PLC
W porównaniu z układami automatyzacji bazującymi na standardowym sprzęcie
komputerowym PC, rozwiązanie oparte na sterowniku PLC jest atrakcyjne ze względu
na możliwość stosowania trwalszych elementów, uniezależnienia od trzeciorzędnych
i zawodnych systemów operacyjnych, wydłużonej żywotności i – na dłuższą metę
– lepszego wsparcia ze strony dostawców.
F
irma Saline Plastic Machinery jest
zmuszona, podobnie jak większość
producentów urządzeń do nadmuchowego kształtowania naczyń
z tworzyw sztucznych i ze szkła, do dokładnego skoordynowania działania wielu różnych
maszyn. Każde urządzenie w linii produkcyjnej jest wyposażone w wiele hydraulicznych
napędów, przez co jest bardzo drogie. Trudne
jest, chociaż konieczne, wzajemne skoordynowanie ich ruchów. Dlatego układ sterowania
ruchem dla linii produkcyjnej musiał mieć
wiele specjalizowanych kart oprogramowa-
nia. W ostatnim czasie firma z powodzeniem
połączyła sterowanie działaniem zespołu
urządzeń do nadmuchowej produkcji naczyń
za pomocą jednego, seryjnego sterownika
PLC. Osiągnęła przy tym wzrost wydajności
poprzez skrócenie cykli pracy maszyn. W ten
sposób obniżyła również koszty produkcji.
Z kolei R&B specjalizuje się w rozwiązaniach dla branży tworzyw sztucznych. Ma
w ofercie: obrabiarki z łożem poziomym lub
skośnym, swobodnie sytuowane stoły montażowe z kompensacją ustawienia wzorników,
wytłaczarki śrubowe, obcinarki i okrawarki,
Umieszczenie sekwencji sterowania ruchami maszyny w oprogramowaniu sterownika ułatwia programowanie
maszyny i usprawnia funkcjonowanie linii wydmuchiwania butelek na maszynach R&B Plastic’s.
Źródło: Siemens SEA
42
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
W PRAKTYCE
urządzenia do usuwania nadlewków oraz wydmuchiwarki baniek. R&B zapewnia również
projektowanie i budowanie nietypowego wyposażenia dla klientów, realizację instalowania na obiekcie, nadzorowanie i diagnozowanie stanu technicznego maszyn i urządzeń,
wykonywanie remontów.
Sterowanie ruchem
za pomocą PLC
Wydmuchiwarka R&B ma: dwa pionowe wrzeciona, dwie formy (wzorniki kształtów) oraz
dwie dysze nadmuchujące. Jest też wyposażona w dziewięć hydraulicznie sterowanych
napędów. Trzy z nich obsługują wykonywanie
naczynia z rurki lub małej bańki (jest to pierwszy etap kształtowania naczynia). Pozostałe
sześć realizuje: ruchy przenoszenia, pozycjonowania oraz im podobne. Sterowanie ruchami
obejmuje: mocowanie, otwieranie i zamykanie formy, przesuwanie dyszy nadmuchującej
w dół i w górę, a także operowanie wózkami
trzymającymi półfabrykat i przesuwającymi go
na stanowisko dmuchania.
– W R&B do sterowania transportem i pozycjonowaniem przedmiotu obróbki stosuje
się nasz standardowy sterownik S7 – mówi
Dawid Chin, przedstawiciel Siemensa, strategicznego partnera dokonującego usprawnień
układu sterowania dla R&B. – Dostarczyliśmy
zestaw bloków funkcjonalnych do sterownika,
który realizuje pozycjonowanie siłowników
w maszynach. W maszynach innych firm do
sterowania ruchem i ustalania położenia elementów ruchomych używane są oddzielne,
specjalizowane regulatory. My uzyskaliśmy
ten sam rezultat za pomocą standardowego
sterownika wyposażonego w bloki programowe dla realizowanych funkcji.
Chin tłumaczy, że zazwyczaj do precyzyjnego
ustalania położenia nie jest używany typowy
rynkowy sterownik. Do tego celu stosuje się
z reguły rozwiązania specjalizowane. Jednak
w przypadku R&B skuteczne okazało się sterowanie ruchem rozmaitych urządzeń z hydraulicznymi napędami za pomocą jednego standardowego sterownika S-7. Ten sam sterownik
reguluje też działanie 30 stref nagrzewania,
począwszy od zbiornika, poprzez wszystkie
fazy kształtowania, aż do gotowego naczynia.
Dwanaście stref ma możliwość podgrzewania
oraz schładzania obrabianego półfabrykatu.
W pozostałych 18 strefach ma miejsce wyłącz-
nie podgrzewanie. W całym układzie regulacji
temperatury przy formowaniu wyrobu najistotniejsze jest utrzymanie jego temperatury
w ściśle określonym przedziale wartości z tolerancją do ±1 stopnia. Ta dokładność jest
wymagana w szerokich granicach, to jest od
zimnego materiału wyjściowego w zbiorniku
do 215°C przy formowaniu bańki.
Typowy handlowy sterownik (PLC) używa programowych bloków funkcjonalnych
(napisanych w językach dopuszczonych
standardem IEC-61131), przeznaczonych
do sterowania hydraulicznymi napędami.
W ten sposób tworzy się potrzebne środowisko programowe dla układu automatyzacji.
Ulokowanie w oprogramowaniu sterownika
dodatkowych możliwości sterowania ruchem
powoduje szybsze realizowanie funkcji i efektywniejsze przetwarzanie danych w porównaniu ze specjalizowanymi sterownikami. Te
ostatnie z reguły wymagają współpracy z oddzielnymi regulatorami przeznaczonymi dla
konkretnego zadania.
Zespolony układ regulacji
w produkcji naczyń
Pierwszym elementem sterowania maszyną,
jaki próbowano zrealizować w R&B, opierając się na standardowym sterowniku, było
ukształtowanie bańki naczynia. We wcześniejszym układzie stosowano regulator współpracujący z oddzielnym, niezależnym zespołem
programowania kształtu naczynia, za pomocą
odpowiedniej karty ze specjalnym programem. Można też było użyć standardowego
komputera (PC) z odpowiednim kodem programowym, służącym prowadzeniu narzędzia
kształtującego. Jednakże zarząd R&B chciał
mieć kompletne oprogramowanie łączące
w sobie cały program kształtowania bańki
naczynia w jednym, głównym regulatorze.
Stało się to możliwe dopiero wtedy, gdy handlowe sterowniki „z półki” stały się wystarczająco szybkie, aby podołać temu zadaniu.
Dane wejściowe do regulacji procesu wydmuchiwania bańki obejmują analogowy sygnał
z przetwornika położenia oraz umieszczoną
w programie pamięć kształtu naczynia. Na tej
podstawie sterownik wysyła sygnał wyjściowy, który powoduje odpowiednie otwarcie zaworu na przewodzie do dyszy wydmuchującej
bańkę. Nie ma tu potrzeby używania żadnego
specjalizowanego osprzętu.
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
43
W PRAKTYCE
Następnym krokiem było dołączenie do
poprzedniego rozwiązania funkcji sterowania kolejnymi ramionami manipulatorów.
Dane o położeniu serwonapędów (uzyskiwane z przetworników położenia) są podawane
do sterownika za pośrednictwem modułu SSI
(w razie potrzeby przepływ wszystkich danych jest synchronizowany za pomocą programu Profibus Isochrone firmy Siemens).
Sterownik reguluje działanie odpowiednich
zaworów za pomocą standardowych, analogowych sygnałów wyjściowych, opierając się
na porównaniu sygnału z przetwornika położenia z wartością zadaną położenia.
Nie musimy już tracić czasu na opóźnienia
transmisyjne, wynikające ze stosowania
pojedynczych kart.
Kolejną funkcją sterownika, dołączoną
przez firmę R&B do wyżej opisanych, było
prowadzenie dysz wydmuchujących według
pożądanej krzywej (wzorca lub szablonu). Gdy
wózek przysunie formę i ustawi ją na stanowisku wydmuchiwania pod wrzecionem z półfabrykatem, dysza przesuwa się w dół ruchem
odwzorowującym zaprogramowany profil.
Ponieważ ruchy obu ramion (osi) manipulatora są ze sobą skoordynowane, kształtowanie
naczynia odbywa się przy minimalnym marginesie odchyłki od wymaganego kształtu oraz
bez obawy o uszkodzenie wyrobu. Zanim dokonano zintegrowania w jednym sterowniku
programów sterowania ruchem tych dwu siłowników, specjaliści R&B nie mogli poradzić
sobie z problemem synchronizacji. Nie było
bowiem między napędami wózka i dyszy żadnego „porozumienia”. Po raz pierwszy stało
się to możliwe dopiero po zastosowaniu PLC.
Skracanie czasu „jałowego”
w cyklu roboczym
Cykl pracy i sekwencje czynności produkcyjnych wszystkich maszyn do kształtowania
wydmuchem są podobne. Jeśli jednak chodzi
o czas trwania cyklu, między maszynami występują zauważalne różnice. Jest to widoczne
głównie w fazach „jałowego” stanu maszyny, a więc gdy maszyna nie wykonuje żadnej
czynności. Funkcje sterowania ruchem realizowane przez sterownik zapewniają wyż44
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
szy poziom koordynacji. Są zatem w stanie
zmniejszać ten czas jałowy między poszczególnymi czynnościami. Nie musi on odliczać
czasu, wystarczy tylko sama koordynacja następujących po sobie zabiegów technologicznych. Dlatego zastosowane w R&B sterowniki
umożliwiły znaczące skrócenie czasu trwania
cyklu roboczego, właśnie poprzez skracanie
czasów jałowych aż o 20%.
Używanie wypróbowanych i ogólnie dostępnych sterowników daje znaczące korzyści
w układzie automatyzacji procesu wydmuchiwana naczyń. Ponieważ wszystkie napędy są
sterowane z jednego bloku funkcjonalnego, łatwiejsza jest koordynacja współpracy elementów maszyny i jej osprzętu, szybciej powtarzane są cykle pracy. Poza tym prostsze, a zatem
i szybsze, jest programowanie oraz potrzeba
mniej elementów wyposażenia.
W porównaniu z układami automatyzacji
bazującymi na standardowym sprzęcie komputerowym PC rozwiązanie oparte na sterowniku PLC jest atrakcyjne ze względu na:
możliwość stosowania trwalszych elementów,
uniezależnienia od trzeciorzędnych i zawodnych systemów operacyjnych, wydłużonej
żywotności i – na dłuższą metę – lepszego
wsparcia ze strony dostawców.
