pobierz (PDF, 6.7 MByte) - Control Engineering Polska
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 [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