– Mamy teraz jeden regulator obsługujący
zarówno funkcje samego sterownika, jak też
funkcje sterowania ruchem – mówi Jake’a Losee, przedstawiciel R&B Plastics. – Nie musimy już tracić czasu na opóźnienia transmisyjne, wynikające ze stosowania pojedynczych
kart. Mamy też przechowywane w pamięci
dane wszystkich ramion (osi) manipulacyjnych. Poprzednio mieliśmy oddzielne pakiety
oprogramowania, wymagające od naszych
techników umiejętności programowania pojedynczych kart do sterowania napędami.
Losee dodaje, że jednym z celów firmy
było ograniczenie wyposażenia. Dodatkowe
wyposażenie to: wyższy koszt, więcej czynności utrzymania ruchu, potrzeba bardziej
zaawansowanego oprogramowania i większej
liczby szkoleń personelu. Zastosowanie PLC
zespalającego wszystkie funkcje sterowania
pozwoliło o tym zapomnieć.
Matthias Erhardt
Artykuł pod redakcją
inż. Józefa Czarnula
JAK TO SIĘ ROBI?
Analiza obwodu regulacyjnego dla liniowego procesu
To było do przewidzenia
Kontynuując rozważania dotyczące możliwości przewidywania zachowania się obiektu
regulacji o liniowej charakterystyce za pomocą obliczeń matematycznych, przybliżamy
sposób działania regulatora komputerowego.
P
owtarzalność odpowiedzi obiektu
liniowego na sygnały korygujące
pozwala regulatorowi przewidywać
przyszłe zachowanie się obiektu na
bieżący impuls wymuszający. Zagadnienie to
było przedmiotem artykułu „Przemysłowe regulatory przewidują przyszłość” (Control Engineering Polska nr 7/2008). Wykorzystując
analizę opisaną w tamtym artykule, zobrazujmy tok postępowania przy matematycznym
wyliczaniu oczekiwanej wartości odpowiedzi
regulowanego parametru na ciąg wymuszeń
płynących z komputerowego regulatora. Na
razie ograniczamy się do rozważania obwodu
otwartego (nie uwzględniamy sygnału sprzężenia zwrotnego).
Krok pierwszy: regulator wysyła impuls
korygujący w postaci pojedynczego impulsu
o wartości jednej jednostki (u = 1) i czasie
trwania Δt sekundy.
Krok drugi: odpowiedzią obiektu jest
zmiana regulowanego parametru, ma charakter ciągły, trwa dłuższy czas i zwykle jest
opóźniona.
Krok trzeci: ciągłą odpowiedź obiektu zastępujemy szeregiem wartości liczbowych
o wartościach h(0) – dla chwili 0, h(1) – po
upływie czasu Δt, h(2) – po czasie 2Δt, h(3)
i dalsze mierzone w odstępach co Δt [s]. Zbiór
liczb będących odpowiedzią na pojedynczy,
jednostkowy sygnał wymuszający regulatora
oznaczmy literą H. Zatem jego wartość można wyrazić wzorem H = h(0), h(1), h(2), ...
Krok czwarty: regulator wysyła szereg impulsów korygujących o amplitudach u (różnych od 1) i mających w kolejnych chwilach
(0, 1Δt, 2Δt ...) wartości u(0), u(1), u(2) itd.
Ten zbiór impulsów korygujących oznaczmy
literą U (tak, jak dla wymuszeń). Zapisujemy
ten zbiór jako U = u(0), u(1), u(2), u(3), ...
46
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
Krok piąty: obliczamy wartość zmiany regulowanego parametru (odpowiedzi obiektu)
wiedząc, że:
wartość odpowiedzi „y” w chwili nΔt na
jeden impuls wymuszający, jest iloczynem
amplitudy tego impulsu u(x) oraz odpowiedzi h(n) na jednostkowe wymuszenie (proporcjonalność),
całkowita zmiana wartości regulowanego
parametru y(n) w danej chwili (nΔt) jest
sumą (zasada superpozycji) wszystkich
odpowiedzi na kolejne wymuszenia, od
pierwszej (w chwili 0) do ostatnio ujawnionej - po czasie zwłoki.
Możemy zatem obliczyć odpowiedź regulowanego parametru Y jako wynik mnożenia
przez siebie zbiorów H i U, czyli Y = H*U,
przy czym symbol * jest oznaczeniem operatora zwijającego, opisanego w poprzednim
artykule. Należy pamiętać, że odpowiedź
obiektu Y jest kolejnym zbiorem obejmującym odpowiedzi y(0), y(1), y(2) itd. w kolejnych chwilach, te zaś są sumami odpowiednich iloczynów, jak to jest opisane poniżej.
y(0) = u(0) · h(0)
y(1) = u(0) · h(1) + u(1) · h(0)
y(2) = u(0) · h(2) + u(1) · h(1) + ...
+ u(2) · h(0)
i postępując analogicznie wartość y(k) wyliczymy jako:
y(k) = u(0) · h(k) + u(1) · h(k–1) + …
+ u(k–1) · h(1) + u(k) · h(0)
Jeżeli regulowany proces jest prawdziwie liniowy i nie działają na niego żadne uboczne
wpływy, wtedy policzone powyżej wartości
powinny odpowiadać prawdziwym, zmie-
JAK TO SIĘ ROBI?
rzonym wartościom regulowanej zmiennej.
Jako rezultat wprowadzonego przez regulator wymuszenia korygującego. Uzasadnione
jest też działanie odwrócone, a mianowicie,
że równania opisane w piątym kroku mogą
posłużyć (przy otwartej pętli regulacyjnej) do
wyliczenia wartości chwilowych sygnałów
korygujących z regulatora (U), aby wymusić
rezultat w postaci określonej (np. uzyskanej
z pomiarów) sekwencji zmian regulowanego
parametru (Y). Należy tylko zapis ciągły z rejestratora przedstawić w postaci chwilowych
wartości regulowanej zmiennej, a następnie
dokonać takich przeliczeń, aby uzyskać z nich
wartości składające się na zbiór U.
Z przytoczonych powyżej równań oznaczonych literami „a” do „d” wynika, że:
y(0)
u(0) = ____
h(0)
1
u(1) = ____ · [y(1) – u(0) · h(1)]
h(0)
z kolei:
1
u(2) = ____ · [y(2) – u(0) · h(2) – ...
h(0)
– u(1) · h(1)]
i podobnie dla impulsu w chwili k otrzymamy:
1
u(2) = ____ · [y(k) – u(0) · h(k) – ...
h(0)
– u(1) · h(k–1) – u(k–1) · h(1)]
Powyżej przedstawiona symboliczna procedura obliczeń, znana jako operator rozwijający, jest w rzeczywistości bardzo długim
dzieleniem poszczególnych liczb tworzących
zbiory Y i H, aby otrzymać wartości zbioru
U. Przykład takich obliczeń jest przedstawiony w dalszej części artykułu (rys. 3.).
Analiza obwodu zamkniętego
W praktycznym zastosowaniu na obiekcie
regulatory dla wygenerowania sygnału korygującego używają bardziej skomplikowanych
obliczeń, niż w przypadku obwodu otwartego.
Nie zmienia to faktu, że obliczenia z użyciem
rachunku operatorowego mogą być również
używane do analizy działania zamkniętego
obwodu regulacji. Dla przykładu, rozważmy klasyczny obwód regulacji z zamkniętą
pętlą pokazany na rys. 1. Zmienna procesowa (regulowany parametr) jest próbkowana
w regularnych odstępach czasu, a wynik każdego pomiaru jest konfrontowany (w węźle
Analiza obwodu zamkniętego (ze sprzężeniem zwrotnym)
D = d(0), d(1), d(2), …
S = s(0), s(1), s(2), …
E = e(0), e(1), e(2), …
+
–
U = u(0), u(1), u(2), …
regulator
G
obiekt
H
+
+
Y = y(0), y(1), y(2), …
S – wartość zadana regulowanego parametru
E – uchyb regulacji
U – sygnał wyjściowy z regulatora (wymuszenie)
D – zakłócenia
Y – wartość mierzona (zmiennej regulowanej w procesie)
Zachowanie się zamkniętego obwodu regulacji może być przewidywane w drodze budowania czterech zbiorów liczb: S, D,
G i H. Te zbiory obejmują liczby odpowiadające wartościom „próbek” dla: wartości zadanej, zakłóceń, odpowiedzi obiektu
w układzie otwartym i sygnału wyjściowego regulatora w otwartej pętli. Na ich podstawie mogą zostać wyliczone wartości
liczbowe odpowiadające chwilowym wartościom zmiennej regulowanej, będących rezultatem konkretnej kombinacji liczb
ze zbiorów S, D, G i H, według poniższego wzoru:
Y=
G*H
1
*S+
*D
1+G*H
1+G*H
w których * jest symbolem operatora zwijającego, natomiast kreska ilorazu symbolizuje operator rozwijający.
Źródło: Control Engineering
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
47
JAK TO SIĘ ROBI?
sumującym) z wartością zadaną tej zmiennej.
W ten sposób wyliczana jest sekwencja wartości błędu (uchybu regulacji). Na podstawie wielkości i znaku uchybu (w kolejnych
momentach) regulator generuje sekwencję
sygnałów wyjściowych wymuszających na
obiekcie zdążanie do wartości zadanej.
Takie wymuszające działanie regulatora
spotyka się jednak z niekontrolowanymi zakłóceniami D oddziaływującymi na proces. To
powoduje, że wartość mierzoną regulowanego parametru Y można przedstawić wzorem
Y = U*H + D (1). Jeżeli działanie regulatora ma charakter liniowy (zwykle tak jest), to
jego sygnał wyjściowy opisuje równanie U =
Test stabilności
Ts
Powyższa ilustracja zawiera wszystkie liczby uzyskane w wyniku obliczeń
wartości funkcji transferu
G*H
1+ G * H
odpowiadające konkretnemu otwartemu obwodowi regulacji na podstawie pomiarów
impulsu jednostkowego w sygnale wyjściowym z regulatora G i odpowiedzi regulowanego
parametru H. Wykres ukazuje, jak zmienna procesowa w obwodzie otwartym reaguje na
stymulujący impuls. W tym przypadku zmiany wartości zadanej w przedziałach czasu
odpowiadały zbiorowi S = 1, 0, 0, ... Kształt wykresu zmienia się zależnie od kombinacji
regulator – proces regulowany, lecz jeśli zamknięty układ regulacji jest stabilny, wszystkie
elementy zbioru TS będą miały skończone wartości.
Ts
k
W przypadku niestabilnego obwodu zamkniętego funkcja TS nie może zostać obliczona,
bowiem kolejne obliczane elementy zbioru będą mieć coraz większą wartość.
Źródło: Control Engineering
48
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
G*H
1
Y = __________
S + __________ * D
1+G*H *
1+G*H
Powyższe wyrażenie przewiduje kształtowanie się wartości regulowanego parametru
Y, jako rezultat dowolnej kombinacji wartości
zadanych S i ubocznych zakłóceń D w procesie, który w otwartej pętli regulacyjnej odpowiada wartościami H na impulsy korygujące regulatora G (ze sprzężeniem zwrotnym).
Jest to podstawowe matematyczne narzędzie
w teorii regulacji służące do projektowania
regulatorów oraz do analizowania działań zamkniętych obwodów regulacyjnych.
Iloraz z pierwszego członu tego wyrażenia
G*H
TS = __________
1+G*H
k
TS =
G * E (2). Wiemy, że uchyb regulacji jest różnicą wartości zadanej i wartości mierzonej.
To znaczy, że zbiór wartości E wynika z odejmowania elementów zbioru Y od elementów
zbioru S, zatem E = S – Y (3). Podstawiając
w wyrażeniu (2) równowartość E ze wzoru
(3) otrzymujemy: U = G * (S -Y). Następnie, podstawiając to wyrażenie do wzoru (1)
otrzymamy: Y = G * H * (S - Y) + D. Kolejne
przekształcenia doprowadzają nas do równania końcowego mającego postać:
●
www.controlengpolska.com
nazywany jest funkcją transferu, oznaczany
zazwyczaj symbolem TS. Opisuje zależność
między wartością zadaną a zmienną regulowaną. Ta funkcja określa, w jaki sposób
wartość regulowanego parametru Y będzie
reagowała na określoną sekwencję wartości
zadanych S, gdy nie występują zakłócenia D.
Bowiem dla D = 0 drugi człon wyrażenia ma
wartość zerową, a wtedy Y = TS * S.
Zbiór wartości funkcji transferu TS jest
zatem również impulsową odpowiedzią zamkniętego obwodu regulacji. Ukazuje bowiem, jaki przebieg miałby regulowany parametr, gdyby impuls jednostkowy został
zastąpiony wartością zadaną, a regulator byłby bezpośrednio sprzężony z obiektem.
Ten fakt wykorzystuje się jako test stabilności obwodu regulacyjnego z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego. W przypadku, gdy
znane są zarówno impulsy wysyłane przez regulator, jak też odpowiedzi obwodu otwartego, do obliczenia wartości funkcji transmisji
TS może być użyty operator zwijający wartości zbiorów G * H. Gdy dadzą się obliczyć
wszystkie elementy zbioru TS, będzie to oznaczało,
że obwód z zamkniętą pętlą jest stabilny. Rozumiemy przez to, że kolejne elementy zbioru odpowiedzi
obiektu są coraz mniejsze, zdążające do zera. Co jest
logiczne, bo po ustąpieniu wymuszenia obiekt stabilny
powraca do stanu przed pobudzeniem. W przeciwnym
razie, gdy elementy tego zbioru będą stale rosnąć i to
bez względu na wartości S, będzie to znakiem, że obwód regulacji z zamkniętą pętlą jest niestabilny (patrz
rys. 2.).
Zauważmy teraz, że jeżeli wartość zadana S będzie
równa zero, wtedy pierwszy człon równania (4) będzie
miał wartość zerową. Pozostaje tylko człon drugi
1
Y = __________ * D
1+G*H
zaś oznaczajac symbolem
1
YD = __________ * D
1+G*H
zapisujemy równanie krócej, że Y = TD * D. Oznacza to,
że regulator będzie wyłącznie przeciwdziałał skutkom
zakłóceń. Symbol TD oznacza kolejną funkcję transferu
pomiędzy zbiorem zakłóceń D a regulowaną zmienną
Y. Ta funkcja pozwala określić, jaki przebieg będzie
miał regulowany parametr w obwodzie zamkniętym
w odpowiedzi na impuls zakłócający o wartości jeden.
Zbiór wartości funkcji TD także można wyliczyć za pomocą operatora zwijającego dla G * H. Niemniej będzie
on miał inne wartości niż funkcja TS, jednak ten sam
charakter. Oznacza to, że odpowiedź obwodu regulacyjnego na zakłócenie jest inna niż na wartość zadaną.
Jeśli jednak obwód jest stabilny, to będzie pozostawał
nim nadal, niezależnie od sposobu pobudzenia.
Funkcje transferu TS i TD można także wykorzystać
przy budowaniu regulatora, jeżeli zbiór H jest już znany. Nawet gdy zbiór G nie jest jeszcze określony. Na
przykład, jeśli regulator będzie przeznaczony głównie
do reagowania na zmiany wartości zadanej, to funkcja
TS będzie wyznaczała właściwe wartości, aby uzyskać
pożądaną odpowiedź na zmianę wartości zadanej. Regulator będzie wtedy potrzebował, aby jego sygnały
wyjściowe były określone przez obliczenie zgodnie ze
wzorem
Zarezerwuj
najlepsze
stoisko
Przebieraj w lokalizacjach wystawienniczych
na jubileuszowej 5 edycji targów PROTECH
[ ]
18-19 listopada 2009
Hala Stulecia, Wrocław
TS
G = __________
H * (1–TS)
Podobnie, jeśli chcemy, aby regulator tylko eliminował
zakłócenia, wtedy sygnały korygujące powinny być obliczone ze wzoru
_
1 TD
G = _______
H * TD
Szczegółowe informacje:
Aleksandra Krajewska
Project Manager
[email protected]
tel.: (+48 22) 852 44 15 wew. 109
faks: (+48 22) 899 30 23
www.targi-protech.pl
JAK TO SIĘ ROBI?
Przykład obliczeń operatora rozwijającego
Dane wyjściowe:
Zbiór H = 16, 4, 1, ¼, ...; zapisujemy jako H = A / B, przy czym dzielna A = 16, 0, 0, 0, ...,
zaś dzielnik B = 1, - ¼ (pomijamy elementy zerowe).
Wiersz nr
Tabela dzielenia arytmetycznego
Komentarz
1
16
4
1
¼
…
zbiór H = A / B, czyli iloraz
2
16,
0,
0,
0,
…
dzielną A dzielimy przez pierwszy element B
3
16,
-4,
0,
0,
…
wynik mnożenia (16) przez oba elementy B
4
0
4,
0,
0,
…
zostaje po odjęciu, ponownie dzielimy jak w (2)
5
4,
-1,
0,
…
wynik mnożenia 4 x B
6
0
1,
0,
…
wynik odejmowania (4) – (5) znowu dzielimy
7
1,
- ¼,
…
wynik mnożenia 1 x B
8
0
¼,
…
pozostałość dzielimy, jak w (2)
9
¼,
…
10
0
…
tu przerywamy przykład, bo nie analizujemy
elementów zbiorów symbolizowanych przez „...”
Powyższa tabela ilustruje, w jaki sposób dwie uproszczone sekwencje próbek wartości sygnału ciągłego (A = 16, 0, …; oraz B = 1, -¼, 0,
0, ...) po obliczeniach operatorem rozwijania dają w wyniku trzecią sekwencję (A / B = 16, 4, 1, ¼, ... = H). Każdy element zbioru może
być większy od 9, a także ujemny. Zauważmy też, że w uproszczonym przykładzie każdy wiersz jest wynikiem jednego dzielenia, bo dzielna miała jeden element znaczący (różny od zera). Prawdziwe zbiory przy takim obliczaniu wymagają wielokrotnego dzielenia, mnożenia
i odejmowania. Nie dokonuje się też pamięciowych „przeniesień” z jednej kolumny do innej. Poza tym ze zrozumiałych względów przy
obliczaniu nie uwzględnia się elementów dzielnika mających wartość zero.
Źródło: Control Engineering
Budowanie regulatora, który dokładnie
wygeneruje otrzymaną z obliczeń sekwencję impulsów, jest skomplikowane i zawiera
pewne ryzyko. Jednak istnieją metody matematyczne, znane pod wspólną nazwą teorii
przekształceń, które są tu pomocne. Podajmy prosty przykład: nieskończony ciąg cyfr
1,14285 ... nie jest niczym innym, jak wynikiem dzielenia jedności przez 7, co łatwo
sprawdzić. Zatem bez popełnienia znaczącego
błędu można wartość wyrażoną ową nieskończoną liczbą zastąpić krótkim zapisem 1/7.
Podobny zabieg zastosujmy teraz na wybranych zbiorach, w tym przypadku w celu przybliżenia operatora rozwijania. Dla uproszczenia weźmy zbiory o możliwie małej liczbie
elementów znaczących (reszta to będą zera).
Załóżmy, że zbiór H (odpowiedź obiektu na
wymuszenie) to nieskończenie długi ciąg
liczb całkowitych lub ułamkowych, równy: H
= 16, 4, 1, ¼, ... Taki zapis zastąpimy teraz
formą ilorazu (jak przy 1/7), będzie to H =
A/B. Przyjmijmy też, że A = 16, 0, 0, 0, ...
natomiast B = 1, - ¼, a pozostałe elementy B
to zera, więc ich nie zapisujemy. Przykład po50
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
dany na rys. 3. (tabela rozwijania) wykazuje,
że jeśli dzielną A podzielimy przez dzielnik B
w sposób znany nam od lat szkolnych przy
dzieleniu liczb, to rzeczywiście wynikiem będzie wyżej przyjęty zbiór H. W rzeczywistości bowiem operator rozwijania i dzielenie są
w swej istocie równorzędnymi arytmetycznymi działaniami. Uproszczona wersja H może
też być poddana przekształceniu Z, służąc
analizie zachowania się obwodu zamkniętego. Bez potrzeby przetwarzania nieskończenie
długich ciągów danych. Niestety, zagadnienie
przekształcenia Z wymaga znacznie poważniejszej wiedzy matematycznej pozwalającej
na zrozumienie, w jaki sposób się go dokonuje. Trzeba też wiedzieć, jak i dlaczego to
przekształcenie może być również zastąpione
innymi, na przykład bardziej znanymi przekształceniami Laplace’a lub Fouriera. Oczywiście pod warunkiem, że przedział czasowy
Δt impulsów i próbek zdąża do zera.
Vance J. Van Doren
Artykuł pod redakcją inż. Józefa Czarnula
AKADEMIA
ROBOTECHU
Systemy sieciowe automatyki przemysłowej z zintegrowaną
funkcją bezpieczeństwa
Bezpieczeństwo
w pakiecie
W ostatnich kilku latach możemy zaobserwować niezwykle burzliwy rozwój technologii
sieciowych dla systemów sterowania i monitoringu w zakładach przemysłowych.
Ich podstawowymi elementami są zwykle urządzenia automatyki, w których znajduje się
odpowiedni mikrokontroler (węzły sieci) oraz magistrala wymiany danych, w której
z kolei odbywa się komunikacja zgodnie z jednym ze standardowych protokołów
wymiany danych, dedykowanych do tego typu aplikacji.
I
dea takich systemów pojawiła się na
rynku już kilkanaście lat temu, jednak
dopiero niedawno, dzięki szybkiemu
rozwojowi technik teleinformatycznych
i elektroniki, możliwe stała się sprzętowa realizacja układów działających w tzw. czasie
rzeczywistym, zapewniających bardzo szybką reakcję układów sterowania nawet w krytycznych aplikacjach przemysłowych. Duża
szybkość i niezawodność sieciowych systemów automatyki spowodowała, że zaczęto
zastanawiać się nad zintegrowaniem z nimi
powszechnie występujących w przemyśle
układów i systemów bezpieczeństwa.
W środowisku przemysłowym układy bezpieczeństwa można podzielić na dwie grupy:
bezpieczeństwo pracowników oraz bezpieczeństwo procesów.
W pierwszym przypadku mamy do czynienia z ochroną przed:
bezpośrednim kontaktem z ruchomymi
częściami maszyn,
nieprzewidywalnym zachowaniem systemu
na skutek awarii mechanicznych bądź elektrycznych,
odpryskującymi elementami lub substancjami chemicznymi,
przed samym sobą – niepożądane zachowania pracowników (ciekawość, roztargnienie, zmęczenie).
W przypadku bezpieczeństwa procesów należy natomiast liczyć się z:
wystąpieniem niespodziewanych awarii,
wyłączeniem całych linii produkcyjnych
(przerwy w produkcji),
przerwami w sterowaniu i wymianie danych między urządzeniami,
koniecznością diagnostyki stanu urządzeń,
monitoringiem stanu procesów.
W dotychczasowych, tradycyjnych rozwiązaniach większość z tych funkcji realizowana
jest przez specjalne, dedykowane urządzenia
lub układy. Zwykle jest to sprzęt analogowy
lub analogowo-cyfrowy, który w przypadku
wystąpienia zagrożenia lub sytuacji awaryjnej powoduje odłączenie odpowiednich maszyn i uruchomienie sygnałów świetlnych lub
dźwiękowych. Wraz z coraz powszechniejszym
stosowaniem zaawansowanych funkcjonalnie
systemów bezpieczeństwa pojawiły się pierwsze próby usystematyzowania zasad ich tworzenia. Powstały odpowiednie przepisy i normy, które, standaryzując systemy w kierunku
zapewniania odpowiednich klas bezpieczeństwa i szacowania ryzyka, wprowadzały jednak
pewne ograniczenia co do swobody stosowania
różnych rozwiązań technologicznych. Czasami
proponowały wręcz korzystanie z konkretnych
ofert systemowych. Dlatego w ostatnich latach
– wraz z upowszechnieniem się idei otwartości
www.controlengpolska.com
●
Dr inż.
Andrzej Ożadowicz
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
51
AKADEMIA ROBOTECHU
R ROBOTECH
Poziom pewności zabezpieczeń
Ogólna redukcja ryzyka awarii
Prawdopodobieństwo
wystąpienia niebezpiecznego
uszkodzenia w czasie pracy
(obciążania)
SIL1
>10 do ≤ 100
>10-2 do <10-1
SIL2
>100 do ≤ 1000
>10-3 do <10-2
SIL3
>1 000 to ≤ 10 000
>10-4 do <10-3
SIL4
>10 000 do ≤ 100 000
>10-5 do <10-4
Tabela 1.
systemów automatyki – zmieniło się również
podejście do przepisów dotyczących przemysłowych systemów bezpieczeństwa.
Bazuje ono na dwóch podstawowych zasadach:
opisywane są ogólne zasady postępowania,
bez narzucania rozwiązań szczegółowych,
bezpieczeństwo zależy od rozwiązań technicznych oraz prawidłowego zarządzania
wszystkimi etapami „życia” systemu sterowania i zabezpieczeń.
Zasady te przyjęto w obowiązującej już
również w Polsce normie europejskiej IEC 61
Systemy bezpieczeństwa w razie awarii powinny
spowodować przełączenie wszystkich wskazanych
urządzeń w odpowiedni stan bezpieczny. Nie mówi
się tu o konieczności wyeliminowania możliwości
powstania awarii, a jedynie o odpowiedniej reakcji
systemu na sytuację awaryjną.
508 (PN-EN 61508) – Bezpieczeństwo funkcjonalne elektrycznych / elektronicznych /
programowalnych elektronicznych systemów
związanych z bezpieczeństwem.
W normie tej zdefiniowano między innymi pojęcie bezpieczeństwa jako „uwolnienia
się od nieakceptowalnego ryzyka fizycznego
zranienia człowieka lub uszkodzenia zdrowia
ludzkiego, bezpośrednio lub pośrednio jako
wynik uszkodzenia obiektu lub środowiska”.
Z definicji tej wynika wyraźnie rola, jaką
mają odgrywać systemy bezpieczeństwa, które
●
SIL – poziom nienaruszalności
bezpieczeństwa
W normie IEC 61508 pojawiają się również
pewne nowe pojęcia związane z szacowaniem
ryzyka powstania awarii, klasyfikacji bezpieczeństwa i zasad testowania nowych systemów. Jednak bodaj najistotniejszym z nich
jest poziom nienaruszalności bezpieczeństwa
(lub poziom pewności zabezpieczeń) – SIL,
który często pojawia się już we współczesnych dokumentacjach technicznych oraz
licznych opracowaniach w prasie i literaturze
branżowej. W normie ustalono cztery poziomy bezpieczeństwa SIL, ustalane na podstawie szacowania ryzyka wystąpienia sytuacji
niebezpiecznych w różnych aplikacjach.
W tabeli 1. podano poziomy SIL dla systemów działających rzadko, na żądanie, gdzie
ustala się je na podstawie średniego prawdopodobieństwa nieprawidłowego zadziałania
systemu w trakcie obsługi żądania.
W tabeli 2. z kolei podano poziomy SIL
dla systemów działających w trybie ciągłym,
gdzie oblicza się prawdopodobieństwo wystąpienia niebezpiecznego uszkodzenia w czasie
godziny.
Systemy zabezpieczeń mogą być stosowane
w określonych aplikacjach zależnie od uzy-
Poziom pewności zabezpieczeń
Prawdopodobieństwo groźnej awarii w ciągu 1 h
SIL1
>10-6 do <10-5
SIL2
>10-7 do <10-6
SIL3
>10-8 do <10-7
SIL4
>10-9 do <10-8
Tabela 2.
52
w razie awarii powinny spowodować przełączenie wszystkich wskazanych urządzeń w odpowiedni stan bezpieczny. Należy zwrócić uwagę,
że nie mówi się tu o konieczności wyeliminowania możliwości powstania awarii, a jedynie
o odpowiedniej reakcji systemu na sytuację
awaryjną.
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
AKADEMIA ROBOTECHU
Rysunek 1. Bezpieczeństwo funkcjonalne w urządzeniu sieciowym
skanego – na podstawie testów i analiz – poziomu SIL.
I tak:
SIL 1 – ochrona obiektów i systemów o małym znaczeniu,
SIL 2 – ochrona obiektów i systemów
o większym znaczeniu (możliwe wypadki
z udziałem ludzi),
SIL 3 – ochrona obiektów mających wpływ
na zdrowie ludzi i funkcjonowanie społeczności,
SIL 4 – ochrona obiektów mających duży
wpływ na zdrowie ludzi i funkcjonowanie społeczności (np. elektrownie atomowe itp.).
Zgodnie z zapisami normy istnieją cztery
zasadnicze sposoby na zmniejszenie prawdo-
podobieństwa nieprawidłowego zadziałania
systemu:
zwiększenie zakresu czynności diagnostycznych,
zwiększenie częstotliwości testowania urządzeń,
dodatkowe procedury ochrony danych zawarte w protokole komunikacyjnym,
instalacja podwójnych i potrójnych urządzeń obok siebie (redundancja).
W dalszej części artykułu omówiono szerzej
właśnie te dwa ostatnie sposoby, które wiążą
się bezpośrednio z zastosowaniem urządzeń
sieciowych z funkcjami bezpieczeństwa oraz
protokołów komunikacyjnych sieci automatyki z dodatkowymi elementami zabezpieczeń
pewności i poprawności komunikacji.
Przyszłość – systemy w pełni zintegrowane
Andrzej Ożadowicz, adiunkt w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych
Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie
bserwując rozwój współczesnych, sieciowych systemów automatyki
przemysłowej oraz wkraczające do nich nowe funkcjonalności, chociażby te
związane z bezpieczeństwem maszyn i ludzi, wyraźnie zarysowuje się trend
do pełnej ich integracji.
Dotychczas pewną barierę stanowiła technologia, brak standardów komunikacji
zapewniających jednocześnie możliwość transmisji większych pakietów danych,
przy zachowaniu determinizmu czasowego i wysokiego poziomu pewności
transmisji. W ostatnich jednak latach problemy te wydają się być w coraz większym
stopniu pokonane. Wszystkie nieosiągalne dotąd możliwości funkcjonalne stają się
narzędziami wykorzystywanymi w praktyce, nawet w mniej zaawansowanych aplikacjach.
Rozwój systemów bezpieczeństwa bazujących na technologiach i standardach sieciowych jest więc
nieunikniony i wydaje się tylko kwestią czasu osiągnięcie stanu, gdy ludzie będą mogli niemal w 100% zaufać
wielofunkcyjnym, zintegrowanym systemom automatyki.
O
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
53
AKADEMIA ROBOTECHU
R ROBOTECH
Dzięki integracji ze standardami sieci przemysłowych
możliwe jest również przekazanie informacji
z układów zabezpieczeń do systemów zarządzania
przedsiębiorstwem, linią produkcyjną itp.
Kolejną zaletą takiego rozwiązania jest eliminacja
sporych ilości kabli i przewodów.
Systemy sieciowe z elementami
bezpieczeństwa
W tradycyjnych rozwiązaniach technicznych
systemy automatyki oraz systemy bezpieczeństwa osób i maszyn były układami autonomicznymi, z niewielkimi tylko elementami
wzajemnych powiązań (np. sygnalizacja stanu urządzeń, automatyczne wyłączenie przy
sygnale z zewnątrz itp.).
Jak już wspomniano na wstępie, współczesne sieciowe systemy sterowania są na tyle
szybkie i niezawodne, że mogą być wykorzystane do przesyłania sygnałów oraz informa-
Rysunek 2. Przykładowy system sieciowy z funkcjami bezpieczeństwa
Źródło: na podstawie materiałów firmy Beckhoff
54
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
cji z układów bezpieczeństwa. Przy zachowaniu wymaganego poziomu pewności ich
funkcjonowania.
W związku z tym w świecie inżynierskim
wykształciły się dwie koncepcje systemów
sterowania z elementami bezpieczeństwa.
Pierwsza z nich to systemy z bezpieczeństwem
zintegrowanym. Moduły bezpieczeństwa
wbudowane są bezpośrednio do chronionych
urządzeń, np. w postaci mikrokontrolerów
z odpowiednią aplikacją obsługującą funkcje
związane tylko z bezpieczeństwem. Sterowniki te w większości nie mają możliwości komunikacji przez sieć. Niekiedy zaś jest ona
tylko częściowa, np. dla potrzeb diagnostyki
i monitoringu parametrów bezpieczeństwa
danej maszyny.
Koncepcja druga to całkowite włączenie
procedur obsługi funkcji bezpieczeństwa w algorytm sterowania maszynami i całym procesem produkcyjnym. Dzięki temu uzyskuje się
rozproszenie funkcjonalności bezpieczeństwa
oraz możliwość szybkiego śledzenia ewentualnych, nawet niewielkich zmian parametrów pracy urządzeń (to szczególnie istotne
w przypadku ich pracy synchronicznej). Ponadto system sterowania i bezpieczeństwa
ma nieporównanie większą elastyczność.
Pozwala na szybkie jego przekonfigurowanie
i dostosowanie do zmiennych w czasie wymagań użytkownika lub zmian unormowań
prawnych.
Dzięki integracji ze standardami sieci przemysłowych możliwe jest również przekazanie informacji z układów zabezpieczeń do
systemów zarządzania przedsiębiorstwem,
linią produkcyjną itp. Kolejną zaletą takiego rozwiązania jest eliminacja sporych ilości
kabli i przewodów, czym charakteryzują się
klasyczne rozwiązania analogowo-cyfrowe
w zakresie układów zabezpieczeń. Wszystkie
informacje i dane stają się elementami komunikacji sieciowej i przekazywane są przez
magistralę komunikacyjną.
W ostatnich latach niemal każdy z popularnych standardów sieci przemysłowych
uzyskał przydomek SAFETY, który oznacza
możliwość zastosowania w układach zintegrowanych – PROFIsafe, DeviceNet Safety,
SafetyBus p, SAFETYLon, Ethernet/IP safety, SafetyLon itp. Z reguły jednak do realizacji funkcji bezpieczeństwa w urządzeniach
sieciowych potrzebny jest specjalny układ
AKADEMIA ROBOTECHU
obsługujący zdarzenia związane z bezpieczeństwem. Układ ten, na podstawie otrzymywanych danych z sieci lub układów We/
Wy, generuje sygnały sterujące do elementów
wykonawczych lub zmienne sieciowe dla systemu bezpieczeństwa. Schematyczną budowę
takiego urządzenia pokazano na rysunku 1.
Rozwiązania praktyczne
Jak już wspomniano wcześniej, na rynku pojawia się obecnie coraz więcej standardów
sieci przemysłowych, które oferują funkcjonalności zawiązane z bezpieczeństwem. Wiele firm proponuje kompleksowe rozwiązania
w tym zakresie. Pozwalają one na obsługę
zarówno podstawowych elementów zabezpieczeń w zakładach przemysłowych (wyłączniki
bezpieczeństwa, czujniki krańcowe, bariery
i kurtyny bezpieczeństwa itp.), jak również
zabezpieczają pracę napędów, przetwornic,
sterowników oraz innych urządzeń stosowanych w aplikacjach przemysłowych.
Przykładem może być system firmy Beckhoff
– Safety over EtherCAT, którego elementy
niejednokrotnie były już prezentowane na
łamach Control Engineering Polska. Możliwy
schemat połączeń pokazano na rysunku 2.
Dzięki rozwiązaniu sieciowemu w aplikacji
tej uzyskano dużą prostotę połączeń systemu wymiany danych oraz przejrzystość całej
struktury okablowania. Cel osiągnięto przy
zachowaniu wysokiej funkcjonalności i elastyczności całego układu. To jest oczywiście
przykład aplikacji związanej z bezpieczeństwem funkcjonowania urządzeń i ochrony
życia ludzkiego oraz produktów znajdujących
się na linii produkcyjnej.
W wielu układach, szczególnie w tzw. aplikacjach krytycznych, w celu zabezpieczenia
funkcjonowania samego układu sterowania
stosuje się również tzw. redundancję połączeń
lub szczególnie istotnych jego elementów.
Przykładem może być rozwiązanie oferowane
przez firmę Mitsubishi Electric, w którym zastosowano zdublowanie sterowników obsługujących układy We/Wy oraz inne urządzenia
automatyki.
W tego typu aplikacjach jeden ze sterowników pełni rolę mastera – w czasie normalnej
pracy obsługuje przyłączone do siebie urządzenia. Jednocześnie jest połączony z drugim
identycznym funkcjonalnie sterownikiem
(slave), do którego przekazuje wszystkie bie-
Rysunek 3. Przykładowy system sieciowy z redundancją sterownika
Źródło: na podstawie materiałów firmy Mitsubishi Electric
żące parametry pracy. W przypadku awarii
sterownika master wszystkie jego funkcje
przejmuje w czasie rzeczywistym drugi sterownik. Z taką sytuacją mamy do czynienia
aż do momentu naprawy i ponownego włączenia sterownika nadrzędnego.
Schematycznie opisaną strukturę przedstawia rysunek 3.
Dr inż. Andrzej Ożadowicz
jest adiunktem w Katedrze Automatyki
Napędu i Urządzeń Przemysłowych
Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.
Artykuły z cyklu Akademia Robotechu
powstają w oparciu o tematykę seminarium, które odbyło się na IV Międzynarodowych Targach Produkcji i Technologii
PROTECH’08. Kolejny Robotech odbędzie
się podczas kolejnej wystawy – 18-19
listopada 2009 roku – we wrocławskiej
Hali Ludowej – Hali Stulecia. Szczegółowe
informacje znajdują się pod adresem
www.targi-protech.pl.
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
55
PRODUKTY
Advantech
B&R Automatyka Przemysłowa
ARK-4180 na ekstremalne warunki
Falowniki w ofercie B&R
Miniaturowy komputer przemysłowy ARK4180 firmy Advantech charakteryzuje się niewielkimi rozmiarami (164 x 170 x 49,2 mm)
oraz rozszerzonym zakresem temperatury pracy: od -40oC – +75oC. Opcjonalnie dostępny
jest w wersji odpornej na pył i wilgoć. W zależności od wersji ARK-4180 wyposażony jest
w bezwentylatorowy procesor Intel Celeron
600 MHz lub 1 GHz. Interfejs graficzny zapewnia zewnętrzne złącze VGA oraz 2 kanały
LVDS 36-bit.
B&R rozszerzyła ofertę produktów
związanych z technologią napędową
o falowniki. Zakres mocy nowych
urządzeń wynosi od 0,18 do 500 kW.
Falowniki stanowią uzupełnienie znanej serii serwonapędów ACOPOS. Trzy
serie o nazwie ACOPOSinverter S44,
X64 i P88 wyposażono w złącze szeregowe, X2X i POWERLINK oraz w pełni zintegrowano w oprogramowaniu
B&R Automation Studio. Dodatkową
zaletę stanowi łatwość obsługi, gdyż wszystkie parametry są przechowywane w jednostce CPU. Umożliwia to łatwe i skuteczniejsze
uruchamianie urządzeń w seryjnej produkcji. Flagowy produkt ACOPOSinverter P84 zabezpiecza przed konwersją energii hamowania
w ciepło poprzez moduł zwrotu energii do sieci lub poprzez wykorzystanie napięcia z szyny DC. Dzięki temu rozwiązanie jest niezwykle
ekonomiczne pod względem wykorzystania energii oraz kosztów.
www.csi.net.pl
www.br-automation.com
TECO
Sterowniki PLC serii TP03
Introl wprowadził do oferty nową serię
sterowników PLC marki TECO. TP03
to urządzenie do zastosowań w małych
i średnich układach sterowania. Sterownik ma 20/30/40/60 We/Wy dyskretnych z możliwością rozszerzenia do
256 We/Wy. Podstawowy czas skanu
wynosi 0,31us/krok (ANDB), 0,45
us/krok (LD). Kolejną cechą są szybkie liczniki (5-100 kHz) jedno/dwukanałowe, liczące w przód i tył z funkcją ustawienia, resetu i przerwania.
Sterownik TP03 dysponuje poza tym szybkimi portami komunikacyjnymi,
wbudowanym zegarem czasu rzeczywistego (RTC) i tranzystorowym wyjściem
PWM. Korzysta z przełącznika RUN/STOP, dwóch zintegrowanych zewnętrznie potencjometrów na jednostce głównej oraz pamięci typu EEPROM.
www.introl.pl
Advantech
Panel operatorski TPC-1770H
Komputer TPC-1770H wyposażony jest w procesor
mobilny Intel Celeron M 1,0 GHz oraz 512 MB pamięci DDR2 SDRAM. Panel dysponuje 17-calowym
wyświetlaczem SXGA TFT LCD o maksymalnej
rozdzielczości 1280 x 1024 i jasności 300 cd/m2
oraz rezystancyjny ekran dotykowy o zwiększonej
trwałości. Wymiana danych pomiędzy komputerem
a urządzeniami współpracującymi może odbywać
się poprzez: 3 porty szeregowe RS-232, dwa złącza LAN 10/100/1000 BaseT, Audio, 4 porty USB
2.0 i 2 porty PS/2. TPC-1770H ma zintegrowaną
w chipsecie Intel 915 GME kartę graficzną.
Panel można wyposażyć w dysk twardy 2,5" SATA lub przemysłową kartę
CompactFlash w zastępstwie bardziej awaryjnych dysków wirujących. TPC1770H ma aluminiowy front zabezpieczony przed zapyleniem i wilgocią na
poziomie IP-65. Komputer ten może być zasilany ze źródła napięcia stałego
18-32 V DC lub poprzez opcjonalny, specjalnie dedykowany, zewnętrzny zasilacz AC-DC, 110/240 V AC 50/60 Hz. Producent udostępnia sterowniki
dla systemów operacyjnych Windows Vista/2000/XP. Dostępne są też przeinstalowane systemy operacyjne Windows CE i Windows XP Embedded.
TPC-1770H jest dedykowany do aplikacji przemysłowych, takich jak: systemy sterowania i wizualizacji, jako interfejs HMI w systemach opartych
na sterownikach PLC. Komputer można również zastosować jako graficzną
stację operatorską do sterowania i nadzoru nad procesem, która pracuje na
rozbudowanych bazach danych – na przykład w przemyśle chemicznym czy
spożywczym. Dystrybutorem urządzenia na polskim rynku jest CSI Computer
Systems for Industry.
www.csi.net.pl
SSA
ul. Jedności 10
41-208 Sosnowiec
tel. +32 298 55 05
fax. +32 298 00 83
e-mail: [email protected]
www.ssa.pl
PRODUKTY
Fluke
Rockwell Automation
Laserowe dalmierze 416D i 411D
Sterownik bezpieczeństwa SmartGuard 600
W ofercie Eltron – polskiego dystrybutora produktów Fluke – pojawiły się profesjonalne dalmierze
tej marki do laserowego pomiaru odległości. Oba
modele, 411D oraz 416D, dzięki niewielkim rozmiarom, mieszczą się w kieszeni. Zakres ich pracy wynosi 30 m (411D) lub 60 m (416D). Przy
większych odległościach należy
użyć płyty celowniczej. Dokładność wynosi (odpowiednio) ±3
mm oraz ±1,5 mm, zaś czas
pracy baterii od 3 000 do 5 000
odczytów. Waga urządzeń wynosi 0,150 kg i 0,110 kg. Model
416D przechowuje w pamięci
do 10 pomiarów. Oba dalmierze
Fluke automatycznie wyłączają
się po 180 sekundach. Okres
gwarancji wynosi 2 lata.
Sterownik bezpieczeństwa SmartGuard 600 ma 16 wejść, osiem
półprzewodnikowych wyjść i cztery
konfigurowalne wyjścia do podłączenia lampki sygnalizującej czasowe wyłączenie zabezpieczeń. System
bezpieczeństwa można rozszerzyć
o maksymalnie 32 bezpieczne moduły wejścia i wyjścia poprzez zintegrowany interfejs DeviceNet. Te
moduły Guard IO zaprojektowane
są do zastosowania w szafach sterowniczych (IP20) lub bezpośrednio na maszynie (IP67). Zależnie
od zastosowania do wejść i wyjść można podłączyć szeroki zakres
komponentów systemu bezpieczeństwa, w celu dalszego przetwarzania w sterowniku SmartGuard 600. Do tych komponentów
można zaliczyć: wyłączniki i czujniki bezpieczeństwa, wyłączniki
awaryjne, kurtyny świetlne lub skanery laserowe.
www.eltron.pl
www.rockwellautomation.pl
PRODUKTY
GE Fanuc Intelligent Platforms
Mitsubishi Electric
Rejestrator sekwencji w kontrolerach
PACSystems
FR-D700 – nowa kompaktowa
przetwornica
ASTOR, polski dystrybutor GE Fanuc Intelligent Platforms, poinformował o pojawieniu się
nowego rozwiązania dla
systemów sterowania
opartych na kontrolerach serii PACSystems.
Rozwiązanie nosi nazwę Sequence of Events
(SOE) i służy do rejestracji sekwencji bardzo szybkich
zdarzeń, które miały miejsce w systemie podczas jego
zatrzymania. Rejestrator dostępny jest w postaci specjalnych pakietów oprogramowania i dokumentacji do
pobrania ze strony producenta.
Rejestracja danych o zdarzeniach jest kluczową
funkcją w systemach bezpieczeństwa oraz aplikacjach
sterujących krytycznymi procesami przemysłowymi.
SOE pozwala użytkownikom na analizę zmian stanów
występujących w kontrolowanym procesie, a także na
precyzyjne, z dokładnością do milisekund ustalenie kolejności występowania zdarzeń. Funkcję przewidziano
dla kontrolerów PACSystems RX7i oraz RX3i w postaci pakietu programów i dokumentacji do pobrania ze
strony www.gefanuc.com/support/appliedsolutions.
W ofercie Mitsubishi Electric pojawiła się kompaktowa
przetwornica FR-D700. Charakteryzuje się nieskomplikowaną i szybką nastawą, funkcjami zwiększającymi
oszczędność energii oraz wbudowanym pokrętłem cyfrowym. Seria została wyposażona w wiele nowych funkcji,
takich jak: kontrolowane i zatrzymanie napędu po odcięciu zasilania, automatyczne wznowienie pracy po wystąpieniu błędu lub alarmu z określonej przez użytkownika
grupy, wznowienie pracy po zaniku i przywróceniu zasilania z poszukiwaniem częstotliwości, rozbudowane funkcje zapobiegania utknięciu (automatyczny dobór szybkości narastania częstotliwości).
Przydatna jest także funkcja zapobiegania regeneracji, funkcja „traverse” dla aplikacji cyklicznie powtarzalnych i badanie żywotności poszczególnych komponentów (timer
konserwacji). Dodatkowo
funkcja zablokowania dostępu do parametrów hasłem zwiększa bezpieczeństwo obsługi maszyny.
Dystrybutorem urządzeń
Mitsubishi Electric na polskim rynku jest MPL Technology.
www.astor.com.pl
ASEM
Terminal operatorski HMI600
Nowy terminal operatorski HMI600 firmy ASEM oferuje
zintegrowany Web-serwer, datalogger oparty o DB XML
i ADOCE i obsługę SQL Serwer dla Windows CE. Dzięki
takim parametrom, jak pamięć RAM rozszerzalna do 1
GB i obsługa do 256 tysięcy kolorów przy rozdzielczości
800x600 pixeli, HMI600 pozwala wykorzystać w systemach typu SCADA wysokiej
jakości grafikę.
HMI600
wykorzystuję tę samą platformę
programową, która używana jest w środowisku
przemysłowych PC ASEM.
Oznacza to, że ten sam projekt może być bez jakichkolwiek modyfikacji przeniesiony
www.mpl.pl
na każdy komputer ASEM wyposażony w Premium HMI
lub Premium HMI Plus oraz system operacyjny Windows
XP lub XP Embedded. Urządzenie posiada obudowę
z aluminiowym panelem przednim, na który został wyprowadzony port USB 2.0 zabezpieczony gumową zaślepką (IP65). Terminal wyposażony jest w dotykowy ekran
LCD, w trzech wielkościach przekątnych: 6.5” (rozdzielczość VGA, 256 tys. kolorów) , 8.4” i 12.1” (SVGA, 256
tys. kolorów).
HMI600 dysponuje wbudowanymi portami komunikacyjnymi: Ethernet 10/100 Mbit/s, RS 232, 232/422/485
oraz trzema USB 2.0. Opcjonalnie możliwe jest zamówienie wersji z portem Ethernet WIFI 802.11b/g/n.
Wyłącznym dystrybutorem urządzenia w Polsce jest
Sabur.
www.sabur.com.pl
Więcej Produktów na:
www.controlengpolska.com
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
59
WYDARZENIA
XIII Szkoła Analizy Modalnej
SAM:
im starsza,
tym lepsza
Analiza modalna to obecnie jedna z najpowszechniejszych metod
stosowanych do badania własności urządzeń mechanicznych.
Na początku grudnia 2008 r. była przedmiotem rozważań
uczestników konferencji naukowej w Katedrze Robotyki
i Mechatroniki Akademii Górniczo-Hutniczej.
brady XIII Szkoły Analizy Modalnej
– po raz pierwszy w wydaniu międzynarodowym – tradycyjnie rozpoczął
prof. dr hab. inż. Tadeusz Uhl (na zdj. ).
Następnie wygłoszono blisko 30 referatów, w których poruszano problematykę najnowszych metod
zastosowania analizy modalnej oraz narzędzi i systemów, które służą na co dzień do monitorowania
urządzeń. Analiza modalna określa ich parametry
i umożliwia przewidywanie zachowania obiektów
w warunkach zaburzenia równowagi działania. Pozwala również na zastosowanie dla celów modyfikacji i diagnostyki stanu konstrukcji, weryfikacji modeli
maszyn i systemów sterowania oraz szeroko rozumianej diagnostyki stanu maszyn.
W tegorocznej konferencji uczestniczyli wybitni
specjaliści z najlepszych ośrodków naukowo-badawczych w Polsce, ale również przedstawiciele
przemysłu, którzy coraz chętniej biorą udział w tego
rodzaju spotkaniach naukowych. Tym samym konferencja bardzo dobrze wpasowała się ze swoją
formułą w trend tworzenia swoistego pomostu pomiędzy nauką a przemysłem.
XIII Szkoła Analizy Modalnej stanowiła forum wymiany myśli technicznej specjalistów z zakresu:
metod teoretycznej i eksperymentalnej analizy
modalnej,
O
60
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
identyfikacji modeli dynamiki układów dyskretnych i ciągłych,
weryfikacji i dostrajania modeli elementów skończonych,
zastosowania analizy modalnej w diagnostyce,
do oceny trwałości konstrukcji, wykrywania i lokalizacji uszkodzeń, rozwiązywania problemów
z zakresu drgań i hałasu, modyfikacji własności
konstrukcji, oraz innych z nimi związanych zagadnień.
W ocenie uczestników z roku na rok materiały
przedstawiane podczas Szkoły osiągają coraz wyższy poziom zarówno techniczny, jak i merytoryczny.
Także w 2009 roku można z całą pewnością spodziewać się przedstawienia kolejnych, ciekawych
aplikacji związanych z najbardziej innowacyjnymi
technologiami.
Głównym organizatorem konferencji była firma
Innowacja Polska, spółka z Grupy Energocontrol.
Patronat honorowy nad konferencją objął rektor
Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, natomiast
opiekę merytoryczną sprawowała Katedra Robotyki
i Mechatroniki AGH, którą kieruje prof. Tadeusz Uhl.
Redakcja Control Engineering Polska objęła konferencję patronatem medialnym.
Krzysztof Pietrusewicz
Więcej Wydarzeń na:
www.controlengpolska.com
Hannover Messe 2009
Święto techniki
ramach zbliżającej się wystawy Hannover Messe zorganizowanych zostanie trzynaście międzynarodowych targów branżowych. Wydarzenie odbędzie się
w dniach 20–24 kwietnia br. Tematyką obejmie wszystkie sektory
przemysłu. Głównym zagadnieniem będzie efektywność energetyczna procesów przemysłowych. Partnerem tegorocznej wystawy
jest Korea. W targach ma wziąć udział kilkudziesięciu wystawców
z Polski (m.in.: Centrum Produkcyjne Pneumatyki Prema, PonarWadowice i Relpol).
W programie Hannover Messe znajdą się następujące imprezy
branżowe: INTERKAMA+, Factory Automation, Industrial Building
Automation, Digital Factory, Subcontracting, Energy, Power Plant
Technology, MicroTechnology oraz Research & Technology. Dodatkowo w 2009 roku zorganizowane zostaną targi: Motion, Drive
& Automation, SurfaceTechnology, ComVac oraz premierowa impreza WIND dotycząca pozyskiwania energii z tzw. źródeł odnawialnych.
W
Po raz kolejny przewidziano inicjatywę TectoYou, która ma na
celu zainteresowanie młodych ludzi karierą w zawodach technicznych. Z myślą o nich zorganizowane zostaną specjalne wycieczki
tematyczne z przewodnikiem.
Goście Hannover Messe 2009 będą mogli wziąć udział w niemal dwóch tysiącach kongresów, forów dyskusyjnych, seminariów
i warsztatów prowadzonych przez ekspertów z całego świata.
Tomasz Gołębiowski
31 marca – 3 kwietnia
2009
WARSZAWA
AUTOMATICON ® 2009
AUTOMATYKA POMIARY ELEKTRONIKA
XV Miêdzynarodowe Targi Automatyki i Pomiarów
Wstê
Biuro targów
Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa
tel. 022 874 01 50, 874 02 30; fax 022 874 01 49
e-mail: [email protected] www.automaticon.pl
L o k a l i z a c j a
t a r g ó w :
E X P O
Organizatorzy targów
p wol
ny
Przemys³owy Instytut
Automatyki i Pomiarów
Sp. z o.o.
X X I ,
W a r s z a w a ,
u l .
P r ¹ d z y ñ s k i e g o
1 2 / 1 4
ROZMOWA Z...
W stronę
mniejszego odbiorcy
Control Engineering Polska rozmawia z Hedwigiem Maesem, dyrektorem sprzedaży
i marketingu Rockwell Automation w regionie EMEA.
CE Polska: Rockwell Automation na rynku europejskim koncentruje się przede wszystkim na współpracy z klientami w branży spożywczej oraz motoryzacyjnej. Tymczasem kryzys w pierwszej kolejności
dotknął właśnie zakłady produkujące samochody.
Jak zamierzacie sobie z tym poradzić?
Hedwig Maes: Oczywiście dostrzegamy spowolnienie i widzimy, że wydarzenia rozwijają sie w mało
sprzyjającym kierunku. Niemniej obecny kryzys nie
potrwa wiecznie. Mam nadzieję, że przemysł powróci na ścieżkę wzrostu za rok lub dwa. Tyle czasu mają
nasi klienci na przemyślenie strategii oraz inwestycje
w nowe rozwiązania, które zwiększą ich wydajność
w przyszłości. Okres stagnacji to najlepszy moment
na takie decyzje.
CE Polska: Polska gospodarka, pomimo przejściowych problemów, rozwija się szybciej niż gospodarki
państw Europy zachodniej. Czy w związku z tym nasz
kraj stanowić będzie coraz ważniejszy element strategii Rockwell Auttomation w tym regionie świata?
CE Polska: Wyjątkowo zła sytuacja europejskiego
przemysłu skłoniła Rockwell Automation do redukcji zatrudnienia o kilkaset osób. Czy restrukturyzacja
dotyczy też polskiego oddziału?
Hedwig Maes: Trudno mówić o zwolnieniach
w czasie, gdy wciąż rozwijamy działalność. Przykładowo: w listopadzie 2008 roku w naszej katowickiej
fabryce ruszyła produkcja nowych typów urządzeń,
a wkrótce w polskiej fabryce zaczniemy wytwarzać
napędy średniego napięcia. W tej sytuacji nie możemy pozwolić sobie na ograniczenie wydajności.
Kiedy sytuacja w europejskim przemyśle ustabilizuje się, będziemy musieli szybko odpowiedzieć na
rosnące oczekiwania klientów, którzy powrócą do
wzmożonej aktywności.
62
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
Hedwig Maes: Zacznę od tego, że cała Europa
w obecnym czasie zajmuje wyjątkową rolę w naszej
strategii. Z danych za miniony rok fiskalny wynika,
że po raz pierwszy w historii Rockwell Automation
ponad 50% przychodów firmy pochodziło spoza
Stanów Zjednoczonych. Na rynki europejskie przypada już 23% całej sprzedaży, podczas gdy jeszcze
trzy lata temu było to 18%. Polska jest zaliczana do
państw szybko rozwijających się, co stanowi dodatkowy atut na tym bardzo korzystnym tle. Drugim
jest możliwość pozyskiwania utalentowanej i dobrze
wyedukowanej kadry, o którą często trudno w wielu
innych regionach świata.
CE Polska: Z czasem będzie to jednak coraz droższa kadra. Koszty pracy będą rosły pewniej wolniej
ROZMOWA Z...
niż w ostatnich latach, ale to nieuniknione. Czy za
kilka lat nie okaże się, że warto przenieść fabrykę na
Wschód?
Hedwig Maes: Rzeczywiście, koszty pracy w tym
regionie Europy będą rosły bardzo szybko. Jednak
podstawową kwestią z naszego punktu widzenia jest
wiedza, profesjonalizm i znajomość języków obcych.
Z tego względu niskie płace nie powinny być kluczem do inwestycji w Polsce. O tym, że nie chodzi
nam o tanią siłę roboczą do prostego montażu części, świadczy fakt, że w katowickiej fabryce prowadzimy Centrum Rozwoju Oprogramowania.
CE Polska: Podczas niedawnych targów Automation Fair szczególnie mocno promowaliście nowe
funkcjonalności systemu Architektury Zintegrowanej
oraz pakietu FactoryTalk. Tego typu rozwiązania są
niezwykle korzystne z punktu widzenia dużych użytkowników. Jednak większość polskich zakładów
przemysłowych to zwykle niewielkie firmy. Czy macie
strategię dotarcia również do takich firm?
Hedwig Maes: Rzeczywiście muszę przyznać, że
nasze produkty kierowaliśmy przede wszystkim do
największych odbiorców. To zresztą logiczne, bo
zintegrowana architektura pozwala między innymi
stworzyć dobrze działającą sieć wielu zakładów,
położonych często w różnych krajach. A taki rodzaj
działalności prowadzą czołowe światowe koncerny, które są naszymi głównymi klientami. Jednak
z czasem zaczęliśmy coraz bardziej kształtować
ofertę pod potrzeby mniejszych klientów. To dla nich
stworzyliśmy serię sterowników CompactLogix oraz
MicroLogix z funkcjami zapewniającymi łatwą implementację. Zapewniam, że nasze postrzeganie rynku
i jego potrzeb zaczęło się zmieniać. Warto podkreślić,
że mniejsze zakłady, które się z nami wiążą, mogą
mieć pewność, że kiedy ich potrzeby będą rosnąć,
będziemy umieli na nie odpowiedzieć.
CE Polska: A czy są jakie konkretne plany rozwoju
w segmencie mniejszych firm? Czy możemy podać
jakieś liczby?
Hedwig Maes: Moge tylko powiedzieć, że w ciągu
kilku najbliższych lat odsetek obrotów ze sprzedaży do mniejszych zakładów powinien zauważalnie
wzrosnąć. Oczywiście nie będzie to łatwe, gdyż
każdy kraj ma swoją specyfikę. Przykładowo: polscy
klienci preferują współpracę z lokalnymi dostawcami
ze względu na wspólny język i zwyczaje. W innych
regionach Europy bywa zupełnie na odwrót. Potrze-
ba czasu, aby zorientować się w potrzebach i oczekiwaniach klientów w poszczególnych regionach.
Łatwiej robić interesy w Stanach, gdzie jest ogromny,
jednolity rynek, niż w Europie rozbitej na wiele małych, bardzo różnych krajów.
CE Polska: Rockwell jest wciąż w tyle za europejskimi producentami, którzy są na tym rynku od wielu lat.
Jak to zmienić?
W ciągu kilku najbliższych lat odsetek obrotów
ze sprzedaży do mniejszych zakładów
powinien zauważalnie wzrosnąć.
Hedwig Maes: Przede wszystkim chciałbym podkreślić, że w Europie mamy silniejszą pozycję, niż
mogłoby się wydawać. Według najnowszych badań
ARC Rockwell Automation zajmuje w tej części świata
drugie miejsce w segmencie sterowania. Nasza strategia na kolejne lata to szerokie portfolio produktów,
które będą zintegrowane w jeszcze większym stopniu
niż poprzednio. Nowe funkcje i możliwości FactoryTalk Archestra oraz Integrated Architecture będą krok
po kroku budować naszą przewagę konkurencyjną.
Oferujemy produkty, które odpowiadają na wszystkie
potrzeby procesu produkcyjnego, dotyczące sterowania, napędów, komunikacji i in. Współpracujemy
z najlepszymi światowymi dostawcami, dzięki czemu
oferujemy klientom sprawdzone, konkurencyjne cenowo produkty działające w najbardziej popularnych
standardach. Warto podkreslić, że Integrated Architecture była tworzona w dużym stopniu na podstawie rozmów z europejskimi odbiorcami.
CE Polska: W tym roku przejęliście kilka znaczących
firm – między innymi Pavillion Technologies, część
Cedesu, a także nawiązaliście współpracę z Dassault
Systemes. Czego możemy spodziewać się w kolejnych latach? W jakich segmentach rynku będziecie
szczególnie aktywni?
Hedwig Maes: Coraz większą rolę na rynku szeroko
rozumianej automatyki pełni oprogramowanie. A zatem z całą pewnością będziemy rozwijali się w tym
kierunku. Oczywiście cały czas będziemy szukali
interesujących nisz technologicznych. Każdy, kto
obserwuje dotychczasowe akwizycje Rockwell Automation, dostrzega, co nas interesuje. Nadal będziemy kontynuować rozwój w tych właśnie kierunkach.
Rozmawiał: Tomasz Gołębiowski
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
63
Giełda Control Engineering Polska
Giełda Control Engineering Polska
64
●
LUTY 2009 CONTROL ENGINEERING POLSKA
●
www.controlengpolska.com
Giełda Control Engineering Polska
Giełda Control Engineering Polska
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
65
Aby zamówić lub zaktualizować prenumeratę
prosimy wypełnić poniższy formularz zgłoszeniowy
oraz odesłać go na adres redakcji:
Trade Media International Holdings sp. z o.o.,
ul. Wita Stwosza 59 a, 02-661 Warszawa
lub faksem na numer: 0 22 899 29 48.
W razie pytań lub wątpliwości
prosimy o kontakt: 0 22 852 44 15
Numer:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kod pocztowy:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Miasto:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Województwo:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Telefon:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fax:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
E-mail:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Imię:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Nazwisko:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Stanowisko:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Nazwa firmy:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dział:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ulica:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Do jakiej branży należy główny produkt lub
usługa wytwarzany w Pani/Pana zakładzie pracy?
Produkcyjne gałęzie przemysłu:
q przemysł spożywczy
q przemysł maszynowy
q przemysł tekstylny
q przemysł celulozowo-papierniczy
q przemysł petrochemiczny
q przemysł rafineryjny
q przemysł chemiczny
q przemysł farmaceutyczny
q przemysł elektryczny
q przemysł metalurgiczny
q przemysł komputerowy
q przemysł elektroniczny
q przemysł medyczny
q przemysł lotniczy
q inna (prosimy wpisać jaka?)
Nieprodukcyjne gałęzie przemysłu:
q górnictwo
q usługi komunalne
q inżynieria, integracja systemów
q usługi naukowo-badawcze
q przetwarzanie danych i usługi związane
z oprogramowaniem
q rząd i wojsko
q inna (prosimy wpisać jaka):..........................
Jaki jest rodzaj wykonywanej przez Panią/Pana
pracy?
q
q
Integracja systemów, konsultacje
Inżynieria produkcji, procesu, wytwarzania
q
q
q
q
q
q
q
q
Adres dostawy (prosimy wypełnić jeżeli adres dostawy
czasopisma jest inny niż adres firmy):
Ulica:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Numer:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kod pocztowy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Miasto:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Telefon:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Inżynieria sterowania
Kontrola jakości, standardów
Projektant produktów
Projektowanie systemów
Utrzymanie Ruchu
Zarządzanie
Inna inżynieria, włączając projektowanie,
programowanie, elektronikę, elektrykę
Inny (prosimy wpisać jaki):..........................
Prenumerata realizowana jest
od kolejnego wydania czasopisma
Czy jest Pani/Pan zaangażowana/ny
w integrację systemów?
q Tak
q Nie
Ile wydaliście Państwo (w PLN) w latach
2006-2007 na inwestycje w produkty
oraz systemy automatyki i sterowania
w procesach produkcyjnych:
q powyżej 1 mln
q 500001- 1 mln
q 100001- 500 000
q poniżej 100000
Jaka jest przybliżona liczba pracowników
w Państwa firmie:
q poniżej 30 pracowników
q 31 -100 pracowników
q 100-301 pracowników
q 301-700 pracowników
q powyżej 700 pracowników
Które z poniższych magazynów Pan/Pani czyta?
q Napędy i Sterowanie
q Elektro Systemy
q Elektronik
q Inżynieria & Utrzymanie Ruchu
Zakładów Przemysłowych
q PAR
Iloma osobami Pan/i zarządza?
q 16 lub więcej
q 6-15
q 1-5
q nie zarządzam
Z jakiego źródła dowiedział/a się Pan/i
o Control Engineering Polska?
q egzemplarz magazynu przesłany pocztą
q informacje przesłane e-mailem
q z magazynu otrzymanego na targach
q z reklamy (prosimy podać źródło) ..................................
q inne źródło (prosimy podać jakie) ..................................
q
q
Które z wymienionych produktów i systemów
Pani/Pan rekomenduje, dokonuje specyfikacji
bądź też kupuje? (prosimy zaznaczyć wszystkie,
które odpowiadają)
q Czujniki i przekaźniki
q Czujniki i regulatory
q Interfejs Człowiek-Maszyna
q Łączniki, przewody, kable
q Oprogramowanie
q Panele sterowania, sygnalizacji, blokad
q PLC
q Przekaźniki, wyłączniki, regulatory czasu
q Rejestratory
q Silniki i napędy
q Sprzęt komputerowy
q Systemy kontroli ruchu
q Systemy mocy
q Systemy sterowania
q Systemy wbudowane
q
q
q
q
Zamów bezpłatną
prenumeratę magazynu
Zawory, aparaty
Inne(prosimy opisać jakie):..........................
Systemy wizyjne
Który z poniższych działów/departamentów
w Państwa firmie jest odpowiedzialny
za implementacje, wsparcie i utrzymanie
automatyki, przetwarzanie danych
oraz komunikację?
q Dział Automatyki
q Dział IT
q Wspólnie dział automatyki i dział IT
q Inny(prosimy wpisać jaki?) ..........................
Urządzenia analityczne
Urządzenia do pozyskiwania danych
Urządzenia testujące i kalibrujące
Czy jest Pan/i częścią tego zespołu?
q Tak
q Nie
Zgodnie z ustawą z dnia 29 sierpnia 1997 r. o ochronie danych
osobowych (Dz. U. Nr 133, poz. 883) wypełniając ten formularz
wyrażasz zgodę na przetwarzane Twoich danych osobowych
i wykorzystywanie ich tylko do wewnętrznych celów statystycznych
i marketingowych. Jednocześnie masz prawo wglądu do swoich
danych, ich poprawienia lub usunięcia. Administratorem danych
osobowych jest Trade Media International sp.z o.o.
Tak, wyrażam zgodę
Data..........................
Podpis:...........................
Nasi Reklamodawcy
Firma
strona
Astor sp. z o.o.
31
Balluff sp. z o.o.
7
Elmark Automatyka sp. z o.o.
Eltron
Endress+Hauser Polska sp. z o.o
Multiprojekt Elzbieta Góral
25
5
IV okładka, insert
64
www
telefon
www.astor.com.pl
(12) 428 63 71
www.balluff.pl
(71) 338 49 29
www.elmark.com.pl
(22) 773 79 37
www.eltron.pl
(71) 343 97 55
www.pl.endress.com
(71) 780 37 00
www.multiprojekt.com.pl
(12) 413 90 58
www.pepperl-fuchs.pl
(22) 398 81 25
Pepperl+Fuchs sp. z o.o.
II okładka
Phoenix Contact sp. z o.o.
14, 15
www.phoenixcontact.pl
(71) 39 80 450
Siemens sp. z o.o.
36, 37
www.siemens.pl/czujniki
(22) 870 89 60
www.ssa.pl
(32) 298 55 05
www.turck.pl
(77) 443 48 00
www.videojet.pl
(22) 720 52 58
www.wobit.com.pl
(61) 835 06 20
SSA
Turck sp. z o.o.
Videojet Technologies sp. z o.o.
Wobit Witold Ober
57
9
III okładka
65
PODSTAW
WRACAJĄC DO...
Regulatory dla wielu zmiennych
Rywalizacja oczekiwań
O
dmienność tradycyjnych układów
regulatorów z jednym wyjściem
w porównaniu z regulatorami dla
wielu zmiennych polega na tym,
że potrafią regulować więcej niż jedną zmienną procesową jednocześnie. Wykorzystują przy
tym więcej niż jeden układ wykonawczy.
Takie działanie może być trudne do przeprowadzenia w sytuacji, gdy każdy układ
wykonawczy oddziałuje na więcej niż jedną zmienną procesową. W przypadku gdy
interakcje pomiędzy układami wykonawczymi a zmiennymi procesowymi mogą być
określone ilościowo, regulator może określić wydatek potrzebny do regulacji. A zatem wymagany do prowadzenia wszystkich
zmiennych procesowych równocześnie przez
odpowiednie dla nich punkty odpowiadające
wartościom zadanym.
Dla przykładu: w systemach ogrzewania,
wentylacji oraz klimatyzacji, odpowiedzialnych za utrzymanie w określonej przestrzeni
temperatury i wilgotności, można odnaleźć
połączone ze sobą zmienne procesowe. Zachodzi wówczas sytuacja równoczesnego zwiększania się lub zmniejszania się ich wartości.
Dzieje się tak, gdyż na przykład kondensacja
nadmiaru wilgotności poza powietrzem wymaga chłodzenia, a zwiększenie wilgotności powietrza wymaga wprowadzenia gorącej pary.
Sztuka polega na tym, aby chłodzić powietrze
i dodawać parę w odpowiednim stosunku.
Niestety, połączenie idealnych kombinacji
wymaga matematycznego modelu znacznie
bardziej skomplikowanego, niż podstawowy
używany w pętli PID. Temperatura i wilgotność mogą nie być właściwie regulowane przez
dwa niezależne regulatory pracujące równolegle. Każdy z nich powinien wiedzieć, co robi
drugi. W przeciwnym przypadku każda próba skorygowania temperatury będzie zaburzać wilgotność, co z kolei zainicjuje korekcję
wilgotności, a to znów zaburzy temperaturę.
Brak skoordynowanych wysiłków spowoduje
ostatecznie podjęcie cyklicznej, niekończącej
się wzajemnej walki przez oba regulatory.
Inżynierowie z NASA wskazują podobny
problem z zachowaniem systemu kontroli
dla ich pierwszych statków kosmicznych.
Próbowano wówczas regulować pułap, kurs
i obrót za pomocą trzech niezależnych pętli regulacji. Ale ponieważ pułap wpływa na
kurs, a kurs determinuje obrót, praca każdego regulatora wymuszała pracę pozostałych
dwóch. Rywalizujące regulatory kończyły na
tym, że wyczerpywały nadmiernie ilości cennego paliwa przy każdym manewrze.
Jednoczesna regulacja statku kosmicznego: kursu,
pułapu i obrotu, była jedną z najwcześniejszych
aplikacji w teorii regulatorów wielowejściowych.
Źródło: Control Engineering
Do rozwiązania problemu zastosowano
wiedzę matematyczną – algebrę liniową.
Może być użyta do ilościowego określenia
i kompensacji interakcji pomiędzy wieloma
układami wykonawczymi i zmiennymi procesowymi. Wyniki – przy zastosowaniu techniki jednoczesnej regulacji wielu zmiennych
– bazujące na podstawach algebry liniowej,
zostały potwierdzone w czasie ponad 40 lat
praktyki. Niewiele tego typu rozwiązań zostało wdrożonych poza statkami kosmicznymi, a mianowicie w przemyśle petrochemicznym i energetyce. Powodem tego jest fakt,
www.controlengpolska.com
●
CONTROL ENGINEERING POLSKA LUTY 2009
●
67
WRACAJĄC DO PODSTAW
że rozwiązania takie są zwyczajowo skomplikowane. Pomimo tego, że włożony wysiłek
jest opłacalny, kiedy połączone zmienne procesowe są problematyczne.
Pozostałe korzyści
Regulatory wielu zmiennych mogą nie tylko
koordynować wysiłki wielu układów wykonawczych działających równocześnie. Są także w stanie optymalizować i ograniczać całościowy problem regulacji. W przypadku gdy
pożądany rezultat może być osiągnięty przy
więcej niż jednej kombinacji nastaw poszczególnych regulatorów, sterownik optymalizujący może selekcjonować kombinację, która
odznaczać się będzie minimalną wartością
kosztów zdefiniowanych przez użytkownika.
Należy do nich poczucie dyskomfortu przez
osoby znajdujące się w pokoju lub zbiorczy
rozmiar zapotrzebowania rakiety na paliwo.
Z drugiej jednak strony może się okazać,
że optymalny wydatek regulacji będzie wymagał niemożliwych do osiągnięcia pozycji
układu wykonawczego. Możliwe są także
nadmiernie wysokie bądź niskie wartości
dla każdej ze zmiennych procesowych. Sterownik ograniczający może wybrać wówczas
najlepszą kombinację wydatku regulacji, co
pozwoli osiągnąć pożądane rezultaty z pominięciem wspomnianych ograniczeń. Zarządzanie ograniczeniami tworzy oparte na
algebrze liniowej wielowartościowe regulatory, szczególnie przydatne w przemyśle petrochemicznym. A zatem tam, gdzie największe
dochody są osiągane, kiedy proces przebiega
ze wszystkimi warunkami pracy przy maksymalnie dozwolonych wartościach.
Vance VanDoren
Artykuł pod redakcją
Krzysztofa Jaroszewskiego, adiunkta
w Zakładzie Automatyki
Instytutu Automatyki Przemysłowej
na Wydziale Elektrycznym
Politechniki Szczecińskiej

Podobne dokumenty